運營(yíng)商TD-SCDMA終端測試問(wèn)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(dòng)通信技術(shù)標準以來(lái)，信息產(chǎn)業(yè)部、TD-SCDMA產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟以及各通信運營(yíng)商等都在為TD-SCDMA實(shí)現產(chǎn)業(yè)化并最終商用做著(zhù)不懈的努力。進(jìn)入2006年，國家相關(guān)部門(mén)開(kāi)始籌備TD-SCDMA預商用網(wǎng)，各通信運營(yíng)商分別在試點(diǎn)城市建立了TD-SCDMA預商用網(wǎng)絡(luò )，并開(kāi)始對TD-SCDMA終端、業(yè)務(wù)及網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行了全面的測試和評價(jià)。

　　從現場(chǎng)的測試結果來(lái)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(yíng)商如何把握TD-SCDMA終端的選擇標準顯然是一個(gè)十分現實(shí)的問(wèn)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3G運營(yíng)商對終端的需求。3G運營(yíng)商必須根據自身3G業(yè)務(wù)的發(fā)展需求，具體規定對3G終端的技術(shù)要求和定制需求，通過(guò)制定合理的測試規范和實(shí)施具體的測試，來(lái)檢驗設備制造商提供的3G終端是否能夠滿(mǎn)足運營(yíng)商的要求。在日本，NTT DoCoMo公司根據公司3G業(yè)務(wù)的發(fā)展戰略，有針對性地制定出了符合自身特色的3G終端技術(shù)規范和測試規范要求，來(lái)具體管理和規范3G終端。

　　本文將從GSM終端和3G終端的一致性測試入手，來(lái)概要分析3G終端一致性測試的基本要求，并通過(guò)分析一致性測試的局限性，同時(shí)結合實(shí)際測試中終端發(fā)現的問(wèn)題來(lái)說(shuō)明運營(yíng)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(lái)和使命

　　由于GSM手機作為用戶(hù)直接使用的終端設備產(chǎn)品，其品質(zhì)好壞直接影響到用戶(hù)權益乃至GSM的發(fā)展。為保證手機品質(zhì)，維護GSM網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商、設備制造商和用戶(hù)的共同利益，各國的運營(yíng)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(chǎng)家而言，必須至少滿(mǎn)足以下兩個(gè)條件，才能生產(chǎn)GSM手機：(1)開(kāi)發(fā)的GSM手機必須通過(guò)FTA(全面型號認證)測試，由第三方測試機構按照GSM 11.10終端設備技術(shù)規范規格書(shū)來(lái)進(jìn)行測試審查。一次完整的測試需要100~200工作小時(shí)，測試的費用也是驚人的。(2)生產(chǎn)制造廠(chǎng)必須能夠保證對手機生產(chǎn)全程進(jìn)行有效的品質(zhì)控制，如通過(guò)ISO9000系列品質(zhì)認證。 

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

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

　　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，制定現場(chǎng)測試的指導方針，制定測試用例認證的指導方針，制定終端認證的指導方針。目前，GCF有188個(gè)全權成員，主要由設備制造商和網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商組成，另外還有67個(gè)觀(guān)察員，主要由測試機構和測試設備提供商組成。

　　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(guò)電磁兼容測試、型號核準和進(jìn)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數字蜂窩移動(dòng)通信系統電磁兼容性限值和測量方法第一部分：移動(dòng)臺及其輔助設備》；(2)型號核準，YD/T 884-1996《900MHz TDMA數字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)移動(dòng)臺設備技術(shù)指標及測試方法》和GSM 11.10-1 version 4.22.1；(3)進(jìn)網(wǎng)檢測，YD/T 1215-2002《900/1800MHz TDMA數字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)通用分組無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)(GPRS)設備測試方法：移動(dòng)臺》。

　　3.WCDMA終端的一致性測試

　　在3GPP項目開(kāi)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)議規范。WCDMA終端一致性測試規范包括射頻一致性測試規范3GPP TS34.121和協(xié)議一致性測試規范3GPP TS34.123。

　　其中射頻一致性測試規范3GPP TS34.121總計約83測試例，主要內容有：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)議一致性測試規范3GPP TS34.123定義了約700個(gè)TTCN 測試例，主要內容有：RLC&MAC tests和RRC tests，其中還包括Paging,location update、Cells election/reselection、Radio Bearer Establishment等。

