中国网通：运营商TD-SCDMA终端测试研究

自中国提出的TD-SCDMA技术体制被ITU确认为第三代移动通信技术标准以来，信息产业部、TD-SCDMA产业联盟以及各通信运营商等都在为TD-SCDMA实现产业化并最终商用做着不懈的努力。进入2006年，国家相关部门开始筹备TD-SCDMA预商用网，各通信运营商分别在试点城市建立了TD-SCDMA预商用网络，并开始对TD-SCDMA终端、业务及网络进行了全面的测试和评价。
从现场的测试结果来看，TD-SCDMA终端距正式商用尚有一定的距离，鉴于3G业务的发展和终端的成熟程度密不可分，运营商如何把握TD-SCDMA终端的选择标准显然是一个十分现实的问题。
目前3G终端的选择标准仍然是终端的一致性测试，但一致性测试存在很多局限性，并不能完全适应3G运营商对终端的需求。3G运营商必须根据自身3G业务的发展需求，具体规定对3G终端的技术要求和定制需求，通过制定合理的测试规范和实施具体的测试，来检验设备制造商提供的3G终端是否能够满足运营商的要求。在日本，NTTDoCoMo公司根据公司3G业务的发展战略，有针对性地制定出了符合自身特色的3G终端技术规范和测试规范要求，来具体管理和规范3G终端。
本文将从GSM终端和3G终端的一致性测试入手，来概要分析3G终端一致性测试的基本要求，并通过分析一致性测试的局限性，同时结合实际测试中终端发现的问题来说明运营商如何评估TD-SCDMA终端。
一、GSM终端和3G终端的一致性测试
1.GCF的由来和使命
由于GSM手机作为用户直接使用的终端设备产品，其品质好坏直接影响到用户权益乃至GSM的发展。为保证手机品质，维护GSM网络运营商、设备制造商和用户的共同利益，各国的运营商和制造商共同发起成立了GSMMoU组织，GSMMoU组织制订了严格的手机型号认证管理制度。对手机厂家而言，必须至少满足以下两个条件，才能生产GSM手机：(1)开发的GSM手机必须通过FTA(全面型号认证)测试，由第三方测试机构按照GSM11.10终端设备技术规范规格书来进行测试审查。一次完整的测试需要100~200工作小时，测试的费用也是惊人的。(2)生产制造厂必须能够保证对手机生产全程进行有效的品质控制，如通过ISO9000系列品质认证。
此外还规定需使用指定的测试系统，对各制造厂商生产的移动终端设备进行一致性测试，产品完全合格后，凭第三方测试机构的一致性型号的认证测试报告，附加该设备的一些技术档案以及生产厂商的基本信息，手机制造厂商才可以申请并获得国际移动设备标识码(IMEI)。
到后来，为了平衡产品品质和市场推动之间的关系，GSM终端设备的认证制度和规程发生了重大变革。由强制性的第三方全面性型号认证方式，改为由授权测试机构或生产厂商依据GSM认可论坛(GCF,GlobalCertificationForum)所列的标准和规则，进行最终一致性测试。由厂商作一致性测试合格声明，并对产品品质全面负责。
以GSM手机为例，GCF列举的一致性测试项目如下：CellSelection、PLMN(Network)Selection、MobileOriginatedCall、Handover、LocationUpdating、ShortMessageService(SMS)、UnstructuredSupplementaryServicesData、SupplementaryServices、SIMManagement(Security)、SIMApplicationToolkit(SAT)、Data、及WAP等。
GCF的主要职责是完成GSM/GPRS和3G终端的认证，一致性测试的测试用例的验证批准，制定现场测试的指导方针，制定测试用例认证的指导方针，制定终端认证的指导方针。目前，GCF有188个全权成员，主要由设备制造商和网络运营商组成，另外还有67个观察员，主要由测试机构和测试设备提供商组成。
2.GSM终端在中国的入网认证
目前，GSM终端在中国如果想要获取中国的入网认证，除必须有GCF的一致性测试认证之外，还必须通过电磁兼容测试、型号核准和进网检测三项检测。参考的具体标准如下。
(1)EMC电磁兼容测试，YD1032-2000《900/1800MHzTDMA数字蜂窝移动通信系统电磁兼容性限值和测量方法第一部分：移动台及其辅助设备》；(2)型号核准，YD/T884-1996《900MHzTDMA数字蜂窝移动通信网移动台设备技术指标及测试方法》和GSM11.10-1version4.22.1；(3)进网检测，YD/T1215-2002《900/1800MHzTDMA数字蜂窝移动通信网通用分组无线业务(GPRS)设备测试方法：移动台》。
