Global Navigation Satellite System (GNSS) – Testleitfaden
Dieser Artikel enthält Richtlinien zur Implementierung des globalen Positionierungssystems (GPS), um eine hochwertige, wettbewerbsfähige GPS-Erfahrung auf Computern sicherzustellen, die Windows 8 und Windows 8.1 ausführen. Die Richtlinien in diesem Artikel gelten für Originalgerätehersteller (OEMs), unabhängige Hardwareanbieter (IHVs) und andere Microsoft-Partner (z. B. Softwareanbieter). Dieser Artikel konzentriert sich auf das Testen der Integration von globalen Navigationssatellitensystem (GNSS)-Geräten in ein Windows 8 System.
Das Testen anderer Bereiche als das GPS ist nicht der Umfang dieses Dokuments. Die vollständige Ausführen der Betriebssystemkomponenten oder des GNSS-Geräts liegt nicht im Fokus dieses Dokuments. Es wird davon ausgegangen, dass die IHVs und OEMs ihr GNSS-Gerät sowohl unabhängig testen als auch, wenn es in das System integriert ist. Interoperabilitätstests sind auf die Komponenten beschränkt, die mit der Standortplattform und den Standortgeräten interagieren. Diese Tests sollten einen erfolgreichen Abschluss des Windows Hardware Lab Kit (Windows HLK)-Tests enthalten und zusätzlich diesen Testplan, Testversionen von Tests vor Operatoren und interne Tests, die speziell für den GNSS-Treiber und den GNSS-Empfänger entwickelt wurden.
Hinweis
In diesem Artikel wird der Begriff GPS austauschbar mit GNSS verwendet. Sofern nicht anders angegeben, bezieht sich GPS auf Satellitenpositionierung als Standortanbieterlösung anstelle des GPS-Satellitensystems, das von der nordamerikanischen Regierung bereitgestellt wird.
Klare Himmelsbedingungen sind so definiert, dass GPS/GNSS-Satelliten Signale ohne Hindernisse von oben oder von der Umgebung bis zu einer Elevationsmaske von 5 Grad über dem Horizont empfangen. Alle Signalpegel müssen mit ungehinderten Signalpegeln am Boden übereinstimmen und nicht unter -131 dBm liegen.
Diese Informationen gelten für die folgenden Betriebssysteme:
Windows 8
Windows 8.1
In diesem Artikel:
Anforderungen von Partnern
Microsoft-Partner müssen die folgenden Anforderungen erfüllen, um eine Zertifizierung zu erhalten:
Um Assisted GPS (A-GPS) zu aktivieren und ein Gerät kalt zu starten, müssen GNSS-Treiber die Eigenschaft SENSOR_PROPERTY_CLEAR_ASSISTANCE_DATA unterstützen. Um das Aktivieren und Deaktivieren von Sätzen der Nationalen Vereinigung für Marineelektronik (NMEA, National Marine Electronics Association) in Datenberichten zu ermöglichen, muss der GNSS-Treiber SENSOR_PROPERTY_TURN_ON_OFF_NMEA unterstützen. Standardmäßig sind NMEA-Zeilen nicht in Datenberichten enthalten. Diese Anforderung wird hier explizit beschrieben:
//{e1e962f4-6e65-45f7-9c36-d487b7b1bd34}DEFINE_GUID(SENSOR_PROPERTY_TEST_GUID, 0XE1E962F4, 0X6E65, 0X45F7, 0X9C, 0X36, 0XD4, 0X87, 0XB7, 0XB1, 0XBD, 0X34);DEFINE_PROPERTYKEY(SENSOR_PROPERTY_CLEAR_ASSISTANCE_DATA, 0XE1E962F4, 0X6E65, 0X45F7, 0X9C, 0X36, 0XD4, 0X87, 0XB7, 0XB1, 0XBD, 0X34, 2); //[VT_UI4]
DEFINE_PROPERTYKEY(SENSOR_PROPERTY_TURN_ON_OFF_NMEA, 0XE1E962F4, 0X6E65, 0X45F7, 0X9C, 0X36, 0XD4, 0X87, 0XB7, 0XB1, 0XBD, 0X34, 3); //[VT_UI4]
#define GNSS_CLEAR_ALL_ASSISTANCE_DATA 0x00000001
SENSOR_PROPERTY_ CLEAR_ASSISTANCE_DATA (PID = 2)
VT_UI4. Schreiben. Löschen der Unterstützungsdaten. Das Festlegen eines Werts von GNSS_CLEAR_ALL_ASSISTANCE_DATA signalisiert dem Treiber, alle Unterstützungsdaten zu löschen, einschließlich Zeit, Almanach, Empheride und letzter Position. Windows HLK-Tests können diesen Wert festlegen, um die Unterstützungsdaten vor einem Kaltstarttest, vor A-GPS-Tests oder unabhängig vor dem Ausführen von Simulatortests zu löschen, wenn Zeit und Ort simuliert werden. Wenn A-GPS-Funktionen (z. B. SUPL, LTO) unterstützt werden, kann der Treiber versuchen, die Funktionen nach diesem Vorgang mithilfe der Netzwerkverbindung zu nutzen. Das Gerät sollte jedoch in einem Zustand sein, in dem keine Unterstützungsdaten im Gerät oder auf dem System gespeichert sind. Alle Unterstützungsdatenelemente werden erneut heruntergeladen.
SENSOR_PROPERTY_TURN_ON_OFF_NMEA (PID = 3)
VT_UI4. Lesen/Schreiben Wenn dieser Wert auf „TRUE“ festgelegt ist, wird der NMEA-Satz in die Datenberichte aufgenommen. Wenn der Satz auf „FALSE“ festgelegt ist, wird der NMEA-Satz nicht in die Datenberichte aufgenommen. Windows HLK-Tests können diese Eigenschaft verwenden, um das Gerät anzuweisen, mit der Aufnahme von NMEA-Daten in Datenberichte zu beginnen oder sie zu beenden.
Zusätzlich zu den erforderlichen Windows Hardware Lab Kit (Windows HLK)-Tests müssen optionale Windows HLK Device.Input Tests für Nicht-Arm-SoC (System on a Chip)-Systeme ausgeführt und bestanden werden. (Diese Tests sind bereits für Arm-Systeme obligatorisch).
