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CDMA EVDO数据终端吞吐量测试简介
2009-12-28 09:42:31 栏目：通讯专栏
核心导读
文章脉络/关键词：
CDMA EVDO、数据终端吞吐量、移动通信测试、E5515C测试仪、数据业务性能测试、3G终端认证
内容摘要：
本文介绍CDMA EVDO数据终端吞吐量测试方法，涵盖测试原理、设备搭建及操作流程。重点解析中国电信对数据卡、Modem等终端的最低性能测试要求，包括不同信号强度、多径衰落和AWGN条件下的前反向链路吞吐量表征，为终端厂商提供标准化测试参考。
AI 深度解读
CDMA EVDO作为3G时代重要的移动通信标准，其数据吞吐量性能直接影响用户体验和网络运营质量。2009年中国电信对入网终端提出强制性测试要求，标志着国内运营商从单纯关注射频指标转向端到端数据业务质量管控。本文所述测试方法基于Agilent E5515C综合测试仪与Spirent信道模拟器组合方案，可复现城市多径、高速移动等复杂场景，通过FTP/HTTP服务器构建真实数据业务环境。对终端厂商而言，该测试不仅是入网门槛，更是优化TCP/IP协议栈、射频基带协同设计的关键依据；对运营商则意味着可提前识别弱网环境下的终端兼容性问题，降低现网投诉率。当前5G时代回看此类测试规范，其分层监测思想（OTA层/IP层/应用层）仍对RedCap等物联网终端评测具有借鉴价值。
在移动通信中，数据传输终端设备空中接口的峰值数据速率一直是各种移动无线通信制式关注的焦点。一般来说在数据业务中吞吐量是指在没有数据包丢失的情况下，设备能够接收的最大速率。其一般测试方法是：在测试中以一定速率发送一定数量的数据包，并计算待测设备传输的数据包，如果发送的数据包与接收的数据包数量相等，那么就将发送速率提高并重新测试；如果接收数据包少于发送数据包则降低发送速率重新测试，直至得出最终结果。吞吐量测试结果通常以比特/秒或字节/秒表示。在数据通信中被测物吞吐量的的性能指标是运营商和用户重点所关注的参数。2009年以来，摩尔实验室（MORLAB）陆续接到不少客户对EVDO移动终端数据吞吐量的性能测试要求（如参展中国电信相关标准），本期我们将以CDMA EVDO数据卡为例，为大家简要介绍下移动通信终端数据业务吞吐量测试的具体方法。
根据中国电信相关文档的定义，其在采集移动终端时要求所有的终端厂商对被测终端（数据卡、Modem、内置模块等）除要求测试射频性能外，还要求在实验室完成数据业务最低性能测试。数据业务最低性能测试则主要考察的是被测试终端在不同信号强度、在不同多径衰落和加性高斯白噪声（AWGN）的条件下，前向链路和反向链路的吞吐量表征情况。
在进行吞吐量测试前我们需要搭建一个FTP或者HTTP的数据服务器（本文以FTP为例），测试中我们至少还需要2台PC分别作为server和client使用。测试原理框图如图1所示，测试步骤简要描述如下：
1) 分别在相应电脑上安装ftp服务器软件和ftp客户端软件，并设置ftp共享文件，一般而言，测试EVDO吞吐量时共享文件的大小为10Mbytes左右；
2) 打开E5515C（Aglient 8960）并切换至EVDO制式下，设置EVDO相关参数（如Subnet ID和接入信道），需要将Session Application Type设置为Default Packet Application；并将ACK R-Data After设置为Subpacket 0 (All ACK)；
3) 连接RF cable和EUT，当E5515C连接状态变为session open后，通过EVDO数据终端的控制软件进行connect建立数据连接；
4) 在客户端上利用ftp下载工具下载ftp sever共享的文件并通过数据吞吐量监测器（Data Throughput Monitor，如下图2所示）监测实时吞吐量、平均吞吐量以及最大吞吐量；
图1： 移动终端数据业务吞吐量测试简要框图
图2：数据吞吐量监测器（实测图）
上图（图2）所示测试结果参数说明：
OTA（Over The Air）Tx和RX分别是指从被测无线终端数据链路层发送和接收的比特速率；IP Tx和Rx分别是指从被测无线终端网络层发送和接收的比特速率；其中IP Rx也就是实际中经常关注的最大下载速率，本次测试中所使用无线终端最大下载速率为3002176 bps，大约是2.86Mbps，是我们在静态无加性白高斯噪声下测试的结果，速度比较快；Context 1 Tx和Rx是指从被测无线终端上下文1数据链路层发送和接收的比特速率；图2中Current、Average、Peak分别是指当前实时、平均和最大数据速率（单位是bps），Data Transfer是指从建立本次连接以来总的数据吞吐量其单位为Bytes。
摩尔实验室最新引进的Agilent 3G测试系统配备了各种通信制式最新的Lab版E5515C测试软件，协同Spirent SR5500无线信道衰落模拟器，可以准确仿真不同的无线网络环境（如W-CDMA, HSDPA，HSUPA，cdma2000, 1xEV-DO Rel 0 & A, GSM/GPRS/EDGE等）较为复杂的窄带、宽带无线信道特性，如时变多径时延分布、快衰落、慢衰落以及信道大尺度衰落等。除此之外，还可以通过调节加性白高斯噪声（AWGN）模拟不同载噪比下恶劣的无线环境。
同时可以在E5515C上仿真最终用户的应用体验，提供端对端的数据连接能力测试。通过其内置的图形化数据吞吐量监测器（Data Throughput Monitor），可以实时监测无线终端物理层的数据传输速率以及各种基于IP的数据应用（如FTP，HTTP等）的IP层数据传输速率，为无线数据应用的数据吞吐量测试提供了一个方便、快捷、直观的方案。
除了满足中国电信对EVDO数据终端吞吐量的要求外，摩尔实验室也可以提供各种通信制式（包括W-CDMA, HSDPA，HSUPA，cdma2000, 1xEV-DO , GSM/GPRS/EDGE,TD-SCDMA等）的吞吐量测试。我们预计吞吐量作为一个重要的参考要素，会在3G无线数据终端采集时作为重要的考虑因素，也希望摩尔实验室在数据吞吐量上的测试经验和检测能力为您的产品的设计定型提供更多的便利和帮助。
如需更多资料请发信到以下地址：Service@morlab.cn或致电：0755－86130268。
常见问题
Q: EVDO吞吐量测试需要哪些核心设备？
A: 核心设备包括Agilent E5515C（8960）无线综合测试仪、Spirent SR5500信道衰落模拟器、2台PC（分别作为FTP/HTTP服务器和客户端）、RF线缆及被测终端。E5515C用于模拟基站信号并建立EVDO会话，SR5500用于仿真多径衰落和AWGN噪声环境。
Q: 测试中IP Rx和OTA Rx两个指标有什么区别？
A: OTA Rx指无线终端数据链路层接收的比特速率，反映空口物理层传输效率；IP Rx指网络层接收的比特速率，即用户实际感知的下载速度。两者差异体现了协议栈处理开销，若差距过大需排查终端数据处理瓶颈。
Q: 为什么测试时需要设置10MB左右的共享文件？
A: 该文件大小经过权衡：过小则传输时间太短，无法稳定测量平均吞吐量；过大则测试效率低下。10MB文件在EVDO典型速率（2-3Mbps）下传输约30秒，既能捕捉速率波动，又可保证测试可重复性。
