TD-SCDMA終端測試綜述

2004年11月，信息產(chǎn)業(yè)部組織國內(nèi)六大電信運營商、設(shè)備（系統(tǒng)、終端、芯片）制造商以及科研院所進(jìn)行以推進(jìn)TD-SCDMA研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化項目實施為目標(biāo)的技術(shù)試驗。 試驗分為實驗室環(huán)境和外場環(huán)境測試，面向系統(tǒng)設(shè)備和終端設(shè)備展開測試驗證。目前，已經(jīng)有15個廠家的近20款終端參加研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化項目技術(shù)試驗測試，從試驗過程和進(jìn)展情況可以看出TD-SCDMA終端已形成多廠商的供貨環(huán)境，在終端/核心芯片方面取得了重大進(jìn)展，通過技術(shù)試驗切實起到了推動TD-SCDMA商用終端產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的效果和作用。 

一、產(chǎn)業(yè)化技術(shù)試驗的終端測試 

產(chǎn)業(yè)化技術(shù)試驗依據(jù)專家組制定的全面而完善的測試規(guī)范，按計劃分階段開展測試驗證工作。結(jié)合TD-SCDMA較WCDMA、cdma2000起步較晚，終端設(shè)備正處于研發(fā)攻堅階段、終端測試儀表相對比較匱乏的實際情況，本次技術(shù)試驗涉及終端的測試按照先期進(jìn)行室內(nèi)測試，后續(xù)進(jìn)行外場驗證的安排，分別針對終端功能、射頻指標(biāo)、室內(nèi)環(huán)境Uu接口互操作（IOT）、耗電性能以及室外環(huán)境Uu接口IOT測試進(jìn)行測試驗證。 

1．終端功能測試 

利用電信研究院通信標(biāo)準(zhǔn)研究所MTNet構(gòu)建的TD-SCDMA實驗室和測試環(huán)境，在單系統(tǒng)下進(jìn)行終端設(shè)備的功能測試。內(nèi)容主要包括：終端人機界面控制功能；支持3G網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的基本功能，如Idle模式基本操作、系統(tǒng)信息接收、RRC層功能測試；電路域基本過程，如電路域移動性管理、呼叫控制；分組域基本過程，如分組域移動性管理、會話管理；還有基本電信業(yè)務(wù)、承載業(yè)務(wù)、補充業(yè)務(wù)等。 

2．終端射頻指標(biāo)測試 

對于TD-SCDMA終端的射頻指標(biāo)測試需要建立終端和網(wǎng)絡(luò)的通信鏈路，以進(jìn)行發(fā)射機測試、接收機測試、復(fù)雜傳播環(huán)境下性能指標(biāo)要求三個部分的測試內(nèi)容。對于TD-SCDMA終端的射頻指標(biāo)測試需要由系統(tǒng)模擬器來模擬系統(tǒng)以建立終端和系統(tǒng)間的通信鏈路，然后才可進(jìn)行測試，由于目前還沒有專用的系統(tǒng)模擬器，故試驗中采用實際的TD-SCDMANodeB（基站）來代替系統(tǒng)模擬器來建立呼叫，以矢量信號源、微波信號源、矢量信號分析儀等儀器進(jìn)行測量，具體測試項目包括如下。 

發(fā)射機部分：包括UE最大輸出功率、頻率誤差、上行開環(huán)功率控制、上行閉環(huán)功率控制、最小輸出功率、發(fā)射關(guān)功率、發(fā)射開/關(guān)時間模板、占用帶寬、頻譜發(fā)射模板等； 

接收機部分：包括參考靈敏度電平、最大輸入電平、鄰信道選擇性、阻塞特性、互調(diào)特性等； 

復(fù)雜傳播環(huán)境下性能指標(biāo)要求：包括靜態(tài)傳播條件下的DCH解調(diào)、多徑衰落條件1傳播條件下的DCH解調(diào)等。 