OEMs und IHVs müssen die Tests ausführen und dokumentieren, die in der GPS-Akzeptanztestmatrix angegeben sind, bevor sie ein System, ein Gerät oder einen Treiber an Microsoft übermitteln können.
IHVs sollten gemeldete Fehler aus ihrem Hardwaredashboard im Abschnitt Analysieren auf Probleme überprüfen, die von ihren GPS-Treibern verursacht werden, und alle Fehler mit hoher Auswirkung beheben.
Die Antennenanforderungen von OEMs müssen die Elemente enthalten, die in Antennenleistungstests aufgeführt sind.
Die Eigenschaft SENSOR_DATA_TYPE_NMEA_SENTENCE muss auf Systemen unterstützt werden, um die dynamische Navigationsgenauigkeit und die Antennenqualität zu überprüfen.
Diese GPS-Lösung darf nicht mit einer Abhängigkeit von Drittanbieterdiensten oder Win32-Anwendungen gekoppelt sein. Win32-Anwendungen von Drittanbietern unterliegen auf SoC-Systemen Signierungsanforderungen und sind daher nicht zulässig.
Über USB verbundene GPS-Geräte müssen selektives Energiesparen unterstützen.
GPS auf mobilen Breitbandmodulen muss mithilfe der Unified Extensible Firmware Interface (UEFI) aktualisiert werden, und ein eigenständiges GPS muss mithilfe eines Treibers aktualisiert werden.
Wenn GPS und mobiles Breitband Teil desselben physischen Chips sind, sollte das GPS-Gerät als Teil eines USB-Verbundgeräts verfügbar gemacht werden und über eine eigene USB-Schnittstelle verfügen.
Berichterstellung und Ergebniskommunikation
Microsoft kommuniziert mithilfe von Fehlern alle Probleme an Partner. Die Fehler enthalten Windows HLK-Protokolle, Ablaufverfolgungen, Treiberprotokolle, Absturzabbilder und alle relevanten Leistungsergebnisse und Baseline-Leistungsvergleichsdaten.
Testgeräte
Die folgenden Testgeräte werden verwendet, um die in diesem Artikel beschriebenen Tests auszuführen:
Faradayscher Käfig
RF-Abschirmungsbox
Mobile Breitband SIM
Referenzgeräte: Garmin Montana; Windows-Tablets mit GPS-Geräten, die durch Microsoft Signature zertifiziert sind.
Externe Antennen
Funktionstests
Die ersten Tests, um die grundlegende Funktionalität von GPS-Geräten zu überprüfen sind Windows HLK-Tests, die auf GNSS-Geräte angewendet werden. Windows HLK enthält Tests für GPS-Sensoren, Funkgerätverwaltung, Gerätegrundlagen, grundlegende Systemernergieverwaltung und USB-Hardwarezertifizierungstests (für über USB verbundene Geräte), die für GNSS-Geräte gelten.
Sensorkategorie, Typ, Eigenschaften und Datenfelder
Beschreibung: Das Gerät sollte die richtige Sensorkategorie und den richtigen Sensortyp melden, obligatorische Eigenschaften und Datenfelder unterstützen sowie genaue Daten melden. Zusätzlich zu den obligatorischen Sensoreigenschaften, die im Windows HLK überprüft werden, müssen verwaltete Programmsysteme die Eigenschaft SENSOR_DATA_TYPE_NMEA_SENTENCE unterstützen.
Ausführungsschritte: Fragen Sie die Sensorkategorie, den Typ, die Eigenschaften und die Datenfelder ab, die das zu testende Gerät (DUT) meldet. Bestätigen Sie die Genauigkeit der gemeldeten Daten. Sie können das Sensordiagnosetool (SDT) im Windows-Treiberkit (WDK) verwenden, um diese Elemente zu testen.
Erwartetes Ergebnis: Obligatorische Felder müssen unterstützt werden und genaue Daten melden.
Statusübergänge
Beschreibung: Das Gerät sollte Änderungen im Sensorstatus melden, wie in dem Schreiben eines Standortsensortreibers dokumentiert.
Datenberichte müssen nur gemeldet werden, nachdem ein Gerät SENSOR_STATE_READY oder SENSOR_STATE_INITIALIZING erreicht hat.
Ein Gerät sollte keine Daten melden, wenn es keine Breiten- und Längengradinformationen hat.
Ein GPS-Sensor muss im Zustand SENSOR_STATE_INITIALIZING starten, bevor er einen Standortfixpunkt erhält.
Ein GPS-Sensor sollte weiterhin einen Standortfixpunkt erlangen und muss im SENSOR_STATE_INITIALIZING Zustand bleiben, bis die Anforderung vom Betriebssystem abgebrochen wird.
Ein GPS-Sensor muss in den Zustand SENSOR_STATE_INITIALIZING wechseln, wenn er das Signal verliert und keine Daten mehr hat. Es sollte wieder in den Zustand SENSOR_STATE_READY zurückkehren, wenn er einen Standordfix wiedererlangt.
Ausführungsschritte: Sie müssen Zustandsübergänge und Datenereignisse überwachen, während Sie das Gerät deaktivieren und wieder aktivieren. Wechseln Sie in einen Bereich, in dem kein GPS-Signal empfangen werden kann (z. B. einen Faradayschen Käfig), warten Sie mindestens eine Minute, und kehren Sie mit dem Gerät an einen Bereich zurück, an dem es Empfang hat.
Erwartetes Ergebnis: Das Gerät sollte Sensorzustandsübergänge melden (z. B. von SENSOR_STATE_INITIALIZING zu SENSOR_STATE_READY), und Datenberichte sollten erst nach dem Erreichen dieser Zustände gemeldet werden. Daten werden nur gemeldet, wenn Breiten- und Längengradinformationen verfügbar sind. Das Gerät sollte im Zustand SENSOR_STATE_INITIALIZING gestartet werden und erst in den Zustand SENSOR_STATE_READY wechseln, wenn es einen Standortfixpunkt abgerufen hat und einen gültigen Fehlerradius aufweisen. Wenn das Gerät aus einem GPS-Signalabdeckungsbereich herausbewegt wird, dann sollte das Gerät in den Zustand SENSOR_STATE_INITIALIZING wechseln, und es sollte auf SENSOR_STATE_READY zurückwechseln, wenn es in einen Abdeckungsbereich zurückbewegt wird.