3.WCDMA终端的一致性测试
在3GPP项目开始之初，业界就确定了WCDMA终端一致性测试的重要性，并且制定了一致性测试的协议规范。WCDMA终端一致性测试规范包括射频一致性测试规范3GPPTS34.121和协议一致性测试规范3GPPTS34.123。
其中射频一致性测试规范3GPPTS34.121总计约83测试例，主要内容有：TxRFPerformance(Clause5)、RxRFPerformance(clause6)、Performanceunderfadingconditions(Clause7)及RRM(RadioResourceManagement)(Clause8)。协议一致性测试规范3GPPTS34.123定义了约700个TTCN测试例，主要内容有：RLC&MACtests和RRCtests，其中还包括Paging,locationupdate、Cellselection/reselection、RadioBearerEstablishment等。
根据3GPP34.xxx测试规范，GCF组织制定了WCDMA终端的测试用例，其中射频一致性测试用例覆盖了所有3GPP34.121的83项测试规范，且这些测试具有高优先级别。信令一致性测试用例覆盖了约50%的3GPP34.123测试规范，共计382个。这382个测试用例又分为四个测试用例软件包，这四个软件包具有较高的优先级别，如图1所示。
4.TD-SCDMA终端的一致性测试
TD-SCDMA终端与WCDMA终端遵循同样的一致性测试规范，即射频一致性测试规范3GPPTS34.121和协议一致性测试规范3GPPTS34.123。但TD-SCDMA终端一致性测试目前尚无类似GCF的组织来具体实施和编写测试用例，而且目前支持TD-SCDMA的测试仪表也比较少，许多工作尚在完善和进展之中。
二、运营商进行TD-SCDMA终端测试的必要性
因为3G业务的复杂多变性，TD-SCDMA终端的一致性测试并不能解决运营商所关心的全部问题，目前3GPP34.xxx规定的测试规范通常只能针对某一特性和需求及某一功能的测试，它更多关心的是利用理想的参数进行控制信令平面的一致性测试，对用户平面的测试很少，并且仅仅关心测试是否一致性符合协议规范，而并不关心手机的质量。另外，对于运营商开展的特定3G业务的测试也基本不涉及。 [!--empirenews.page--]
现场对TD-SCDMA终端的实际测试也证实了这一点，在TD-SCDMA预商用网涉及终端的测试中，其发现的问题归纳为以下四项。
1.电源问题
在实际测试中，各款终端均出现了电池发热和待机时间很短的问题，主要有以下两种原因：终端自身原因(基带处理芯片的耗电、无线收发信机的耗电、显示屏和扬声器等外围设备耗电、终端电池性能)；网络环境影响(无线网络质量问题，由于网络频繁进行小区切换，终端会频繁进行网络系统捕获，大大增加终端待机耗电)。
另外，TD-SCDMA系统的DRX参数决定了终端在空闲状态时醒来监听寻呼信道消息的时间间隔。由于各款终端对信道处理机制不同，为提高终端呼叫接通率并降低丢包率，TD-SCDMA系统设置DRX参数，使得时间间隔很低，所以大大提高了耗电量，降低了待机时间。
2.机卡接口兼容问题
通过监视ME与USIM接口信令状态和ME与TD-SCDMA网空口信令状态，对接口适配和兼容性情况进行评价。在TD-SCDMA终端与USIM卡兼容测试中，出现个别终端与卡不兼容现象，终端显示“搜索网络中”，但无法正常登录网络，无法鉴权或者鉴权时出现死机现象。
TD-SCDMA终端在用select指令选择USIM卡上文件时，USIM卡应给出包含该文件属性长度访问权限等信息的Response，终端继续用GetResponse指令取得Response返回值进行解析，并按照该Response中内容进行操作。登录失败或鉴权死机的现象经分析认为是由Response中各字段大小未完全匹配引起的。
3.终端性能不稳定
在TD-SCDMA终端测试中，各终端普遍出现性能不稳定的问题。终端性能不稳定的主要原因有以下两点：芯片处理速率不稳定；终端内部业务支撑软件存在Bug。
4.3G特色业务支持不成熟
