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一、弱網(wǎng)測試技術概述

1、弱網(wǎng)測試背景

隨著5G網(wǎng)絡的廣泛部署和移動終端能力的不斷提升，用戶對通信網(wǎng)絡質(zhì)量提出了更高的要求。然而，在實際使用過程中，終端往往并不總處于理想的網(wǎng)絡環(huán)境中，而是經(jīng)常處于網(wǎng)絡覆蓋邊緣、信號遮擋區(qū)域或復雜無線傳播環(huán)境中。這些區(qū)域被統(tǒng)稱為“弱網(wǎng)環(huán)境”，典型場景包括地下車庫、電梯箱內(nèi)、地鐵通道、農(nóng)村宏站邊緣區(qū)域等。在這些場景中，用戶體驗可能出現(xiàn)信號斷續(xù)、頁面加載緩慢、視頻播放卡頓、語音通話不清晰，甚至頻繁掉網(wǎng)等問題。

弱網(wǎng)環(huán)境在現(xiàn)網(wǎng)中普遍存在，因此對其進行有效地評估和測試，對于終端廠商（例如手機等移動設備終端）、芯片設計公司和網(wǎng)絡運營商而言具有重要意義。然而，傳統(tǒng)測試方式主要依賴實地走測、地下空間驗證或人工移動設備方式，存在測試環(huán)境不可控、數(shù)據(jù)不可復現(xiàn)、操作不便等諸多問題。此外，這些方法往往只能覆蓋有限的區(qū)域，或只能針對某個或某些參數(shù)進行模擬驗證，難以系統(tǒng)化、批量化地進行參數(shù)改變和版本比較。

綜上所述，設計一種能夠精準模擬弱網(wǎng)環(huán)境、能夠系統(tǒng)化調(diào)整模擬參數(shù)并自動化測試評估，且有效輸出可復用數(shù)據(jù)的弱網(wǎng)測試解決方案十分有意義。

2、弱網(wǎng)測試技術簡介

現(xiàn)網(wǎng)弱網(wǎng)測試的本質(zhì)，是在真實運營商網(wǎng)絡環(huán)境中，通過可控的硬件（例如可調(diào)節(jié)的數(shù)字衰減器）和測試方案，人為構建一系列可重復、可調(diào)節(jié)的弱網(wǎng)條件，從而模擬用戶在真實網(wǎng)絡使用中的體驗。這類測試不僅能夠在保持真實網(wǎng)絡協(xié)議棧交互邏輯的前提下，全面分析終端在信道質(zhì)量波動過程中的表現(xiàn)，還可用于對回落策略、網(wǎng)絡切換時延、數(shù)據(jù)穩(wěn)定性、吞吐能力等關鍵性能指標進行定量評估。

3、弱網(wǎng)測試技術痛點

信號覆蓋邊緣性能難以精準模擬：用戶常常位于5G/4G信號邊緣區(qū)域，如地鐵口、地下商場、電梯、停車場等，在上述信號覆蓋邊緣區(qū)域內(nèi)，傳統(tǒng)的較強信號測試難以評估設備在信號邊緣的真實表現(xiàn)，而有些區(qū)域則可能直接出現(xiàn)斷網(wǎng)情況。因此，無法準確或精確地控制信號衰落的強度，以構建符合要求的測試測量環(huán)境。

弱網(wǎng)場景不可復現(xiàn)，版本回歸測試困難：傳統(tǒng)弱網(wǎng)測試主要依賴于“自然弱網(wǎng)場景”（例如進入電梯內(nèi)或走到地下室），而在實際場景下，不同時間、不同地點的信道狀態(tài)不一致，無法進行重復、可對比的測試。

二、現(xiàn)網(wǎng)環(huán)境下弱網(wǎng)測試的意義

可驗證終端在真實弱覆蓋環(huán)境下的通信穩(wěn)定性：通過在現(xiàn)網(wǎng)條件下模擬信號強度下降過程，可以精準評估終端在弱覆蓋場景中的掉線率、回落策略、重選/重連機制，確保終端具備良好的抗弱網(wǎng)能力。

