運營商TD-SCDMA終端測試問題研究

　　自中國提出的TD-SCDMA技術(shù)體制被ITU確認為第三代移動通信技術(shù)標準以來，信息產(chǎn)業(yè)部、TD-SCDMA產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟以及各通信運營商等都在為TD-SCDMA實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化并最終商用做著不懈的努力。進入2006年，國家相關(guān)部門開始籌備TD-SCDMA預(yù)商用網(wǎng)，各通信運營商分別在試點城市建立了TD-SCDMA預(yù)商用網(wǎng)絡(luò)，并開始對TD-SCDMA終端、業(yè)務(wù)及網(wǎng)絡(luò)進行了全面的測試和評價。

　　從現(xiàn)場的測試結(jié)果來看，TD-SCDMA終端距正式商用尚有一定的距離，鑒于3G業(yè)務(wù)的發(fā)展和終端的成熟程度密不可分，運營商如何把握TD-SCDMA終端的選擇標準顯然是一個十分現(xiàn)實的問題。

　　目前3G終端的選擇標準仍然是終端的一致性測試，但一致性測試存在很多局限性，并不能完全適應(yīng)3G運營商對終端的需求。3G運營商必須根據(jù)自身3G業(yè)務(wù)的發(fā)展需求，具體規(guī)定對3G終端的技術(shù)要求和定制需求，通過制定合理的測試規(guī)范和實施具體的測試，來檢驗設(shè)備制造商提供的3G終端是否能夠滿足運營商的要求。在日本，NTT DoCoMo公司根據(jù)公司3G業(yè)務(wù)的發(fā)展戰(zhàn)略，有針對性地制定出了符合自身特色的3G終端技術(shù)規(guī)范和測試規(guī)范要求，來具體管理和規(guī)范3G終端。

　　本文將從GSM終端和3G終端的一致性測試入手，來概要分析3G終端一致性測試的基本要求，并通過分析一致性測試的局限性，同時結(jié)合實際測試中終端發(fā)現(xiàn)的問題來說明運營商如何評估TD-SCDMA終端。

　　一、GSM終端和3G終端的一致性測試

　　1.GCF的由來和使命

　　由于GSM手機作為用戶直接使用的終端設(shè)備產(chǎn)品，其品質(zhì)好壞直接影響到用戶權(quán)益乃至GSM的發(fā)展。為保證手機品質(zhì)，維護GSM網(wǎng)絡(luò)運營商、設(shè)備制造商和用戶的共同利益，各國的運營商和制造商共同發(fā)起成立了GSM MoU組織，GSM MoU組織制訂了嚴格的手機型號認證管理制度。對手機廠家而言，必須至少滿足以下兩個條件，才能生產(chǎn)GSM手機：(1)開發(fā)的GSM手機必須通過FTA(全面型號認證)測試，由第三方測試機構(gòu)按照GSM 11.10終端設(shè)備技術(shù)規(guī)范規(guī)格書來進行測試審查。一次完整的測試需要100~200工作小時，測試的費用也是驚人的。(2)生產(chǎn)制造廠必須能夠保證對手機生產(chǎn)全程進行有效的品質(zhì)控制，如通過ISO9000系列品質(zhì)認證。 

　　此外還規(guī)定需使用指定的測試系統(tǒng)，對各制造廠商生產(chǎn)的移動終端設(shè)備進行一致性測試，產(chǎn)品完全合格后，憑第三方測試機構(gòu)的一致性型號的認證測試報告，附加該設(shè)備的一些技術(shù)檔案以及生產(chǎn)廠商的基本信息，手機制造廠商才可以申請并獲得國際移動設(shè)備標識碼(IMEI)。

　　到后來，為了平衡產(chǎn)品品質(zhì)和市場推動之間的關(guān)系，GSM終端設(shè)備的認證制度和規(guī)程發(fā)生了重大變革。由強制性的第三方全面性型號認證方式，改為由授權(quán)測試機構(gòu)或生產(chǎn)廠商依據(jù)GSM認可論壇(GCF, Global Certification Forum)所列的標準和規(guī)則，進行最終一致性測試。由廠商作一致性測試合格聲明，并對產(chǎn)品品質(zhì)全面負責(zé)。

　　以GSM手機為例，GCF列舉的一致性測試項目如下：Cell Selection、PLMN (Network) Selection、Mobile Originated Call、Handover、Location Updating、Short Message Service (SMS)、 Unstructured Supplementary Services Data、Supplementary Services、SIM Management (Security)、SIM Application Toolkit (SAT) 、Data、及WAP等。

