HSPD
HSPD：High-Speed Packet Data高速分組數據相關知識
本文介紹了關於高速分組數據接入網設備的無線部分、接口部分及安全部分測試要求。
CDMA技術從IS95A發展成為IS95B，再發展至cdma1x，直至3G技術的一種——HRPD（HighRatePacketData）技術，也就是所謂的EV-DO技術，一直是人們關注的焦點。HRPD和EV-DO指的是同一種技術，只是用了不一樣的縮寫，都是指在CDMA技術基礎上發展的具有高速數據業務能力的一種新技術。
由於具體的3G的行業標準還沒有發布，所以目前HRPDAN的測試依據的是國際標準——3GPP2C.S0032，目前最新的版本分別是release0的V2.0和releaseA的V1.0。兩個版本的主要區別在於前者是基於HRPDreleaseO的，前向支持的峰值數據速率為2.4Mbit/s，反向支持的峰值數據速率為153.6kbit/s；後者是基於HRPDreleaseA的，前向支持的峰值數據速率為3.1Mbit/s，反向支持的峰值數據速率為1.8Mbit/s。目前全球商用的網路使用的均是基於HRPDrelease0的，基於HRPDreleaseA的商用網路可能會在2006年下半年或者2007年推出，所以本文介紹的重點是基於HRPDrelease0的接入網的測試。
1、射頻部分
C.S0032中主要規定的測試是針對各層的測試，主要包含物理層、MAC層、安全層、連線層、會話層、流層、套用層測試，以及A接口測試和環境適應性測試。
物理層的測試分為接收機測試和發射機測試。接收機測試包含的項目有頻率要求、接入試探捕獲、反向業務信道解調、接收機性能、雜散要求、接收機接收信號指示（RSQI），發射機測試包含頻率要求、調製要求、輸出功率要求、雜散要求。其中，頻率要求和雜散要求是發射機和接收機共同的要求。頻率要求列出了接入網應該工作的頻段範圍，也就是各國可以為HRPD分配的頻段，一共有12個選擇，目前國內比較可能採用的是頻段類別O和頻段類別6，分別對應的是800MHz和2GHz。雜散要求的是接入網設備在其發射和接收帶外的發射雜散信號的大小，對不同的頻段有不同的要求，以防止接入網設備在其帶外對其它設備有過大的干擾。
接收機測試中的接入試探捕獲是在規定接收導頻Ec/Io和數據Eb/Nt下，測量接入探針成功捕獲的機率；分為3個測試，AWGN環境和兩種多徑環境——100km/h、3徑和3km/h、1徑。反向業務信道解調測試檢驗AWGN和衰落條件下反向業務信道的解調性能，包括反向業務信道每個組成信道的解調性能，因此，包含數據信道、DRC信道和ACK信道的測試及其標準。圖1畫出了接入網多徑衰落條件下解調性能測試方框圖，其它的測試連線基本與此相同，僅有部分儀表的替換。數據信道解調性能測試情況如表1所示，分別在6種情況下驗證解調能力。DRC信道解調性能在表1的2、3、4、5四種情況下驗證，ACK信道解調性能在表1的2、3、4、5四種情況下驗證。通過以上測試，驗證了接入網在實際運行中碰到的種種干擾無線環境下業務的運行能力，保證數據正確高速的傳輸。接收機靈敏度、接收機動態範圍、單頻抗擾度、互調雜散回響抑制、鄰道選擇性、接收機阻塞特性。接收機靈敏度是在反向數據信道PER保持在1%的情況下，在扇區RF輸入連線埠處測量到的最小接收功率。接收機動態範圍是指扇區RF輸入口處的輸入功率範圍（其低端限值為靈敏度測試中的電平值，其高端限值為保持1%的PER條件下每個RF輸入連線埠的最大總功率），在該範圍內PER不應超過規定限值。餘下的4項測試均是驗證在存在不同的干擾信號下，接入網在指配信道頻率接收HRPD信號能力的量度。干擾信號分別為CW信號和HRPD信號，4項測試分別是在不同的頻偏、不同的信號強度組合下的驗證接收機能力是否滿足標準要求。信號質量定義為信號與噪聲之比Eb/NtoEb代表每數據信道比特能量，Nt是指在CDMA信道頻寬中所接收的噪聲加干擾的總功率譜密度。通過把來自多徑部分的單個Eb/Nt加在一起的方式計算出信號質量。RSQI應以6bit無符號整數形式上報，其測量結果用於比較不同扇區之間的信號強度，是切換過程中所需的一個重要參數。
表1數據信道解調性能測試情況
圖1接入網多徑衰落條件下解調性能測試方框圖