以可视电话(VP)业务功能测试为例，现阶段实现VP业务的终端还不支持各种环境下造成的业务回落功能。目前视频压缩编码包括H.263、MPEG-4、H.264格式，分别用于不同视频信息，音频编码包括AMR12.2kbit/s、G.723.1等格式，终端应能够根据所处不同的网络环境，选择不同的编码格式以适应网络环境条件。然而，现在终端还无法实现根据所处网络环境重新选择编码方式。随着测试环境的网络质量的变化，VP业务实现不很稳定，经常出现跳帧、音话同步效果差、时延加大等现象。
显然，TD-SCDMA终端的一致性测试并不能完全覆盖上述所存在的问题，因此运营商很有必要结合自身情况来开展对终端的测试评估工作。
三、运营商如何确定TD-SCDMA终端测试的范围
通过上面的论述，明显看出除了一致性测试之外，运营商需要更多的其他方面的测试。
一个完整的TD-CDMA终端测试应该覆盖以下范围：射频一致性测试；协议一致性测试；业务与功能测试；互通兼容性测试；路测，实际网络测试；试用；电磁兼容性测试；人体电磁暴露安全性测试；电气安全性测试；环保、健康安全性测试等。
显然，得到一致性测试合格报告的终端并不能完全符合上述要求，比如功能与业务测试、互通兼容性测试、路测实际网络测试、试用四项测试就必须由运营商自己来完成。因此，运营商除关心TD-SCDMA终端一致性测试结果之外，必须有针对性地制定符合自身网络和业务发展情况的其他终端测试规范。
结合3GPP测试规范的编制情况和运营商的自身要求，不同运营商编制的TD-SCDMA终端测试规范也各有不同，但应基本覆盖下列范围。
1.用户平面信息的传送测试：在不同的RadioBear配置情况下，数据传送速率变化；在切换和重选情况下，数据丢失情况；随不同业务流量不同，UE状态变化情况。2.多个并发业务之间的影响：在生成短消息时被叫情况，网页浏览时接收短消息。3.不同参数配置的网络之间的漫游：状态切换、切换和重选时的测量报告，USIM卡状态以及对小区选择和重选的影响。4.各种应用和业务中的出错测试：如在实现电子商务业务时发生切换失败，在线游戏过程中发生无线链路失败。5.新业务引入前的协议和应用的测试准备：当引入一项新业务，进行实际的路测，确认手机能否正常工作。6.IOT测试：IOT测试是运营商应该从事的重要测试，主要检查终端在不同网络配置环境下，对不同业务所体现出的性能，测试终端能否正确可靠地运行业务。7.PHS与TD-SCDMA互干扰测试：目前中国网通和中国电信都运行着庞大的PHS网络，由于PHS和TD-SCDMA有频段重合的问题，因此在TD-SCDMA终端入网之前，加强对两者的互干扰测试是十分必要的。
四、运营商TD-SCDMA终端测试发展展望
从目前国内2G终端管理模式来看，运营商在其中并没有太多的参与。由于3G的业务发展重心完全不同于目前的2G业务，且3G终端不同于2G终端的一大特点就是运营商终端定制，因此在3G发展期，3G运营商的主导作用将会在一段时间内凸现，作为3G运营商应该在3G业务规划中着重考虑3G终端对以后3G业务发展和市场推广的影响。
以日本的NTTDoCoMo为代表，它具有非常显著的产业影响力和控制力，从终端产品的设计、开发、销售、品牌推广上都处于绝对的控制地位，终端厂商处于相对依附的地位。运营商每年都会出台一些技术规范，发给手机制造商，手机制造商生产的手机必须符合这些技术规范，因为日本数据业务的飞速发展迫使运营商不得不参与手机的制造。运营商自己设计界面，厂商根据运营商的标准和需求设计和制造手机。所以，终端厂家和运营商通常在产品开发之前就密切联系，特别是在终端技术、终端定制规范、配合特色业务等方面大量合作。因此，NTTFOMA业务开展情况主要取决于NTTDoCoMo的推动和影响，终端厂商的能动性非常有限。
目前国内的通信终端要进入市场流通，要通过国家无委和信息产业部的监测和核准，但是由于种种实际原因，并不能保证在市场上流通的手机终端完全符合标准，但这对以语音业务为主的2G业务带来的负面影响并不是很大。但3G终端性能的好坏对3G业务却是非常显著的，由于3G终端产品的质量、性能和大规模供应是3G业务快速开展的前提，因此作为3G运营商不能重复2G终端的使用管理经验，需要从技术上能够对3G终端有监控、检测能力和手段。
特别在TD-SCDMA技术本身还处于不断完善的过程中，终端可用经验不多、测试支持不足的情况下，运营商更有必要对入网终端认真把关，对终端进行全面的测试，尽量避免因为终端质量问题对业务发展带来负面影响。[!--empirenews.page--]