　　GCF的主要職責(zé)是完成GSM/GPRS和3G終端的認證，一致性測試的測試用例的驗證批準，制定現(xiàn)場測試的指導(dǎo)方針，制定測試用例認證的指導(dǎo)方針，制定終端認證的指導(dǎo)方針。目前，GCF有188個全權(quán)成員，主要由設(shè)備制造商和網(wǎng)絡(luò)運營商組成，另外還有67個觀察員，主要由測試機構(gòu)和測試設(shè)備提供商組成。

　　2.GSM終端在中國的入網(wǎng)認證

　　目前，GSM終端在中國如果想要獲取中國的入網(wǎng)認證，除必須有GCF的一致性測試認證之外，還必須通過電磁兼容測試、型號核準和進網(wǎng)檢測三項檢測。參考的具體標準如下。

　　(1)EMC電磁兼容測試，YD 1032-2000《900/1800MHz TDMA數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)電磁兼容性限值和測量方法第一部分：移動臺及其輔助設(shè)備》；(2)型號核準，YD/T 884-1996《900MHz TDMA數(shù)字蜂窩移動通信網(wǎng)移動臺設(shè)備技術(shù)指標及測試方法》和GSM 11.10-1 version 4.22.1；(3)進網(wǎng)檢測，YD/T 1215-2002《900/1800MHz TDMA數(shù)字蜂窩移動通信網(wǎng)通用分組無線業(yè)務(wù)(GPRS)設(shè)備測試方法：移動臺》。

　　3.WCDMA終端的一致性測試

　　在3GPP項目開始之初，業(yè)界就確定了WCDMA終端一致性測試的重要性，并且制定了一致性測試的協(xié)議規(guī)范。WCDMA終端一致性測試規(guī)范包括射頻一致性測試規(guī)范3GPP TS34.121和協(xié)議一致性測試規(guī)范3GPP TS34.123。

　　其中射頻一致性測試規(guī)范3GPP TS34.121總計約83測試例，主要內(nèi)容有：Tx RF Performance(Clause 5)、Rx RF Performance(clause 6)、Performance under fading conditions(Clause 7)及RRM(Radio Resource Management)(Clause 8)。協(xié)議一致性測試規(guī)范3GPP TS34.123定義了約700個TTCN 測試例，主要內(nèi)容有：RLC&MAC tests和RRC tests，其中還包括Paging,location update、Cells election/reselection、Radio Bearer Establishment等。

　　根據(jù)3GPP34.xxx測試規(guī)范，GCF組織制定了WCDMA終端的測試用例，其中射頻一致性測試用例覆蓋了所有3GPP34.121的83項測試規(guī)范，且這些測試具有高優(yōu)先級別。信令一致性測試用例覆蓋了約50%的3GPP34.123測試規(guī)范，共計382個。這382個測試用例又分為四個測試用例軟件包，這四個軟件包具有較高的優(yōu)先級別，如圖1所示。

　　4.TD-SCDMA終端的一致性測試

　　TD-SCDMA終端與WCDMA終端遵循同樣的一致性測試規(guī)范，即射頻一致性測試規(guī)范3GPP TS34.121和協(xié)議一致性測試規(guī)范3GPP TS34.123。但TD-SCDMA終端一致性測試目前尚無類似GCF的組織來具體實施和編寫測試用例，而且目前支持TD-SCDMA的測試儀表也比較少，許多工作尚在完善和進展之中。

　　二、運營商進行TD-SCDMA終端測試的必要性

　　因為3G業(yè)務(wù)的復(fù)雜多變性，TD-SCDMA終端的一致性測試并不能解決運營商所關(guān)心的全部問題，目前3GPP34.xxx規(guī)定的測試規(guī)范通常只能針對某一特性和需求及某一功能的測試，它更多關(guān)心的是利用理想的參數(shù)進行控制信令平面的一致性測試，對用戶平面的測試很少，并且僅僅關(guān)心測試是否一致性符合協(xié)議規(guī)范，而并不關(guān)心手機的質(zhì)量。另外，對于運營商開展的特定3G業(yè)務(wù)的測試也基本不涉及。

　　現(xiàn)場對TD-SCDMA終端的實際測試也證實了這一點，在TD-SCDMA預(yù)商用網(wǎng)涉及終端的測試中，其發(fā)現(xiàn)的問題歸納為以下四項。

