Agregar una nueva función a una plataforma de dispositivos móviles existente conlleva un trabajo ingente de pruebas de validación antes de finalizar el desarrollo inicial del producto. Después, durante el ciclo de pruebas externas, se pueden detectar interacciones que exijan realizar cambios  en el diseño, lo que conllevaría la repetición del proceso desde el principio. Aun así, lo que marcará el éxito o el fracaso de un producto será la opinión pública: ¿la experiencia del usuario es buena o los clientes se quejan? Los dispositivos portátiles de hoy en día (también llamados equipos de usuario), ya sean teléfonos funcionales de bajo coste, teléfonos inteligentes, tabletas o tarjetas de datos de ordenadores portátiles, suelen ser compatibles con los protocolos antiguos 2G y 2.5G, y también admiten funcionalidades 3G estándar y mejoradas: GSM (Global System for Mobile Communication o sistema global para comunicaciones móviles), GPRS (General Packet Radio Service o servicio general de paquetes de radio), EGPRS (Enhanced GPRS o GPRS mejorado; también llamado EDGE, Enhanced Data Rates for GSM Evolution o velocidades de transmisión de datos mejoradas para la evolución del sistema GSM), W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access o acceso múltiple por división de código de banda ancha) y HSPA (High Speed Packet Access o acceso a paquetes de alta velocidad). Al incorporar funciones HSPA+ conforme a las versiones 7 y 8 de las especificaciones de 3GPP, los desarrolladores deben asegurarse de interpretar y aplicar correctamente las nuevas funciones requeridas y, al mismo tiempo, deben asegurarse de no provocar fallos en el producto base existente. Las versiones 7 y 8 son las primeras en incorporar diversos receptores en un mismo equipo de usuario.

Esto es posible hoy en día gracias a los avances en las tecnologías de componentes y baterías. Asimismo, ha pasado a ser necesario dada la demanda de aplicaciones intensivas de datos en teléfonos inteligentes, tabletas y ordenadores portátiles que utilizan banda ancha móvil. Con la integración de MIMO (Multiple Input Multiple Output o múltiples entradas y salidas) de enlace descendente y DC-HSDPA (Dual Carrier HSDPA o HSDPA de doble portadora, una nueva función que permite que la red transmita datos HSDPA a un dispositivo móvil desde dos celdas simultáneamente), las nuevas pruebas se concentrarán fundamentalmente en las capacidades adicionales de los receptores de los equipos de usuario, así como en garantizar que no se produzcan interacciones adversas. En concreto, se han añadido pruebas de receptores y se han modificado las pruebas de rendimiento de HSDPA existentes para incluir los nuevos requisitos de DC-HSDPA. Por ejemplo, los niveles de sensibilidad de referencia se han incrementado en 4 dB para las pruebas de DC-HSDPA, la tasa de error de bloque (BLER) debe medirse por separado para cada celda, y nuevas pruebas verifican que el equipo de usuario sea capaz de proporcionar resultados precisos del indicador de calidad del canal (CQI) para ambas celdas. Los laboratorios de pruebas, ya sean independientes o formen parte de un fabricante o un operador de redes, emplean sistemas automatizados, como el GS-8800 de Agilent, para ejecutar grupos exhaustivos de pruebas (llamadas “campañas” en el argot) y demostrar que se han realizado correctamente.

Si desea obtener la información más reciente sobre las pruebas, consulte las Especificaciones de cumplimiento de equipos de pruebas de 3GPP TS 34.121-1 V10.1.0 (2011-12) sobre Transmisión y recepción de radio (FDD) en http://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/34_series/34.121-1/34121-1-a10.zip

En general, las pruebas de cumplimiento de especificaciones cubren tanto los atributos físicos del equipo (características) como los comportamientos esperados (requisitos de rendimiento). En el caso de las características, se trata fundamentalmente de pruebas de RF tradicionales y, aunque pueden sufrir modificaciones a raíz de la evolución de las tecnologías, son relativamente conocidas para quienes trabajan en el sector. Miden parámetros, como la potencia de salida y la sensibilidad del receptor, que pueden variar de un dispositivo a otro, por lo que estarán sujetas a una concienzuda evaluación en todo el rango ambiental previsto del dispositivo durante la fase de diseño, y un subconjunto de dichas pruebas constituirá la base de las pruebas de fabricación. Las características de rendimiento están relacionadas con el funcionamiento del dispositivo como componente de la red; están muy vinculadas al diseño del dispositivo y su software de control, y no tanto a los atributos físicos de un dispositivo concreto. Las “características de rendimiento mejoradas” que se han incorporado a los requisitos de prueba hacen referencia específicamente a clases de equipos de usuario que cuentan con más de una antena receptora y que admiten la recepción de diversidad (antenas múltiples que transmiten datos a un único receptor), MIMO o DC-HSDPA. El fabricante verificará estas características durante el desarrollo, que se someterán a un gran número de pruebas de cumplimiento de especificaciones e interoperabilidad llevadas a cabo por empresas de pruebas independientes, laboratorios nacionales de pruebas de cumplimiento de especificaciones y operadores antes de que el dispositivo se considere apto para utilizarlo en una red. Si se realizan modificaciones de cualquier tipo en alguna parte del software de control de los dispositivos, estos deberán someterse a todas las pruebas de nuevo.

