3G/4G基站物理层黑匣子验证方法

测试终端设备和VSA/VSG模拟具有特定功能的移动台/用户设备（UE）的行为。测试终端设备可有两种操作模式：

-完整的协议栈模式

。在这种模式下，实施OSI协议栈的L1-L3，TM如同普通UE一样运行。

。通过TM进行的测试必须在基站侧通过完整的协议栈来执行。

。L1的信令通过标准的信令信道进行

- L1独立模式（黑匣子模式）

。在这种模式下，在TM内只实施L1.

。通过TM进行的测试可在基站侧通过L2存根+ L1来执行。

。TM只处理物理信道

。任何L1信令都通过借助脚本发送的专用命令执行

VSA和VSG仅仅是L1设备，只能解码或生成物理信道。它们用来更精细地控制L1，通常用于一致性测试。该术语表示根据所有设备必须遵从的标准给出的某些预定义测试用例。

VSA是一个信号分析仪，具有频谱分析功能。它拥有多个功能，如：

-显示信号质量指标（误差矢量幅度、峰值因子、峰均功率比）

-检测特定物理信道的存在

-检测编码传输块的内容。

VSG是矢量信号发生器。它拥有多个功能，如：

-应用无线信道模式

-应用噪声

-生成物理信道

-引起误码

-创建预定义的一致性测试配置

这两种设备都可以通过脚本进行指挥，可用于一致性测试套件。

自动化

黑匣子支持全自动化：用户只需触发测试，然后查看结果。"通过/未通过"测试结果由脚本结果决定，被聚集在一起，并呈现为一个网页。

所描述的解决方案可实现参数覆盖，支持非回归测试，以及逆向测试的受控环境。如果用户请求运行非回归测试套件，则需要提供带有测试状态报告的电子邮件。中央控制节点在数据库中查询只关于非回归过程中运行的测试的信息，并生成一个表格，其中包含：测试状态、输入参数、测试时长及Web服务器的链接，用户可在Web服务器上找到运行测试的过程中所生成的所有日志。我们可以将所有这些汇总成一个黑匣子所需要的有限状态机。

图4自动化中使用的黑匣子有限状态机

设置非回归测试套件定期运行（例如在夜间），但只有当CVS（并发版本系统）中的开发人员查看了二进制文件的时间戳并执行后，成功编写了运行在DSP和L2STUB上的软件时，才能触发非回归测试。

用户可将场景定义为一个脚本，并创建一个套件（可从Web服务器图形界面触发该套件），表示实际脚本前后运行的规定流程中要运行一批脚本和输入参数。

此外，发生硬件故障或不可恢复的软件错误时，或新测试用例开始时，如果要求设置不变，则还可支持从脚本重新启动设备。获得授权后，用户可重新启动基站和测试终端。

案例研究

上述解决方案已经在飞思卡尔BSC913x平台上实施并验证，在飞思卡尔PowerPC处理器e500上部署L2STUB，物理层（DUT）在StarCore？ SC3850上运行。BSC9131的框图如图5所示。BSC9131还充分利用了名为MAPLE-B2F的基带加速器。

L2STUB通过专有的处理器间通信机制管理FAPI消息流。描述既定验证情境的命令由最终用户在中央控制节点通过解析语言预定义。指定了多个不同的API，以独立地分别控制TM、VSA和VSG.

图5 BSC9131框图

（图字）StarCore SC3850 ；DSP内核；32KB L1 I缓存；32KB L1 D缓存；基于Power Architecture的e500内核；32位DDR3/3L内存控制器；MAPLE-B2F基带加速器LTE/MTS/CDMA2K；射频接口（JESD207/ADI）和MaxPHY；多核结构；时钟/重置；DMA；安全引擎V4.4；USB 2.0；以太网

上述设置是完全自动化的，可充分利用这个特点；现在已经设想了对L1验证的主要范围进行多个扩展。例如，黑匣子设置支持持续集成，作为一个开发实践，确保已公布的代码不会在特定的开发分支导致回归。这与非回归测试不同，区别在于防止错误代码序列进入开发分支，而不是在公布后才发现。

全自动化还为建立地域上分散的测试环境创造了一个条件，这个测试环境将许多验证节点集群在一起。

飞思卡尔解决方案是一个3GPP协议栈，可适应3G解决方案（UMTS -通用陆地移动系统）或4G解决方案（E-UTRA -演进的通用陆地无线接入）。黑匣子方法对于这种情况有所裨益，它分离测试L1，不受上层的影响。可确定的潜在问题包括：

- SC3850内核、MAPLE-B2F的硬件问题或相关的附件硬件支持。

- SC3850的L1软件代码

- MAPLE-B2F的L1微代码

结束语

本文介绍的解决方案用于在更加复杂的SoC中只测试L1软件和硬件解决方案。结果表明，与完整的协议测试解决方案相比，该解决方案能够最佳地覆盖L1参数，而且参数空间更宽。

L1黑匣子测试需要剥离L2实现，使其只能提供最小的功能。此外，它还需要来自第三方、普遍被接受的测试设备。此类测试环境的成本比系统集成测试方法低很多，并支持更精确的问题跟踪，避免软件的独立部件发生软件Bug交互。

此外，测试环境的一个重要方面是自动化，用于连接测试方案、测试执行和测试报告，以运行多个测试套件。