另外，發(fā)射機測試項目中還包括以下兩項指標(biāo)：連續(xù)發(fā)射模式下輸出功率的失步處理，不連續(xù)發(fā)射模式下輸出功率的失步處理以及復(fù)雜傳播環(huán)境下性能指標(biāo)下行功率控制。 

3．終端耗電性能測試 

終端耗電性能測試在MTNet實驗室的TD-SCDMA單系統(tǒng)設(shè)備環(huán)境中進(jìn)行，主要驗證TD-SCDMA終端在待機狀態(tài)、12.2kAMR語音業(yè)務(wù)、可視電話業(yè)務(wù)、各種速率的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)以及并發(fā)業(yè)務(wù)狀態(tài)下的耗電性能。 

4．UuIOT測試 

室內(nèi)環(huán)境Uu接口IOT測試是根據(jù)終端芯片與終端開發(fā)的實際進(jìn)展，驗證不同終端與系統(tǒng)之間的互操作能力，促進(jìn)不同系統(tǒng)和終端空中接口間的互操作能力，協(xié)助廠商及時發(fā)現(xiàn)研發(fā)過程中的問題，從而促進(jìn)研發(fā)進(jìn)度。驗證內(nèi)容主要包括：空閑模式操作、無線資源控制功能、移動性管理、呼叫控制、PS域移動性管理、會話管理、業(yè)務(wù)等主要部分。驗證過程側(cè)重對信令流程和消息字段的分析，解決不同終端與不同系統(tǒng)之間的互操作問題，為終端的逐步成熟建立相應(yīng)的測試驗證平臺。 

室外Uu接口IOT測試是在室內(nèi)Uu接口IOT測試的基礎(chǔ)上，在外場試驗網(wǎng)環(huán)境中對終端與系統(tǒng)進(jìn)行實際無線信號傳播條件下終端工作能力的驗證，主要對于話音業(yè)務(wù)、可視電話業(yè)務(wù)、短消息業(yè)務(wù)、分組域數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和并發(fā)業(yè)務(wù)以及切換等基本功能進(jìn)行驗證測試，同時也驗證終端在實際復(fù)雜無線環(huán)境中的性能。 

二、加強TD-SCDMA終端測試的考慮 

TD-SCDMA產(chǎn)業(yè)化技術(shù)試驗的終端測試充分考慮了TD-SCDMA終端設(shè)計方案和產(chǎn)品的研發(fā)進(jìn)程及現(xiàn)狀，因此這個階段的測試驗證具有較強的針對性和特定性。 

通常情況下商用移動通信終端產(chǎn)品研發(fā)過程次序如圖1所示。 


圖1商用移動終端產(chǎn)品研發(fā)過程次序圖 

按照上述次序?qū)?yīng)終端產(chǎn)品的測試環(huán)節(jié)大致包括：研發(fā)級測試到產(chǎn)品設(shè)計方案的全面測試，再到產(chǎn)品質(zhì)量、可靠性和安全性測試。 

對于產(chǎn)品研發(fā)級測試，一般來講各終端廠商根據(jù)其自身的研發(fā)條件和軟硬件設(shè)計的具體實現(xiàn)存在相對獨立的測試手段和測試方法，例如通過對終端射頻單板進(jìn)行測試、物理層白箱測試、軟件測試、集成測試、黑箱測試等。 

對于終端原型機/參考設(shè)計開發(fā)完成之后的產(chǎn)品設(shè)計方案全面測試以及商用終端產(chǎn)品的質(zhì)量、可靠性和安全性測試，相對來說要求較高，測試條件和測試方法較為復(fù)雜。目前，業(yè)界公認(rèn)的對于移動通信終端產(chǎn)品設(shè)計方案測試的方法是利用系統(tǒng)模擬器進(jìn)行終端一致性測試，這部分測試在終端設(shè)備的整個研發(fā)過程起著至關(guān)重要的作用。目前我國對商用終端產(chǎn)品的質(zhì)量、可靠性測試主要是通過針對終端基本功能、無線射頻性能、環(huán)境和可靠性、壽命以及終端與實際網(wǎng)絡(luò)兼容性測試等內(nèi)容進(jìn)行檢驗；對于安全性方面的測試則是通過電磁兼容和比吸收率（SAR）測試予以保證。 

