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通信终端检测及展示实验室建设方案

Date: 2020-03-30
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通信终端检测及展示实验室建设方案

1  方案概述

       通信终端检测及展示实验室建设是在当前通信环境下,结合我国通信测试厂家通信测试技术及仪表,依据数字蜂窝移动通信系统电磁兼容性限值和测量方法(GB/T22450.1-2008)、GSM/GPRS 移动电话产品质量监督抽查实施规范(CCGF 214.1-2010)和3GPP 协议对移动台及其辅助设备进行测量;并结合辅助通信设备客观展示2G/3G/4G/5G(待扩展)通信情况下相关通信测试的性能,模拟真实场景下的移动通信特征并给出相关性能指标监测,为移动通信的终端检测提供环境。

        提供终端与网络的连接呼叫并能测试终端的发设机功率、频谱、相位误差、EVM、数据解调性能,接收机灵敏度、最大输入功率、接收机解调性能以及在加入干扰情况下的上述性能等;同时还能根据

测试例通过空口调度终端的参数配置特性。

        提供 2G/3G/4G/5G 通信信号的上行(终端到基站)和下行(基站到终端)信号的发生及分析。

        可实时监测终端与网络通信时的物理层到高层协议的动态过程,并对物理层指标及协议信令调度通过仪表进行图形化展示。

        可满足对终端静电放电抗扰度、辐射杂散骚扰、辐射骚扰抗扰度等

EMC 测试要求

2  方案简介

2.1 E GSM/GPRS/EDGE  移动台 (终端) 测量方案

       检验 GSM/GPRS/EDGE 通信终端是否符合 3GPP 规定的空中接口要求,模拟 GSM/GPRS/EDGE 网络,实现与终端通信,并确保该系统模拟器能满足所有主流商用终端方案的测试需要,性能达到中华人民共和国通信行业标准要求,测试系统可完成功能指标如下表。

通信终端检测及展示实验室建设方案

2.2  TD- -L LE TE  终端测量 方案

       TD-LTE(4G)终端测试符合 3GPP 规定的空中接口要求,模拟 TD-LTE网络,实现与终端通信,并确保该系统模拟器能满足所有主流商用终端方案的测试需要,性能达到产业化要求。测试系统可完成功能指标如下表。

通信终端检测及展示实验室建设方案

2.3  TD- -E LTE  空口协议测量方案

       空口监测仪表测量功能包括支持指定 eNodeB/小区的 Uu 接口实时抓包、Uu 接口实时解码、配置的所有接口同时捕获和实时分析、数据存盘及采集后解码和分析、输出的数据应至少支持文本格式,协议原始编码和解析结果的比较、分析传输层/链路层/网络层各层的协议包、协议的详细解释及原始数据三种等显示方式并能够自动关联、提供特征包的查找、支持数据包及协议的显示和捕捉过滤功能。测试系统可完成功能指标如下表。

通信终端检测及展示实验室建设方案

2.4  电磁兼容相关测试 ( 不做硬性要求 )

       终端静电放电抗扰度测试是利用终端综测仪模拟系统网络与终端进行通信,对终端机壳进行充放电实验并通过终端综测仪检测终端性能,以检验终端是否满足要求;辐射杂散骚扰是在终端综测仪模拟与终端通信过程

中,用信号分析仪测量杂散功率是否满足标准要求;辐射骚扰抗扰度测试时用信号发生器作为辐射干扰信号,在符合标准配置条件下用终端综测仪与终端通信并检验信号是否满足标准要求。

2.5 测量性能展示方案

       为实际客观展示 LTE(4G)的高带宽优质网络的性能和相关通信测试解决方案,演示系统中重点提供高清视频业务演示,包括 LTE 高清监控(上行视频回传)、LTE 多路高清视频传输、在线高清流媒体、视频通话、高速下载等等。