Breiten- und Längengradgenauigkeit
Beschreibung: Das Gerät sollte im angegebenen Fehlerradius genaue Breiten- und Längengradwerte bereitstellen.
Ausführungsschritte: Während statischer Tests und Tests im Fahrzeug werden Gerätedaten mit Breiten- und Längengraddaten verglichen, die auf GPS, Vermessungsmarkierungen und einen Simulatorbericht verweisen.
Erwartetes Ergebnis: Der Unterschied zwischen den Breiten- und Längengradwerten, welche das Gerät und das Referenz-GPS berichten, muss innerhalb des Fehlerradius liegen.
Geschwindigkeitsdaten
Beschreibung: Das Gerät sollte Geschwindigkeitsdaten in Knoten melden, wenn es sich bewegt.
Ausführungsschritte: Überwachen Sie die Geschwindigkeitsdaten, die das Gerät während simulierter Tests im Fahrzeug oder Fahrtests meldet.
Erwartetes Ergebnis: Die Genauigkeit der vom Gerät gemeldeten Geschwindigkeitsdaten sollte in einem Bereich von ±15 % der Geschwindigkeitsdaten liegen, die ein Referenz-GPS oder Simulator meldet.
Richtungsdaten
Beschreibung: Das Gerät sollte Richtungen in Grad relativ zum wahren Norden melden, wenn es sich bewegt.
Ausführungsschritte: Überwachen Sie die Richtungsdaten, die vom Gerät während simulierter Tests im Fahrzeug, manuellen Gehtests und Fahrtests gemeldet werden.
Erwartetes Ergebnis: Die Genauigkeit der vom Gerät gemeldeten RIchtungsdaten sollte in einem Bereich von ±15 % der Richtungsdaten liegen, die ein Referenz-GPS oder Simulator meldet.
Andere Sensoreigenschaften
Beschreibung: Wenn andere Sensoreigenschaften vom Gerät unterstützt werden, sollten diese Eigenschaften gültige Daten und genaue Werte melden.
Ausführungsschritte: Überwachen Sie die Eigenschaften, welche das Gerät unterstützt und überprüfen Sie, ob diese Eigenschaften gültige Daten innerhalb zulässiger Genauigkeitsbereiche bereitstellen.
Erwartetes Ergebnis: Wenn ein Gerät eine bestimmte Sensoreigenschaft unterstützt, sollte das Gerät genaue Werte innerhalb von ±20 % der Werte melden, die ein Referenz-GPS oder ein Simulator meldet.
Assisted GPS-Tests
Ein GPS-Gerät sollte innerhalb von wenigen Sekunden nach dem ersten Einschalten A-GPS verwenden, um einen ungefähren Standort zurückzugeben. Wenn das GPS A-GPS verwendet, sollte der Sensor Standortdaten bereitstellen, die von mehreren hundert Metern bis zu sechsstelligen Zahlen abweichen können. Wenn das GPS-Funkgerät mehrere Satellitenverbindungen aufbauen kann, sollte der Fehlerradius auf einen Wert von 3 bis 30 Metern reduziert werden.
A-GPS
Beschreibung: A-GPS sollte helfen, eine schnellere Zeit bis zum ersten Fix (TTFF, Time to First Fix) zu erhalten, der zusätzlich eine höhere Genauigkeit aufweist.
Ausführungsschritte: Führen Sie mit dem GPS-Gerät einen Kaltstart durch. Überwachen Sie mithilfe des SDT die Datenfelder des Breiten- und Längengrads sowie des Fehlerradius.
Sie sollten die Tests unter den folgenden Bedingungen ausführen:
Klare Himmelsbedingungen (simuliert oder tatsächlich)
Datenereignisse abonniert
Berichtsintervall von einer Sekunde
WLAN oder Mobilfunkbasisband ist vorhanden und aktiviert
Erwartetes Ergebnis: Das Gerät sollte eine Position von A-GPS so schnell wie möglich zurückgeben und einen zugeordneten Fehlerradius melden. Der höhere Fehlerradius (z. B. 300 Meter, wenn WLAN verfügbar ist) sollte auf 3 bis 30 Meter reduziert werden, wenn das Gerät mehrere Satellitenverbindungen aufbaut. GPS sollte eine Position innerhalb von 15 Sekunden melden, die auf Unterstützungsdaten basiert.
Positionsinjektion
Ein GPS-Treiber kann Daten aus seinen Triangulationssensoren verwenden, um TTFF mithilfe der Sensor-API (ISensorManager) zu beschleunigen. Wenn ein Treiber verwendet wird, gelten die folgenden Tests:
Verbindungszeit
Beschreibung: Ein GPS-Treiber sollte die Verbindung mit anderen Sensoren unmittelbar dann schließen, wenn er eine Position erhält. Er sollte nach 15 Sekunden einen Timeout auslösen und die Verbindung mit der Sensor-API schließen, wenn er keine Position erhält.
Ausführungsschritte: Überwachen Sie die Ablaufverfolgungen aus der Sensor-API nach der Anzahl der aktiven Clients für alle Sensoren im System. Führen Sie mit dem GPS-Gerät einen Kaltstart durch und Überwachen Sie die Änderungen der Anzahl aktiver Clients für andere Sensoren im System.
Erwartetes Ergebnis: Wenn die Anzahl der aktiven Clients für andere Sensoren erhöht wird, dann sollten sie nach 15 Sekunden zu ihren zuvor aufgezeichneten Werten zurückkehren.
Verbindungstyp
Beschreibung: GPS-Treiber sollten ILocation nicht instanziieren, um Daten aus anderen Standortsensoren abzurufen. Sie können die Sensor-API verwenden, um eine Verbindung z. B. mit Triangulationssensoren herzustellen (SENSOR_TYPE_LOCATION_TRIANGULATION). Ein GPS-Treiber sollte keine Daten aus Standortsensoren desselben Typs abrufen. Beispielsweise sollte ein GPS-Sensor keine Daten aus anderen Sensoren des Typs GPS verwenden, um einen schnelleren Standortfixpunkt zu erhalten.
Ausführungsschritte: Ermitteln Sie den Sensortyp, den das Gerät meldet, beispielsweise SENSOR_TYPE_LOCATION_GPS. Deaktivieren Sie alle Sensoren außer Sensoren desselben Typs wie das Gerät. Überwachen Sie die Ablaufverfolgungen aus der Sensor-API nach der Anzahl der aktiven Clients für im System aktive Sensoren. Führen Sie mit dem GPS-Gerät einen Kaltstart durch. Überwachen Sie die Änderungen auf die Anzahl der aktiven Clients für Sensoren im System.