　　根據3GPP34.xxx測試規范，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測試規范，共計382個(gè)。這382個(gè)測試用例又分為四個(gè)測試用例軟件包，這四個(gè)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范，即射頻一致性測試規范3GPP TS34.121和協(xié)議一致性測試規范3GPP TS34.123。但TD-SCDMA終端一致性測試目前尚無(wú)類(lèi)似GCF的組織來(lái)具體實(shí)施和編寫(xiě)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(jìn)展之中。

　　二、運營(yíng)商進(jìn)行TD-SCDMA終端測試的必要性

　　因為3G業(yè)務(wù)的復雜多變性，TD-SCDMA終端的一致性測試并不能解決運營(yíng)商所關(guān)心的全部問(wèn)題，目前3GPP34.xxx規定的測試規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進(jìn)行控制信令平面的一致性測試，對用戶(hù)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)議規范，而并不關(guān)心手機的質(zhì)量。另外，對于運營(yíng)商開(kāi)展的特定3G業(yè)務(wù)的測試也基本不涉及。

　　現場(chǎng)對TD-SCDMA終端的實(shí)際測試也證實(shí)了這一點(diǎn)，在TD-SCDMA預商用網(wǎng)涉及終端的測試中，其發(fā)現的問(wèn)題歸納為以下四項。

　　1.電源問(wèn)題

　　在實(shí)際測試中，各款終端均出現了電池發(fā)熱和待機時(shí)間很短的問(wèn)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(wú)線(xiàn)收發(fā)信機的耗電、顯示屏和揚聲器等外圍設備耗電、終端電池性能)；網(wǎng)絡(luò )環(huán)境影響(無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )質(zhì)量問(wèn)題，由于網(wǎng)絡(luò )頻繁進(jìn)行小區切換，終端會(huì )頻繁進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )系統捕獲，大大增加終端待機耗電)。

　　另外，TD-SCDMA系統的DRX參數決定了終端在空閑狀態(tài)時(shí)醒來(lái)監聽(tīng)尋呼信道消息的時(shí)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系統設置DRX參數，使得時(shí)間間隔很低，所以大大提高了耗電量，降低了待機時(shí)間。

　　2.機卡接口兼容問(wèn)題

　　通過(guò)監視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(jìn)行評價(jià)。在TD-SCDMA終端與USIM卡兼容測試中，出現個(gè)別終端與卡不兼容現象，終端顯示“搜索網(wǎng)絡(luò )中”，但無(wú)法正常登錄網(wǎng)絡(luò )，無(wú)法鑒權或者鑒權時(shí)出現死機現象。

　　TD-SCDMA終端在用select指令選擇USIM卡上文件時(shí)，USIM卡應給出包含該文件屬性長(cháng)度訪(fǎng)問(wèn)權限等信息的Response，終端繼續用Get Response指令取得Response返回值進(jìn)行解析，并按照該Response中內容進(jìn)行操作。登錄失敗或鑒權死機的現象經(jīng)分析認為是由Response中各字段大小未完全匹配引起的。

　　3.終端性能不穩定

　　在TD-SCDMA終端測試中，各終端普遍出現性能不穩定的問(wèn)題。終端性能不穩定的主要原因有以下兩點(diǎn)：芯片處理速率不穩定；終端內部業(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(huà)(VP)業(yè)務(wù)功能測試為例，現階段實(shí)現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，終端應能夠根據所處不同的網(wǎng)絡(luò )環(huán)境，選擇不同的編碼格式以適應網(wǎng)絡(luò )環(huán)境條件。然而，現在終端還無(wú)法實(shí)現根據所處網(wǎng)絡(luò )環(huán)境重新選擇編碼方式。隨著(zhù)測試環(huán)境的網(wǎng)絡(luò )質(zhì)量的變化，VP業(yè)務(wù)實(shí)現不很穩定，經(jīng)常出現跳幀、音話(huà)同步效果差、時(shí)延加大等現象。

　　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(wèn)題，因此運營(yíng)商很有必要結合自身情況來(lái)開(kāi)展對終端的測試評估工作。