Analicemos un tipo específico de requisito. El W-CDMA y sus evoluciones son sistemas multiplexores de dominio de códigos, o dicho de forma sencilla, cada usuario emplea todo el canal y se realiza una separación de los usuarios mediante un código de aleatorización determinado que conocen tanto el transmisor como el receptor. Otras transmisiones en el mismo canal utilizan códigos diferentes y, por tanto, solo parecen ruido de la banda ancha. La Figura 2 muestra un diagrama de bloques conceptual de cómo se construye la salida del transmisor de la estación base.

Con el fin de que el receptor de la estación base funcione con la máxima eficiencia en todo momento, la potencia transmitida desde cada equipo de usuario se monitoriza y aumenta o reduce continuamente para mantener una tasa de error objetivo en el receptor de la estación base al tiempo que se minimiza la interferencia causada a otros usuarios. A pesar de que la tasa de error no es ni mucho menos perfecta, la integridad de los datos queda garantizada mediante algoritmos intensivos de corrección de errores FEC (Forward-Error-Correction). Este “control de potencia de bucle cerrado” es un requisito fundamental para el rendimiento del equipo de usuario y cobra más importancia si cabe a medida que aumenta la densidad de la modulación (es decir, menos espacio entre los puntos de las constelaciones significa que la relación señal-ruido debe mejorarse para mantener la misma tasa de error). Consulte la Figura 3.
El equipo de pruebas de comunicaciones móviles 8960 de Agilent es un emulador de estación base compatible con W-CDMA y todas sus evoluciones, y su aplicación de laboratorio permite controlar mediante un teclado los mensajes de aumento y disminución de la potencia, gracias a lo cual los desarrolladores pueden probar a conciencia la funcionalidad de un dispositivo nuevo o actualizado.

En la actualidad, el desarrollo de un equipo de usuario comienza con una simulación del sistema como el mejor modo de acortar el ciclo de diseño y minimizar costes. Las herramientas de diseño como SystemVue de Agilent contienen modelos funcionales de TX y RX que incluyen funciones específicas para DC-HSDPA, lo que permite realizar medidas de BER/PER de bucle cerrado en todo el sistema.

Las bibliotecas de SystemVue pueden interactuar con el equipo de pruebas de generación y análisis de señales y con las plataformas de automatización para diseños electrónicos (EDA) de RF, ambos de Agilent, para que el diseño pase de la simulación a las medidas en componentes de sistemas del mundo real.
Para probar los componentes en el ámbito de las comunicaciones móviles, es necesario comprobar los componentes y los subsistemas utilizando las señales complejas con las que se enfrentarán en el mundo real. El software de creación de formas de onda Signal Studio de Agilent es un software basado en PC que simplifica la creación de señales de prueba arbitrarias W-CDMA conformes con la especificación de 3GPP y es compatible con varios generadores vectoriales de señales de Agilent.

Por lo que respecta al análisis de señales, el software VSA 89600 de Agilent es compatible con las nuevas funciones de las versiones 7 y 8, entre las que se incluyen MIMO y el análisis de la transmisión de enlace ascendente hasta la celda de servicio de la decodificación de informes de Ack/Nack y CQI de HS-DPCCH de doble celda. El software ofrece también una evaluación de señales basada en estándares de uso general de primerísima calidad, así como herramientas de solución de problemas que los ingenieros pueden utilizar para ver señales y recopilar los datos que necesitan para resolver de forma satisfactoria problemas de señales en la capa física. Además, es compatible con MIMO, tanto de dos canales como de cuatro, y con más de 30 analizadores de señales, osciloscopios y analizadores lógicos de Agilent.

La Figura 7 muestra la magnitud del vector de error (EVM) y la potencia en el dominio de códigos relativa de una señal de enlace descendente de 64 QAM en forma de tabla y de gráfico utilizando VSA.

En la Figura 8 se ve un dispositivo sometido a prueba USB con capacidades DC-HSPA. El PC de la izquierda de la imagen es un servidor en el que se ejecuta “IPERF”, una utilidad desarrollada como método para medir el rendimiento máximo del ancho de banda de los protocolos TCP y UDP. En este caso, el servidor envía un flujo de bits de 42 Mbps a través del puerto Ethernet de un equipo de pruebas de comunicaciones móviles 8960 de Agilent. El 8960 emula la transmisión DC-HSDPA (es decir, transmite las celdas de servicio principal y secundaria desde su salida de RF del panel frontal hasta el dispositivo). La pantalla de monitorización de datos del 8960 muestra tanto el canal único como el rendimiento global de datos, así como los detalles de la velocidad en cifras de las células de servicio principal y secundaria. Encima del 8960 se encuentra el PC receptor, en el que también se ejecuta IPERF y que muestra la velocidad de datos recibida. Esta misma configuración se puede utilizar para que el PC pueda recibir del servidor archivos por FTP utilizando un software como Filezilla y ver así la diferencia de rendimiento en aquellos casos en los que deba confirmarse la recepción de los datos.

Identificadores de canales y señales 3GPP
La organización 3GPP mantiene un listado completo y actualizado de todas las abreviaturas técnicas utilizadas en las especificaciones. Para obtener la lista completa (en inglés), consulte http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/21905.htm.

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