優(yōu)化系統(tǒng)在臨界信號狀態(tài)下的切換與回落策略：現(xiàn)網(wǎng)弱網(wǎng)測試能夠幫助開發(fā)人員識別5G→4G、VoNR→VoLTE等回落觸發(fā)條件是否合理，優(yōu)化網(wǎng)絡狀態(tài)轉(zhuǎn)換時延，提升用戶在信號邊緣區(qū)的使用體驗。

支持應用層業(yè)務在劣化信道下的性能評估：在構建弱網(wǎng)環(huán)境中運行視頻通話、在線游戲、網(wǎng)頁加載等應用，可評估在吞吐下降、丟包率升高、RTT增大的條件下，業(yè)務穩(wěn)定性與用戶體驗表現(xiàn)，為上層APP設計提供反饋依據(jù)。

降低真實場景測試成本與風險：相較于在地庫、電梯井等場景中反復實測，現(xiàn)網(wǎng)弱網(wǎng)測試平臺提供了更安全、可控、自動化的方式，顯著降低人工測試成本，提高測試覆蓋范圍與效率。

三、德思特弱網(wǎng)測試解決方案

方案一

待測設備具有外接天線，且可直接從現(xiàn)網(wǎng)環(huán)境中獲取相應的信號（以4G LTE信號為例）

方案二

待測設備不具有外接天線（需使用屏蔽箱隔絕外部干擾信號），但可直接從現(xiàn)網(wǎng)環(huán)境中獲取相應的信號（以4G LTE信號為例）

方案三

無法直接從現(xiàn)網(wǎng)環(huán)境中獲取相應的信號，采用基站模擬器模擬信號發(fā)射，待測設備具有外接天線

方案四

無法直接從現(xiàn)網(wǎng)環(huán)境中獲取相應的信號，采用基站模擬器模擬信號發(fā)射，且待測設備不具有外接天線（需使用屏蔽箱隔絕外部干擾信號）

上述解決方案均以4G LTE天線為例進行說明。德思特TS-TBOX-4弱網(wǎng)測試儀具有四通道，可同時支持四路信號的測試。若需要同時測試LTE、WiFi、GNSS信號，只需將相應天線利用線纜連接至TS-TBOX-4弱網(wǎng)測試儀的對應三組輸入輸出口即可。

四、德思特自研弱網(wǎng)測試儀

在利用衰減器進行弱網(wǎng)測試中，若客戶需要使用例如4G、5G或GNSS天線等有源天線進行信號接收，但經(jīng)過衰減器模擬弱信號環(huán)境時，將出現(xiàn)無信號輸出的情況。這是由于現(xiàn)在市面上大多數(shù)衰減器工作時會隔斷直流（DC Block），從而導致有源天線無法正常供電工作，影響了客戶的使用。因此，為了解決衰減器隔直流產(chǎn)生的影響，進一步設計了包含有直流偏置器以及衰減器在內(nèi)的弱網(wǎng)測試儀。

上圖展示了自研弱網(wǎng)測試儀的基本結構框架。具體而言，在衰減器的兩側(cè)接入Bias-T器件，實現(xiàn)RF鏈路和直流通路分開，一路用于射頻衰減，一路用于直流饋電。接收機饋電通過Bias-T成功輸入到GNSS天線，即可正常接收信號。

德思特T-Box弱網(wǎng)測試儀

接口與連接：采用以太網(wǎng)接口 ，可配置靜態(tài) IP，并可為以太網(wǎng)接口設置密碼以增強安全性。

高精度與高可靠性：提供可靠且可重復的固態(tài)數(shù)字衰減 ，包含一個高精度、雙向、50 歐姆的階梯式衰減器。典型衰減精度在+25℃時為 0.25dB。

靈活編程與控制：支持可編程的衰減斜率和衰減曲線?？赏ㄟ^ PC 或自供電集線器操作多個設備。

全面的軟件支持：提供圖形用戶界面 (GUI) ，并包含 Windows 和 Linux SDK、LabVIEW 驅(qū)動程序及 Python 實例。

有源天線饋電兼容性：TS-TBOXA-4 內(nèi)置專用 DC 饋電通道，有效解決有源天線的直流供電需求，無縫適配 TBOX 弱網(wǎng)測試中所需的各種有源或無源天線方案。