高效低成本的移动物联模组测试方案

相对于芯片平台，模组对测试成本更为敏感。保障基本通信能力的一致性测试下沉到芯片平台能够大幅减少模组测试内容。模组测试应面向行业应用需求，形成标准化的测试方案并开发相应测试系统，做到高效低成本。

模组测试内容力求简洁高效，根据面向的业务应用需求，测试认证内容包括：保证低耗能的功耗性能测试、保证广覆盖的射频性能测试、保证兼容性的业务互通测试，以及针对部分提供定位功能的模组的定位能力和定位功耗测试。如图18.3所示，以上模组测试方案具备测试用例少、测试覆盖广、测试成本低的特点。

图18.3 移动物联模组测试内容

对应上述测试方案的模组测试系统需包含移动物联网络模拟器、GPS/北斗定位系统模拟器、电流测试仪器及其他配置仪器仪表，具备通信功能测试（含基础通信套件）、功耗测试、射频测试、定位测试能力，如图18.4所示。同时，根据测试内容以及成本需求，可以简化测试系统，如不包含定位测试，则系统仅需要网络模拟器、电流计、主控制电脑即可。

图18.4 移动物联模组测试系统

仪表是测试可靠性的关键。以对电流计的要求为例，电流计应至少能够准确测量微安级电流，考虑到模组功耗性能在持续优化，则要求电流计的电流测量精度达到纳安级；其次，模组最大发射功率下峰值电流达到100mA以上，发送完成后进入节电模式，电流立即下降到10μA以下，即电流动态变化范围较大，这要求电流计具备多个量程且具有自动量程切换功能，在电流测量过程中，能够根据被测电流大小自动调整到适合的量程中，避免大量程下测小电流带来测量误差。

1.功耗性能测试

模组功耗测试借助电流计和网络模拟器完成，网络模拟器提供移动物联网仿真小区，电流计提供稳定的供电电压同时测量模组工作电流。功耗测试考察模组待机状态、节电模式（PSM）、非连续接收（eDRX）状态、不同覆盖区域数据发送和接收状态下的耗电性能。

（1）空闲状态功耗性能测试

该测试考察模组处于空闲状态（RRC_IDLE）的平均电流。该状态下模组可被寻呼到，具有较好的时延特性。该状态下待机电流和寻呼周期相关，NB-IoT寻呼周期可取值为2.56s、5.12s、10.24s、20.48s，在评估功耗性能时需明确相应寻呼周期。

（2）PSM状态功耗性能测试

该测试考察模组处于PSM状态的平均休眠电流。可借助仪表测试，通过附着过程或者周期性路由区更新过程开启PSM功能，测量模组处于PSM状态的平均电流。需要注意的是，通过该测试项，可以同步考察模组从PSM状态唤醒的时长和耗电。

（3）eDRX状态待机功耗测试

根据业务需求，仪表分别配置若干个典型eDRX周期，如20.48s、约2min、约10min等，测试不同eDRX周期下模组待机电流。随着eDRX周期拉长，模组待机电流应逐渐下降。

（4）上行业务功耗测试(www.xing528.com)

该部分测试主要考察模组应用于智能表计等上报类业务的耗电。智能表计多为周期性上报业务，数据上报周期长，且为终端侧发起的上行业务，适合配置PSM。具体可配置终端发射功率为0dBm、10dBm、23dBm等不同功率，模拟终端处于信号覆盖好点、中点、差点，测量终端发送固定字节数据的耗电量。

（5）下行业务功耗测试

该部分测试主要考察模组进行下行业务的耗电，模拟MCL=120dB、144dB、164dB等不同覆盖环境，测试终端在eDRX配置下能够周期性监听寻呼消息，测量模组在不同MCL下接收固定字节数据包的耗电量。

（6）双向业务功耗性能测试

该部分测试主要考察终端处于不同覆盖等级下的双向业务功耗性能，对应的业务模型为应用业务平台通过下发数据请求，触发终端进行上行数据传输。仪表模拟覆盖环境为MCL=120dB、144dB、164dB等，测量模组在不同覆盖环境下，接收固定字节数据包再发送固定字节数据包的耗电量。

2.射频性能测试

模组射频性能主要定义了模组的发射机指标、接收机指标、解调性能指标等，对终端接入网络等性能具有重要影响。该部分内容的考察主要采用3GPP定义的射频一致性标准TS36.521-1。

此外，重传下的射频接收灵敏度、NRSRP/SINR测量精度等射频指标，对终端接入网络的能力影响较大，未包含在3GPP射频一致性测试标准中，可以在模组测试方案中设计用例进行考察。

3.互通测试

互通测试重点考察模组与网络的互联互通，验证模组对头压缩、控制面传输、速率控制等功能的支持程度。由于芯片测试已尽可能考察了芯片的协议一致性、无线资源管理一致性，以及与网络的兼容性能力，针对模组的互通测试需要重点考查在不同业务模型下、不同网络配置下模组与网络的互通能力，以作为芯片测试的有力补充。

因此，模组互通测试应根据该模组的未来应用场景，尽量选择典型的业务模型和网络配置，特别是芯片测试中尚未覆盖到的配置场景，用来检验其在该配置情况下的互通能力，从而在终端业务测试前，尽可能较全面的考察其与网络的互通能力，降低终端业务测试的压力。

4.定位测试

面向共享单车、宠物跟踪器等应用业务的模组需具备定位能力，定位功能测试适用于支持定位功能的模组。该部分测试可借助GNSS模拟器，考察模组GPS和北斗定位能力，同时考察模组定位功耗，定位测试架构图如图18.5所示。

图18.5 定位测试架构图

具体可通过记录并回放的方法，将在真实环境中采集到的卫星信号，通过GNSS模拟器回放，将终端上报的定位信息和实际位置信息相对比，检验终端定位准确性，同时测试终端定位精度、首次定位启动时间等。同时，在GNSS模拟器的基础上，增加电流计为模组供电并测量电流，测量模组一个定位和位置信息上报过程中的平均电流，以此考察模组定位过程耗电量。