發射機測試集中在調製要求和功率要求兩個方面。調製要求集中在波形質量和時延方面，每個扇區應有一個時基參考，所有對定時要求嚴格的發射，包括導頻pn序列、幀和Walsh函式應從其獲得。時基參考應同步於系統時鐘。每個扇區應提供可靠的外部手段以使每個扇區的時基參考與系統時鐘同步。每個扇區套用一個具有足夠精確度的參考頻率保持時鐘與系統時鐘同步。在外部系統時鐘中斷後，扇區應在至少8h內能夠保持與系統時鐘的偏差小於10s。導頻時間校準誤差是在考慮系統時鐘和導頻偏置的情況下，測量的導頻時間和期望的導頻時間的差值。反向功率控制信道測試確保功率控制比特有正確的靈敏性、位置和延遲。測試檢驗扇區以4個時隙間隔傳送數據包大於一個時隙長度的速率前向業務信道分組數據包的時隙。此外，這些測試檢驗在ACK信道接收到確認證實時扇區停止正在傳送的前向業務信道分組數據包時隙的傳送。波形質量通過測量波形質量Poverall-1、Poverall-2和Ppilot測量。發射的波形質量值的範圍是從1（一個理想的HRPD波形）到O（一個非HRPD信號）。例如一個在其發射波形中有0.5dB畸變的扇區的波形質量P為10-（0.5/10）=0.89。
MAC層、安全層、連線層、會話層、流層、套用層的測試主要是集中在信令和訊息這個層面的測試，項目不多。僅舉一例說明，例如密鑰特徵計算時間的測試，DH密鑰交換協定規定接入網路在接收到KeyResponseMessage後，應開始計算加密密鑰；在加密密鑰計算完後，接入網路應向接入終端傳送一個ANKeyCompleteMessage；這個測試檢驗加密密鑰的計算時間在規定的時間期限內。
由於接入網有可能會工作在多種環境下，所以規範主要定義了3種最典型的環境測試例如高溫、低溫和濕熱。測試項目均為頻率容限、時間基準、波形質量、RF功率輸出變化，這些項目在常溫測試中已經進行過了，在此僅測試了最具代表性的4個指標來驗證接入網設備的性能。
2、接口部分
接入網的接口主要有A8/A9、A10/A11、A12、A13，其中A8/A9是AN和PCF之間的接口，A10/A11是PCF和PDSN之間的接口，A12是AN和AN-AAA之間的接口，A13是AN和AN之間的接口。接口測試主要是用信令測試儀去檢測設備間傳輸的訊息是否符合相應的規範規定，只有協定充分的符合了標準要求，這個網路上信息的傳遞才會暢通無阻、實時準確。這一部分的測試主要對應的標準為3GPP2C.S0008。
3、安全部分
除了C.S0032規定的上述測試外，關於安全方面的測試也越來越受到人們的重視。安全測試目前也是驗證接入網設備性能的重要指標。接入網的安全測試應該和cdma1x的基站安全性能要求是相似的，由於接入網的規範還沒有發布，下面主要介紹一下目前針對cdma1x的基站的安全測試。測試的主要依據標準是YD/T965-1998。目前，基站主要分為兩種供電模式，一種是220V市電，一種是-48V直流。對於直流供電的要求相對簡單，只需進行接地導體電阻和連線電阻試驗；而對於採用220V市電供電的設備，主要要求的試驗有輸入電流，接地導體電阻和連線電阻，電源電路的接觸電流，電源電路的抗電強度，通信口的接觸電流以及通信口的抗電強度。當然對未連線到通信網路的基站，後兩項試驗不用做（通信口簡單地講就是看有沒有直接連線到PSTN上的接口）。
下面具體地介紹一下這幾項試驗的測試方法及要求。輸入電流試驗：要求設備在額定電壓範圍的下限的-10%至上限的+10%之間的電源上正常工作，且它的穩態輸入電流不應超過額定電流10%。接地導體電阻和連線電阻試驗：要求在電源地和設備遠端地之間通過一個25A的電流，時間持續10s，要求保護連線導體電阻不超過0.1Ω。但這個阻值不應包含電源線那段的阻值。電源電路的接觸電流試驗：設備由額定電壓上限的+10%的電源為之供電，分別檢測電源相線／零線對地的漏電流，要求漏電流不超過3.5mA。如果超出，可在靠近設備的交流電源連線端處貼上“大漏電流，在接通電源之前必須先接地”的警告標識。電源電路的抗電強度試驗：要求在電源相線和地之間，試驗電壓要從零逐漸升高到1500VAC或2121VDC，並在此電壓值上持續60s，這期間絕緣不應擊穿。做此試驗時如果電源有過電壓保護元件，需拆除。通信口的接觸電流試驗：要求設備在額定電壓上限的+10%的電壓下工作，分別檢測電源相線／零線對通信網的漏電，要求漏電流不超過0.25mA。通信口的抗電強度：首先，通信口與地之間的隔離，要求連線到通信網路的電路與設備內部接地的部分應絕緣。一般施加1500VAC或2121VDC的試驗電壓，且漏電流不超過10mA，對於永久接地的設備可不進行此試驗。另外，通信口與其它接口之間也要有一定的絕緣性，一般施加1000VAC或1414VDC的試驗電壓。（尹阜琪編輯）