隨著TD-SCDMA終端設(shè)計方案和產(chǎn)品的逐步成熟與完善，需要考慮如何對TD-SCDMA終端設(shè)備進(jìn)行全面的測試，解決終端與標(biāo)準(zhǔn)一致性的問題以及與系統(tǒng)設(shè)備互通性的問題，從而保證終端的可用性，即確?；竟δ芡晟啤⑿阅芸煽?。終端一致性測試是對終端設(shè)計方案的全面驗證，是TD-SCDMA終端實現(xiàn)商用前的重要測試步驟，測試內(nèi)容包括：射頻一致性測試（依據(jù)3GPPTS34.122）、協(xié)議一致性測試（依據(jù)3GPPTS34.123-1~3）以及USIM/ME接口一致性測試(依據(jù)3GPPTS31.121和ETSI TS 102 230)。射頻指標(biāo)、終端與系統(tǒng)的信令交互以及USIM/ME接口的信令交互不僅是衡量終端設(shè)計方案成熟、完善與否的重要因素，同時也會影響到用戶對于網(wǎng)絡(luò)及終端的客觀感受，甚至?xí)W(wǎng)絡(luò)運營質(zhì)量產(chǎn)生影響。通過建立TD-SCDMA終端一致性測試系統(tǒng)，對TD-SCDMA終端進(jìn)行全面的測試驗證，使廠商在測試過程中，不斷完善設(shè)計方案，有利于加速實現(xiàn)TD-SCDMA終端的商用化，實現(xiàn)其市場價值，并保證商用化之后的終端在各項技術(shù)指標(biāo)上達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的要求，確保多廠商設(shè)備在商用網(wǎng)絡(luò)中的互聯(lián)互通，起到進(jìn)一步推進(jìn)TD-SCDMA的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的重要作用。 

目前支持TD-SCDMA終端測試的儀器儀表開發(fā)相對滯后，在全球范圍內(nèi)TD-SCDMA終端一致性測試系統(tǒng)還是一個空白。雖然從長遠(yuǎn)發(fā)展來說需要利用獨立的測試系統(tǒng)（系統(tǒng)模擬器硬件設(shè)備、基于TTCN開發(fā)的測試集以及控制軟件）進(jìn)行一致性測試，但根據(jù)國際上GSM和WCDMA終端一致性測試系統(tǒng)開發(fā)經(jīng)驗來看所需周期較長，無法滿足當(dāng)前TD-SCDMA終端設(shè)備進(jìn)行全面驗證測試的迫切需求。結(jié)合TD-SCDMA產(chǎn)業(yè)化技術(shù)試驗的具體實踐，我們認(rèn)為可以利用現(xiàn)有TD-SCDMA基站設(shè)備或即將開發(fā)完成的TD-SCDMA終端綜合測試儀，通過配置通用測試儀表構(gòu)建射頻一致性測試環(huán)境。依據(jù)協(xié)議一致性測試規(guī)范對基站編寫相應(yīng)的專用測試程序，以IOT的測試方式進(jìn)行協(xié)議一致性測試驗證。需要指出的是，對于IOT方式的協(xié)議一致性測試在CDMA領(lǐng)域國際上有成功的實踐經(jīng)驗（CDG模式），即美國目前仍在采用的CDMA終端協(xié)議測試。 

TD-SCDMA終端是整個產(chǎn)業(yè)鏈中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，本文通過對TD-SCDMA產(chǎn)業(yè)化技術(shù)試驗終端測試內(nèi)容的介紹，結(jié)合測試實踐以及目前TD-SCDMA終端設(shè)計方案和設(shè)備研發(fā)的整體情況，簡要闡述了終端測試的關(guān)鍵內(nèi)容，給出了相應(yīng)的測試方式建議，即終端一致性測試是終端產(chǎn)品設(shè)計方案成熟與完善的基礎(chǔ)和關(guān)鍵因素之一