　　1.電源問題

　　在實際測試中，各款終端均出現(xiàn)了電池發(fā)熱和待機時間很短的問題，主要有以下兩種原因：終端自身原因(基帶處理芯片的耗電、無線收發(fā)信機的耗電、顯示屏和揚聲器等外圍設(shè)備耗電、終端電池性能)；網(wǎng)絡(luò)環(huán)境影響(無線網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量問題，由于網(wǎng)絡(luò)頻繁進行小區(qū)切換，終端會頻繁進行網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)捕獲，大大增加終端待機耗電)。

　　另外，TD-SCDMA系統(tǒng)的DRX參數(shù)決定了終端在空閑狀態(tài)時醒來監(jiān)聽尋呼信道消息的時間間隔。由于各款終端對信道處理機制不同，為提高終端呼叫接通率并降低丟包率，TD-SCDMA系統(tǒng)設(shè)置DRX參數(shù)，使得時間間隔很低，所以大大提高了耗電量，降低了待機時間。

　　2.機卡接口兼容問題

　　通過監(jiān)視ME與USIM接口信令狀態(tài)和ME與TD-SCDMA網(wǎng)空口信令狀態(tài)，對接口適配和兼容性情況進行評價。在TD-SCDMA終端與USIM卡兼容測試中，出現(xiàn)個別終端與卡不兼容現(xiàn)象，終端顯示“搜索網(wǎng)絡(luò)中”，但無法正常登錄網(wǎng)絡(luò)，無法鑒權(quán)或者鑒權(quán)時出現(xiàn)死機現(xiàn)象。

　　TD-SCDMA終端在用select指令選擇USIM卡上文件時，USIM卡應(yīng)給出包含該文件屬性長度訪問權(quán)限等信息的Response，終端繼續(xù)用Get Response指令取得Response返回值進行解析，并按照該Response中內(nèi)容進行操作。登錄失敗或鑒權(quán)死機的現(xiàn)象經(jīng)分析認為是由Response中各字段大小未完全匹配引起的。

　　3.終端性能不穩(wěn)定

　　在TD-SCDMA終端測試中，各終端普遍出現(xiàn)性能不穩(wěn)定的問題。終端性能不穩(wěn)定的主要原因有以下兩點：芯片處理速率不穩(wěn)定；終端內(nèi)部業(yè)務(wù)支撐軟件存在Bug。

　　4.3G特色業(yè)務(wù)支持不成熟

　　以可視電話(VP)業(yè)務(wù)功能測試為例，現(xiàn)階段實現(xiàn)VP業(yè)務(wù)的終端還不支持各種環(huán)境下造成的業(yè)務(wù)回落功能。目前視頻壓縮編碼包括H.263、MPEG-4、H.264格式，分別用于不同視頻信息，音頻編碼包括AMR 12.2kbit/s、G.723.1等格式，終端應(yīng)能夠根據(jù)所處不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，選擇不同的編碼格式以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境條件。然而，現(xiàn)在終端還無法實現(xiàn)根據(jù)所處網(wǎng)絡(luò)環(huán)境重新選擇編碼方式。隨著測試環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的變化，VP業(yè)務(wù)實現(xiàn)不很穩(wěn)定，經(jīng)常出現(xiàn)跳幀、音話同步效果差、時延加大等現(xiàn)象。

　　顯然，TD-SCDMA終端的一致性測試并不能完全覆蓋上述所存在的問題，因此運營商很有必要結(jié)合自身情況來開展對終端的測試評估工作。

　　三、運營商如何確定TD-SCDMA終端測試的范圍

　　通過上面的論述，明顯看出除了一致性測試之外，運營商需要更多的其他方面的測試。

　　一個完整的TD-CDMA終端測試應(yīng)該覆蓋以下范圍：射頻一致性測試；協(xié)議一致性測試；業(yè)務(wù)與功能測試；互通兼容性測試；路測，實際網(wǎng)絡(luò)測試；試用；電磁兼容性測試；人體電磁暴露安全性測試；電氣安全性測試；環(huán)保、健康安全性測試等。

　　顯然，得到一致性測試合格報告的終端并不能完全符合上述要求，比如功能與業(yè)務(wù)測試、互通兼容性測試、路測實際網(wǎng)絡(luò)測試、試用四項測試就必須由運營商自己來完成。因此，運營商除關(guān)心TD-SCDMA終端一致性測試結(jié)果之外，必須有針對性地制定符合自身網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)發(fā)展情況的其他終端測試規(guī)范。

　　結(jié)合3GPP測試規(guī)范的編制情況和運營商的自身要求，不同運營商編制的TD-SCDMA終端測試規(guī)范也各有不同，但應(yīng)基本覆蓋下列范圍。