Erwartetes Ergebnis: Das Gerät sollte die Anzahl der aktiven Clients für Sensoren desselben Typs nicht erhöhen.
Stabilität
Driver Verifier, WDF Verifier und Application Verifier sind für die Standortplattform und den GPS-Gerätestapel aktiviert, um die Zuverlässigkeit der GPS-Unterstützung im System zu testen.
Driver Verifier ist Teil des Windows-Betriebssystems. Er kann aus einer Eingabeaufforderung mit Administratorrechten gestartet werden, indem Sie die folgenden Einstellungen verwenden:
Verifier /standard /driver wudfpf.sys Wdf01000.sys Wdfldr.sys wudfrd.sys<Beliebiger Kernelmodustreiber>, <abhängige Kernelmodustreiber>
Wenn ein <beliebiger Kernelmodustreiber> der zu überprüfende Treiber ist, und <abhängige Kernelmodustreiber> die Kernelmodustreiber sind, von welchen der GPS-Treiber abhängig ist, z. B. wmbclass.sys.
Weitere Informationen zu Driver Verifier finden Sie unter Informationen zu Driver Verifier.
WDF Verifier ist standardmäßig für alle WDF-Treiber aktiviert. Das Tool WdfVerifier.exe im WDK kann dazu verwendet werden, die Ausführlichkeit der Protokollierung, Debuggereinstellungen und vieles mehr zu steuern. Weitere Informationen zu WDF Verifier finden Sie unter WDF Verifier-Steuerungsanwendung.
Application Verifier (appverif.exe) ist in Windows HLK und im Windows 8.1 SDK verfügbar. Es ist ein Minimum an grundlegenden Einstellungen erforderlich.
Driver Verifier, WDF Verifier und Application Verifier
Beschreibung: Aktivieren Sie den Application Verifier und den Driver Verifier zu Beginn des Testens.
Ausführungsschritte: Aktivieren Sie den Driver Verifier auf allen Kernelmodustreibern im Treiberpaket (falls vorhanden) und aktivieren Sie alle Kernelmodustreiber, von denen der GPS-Treiber abhängig ist. Aktivieren Sie den Application Verifier für %windir%\system32\WUDFHost.exe und andere Benutzermodus-Binärdateien, von denen der GPS-Treiber abhängig ist (z. B. wwanapi.dll).
Erwartetes Ergebnis: Keine Verifierfehler.
Telemetriedaten
Beschreibung: Überwachen von Telemetriedaten aus Ihrem Hardwaredashboard im Abschnitt Analysieren für den GPS-Treiber.
Ausführungsschritte: Überwachen Sie die Telemetriedaten aus Ihrem Hardwaredashboard im Abschnitt Analysieren für den GPS-Treiber. Identifizieren, untersuchen und beheben Sie die Treiberfehler.
Erwartetes Ergebnis: Das Gerät muss alle Telemetriefehler melden. Sie sollten die primären Probleme selektieren, untersuchen und beheben.
GPS-Belastungstests
Eine Kombination aus den folgenden Vorgängen wird gleichzeitig auf dem GPS-Gerät während des Simulatortestens, des Gehtestens und des Fahrtestens ausgeführt:
Aktivieren Sie den Driver Verifier
Aktivieren Sie den Application Verifier
Wiederholte Ausführung von Windows HLK-Tests (GPS-Sensor, Funkgerätverwaltung, Systemenergieverwaltung)
Funkgerätverwaltungs-Vorgänge
Connected Standby
GPS-Gerät deaktivieren/erneut aktivieren
Windows-Positionssuche deaktivieren/erneut aktivieren
Mobiles Breitbandgerät deaktivieren/erneut aktivieren
WLAN-Gerät deaktivieren/erneut aktivieren
Deaktivieren des mobilen Breitbandfunkgeräts
Deaktivieren des WLAN-Funkgeräts
Großer Download über mobile Breitbandverbindung
Großer Download über WLAN-Verbindung
Bluetooth-Aktivität
Führen Sie vor dem Stresstest einen grundlegenden Überprüfungstest aus. Es wird erwartet, dass der gleiche Überprüfungstest sowohl vor als auch nach den Stresstests bestanden wird und dass keine Fehler beobachtet werden.
Leistung
Die GPS-Geräteleistung wird für Kaltstart-TTFF, Heißstart-TTFF, Erfassungsempfindlichkeit, Verfolgungsempfindlichkeit, Wiedererfassungszeit, statische Navigationsgenauigkeit und dynamische Navigationsgenauigkeit getestet.
Ein GNNS-Simulator mit einer OTA-Verbindung kann für Leistungstests verwendet werden.
Kaltstart-TTFF
Beschreibung: Kaltstart-TTFF sollte in 90 % der Zeit in weniger als 45 Sekunden erreicht werden. Kaltstart wird als folgende Bedingung beschrieben:
Die Uhrzeit ist unbekannt
Aktuelle Empheride ist unbekannt
Position ist unbekannt
Ausführungsschritte: Sie können das SDT verwenden, um die GPS-Unterstützungsdaten zu löschen, bevor Sie den Kaltstarttest starten. Stellen Sie sicher, dass die oben beschriebenen Kaltstartbedingungen erfüllt sind. Überwachen Sie den TTFF unter klaren Himmelsbedingungen (tatsächlich oder simuliert).
Erwartetes Ergebnis: Das Gerät sollte das GNSS-Gerät verwenden, um für 90 % der Zeit innerhalb von 45 Sekunden eine Positionskorrektur zu erhalten.
Erfassungsempfindlichkeit
Beschreibung: Das Gerät sollte einen Standortfixpunkt bei -150 dBm oder niedrigeren Leistungsstufen erlangen.
Ausführungsschritte: Setzen Sie das Gerät unter simulierten Laborbedingungen geringen Leistungsstufen bis zu -150 dBm aus, indem Sie eine direkte Funkfrequenzverbindung (RF) verwenden, wenn auf den Antennenanschluss zugegriffen werden kann.
Erwartetes Ergebnis: Das Gerät sollte einen Fix bei -150 dBm erlangen.