2 . 5 .1  测试性能展示方案架构通信体验演示系统由 LTE(后续支持 5G)运行环境、空口信息实时捕捉显示、基站综合测试、终端综合测试、终端射频一致性测试、空口信令测试、空间干扰信号加入、空间信号误码分析等构成。其总体架构如下图所示。

通信终端检测及展示实验室建设方案

依托通信的运行环境,通信演示系统环境主要由 LTE 系统(接入网、核心网)、终端、业务演示辅助系统以及测试系统四个大部分组成。

1)LTE 系统

       LTE 系统网络产品包含:无线接入网设备和核心网设备。

 无线接入网设备

       无线接入网络由基站设备 eNodeB 组成,产品为 LTE 光纤拉远的分布式基站,由基带控制单元 BBU 和远端射频单元 RRU 两部分组成,BBU 与 RRU 共同配合实现一个完整的 eNode B 逻辑功能。主要负责无

线信号的发送和接收、空口无线资源管理和接入网侧移动性管理,可采用模块化、可配置、可裁剪的统一硬件架构平台,实现设备的即插即用。

eNodeB 的功能包括:无线资源管理功能、用户数据流的 IP 头压缩和解压缩、MME 选择、用户面数据路由给 S-GW、寻呼消息的调度和传输、系统信息的调度和传输、移动性和调度的测量和测量上报等。

基站实现通信系统空口通信的安全,即在终端和基站之间进行空口信令的完整性保护和加密、空口用户面业务的加密保护。

 核心网 EPC

       核心网 EPC 主要负责 UE 的网络侧移动性管理、业务数据的统一交换控制和传送,具有移动性管理功能,包括移动性管理实体(Mobility Management Entity,MME)、网关 x-GW 和归属用户服务器(HSS)。MME 基 本 功 能 包 括 : 负 责 用 户 接 入 控 制 、 非 接 入 层(Non-Access-Stratum,NAS)信令处理、用户移动性管理、TA 列表管理、网络管理、x-GW 选择控制、业务承载的核心网侧资源控制、寻

呼控制、NAS 安全、鉴权过程管理、分层密钥产生与分发等功能的处理。

       x-GW作为eNodeB的分组数据接口的终点和连接外部 IP网络的网关,负责 IP 数据报文的解析、缓存、中继路由,下行业务数据的服务质量(Quality of Service,QoS)控制等功能。HSS 实现用户信息的管理和查询、用户鉴权、密钥生成、保存和管理等功能。HSS 包含了签约数据库 DB,其保存了终端用户的基本签约信息,为用户的接入和移动性管理等提供数据支持。

2)终端

       终端提供用户与系统交互信息的能力,可完成信道编码、信息加密、信息的调制和解调、信息发射和接收。终端包括 CPE、上网卡、嵌入式通信模块、智能手机。

3)业务演示辅助系统

       业务演示辅助系统主要由应用服务器组成,包括:视频监控服务器、视频业务服务器、FTP 服务器、视频通话服务器、以及管理服务器等组成。此外,还包括了用于视频采集的各种视频摄像头,以及用于业务演示的笔记本电脑和液晶电视。

4)测试系统

       测试系统包括基站综合测试仪、终端综合测试仪、终端射频一致性测试仪表、空口监测仪表、通信矢量信号发生器、通信矢量信号分析仪、支持多通道测试开关箱以及系统集成测量控制软件。

2 .5 .2  测量性能 体验 业务

       为了突出体验 LTE(后续支持 5G 扩展)测量技术的先进性,在演示系统中重点提供高清视频业务演示,包括 LTE 高清监控(上行视频回传)、LTE多路高清视频传输、在线高清流媒体、高速下载等。

1) 下行业务:

  LTE FTP 高速下载

       演示笔记本通过 LTE 数据卡,连接 LTE 无线演示网络,登录 FTP 服务器进行超大文件(10G 以上)的下载,同时模拟 2G、3G 通信速率进行下载,放大显示 2G、3G、4G 下载比对效果,使用测速软件显示实时的下载速率,向参观人员直观展示 LTE 高速的下载速率。

