无线测试工程师知识点分享：WiMAX 产品的测试与认证，避免踩坑！

wimax 的全名为 worldwide interoperability for microwaveaccess，中文可翻译为全球互通微波接取，是以 ieee 802.16 标准为基础的无线宽带技术。有鉴于全球无线宽带市场缺乏一致性的使用标准及布建的成本过高，以致 bwa(broadband wireless access)无法像有线的宽带技 术如 cable及 dsl 快速的发展。而 wimax的低成本、高速率及广大的涵盖范围，被视为是无线宽带市场及电信服务通往消费者的「后一哩」解决方案。wimax的特点包括支持点对点或点对多点的网路结构，可选择在需执照频段或免用执照频段中使用，使用的频率为2ghz 到11ghz，高的传送距離为 50 公里，大數据速率为 75megabites。可预見的是，当语音与视讯被整合至 wimax产品应用上，移动式的 wimax 网络结构将会改变用户使用宽频上网的习惯，不管是收发信件、实时新闻或是远程遥控，使用者将不需透过任何缆线就可直接連上网际网路。
 
       如同 wi-fi alliance 成功的将ieee 802.11 规格导入市场一般，wimax forumtm 亦成立并致力 于 wimax规格统一的制定及推广，促使厂商的产品能兼容互通，提高市场对新一代无线宽 频的使用率。wimax forumtm 在 2001年由服务营运厂商、零件制造商、软件开发厂商及系 统设备厂商共同成立，是一个非营利性的组织，目前已有 434 个会员公司且遍布 57个国家。 该组织成立的目的在主导并加速推动 wimax 产业的发展，并针对以 ieee 802.16 及 etsi hiperman标准为基础的产品进行符合性(conformance)及互通性(interoperability)的验证。 wimax forumtm的组织架构中又包含了九个主要的工作小组，分别为应用(application)、网 路(network)、服务供应(serviceprovider)、市场(marketing)、频谱(regulatory)、全球漫游(globalroaming)、技术(technical)、验证(certification)及进化(evolutionary)工作小组，运作的内容包含了网路规格使用的制定、技术标准的订定及验证的施行、各国频谱的调和、应用的推广、市场的趋势走向及服务需求等规范制定等。
 
       wimax 产品的测试验证规格与流程是由 wimaxforumtm 的验证及技术工作小组共同制定 并透过 wimax forumtm 指定的实验室(wimax forumtmdesignated certification laboratory) 执行。其中实验室必须通过认证工作小组的评选才能成为wimax forumtm 指定实验室。而 用于执行测试的设备，亦须通过 steg(specialized teste subgroup(由 cwg 及 twg 共同组成)的认可方可用于测试的执行。目前 wimax forumtm指定的实验室分别为在西班牙 的 at4 wireless、韩国的 tta以及中国大陸的电信研究院(catr)。认证流程如图一，可简单的描述如下：參与认证的厂商，必须先成为 wimax forumtm的会员，依照认证工作小组所 订定的 certificationprofile，厂商先选定产品欲验证的规格，包含工作频段(frequency band)、 频宽(channelbandwidth)及双工模式(duplexing)三个参数，选择先透过实验室进行测试筛选 (contractedscreening)或是预测试(pre- testing)，或可直接进入正式的测试程序。藉由预先自我测试，厂商可先行找出可能造成测试失败的因素或是对自己的产品先建立一定程度的信心是否能够顺利通过正式的验证测试。接着厂商可以直接聯系指定的实验室进行测试时程的预约，准备好必须的测试需求文件，并把文件及产品送到实验室，实验室将依照wimax forumtm所订定的测试计划及程序进行产品的测试。测试的过程有保密性的要求，产品从送至实验室测试至测试完成之间仅有其测试厂商可追踪查询测试的进度及狀况。认证测试的内容分为三项，包含pct(protocol conformance test)、rct(radio conformancetest)及iot(interoperability test)。
 
      产品必须要能够通过 pct 及 rct，才可以进行iot，否则必须退回到厂商再进行自我测试。 完整通过三个项目的测试之后，实验室会核发 wimax forumtm certified证书并将产品的信息公布到网站上，厂商始可将 wimax forumtm certified logo 印制到产品上销售。

图一：wimax certification process

 有关三个测试的描述，将在后面的段落做详细的介绍。另外在整个验证流程中可能遇到的各 种狀况，wimax forumtm皆已制定可依循的准则，例如随着时间可能发生测试设备无法支持测试的案例该如何处理、oem产品是否必须再进行测试的条件、规格未被列举的时候该如何 进行 certification change request、如何提出新的certification profile、遇到争议的时候应该如 何调解等。

目前 wimax forumtm 将 wimax 产品分为固定式(以 ieee 802.16-2004标准为基础)、移动式(ieee 802.16e-2005 标准为基础)及仍在提案中的第三个进化式系统(以固定式的ieee802.16-2004 为标准但将应用其经由游牧式提升至移动式使用)。每个系统之下便是 wimax forumtm 所定义的certification profile，如表格一、二所示：

表一: fixed wimax certification profile

frequency band

(ghz)

duplexing

channelization

(mhz)

3.4-3.6

tdd

3.5

7.0

fdd

3.5

7.0

5.725-5.850

tdd

10.0

表二: mobile wimax certification profile

frequency band(ghz)

 channelization (mhz)

2.3-2.4

5

8.75

10

 2.305-2.320, 2.345-2.360(wcs)

3.5

5

10

2.496-2.69

5

10

3.3-3.4

5, 7, 10

3.4-3.8

3.4-3.6

3.6-3.8

随着时间及产品功能特性的增强，wimax forumtm 又定义了 release 來区分每一个时段的认证产品。目前通过验证的产品有固定式的 28 件 wimax 产品，均为 release 1 的产品，预定 在 2006年第三季可以开始认证 release 2 的产品。移动式产品的 certification profile 目前仍在提案审核中，测试实验室也正在同步建构中，预计在 2007 年的第三季可望看到第一波移动式 wimax 产品通过认证。
 
       台湾在 2004 年 10 月，成立了「wimax产业联谊会」，旨在推动 wimax 系统研发并建立中下游产业链整合、參与核心技术标准规格制定以及发展实验平台与测试认证。而经济部工业局主导的 m-taiwan计划(行动台湾应用推动计划)更在 2005 年 10 月将 wimax 的推广及应用 纳入，以兩年内 11亿的经费，奖励国内营运商采用台湾设计代工的 wimax 产品，期使国内 创新的应用服务可以利用 wimax技术，从上游之芯片设计、基地台与用户台之制造，再搭 配完备之测试验证环境及技术，继以开创崭新之应用服务，建立完整之台湾 wimax产业链。 m-taiwan 计划目前已被政府名列为新建设之一，更是台湾在 2008年底前重要的任务，目标是推动及普及网路与电子化服务，预计五年内可提供八百万人的无线上网环境。