Verfolgungsempfindlichkeit
Beschreibung: Das Gerät sollte einen Standortfixpunkt bei -155 dBm oder niedrigeren Leistungsstufen beibehalten.
Ausführungsschritte: Reduzieren Sie die Leistungsstufe unter simulierten Laborbedingungen auf -155 dBm, nachdem das Gerät einen Standortfixpunkt erlangt hat, indem Sie eine direkte Funkfrequenzverbindung (RF) verwenden, wenn auf den Antennenanschluss zugegriffen werden kann.
Erwartetes Ergebnis: Das Gerät sollte einen Standortfixpunkt bei -155 dBm beibehalten.
Wiedererfassungszeit
Beschreibung: Das Gerät sollte einen Standortfixpunkt in 2 Sekunden wiedererlangen können. Wenn ein Signal verfügbar ist, werden klare Himmelsbedingungen angenommen.
Ausführungsschritte: Reduzieren Sie die Leistungsstufe unter simulierten Laborbedingungen, nachdem das Gerät einen Standortfixpunkt erlangt hat, bis Sie das Gerät dazu zwingen, den Fix zu verlieren. Erhöhen Sie dann die Leistungsstufen, und überwachen Sie die Wiedererfassungszeit. Alternativ können Sie während des Fahrtests durch einen Tunnel fahren.
Erwartetes Ergebnis: Das Gerät sollte einen Standortfixpunkt in 2 Sekunden wiedererlangen.
Statische Navigationsgenauigkeit
Beschreibung: Das Gerät sollte den genauen Breiten- und Längengrad sowie die genaue Höhe (sofern unterstützt) melden.
Ausführungsschritte: Vergleichen Sie die Genauigkeit von Längen- und Breitengrad sowie der Höhe (sofern verfügbar) mit dem Standort aus einer vertrauenswürdigen Datenquelle. Vertrauenswürdige Datenquellen können Vermessungsmarkierungen, GNSS-Simulatoren oder ein von Microsoft Signature zertifiziertes Windows-Tablet mit GPS sein.
Erwartetes Ergebnis: Das zu testende Gerät (DUT) sollte für 95 % der Zeit mit einer horizontalen Genauigkeit von 15 Metern und einer vertikalen Genauigkeit von 30 Metern melden.
Dynamische Navigationsgenauigkeit
Beschreibung: Wenn das zu testende Gerät (DUT) mobil ist, sollte es den genauen Breiten- und Längengrad sowie die genaue Höhe melden, falls unterstützt.
Ausführungsschritte: Während simulierter oder tatsächlicher Geräte-/Gehtests vergleichen Sie die Genauigkeit von Längengrad, Breitengrad und Höhe (sofern verfügbar) mit dem Standort aus einer vertrauenswürdigen Datenquelle. Vertrauenswürdige Datenquellen können Vermessungsmarkierungen, GNSS-Simulatoren oder ein von Microsoft Signature zertifiziertes Windows-Tablet mit GPS sein.
Erwartetes Ergebnis: Das Gerät sollte eine horizontale Genauigkeit von 15 Metern und eine vertikale Genauigkeit von 100 Metern melden.
Stromverbrauchtests
Das folgende Diagramm veranschaulicht, wie ein Treiber die WDF-Leerlauferkennungsmethoden StopIdle/ResumeIdle verwenden kann, um zwischen D-Zuständen zu wechseln. Die Testfälle in diesem Abschnitt bestätigen, dass der Treiber zum passenden Zeitpunkt in den richtigen Zustand wechselt.
< Bildplatzhalter für Fig1_ Fig1_stopidle_resumeidle>
Abbildung 1. StopIdle/ResumeIdle
USB, selektives Energiesparen
Dieser Test gilt nur für über USB angeschlossene Geräte. Ein GPS-Gerät, das in einem Berichtsintervall von 8 Sekunden oder weniger von keinen Clients abonniert wird, sollte an selektivem Energiesparen teilnehmen, wenn alle Geräte im Bus bereit sind, in einen Energiesparmodus zu wechseln.
Geräte-Manager- und Ereignisablaufverfolgung für Windows (ETW)-Ereignisse werden dazu verwendet, die USB-Busstatusübergänge zu überwachen.
Durchschnittliche Leistungsaufnahme im Energiesparmodus
Das GPS-Gerät sollte einschließlich aller Busverbindungsschnittstellen einen durchschnittlichen Stromverbrauch von weniger als 1 mW im Energiesparmodus haben. Wenn das GPS-Gerät das nicht einhalten kann, dann muss es das vollständige Abschalten der Stromversorgung unterstützen, wenn es im D3-Zustand (D3-Cold) ist.
D3-Cold
Geräte, die D3cold unterstützen, sollten die TTFF-Leistung nicht länger als 6 Sekunden beeinträchtigen. Wenn ein Gerät beispielsweise einen Standortfixpunkt unter Heißstart-Bedingungen in 2 Sekunden erlangen kann, sollte es nach dem Fortsetzen aus D3cold in der Lage sein, einen Standortfixpunkt in 8 Sekunden oder weniger zu erlangen. Wenn das Gerät diese Anforderung nicht erfüllen kann, sollte der Treiber D3cold-Zustandsübergänge auf die Zeiten beschränken, in denen das GPS-Funkgerät deaktiviert ist.
Weitere Informationen zu D3cold finden Sie unter D3cold in einem Treiber unterstützen.
Energieverwaltungstests
Connected Standby
Das Testen des Connected Standby beinhaltet Windows HLK PowerState-Tests und Gerätegrundlagentests mit EA-Testszenarien.
Fortsetzen in einem Bereich ohne Abdeckung
Beschreibung: Versetzen Sie das System in den Zustand Connected Standby, wenn aktive Clients vorhanden sind. Setzen Sie das Gerät in einem Bereich ohne Abdeckung fort. Das Gerät sollte versuchen, einen Standortfixpunkt zu erlangen und in den Zustand SENSOR_STATE_INITIALIZING zu wechseln.
Ausführungsschritte: Versetzen Sie das Gerät in den Connected Standby, wenn aktive Clients verbunden sind. Wecken Sie das Gerät in einem Bereich ohne GPS-Signal aus dem Connected Standby.
Erwartetes Ergebnis: Das Gerät sollte einen Standortfixpunkt erlangen und in den Zustand SENSOR_STATE_INITIALIZING wechseln.