       由 AV5266 LTE 空口监测仪进行相关用户行为监测,包括小区广播,TD-LTE 数据卡开机、注册、上网、下载的整个信令流程,展示给专业人士,同时也通过大屏幕显示器转化为直观的动画行为,展示给非专业人

士观看。整个效果图如下图所示。

通信终端检测及展示实验室建设方案

  在线高清流媒体

       演示笔记本通过 LTE 数据卡,连接 LTE 无线演示网络,使用流媒体播放客户端,登录高清视频业务服务器,进行点播,高清影片同时显示在高清液晶电视上,向参观人员展示 LTE 高带宽、高速率可支持的视频清晰与流畅度,体验 LTE 网络的无线宽带传输能力,同时模拟 2G、3G 通信速率进行展示,采用分屏模式放大显示 2G、3G、4G 比对效果,向参观人员直观展示 LTE 高速的传输速率。

       同时使用AV1445 通信矢量信号发生器发射 4G 通信干扰信号,可选择发射通用 CW 波干扰和同频 LTE 信号干扰,视频清晰度和流畅度会随着通信干扰的不同和干扰强度的大小,用户体验会有很大不同。采用AV5264 通信矢量信号分析仪进行信号分析及误码分析,随着误码率的增大,用户体验会有所不同。

通信终端检测及展示实验室建设方案

2)  上行业务

  无线监控视频上传

       在演示厅及周边安装多个监控摄像头,摄像头通过 CPE 连接 LTE 网络,和直接使用 4G 无线摄像头连接 LTE 网络,监控视频实时上传至视频监控服务器,再通过高清液晶电视实时分屏显示上传的高清监控影像,向参观者展示 LTE 网络的上行传输带宽。

通信终端检测及展示实验室建设方案

  不同速率环境下监控视频效果对比

       在演示厅及周边安装 3 个监控摄像头,通过 CPE 连接 TD-LTE 网络,通过基站调整每台 CPE 的相关参数,分别提供 4G、3G、2G 网络环境的上传速率,在显示屏上分屏对比显示,使参观者能直观体验到 LTE 技术与其他两种技术相比的性能优势。同时使用 多模分析仪表,进行对应制式解调和码流分析。

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3)  上、下行互动业务

  视频通话

       使用两台手机终端分别接入 LTE 无线网络的 AV5251 多模终端综测仪,在手机上预装基于 SIP 的视频通话软件,由业务应用服务器上的 SIP 视频通话系统提供相关服务,参观者可使用视频通话客户端进行高清视频(720P)通话,通过在线通话体验 LTE 网络的低时延、高速率特性。在向参观者展示 4G 终端的高性能视频的同时,使用AV5251 多模终端综测仪,模拟网络侧控制终端进行各种业务行为调度,进而进行各种性能的全自动测试;在进行射频一致性测试和基站性能测试方面,使用 TD-LTE 射频一致性测试系统和基站综合测试仪,可以对终端和基站进行全自动测试。


通信终端检测及展示实验室建设方案


  手机观看视频监控

       在演示手机上安装视频监控软件 APP,通过 LTE 网络,可以实时观看无线视频监控影像,以体验 LTE 网络可承载的个性化服务的能力。

通信终端检测及展示实验室建设方案

3  方案优势

       本方案作为终端类测试系统,一方面涵盖 3GPP 协议规定的2G/3G/4G/5G(后续支持)终端的测试,另一方面能通过环境的搭建把测试性能直观的展示出来。包括通信测试系统架构的图形化展示、视频传输质量代差对比、视频通话展示、FTP 上传下载、干扰情形下的业务展示等。

       具体展示如下。


通信终端检测及展示实验室建设方案

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4 4  实验室建设配置列表


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