　　1.用戶平面信息的傳送測試：在不同的Radio Bear配置情況下，數(shù)據(jù)傳送速率變化；在切換和重選情況下，數(shù)據(jù)丟失情況；隨不同業(yè)務(wù)流量不同，UE狀態(tài)變化情況。2.多個并發(fā)業(yè)務(wù)之間的影響：在生成短消息時被叫情況，網(wǎng)頁瀏覽時接收短消息。3.不同參數(shù)配置的網(wǎng)絡(luò)之間的漫游：狀態(tài)切換、切換和重選時的測量報告，USIM卡狀態(tài)以及對小區(qū)選擇和重選的影響。4.各種應(yīng)用和業(yè)務(wù)中的出錯測試：如在實現(xiàn)電子商務(wù)業(yè)務(wù)時發(fā)生切換失敗，在線游戲過程中發(fā)生無線鏈路失敗。5.新業(yè)務(wù)引入前的協(xié)議和應(yīng)用的測試準備：當引入一項新業(yè)務(wù)，進行實際的路測，確認手機能否正常工作。6.IOT測試：IOT測試是運營商應(yīng)該從事的重要測試，主要檢查終端在不同網(wǎng)絡(luò)配置環(huán)境下，對不同業(yè)務(wù)所體現(xiàn)出的性能，測試終端能否正確可靠地運行業(yè)務(wù)。7.PHS與TD-SCDMA互干擾測試：目前中國網(wǎng)通和中國電信都運行著龐大的PHS網(wǎng)絡(luò)，由于PHS和TD-SCDMA有頻段重合的問題，因此在TD-SCDMA終端入網(wǎng)之前，加強對兩者的互干擾測試是十分必要的。

　　四、運營商TD-SCDMA終端測試發(fā)展展望

　　從目前國內(nèi)2G終端管理模式來看，運營商在其中并沒有太多的參與。由于3G的業(yè)務(wù)發(fā)展重心完全不同于目前的2G業(yè)務(wù)，且3G終端不同于2G終端的一大特點就是運營商終端定制，因此在3G發(fā)展期，3G運營商的主導(dǎo)作用將會在一段時間內(nèi)凸現(xiàn)，作為3G運營商應(yīng)該在3G業(yè)務(wù)規(guī)劃中著重考慮3G終端對以后3G業(yè)務(wù)發(fā)展和市場推廣的影響。

　　以日本的NTT DoCoMo為代表，它具有非常顯著的產(chǎn)業(yè)影響力和控制力，從終端產(chǎn)品的設(shè)計、開發(fā)、銷售、品牌推廣上都處于絕對的控制地位，終端廠商處于相對依附的地位。運營商每年都會出臺一些技術(shù)規(guī)范，發(fā)給手機制造商，手機制造商生產(chǎn)的手機必須符合這些技術(shù)規(guī)范，因為日本數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的飛速發(fā)展迫使運營商不得不參與手機的制造。運營商自己設(shè)計界面，廠商根據(jù)運營商的標準和需求設(shè)計和制造手機。所以，終端廠家和運營商通常在產(chǎn)品開發(fā)之前就密切聯(lián)系，特別是在終端技術(shù)、終端定制規(guī)范、配合特色業(yè)務(wù)等方面大量合作。因此，NTT FOMA業(yè)務(wù)開展情況主要取決于NTT DoCoMo的推動和影響，終端廠商的能動性非常有限。

　　目前國內(nèi)的通信終端要進入市場流通，要通過國家無委和信息產(chǎn)業(yè)部的監(jiān)測和核準，但是由于種種實際原因，并不能保證在市場上流通的手機終端完全符合標準，但這對以語音業(yè)務(wù)為主的2G業(yè)務(wù)帶來的負面影響并不是很大。但3G終端性能的好壞對3G業(yè)務(wù)卻是非常顯著的，由于3G終端產(chǎn)品的質(zhì)量、性能和大規(guī)模供應(yīng)是3G業(yè)務(wù)快速開展的前提，因此作為3G運營商不能重復(fù)2G終端的使用管理經(jīng)驗，需要從技術(shù)上能夠?qū)?G終端有監(jiān)控、檢測能力和手段。

　　特別在TD-SCDMA技術(shù)本身還處于不斷完善的過程中，終端可用經(jīng)驗不多、測試支持不足的情況下，運營商更有必要對入網(wǎng)終端認真把關(guān)，對終端進行全面的測試，盡量避免因為終端質(zhì)量問題對業(yè)務(wù)發(fā)展帶來負面影響。