Antennenleistungstests
Leistungstests, die eine OTA-Verbindung verwenden
Es ist üblich, die Leistung von GNSS-Empfängern in einer Laborumgebung über eine kabelgestützte RF-Verbindung zu testen, wodurch die GPS-Antenne und die ihr zugehörigen Schaltkreise umgangen werden. Die Geräteleistung und Probleme in der GPS-Antenne sowie deren Schaltung können zu einer schlechten Benutzererfahrung bei standortbasierten Dienstanwendungen führen. Um diese Probleme zu ermitteln, sollten Sie die GPS-Leistung mit verwalteten Systemgeräten mithilfe einer OTA-Testmethodik testen.
Die Antennentests umfassen die folgenden Anforderungen für die Zertifizierung:
Systeme, die GPS unterstützen, müssen Tests gemäß dem Testplan der Cellular Telecommunications & Internet Association bestehen. Dabei handelt es sich um den Testplan für die Funkleistung von Mobilstationen, Methode der Messung für abgestrahlte Funkfrequenz (RF)-Leistung und Empfängerleistung v3.0+ für A-GPS. Weitere Informationen zu CTIA-Tests finden Sie unter CTIA-Zertifizierungstests. Darüber hinaus müssen die Total Isotropic Sensitivity (TIS, gesamte isotrope Empfindlichkeit), die Upper Hemisphere Isotropic Sensitivity (UHIS, isotrope Empfindlichkeit der oberen Hemisphäre) und die Partial Isotropic GPS Sensitivity (PIGS, teilweise isotrope GPS-Empfindlichkeit) gemessen werden. OEMs müssen die Messergebnisse Microsoft zur Überprüfung bereitstellen. Diese Anforderungen gelten für Systeme, die mobiles Breitband unterstützen.
Das System muss für GPS über TIS- und UHIS-freien Platz von -140 dBm oder besser verfügen. Bei Systemen, die mobiles Breitband unterstützen, müssen die Messungen die Testmethodik und die Testparameter befolgen, die im Abschnitt „Richtlinien für Antennenleistung bei der Ausführung für Systeme nur mit WLAN“ des CTIA 3.x-Testplans definiert sind.
Der durchschnittliche Gewinn der GPS-Antenne muss besser als -6dBi sein.
Die Leistung darf nicht unter dem minimal akzeptablen Standard liegen, wenn das Gerät in einer üblichen Position in den Händen gehalten wird. Das Gerät muss die Over-the-Air (OTA)-Erfassungsempfindlichkeit bei -140 dBm und die OTA-Verfolgungsempfindlichkeit von -145 dBm beibehalten, wenn das System in üblichen Positionen gehalten wird.
Das Gerät muss die OTA-Erfassungsempfindlichkeit bei -140 dBm und der OTA-Verfolgungsempfindlichkeit von -145 dBm beibehalten, wenn die Tastatur oder die Docking-Station geschlossen ist.
Sie müssen Antennen- und Strahlungsempfindlichkeitstests durchführen, wenn sich die GPS-Antenne in den erwarteten Positionen im Gerät befindet.
Die beabsichtigte GPS-Produktionsantenne muss sich für EV-Systeme (Engineering Verification, technische Verifizierung) an ihrem vorgesehenen Ort befinden. Der Antennenstandort muss für DV-Systeme (Design Verification, Designverifizierung) finalisiert sein.
OEMs sollten die Antennenleistungs- und Strahlungsempfindlichkeitstests ausführen und die Fehler von EV-Einheiten verstehen. Die Tests müssen vor dem erstellen von DV-Einheiten bestanden werden.
RF-Empfindlichkeitstests für Systeme nur mit WLAN
Ein GPS-IHV kann NMEA-Protokollierungs- und Zeichnungstools sowie Dokumentationen bereitstellen.
Vergleichen Sie das Signal-zu-Rauschen-Verhältins (SNR) auf dem Testgerät und auf einem Referenzgerät, das eine gute GPS RF-Empfindlichkeit an derselben Position unter den gleichen Bedingungen aufweist. Aktivieren Sie IHV-NMEA-Protokolle, und führen Sie mit den Geräten Geh-/Fahrtests für mindestens 15 Minuten unter einem klaren Himmel durch. Analysieren Sie die Protokolle mithilfe des NMEA-Plottingtools, welches das IHV bereitstellt. Vergleichen Sie die durchschnittlichen Signalstärken der Geräte.
Hinweis
Wenn Sie nicht über das NMEA Plotting-Tool aus einem IHV verfügen, können Sie Microsoft Bing verwenden
Tests von menschlichen Störungen
Die Antennenpositionierung sollte menschliche Störungen berücksichtigen. Wenn das System üblichen Positionen gehalten wird, sollte das GPS keinen Standortfixpunkt verlieren, den Fehlerradius nicht um mehr als 30 % erhöhen sowie die OTA-Erfassungsempfindlichkeit bei -140 dBm und die OTA-Verfolgungsempfindlichkeit von -145 dBm beibehalten.
Häufig verwendete Zustände bei Klappgeräten:
Hände auf den Seiten, Querformatausrichtung
Hand an der Unterseite, Querformatausrichtung
Hände auf den Seiten, Hochformatausrichtung (Start auf der linken Seite)
Hände an der Unterseite, Hochformatausrichtung (Start auf der linken Seite)
Hände auf den Seiten, Hochformatausrichtung (Start auf der rechten Seite)
Hände an der Unterseite, Hochformatausrichtung (Start auf der rechten Seite)
Auswirkungen von menschlichen Störungen auf die Erfassungs- und Verfolgungsempfindlichkeit
Beschreibung: Wenn das Gerät an den angegebenen Handgriffen gehalten wird, sollte die Geräteerfassungs- und Verfolgungsempfindlichkeit sollte nicht dazu führen, dass die Leistung unter den minimal akzeptablen Standard fällt.
Ausführungsschritte: Halten Sie das Gerät in üblichen Positionen in den Händen. Überprüfen Sie die Erfassungs- und Verfolgungsempfindlichkeit.
Erwartetes Ergebnis: Die Verfolgungs- und Erfassungsempfindlichkeit sollte nicht beeinträchtigt werden, wenn das Gerät in bestimmten Positionen gehalten wird. Das Gerät sollte die OTA-Erfassungsempfindlichkeit bei -140 dBm und OTA-Verfolgungsempfindlichkeit von -145 dBm beibehalten.