　　三、運營(yíng)商如何確定TD-SCDMA終端測試的范圍

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

　　一個(gè)完整的TD-CDMA終端測試應該覆蓋以下范圍：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(shí)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(shí)際網(wǎng)絡(luò )測試、試用四項測試就必須由運營(yíng)商自己來(lái)完成。因此，運營(yíng)商除關(guān)心TD-SCDMA終端一致性測試結果之外，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范。

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

　　1.用戶(hù)平面信息的傳送測試：在不同的Radio Bear配置情況下，數據傳送速率變化；在切換和重選情況下，數據丟失情況；隨不同業(yè)務(wù)流量不同，UE狀態(tài)變化情況。2.多個(gè)并發(fā)業(yè)務(wù)之間的影響：在生成短消息時(shí)被叫情況，網(wǎng)頁(yè)瀏覽時(shí)接收短消息。3.不同參數配置的網(wǎng)絡(luò )之間的漫游：狀態(tài)切換、切換和重選時(shí)的測量報告，USIM卡狀態(tài)以及對小區選擇和重選的影響。4.各種應用和業(yè)務(wù)中的出錯測試：如在實(shí)現電子商務(wù)業(yè)務(wù)時(shí)發(fā)生切換失敗，在線(xiàn)游戲過(guò)程中發(fā)生無(wú)線(xiàn)鏈路失敗。5.新業(yè)務(wù)引入前的協(xié)議和應用的測試準備：當引入一項新業(yè)務(wù)，進(jìn)行實(shí)際的路測，確認手機能否正常工作。6.IOT測試：IOT測試是運營(yíng)商應該從事的重要測試，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(zhù)龐大的PHS網(wǎng)絡(luò )，由于PHS和TD-SCDMA有頻段重合的問(wèn)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(yíng)商TD-SCDMA終端測試發(fā)展展望

　　從目前國內2G終端管理模式來(lái)看，運營(yíng)商在其中并沒(méi)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(diǎn)就是運營(yíng)商終端定制，因此在3G發(fā)展期，3G運營(yíng)商的主導作用將會(huì )在一段時(shí)間內凸現，作為3G運營(yíng)商應該在3G業(yè)務(wù)規劃中著(zhù)重考慮3G終端對以后3G業(yè)務(wù)發(fā)展和市場(chǎng)推廣的影響。

　　以日本的NTT DoCoMo為代表，它具有非常顯著(zhù)的產(chǎn)業(yè)影響力和控制力，從終端產(chǎn)品的設計、開(kāi)發(fā)、銷(xiāo)售、品牌推廣上都處于絕對的控制地位，終端廠(chǎng)商處于相對依附的地位。運營(yíng)商每年都會(huì )出臺一些技術(shù)規范，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)規范，因為日本數據業(yè)務(wù)的飛速發(fā)展迫使運營(yíng)商不得不參與手機的制造。運營(yíng)商自己設計界面，廠(chǎng)商根據運營(yíng)商的標準和需求設計和制造手機。所以，終端廠(chǎng)家和運營(yíng)商通常在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)之前就密切聯(lián)系，特別是在終端技術(shù)、終端定制規范、配合特色業(yè)務(wù)等方面大量合作。因此，NTT FOMA業(yè)務(wù)開(kāi)展情況主要取決于NTT DoCoMo的推動(dòng)和影響，終端廠(chǎng)商的能動(dòng)性非常有限。

　　目前國內的通信終端要進(jìn)入市場(chǎng)流通，要通過(guò)國家無(wú)委和信息產(chǎn)業(yè)部的監測和核準，但是由于種種實(shí)際原因，并不能保證在市場(chǎng)上流通的手機終端完全符合標準，但這對以語(yǔ)音業(yè)務(wù)為主的2G業(yè)務(wù)帶來(lái)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(zhù)的，由于3G終端產(chǎn)品的質(zhì)量、性能和大規模供應是3G業(yè)務(wù)快速開(kāi)展的前提，因此作為3G運營(yíng)商不能重復2G終端的使用管理經(jīng)驗，需要從技術(shù)上能夠對3G終端有監控、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(guò)程中，終端可用經(jīng)驗不多、測試支持不足的情況下，運營(yíng)商更有必要對入網(wǎng)終端認真把關(guān)，對終端進(jìn)行全面的測試，盡量避免因為終端質(zhì)量問(wèn)題對業(yè)務(wù)發(fā)展帶來(lái)負面影響。