Interoperabilitätstests
Interoperabilität von mobilem Breitband, WLAN und GPS
Beschreibung: Das Deaktivieren des mobilen Breitbands oder WLANs sollte nicht verhindern, dass das GPS funktioniert. Das Deaktivieren des MB- oder WLAN-Funkgeräts sollte nicht verhindern, dass das GPS einen Standortfixpunkt erlangt.
Ausführungsschritte:
Deaktivieren Sie mobiles Breitband und vergewissern Sie sich, dass GPS weiterhin einen Standortfixpunkt erlangen kann. Aktivieren Sie das mobile Breitband erneut.
Hinweis
GPS-Geräte, die Gerätedienste verwenden, sind eine Ausnahme. Diese Geräte sollten zuerst in den Zustand SENSOR_STATE_INITIALIZING und nach 30 Sekunden in den Zustand SENSOR_STATE_NOT_AVAILABLE wechseln, wenn mobiles Breitband deaktiviert ist
Deaktivieren Sie das WLAN und bestätigen Sie, dass das GPS weiterhin einen Standortfixpunkt erlangen kann.
Deaktivieren Sie das mobile Breitbandfunkgerät und bestätigen Sie, dass das GPS weiterhin einen Standortfixpunkt erlangen kann.
Deaktivieren Sie das WLAN-Funkgerät und bestätigen Sie, dass das GPS weiterhin einen Standortfixpunkt erlangen kann.
Entfernen Sie die SIM des mobilen Breitbands und bestätigen Sie, dass das GPS einen Standortfixpunkt erlangen kann.
Erwartetes Ergebnis: Für mobile Breitband- oder WLAN-Geräte sollte der Funkgerät- und SIM-Zustand nicht verhindern, dass das GPS funktioniert.
Mobiles Breitband, WLAN, Bluetooth, Near Field Communication (NFC, Nahfeldkommunikation) und Kamerastörungen
Funkgeräte und andere Geräte wie Systemkameras können das GPS stören. GPS-Geräte teilen häufig dasselbe Modul mit mobilem Breitband, WLAN und Bluetooth. Die GPS-Funktionalität sollte von diesen Geräten nicht beeinträchtigt werden.
Beschreibung: Die gleichzeitige Verwendung von mobilem Breitband, WLAN, Bluetooth und Kamera sollte die Leistung und Funktionalität des GPS-Geräts nicht beeinträchtigen oder umgekehrt.
Ausführungsschritte: Führen Sie grundlegende Funktionstests mit aktiviertem mobilen Breitband, WLAN, Bluetooth und Kamera aus, während diese aktiv verwendet werden.
Führen Sie einen großen Download über eine mobile Breitbandverbindung durch, während Sie GPS verwenden. Überwachen Sie den Sensorzustand, den Fehlerradius und die Signalstärke sowie die Ereignisprotokolle von SDT.
Führen Sie einen großen Download über eine WLAN-Verbindung durch, während Sie GPS verwenden. Überwachen Sie den Sensorzustand, den Fehlerradius und die Signalstärke sowie die Ereignisprotokolle von SDT.
Führen Sie eine Bluetoothdatenübertragung durch, während Sie GPS verwenden. Überwachen Sie den Sensorzustand, den Fehlerradius und die Signalstärke sowie die Ereignisprotokolle von SDT.
Führen Sie einen WLAN-Scan durch, während Sie GPS verwenden. Überwachen Sie den Sensorzustand, den Fehlerradius und die Signalstärke sowie die Ereignisprotokolle von SDT.
Führen Sie einen mobilen Breitbandscan durch, während Sie GPS verwenden. Überwachen Sie den Sensorzustand, den Fehlerradius und die Signalstärke sowie die Ereignisprotokolle von SDT.
Führen Sie einen Bluetoothscan durch, während Sie GPS verwenden. Überwachen Sie den Sensorzustand, den Fehlerradius und die Signalstärke sowie die Ereignisprotokolle von SDT.
Zeichnen Sie ein Video auf, während Sie GPS verwenden. Überwachen Sie den Sensorzustand, den Fehlerradius und die Signalstärke sowie die Ereignisprotokolle von SDT.
Sehen Sie sich einen Film über das Internet an, während Sie GPS verwenden. Überwachen Sie den Sensorzustand, den Fehlerradius und die Signalstärke sowie die Ereignisprotokolle von SDT.
Führen Sie 5 Minuten lang eine NFC-Datenübertragung (z. B. Fotos übertragen) durch. Überwachen Sie den Sensorzustand, den Fehlerradius und die Signalstärke sowie die Ereignisprotokolle von SDT.
Erwartetes Ergebnis: Das GPS sollte während der Verwendung dieser Geräte normal funktionieren. Die Verwendung dieser Geräte sollte sich nicht negativ auf den Sensorzustand, den Fehlerradius und die Signalstärke auswirken.
Fahrtests
Manuelle Fahrtests finden statt, wenn das System auf eine Fahrt genommen wird, bei der eine vordefinierte Route abgefahren wird, die Tunnel und Gegenden mit verschiedenen Mehrwegeinflüssen enthält. Während des Fahrt werden die GPS-Daten des Systems von einer Testanwendung erfasst und mit einem Referenz-GPS verglichen. Zu keiner Zeit sollte der Ort, den das System meldet, weiter vom Referenz-GPS entfernt gemeldet werden, als der Betrag des Fehlerradius (+/-). Der durchschnittliche Fehlerradius sollte <= 30 Meter betragen.
Fahrtesten trainiert reale Lebensbedingungen wie dynamische Navigationsgenauigkeit, Neuerkennung nach dem Durchfahren eines Tunnels, Auswirkungen von Mehrwegsignalen und atmosphärische Bedingungen.
Die folgenden Funktionstests werden während Fahrtests ausgeführt:
Zustandsübergänge werden überwacht und mit dem Referenz-GPS verglichen.
Breiten- und Längengrad sowie Höhe (sofern verfügbar) werden überwacht und mit dem Referenz-GPS verglichen. Zum einfachen Vergleich wird eine visuelle Kartendarstellung verwendet.
Geschwindigkeits- und Richtungsdaten werden überwacht und mit dem Referenz-GPS verglichen.
Die Erfassungs- und die Wiederfassungszeiten nach Tunneldurchfahren werden gemessen und mit dem Referenz-GPS verglichen.
Die Verfolgungsempfindlichkeit wird in Bereichen mit Mehrwegeinflüssen überwacht. Die Datenberichtshäufigkeit und alle Unterbrechungen der Datenberichte werden überwacht.
Die dynamische Navigationsgenauigkeit wird überwacht und mithilfe visueller Kartendarstellungen mit dem Referenz-GPS verglichen.
Während der dynamischen Navigation werden Plug & Play (PnP)- und Funkgerätverwaltungs-Zustandsübergänge ausgeführt.
Berichtsintervalle werden überwacht und mit dem Referenz-GPS verglichen.
Simulatortests
Ein GNSS-Simulator (Spirent GSS6700) wird verwendet, um kontrollierte Laborbedingungen zu erzielen. Es spielt dieselben Testszenarien zur Wiederholung ab, simuliert Satellitenzustände, verschiedene Standorte und Zeiten wie z. B. Südlich des Äquators und 2 Jahre später, simuliert die fahrzeuginterne Navigation, atmosphärische Bedingungen, Mehrwegsignale und Fehlerbedingungen. Es werden die standardmäßigen Spirent GSS6700-Simulatortestszenarien ausgeführt.
Eine OTA-RF-Verbindung testet das System zusammen mit der originalen Antenne und Abschirmung. Wenn eine Antennenverbindung für Empfängertests zugänglich ist, kann auch eine direkte Verbindung verwendet werden. Simulatortests konzentrieren sich auf allgemeine Simulatorszenarien, einschließlich GNSS-Empfängerleistungseigenschaften und die folgenden Szenarien:
Kaltstart-TTFF
Heißstart-TTFF
Erfassungsempfindlichkeit
Wiedererfassungsempfindlichkeit
Verfolgungsempfindlichkeit
Genauigkeit der statischen Position
Genauigkeit der dynamischen Position
Multipfad
GPS und Globalnaya navigationsionnaya sputnikovaya sistema (GLONASS)
GPS-Akzeptanztestmatrix
Betriebssystembuild, auf dem die Tests ausgeführt werden:
Windows HLK-Version:
Plattformfirmwareversion:
Plattform, auf der die Tests ausgeführt werden:
Testebene | Testbeschreibung | Ergebnisse der Überprüfung | Kommentare |
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Basic (Ebene 1) |
Treiber muss mit dem IHV-Zertifikat signiert sein |
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Basic (Ebene 1) |
Der Treiber muss mithilfe des Geräte-Managers/ der Abbildverwaltung für die Bereitstellung (DISM) installiert werden |
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Basic (Ebene 1) |
GPS.Testbeschreibungen.Stabilität.Driver Verifier, WDF Verifier und Application Verifier |
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Basic (Ebene 1) |
WHLK-Tests des Standortsensors: Device.Input.Sensor.Systemtests für Standortsensoren: System.Client.Sensor. |
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Basic (Ebene 1) |
WHLK-Tests der Funkgerätverwaltung: System.Client.RadioManagement. |
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Basic (Ebene 1) |
Zusätzlich zu den erforderlichen WHLK-Tests, optionale WHLK-Tests, welche den WHLK-Tests des Standortsensors untergeordnet sind: Gerät.Eingabe.Sensor. und System.Client.Sensor.* muss auf Nicht-Arm-SoC-Systemen ausgeführt und bestanden werden |
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Basic (Ebene 1) |
Gerätegrundlagen-WHLK-Tests: Device.DevFund. |
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Basic (Ebene 1) |
WHLK-Tests des USB (nur über USB verbundene Geräte): Gerät.Verbinung.UsbGeräte. |
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Basic (Ebene 1) |
GPS.Testbeschreibungen.Funktion.Sensor Kategorie, Typ, Eigenschaften und Datenfelder |
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Basic (Ebene 1) |
GPS.Testbeschreibungen.Funktion.Zustandsübergänge |
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Basic (Ebene 1) |
GPS.Testbeschreibungen.Funktion.Genauigkeit von Breiten- und Längengrad |
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Basic (Ebene 1) |
GPS.Testbeschreibungen.Funktion.Geschwindigkeitsdaten |
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Basic (Ebene 1) |
GPS.Testbeschreibungen.Funktion.Richtungsdaten |
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Basic (Ebene 1) |
GPS.Testbeschreibungen.Assisted GPS. A-GPS |
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Basic (Ebene 1) |
GPS.Testbeschreibungen.Assisted GPS.Positioninjektion. Verbindungstyp. |
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Basic (Ebene 1) |
GPS.Testbeschreibungen.Antennenleistung.OTA-Verbindung. Das Gerät sollte im aktuellen Zustand einen Standortfixpunkt unter freien Himmel erhalten, ohne externe Antennen oder andere Änderungen zu verwenden. |
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Basic (Ebene 1) |
GPS.Testbeschreibungen.Interoperabilität.* (GPS kann einen Standortfixpunkt erhalten, wenn mobiles Breitband, Bluetooth, WLAN oder die Kamera aktiv sind und verwendet werden) |
||
Basic (Ebene 1) |
GPS.Testbeschreibungen.Funktion.Andere Sensoreigenschaften |
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Basic (Ebene 1) |
GPS.Testbeschreibungen.Assisted GPS.Positioninjektion. Verbindungszeit |
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Basic (Ebene 1) |
GPS.Testbeschreibungen.Antennenleistung.Tests menschlicher Störungen. Das Gerät ohne externe Antennen oder andere Änderungen sollte draußen unter freien Himmel einen Standortfixpunkt erlangen, während es in üblichen Positionen in den Händen gehalten wird. |
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Belastung (Ebene 2) |
GPS.Testbeschreibungen.Stabilität. |
||
Leistung (Ebene 2) |
GPS.Testbeschreibungen.Leistung. |
||
Energie (Ebene 1) |
GPS.Testbeschreibungen.Stromverbrauch. |
||
Energie (Ebene 1) |
GPS.Testbeschreibungen.Energieverwaltung. |
||
Antennenleistung (Ebene 1 für OEM) |
GPS.Testbeschreibungen.Antennenleistung. |
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Fahrtests (Ebene 3) |
GPS.Testbeschreibungen.Fahrtests. |
||
Simulatortests (Ebene 4) |
GPS.Testbeschreibungen.Simulatortests.* |
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