TD-SCDMA終端測試綜述

2004年11月，信息產(chǎn)業(yè)部組織國內六大電信運營(yíng)商、設備（系統、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(shí)施為目標的技術(shù)試驗。 試驗分為實(shí)驗室環(huán)境和外場(chǎng)環(huán)境測試，面向系統設備和終端設備展開(kāi)測試驗證。目前，已經(jīng)有15個(gè)廠(chǎng)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(guò)程和進(jìn)展情況可以看出TD-SCDMA終端已形成多廠(chǎng)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(guò)技術(shù)試驗切實(shí)起到了推動(dòng)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)試驗依據專(zhuān)家組制定的全面而完善的測試規范，按計劃分階段開(kāi)展測試驗證工作。結合TD-SCDMA較WCDMA、cdma2000起步較晚，終端設備正處于研發(fā)攻堅階段、終端測試儀表相對比較匱乏的實(shí)際情況，本次技術(shù)試驗涉及終端的測試按照先期進(jìn)行室內測試，后續進(jìn)行外場(chǎng)驗證的安排，分別針對終端功能、射頻指標、室內環(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準研究所MTNet構建的TD-SCDMA實(shí)驗室和測試環(huán)境，在單系統下進(jìn)行終端設備的功能測試。內容主要包括：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、系統信息接收、RRC層功能測試；電路域基本過(guò)程，如電路域移動(dòng)性管理、呼叫控制；分組域基本過(guò)程，如分組域移動(dòng)性管理、會(huì )話(huà)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．終端射頻指標測試 

對于TD-SCDMA終端的射頻指標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、復雜傳播環(huán)境下性能指標要求三個(gè)部分的測試內容。對于TD-SCDMA終端的射頻指標測試需要由系統模擬器來(lái)模擬系統以建立終端和系統間的通信鏈路，然后才可進(jìn)行測試，由于目前還沒(méi)有專(zhuān)用的系統模擬器，故試驗中采用實(shí)際的TD-SCDMANodeB（基站）來(lái)代替系統模擬器來(lái)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(kāi)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(kāi)/關(guān)時(shí)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、互調特性等； 

復雜傳播環(huán)境下性能指標要求：包括靜態(tài)傳播條件下的DCH解調、多徑衰落條件1傳播條件下的DCH解調等。 

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

3．終端耗電性能測試 

終端耗電性能測試在MTNet實(shí)驗室的TD-SCDMA單系統設備環(huán)境中進(jìn)行，主要驗證TD-SCDMA終端在待機狀態(tài)、12.2kAMR語(yǔ)音業(yè)務(wù)、可視電話(huà)業(yè)務(wù)、各種速率的數據業(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 

室內環(huán)境Uu接口IOT測試是根據終端芯片與終端開(kāi)發(fā)的實(shí)際進(jìn)展，驗證不同終端與系統之間的互操作能力，促進(jìn)不同系統和終端空中接口間的互操作能力，協(xié)助廠(chǎng)商及時(shí)發(fā)現研發(fā)過(guò)程中的問(wèn)題，從而促進(jìn)研發(fā)進(jìn)度。驗證內容主要包括：空閑模式操作、無(wú)線(xiàn)資源控制功能、移動(dòng)性管理、呼叫控制、PS域移動(dòng)性管理、會(huì )話(huà)管理、業(yè)務(wù)等主要部分。驗證過(guò)程側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之間的互操作問(wèn)題，為終端的逐步成熟建立相應的測試驗證平臺。 

室外Uu接口IOT測試是在室內Uu接口IOT測試的基礎上，在外場(chǎng)試驗網(wǎng)環(huán)境中對終端與系統進(jìn)行實(shí)際無(wú)線(xiàn)信號傳播條件下終端工作能力的驗證，主要對于話(huà)音業(yè)務(wù)、可視電話(huà)業(yè)務(wù)、短消息業(yè)務(wù)、分組域數據業(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(shí)也驗證終端在實(shí)際復雜無(wú)線(xiàn)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終端設計方案和產(chǎn)品的研發(fā)進(jìn)程及現狀，因此這個(gè)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(dòng)通信終端產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程次序如圖1所示。 


圖1商用移動(dòng)終端產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程次序圖 

按照上述次序對應終端產(chǎn)品的測試環(huán)節大致包括：研發(fā)級測試到產(chǎn)品設計方案的全面測試，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(lái)講各終端廠(chǎng)商根據其自身的研發(fā)條件和軟硬件設計的具體實(shí)現存在相對獨立的測試手段和測試方法，例如通過(guò)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/參考設計開(kāi)發(fā)完成之后的產(chǎn)品設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(lái)說(shuō)要求較高，測試條件和測試方法較為復雜。目前，業(yè)界公認的對于移動(dòng)通信終端產(chǎn)品設計方案測試的方法是利用系統模擬器進(jìn)行終端一致性測試，這部分測試在終端設備的整個(gè)研發(fā)過(guò)程起著(zhù)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(guò)針對終端基本功能、無(wú)線(xiàn)射頻性能、環(huán)境和可靠性、壽命以及終端與實(shí)際網(wǎng)絡(luò )兼容性測試等內容進(jìn)行檢驗；對于安全性方面的測試則是通過(guò)電磁兼容和比吸收率（SAR）測試予以保證。 

隨著(zhù)TD-SCDMA終端設計方案和產(chǎn)品的逐步成熟與完善，需要考慮如何對TD-SCDMA終端設備進(jìn)行全面的測試，解決終端與標準一致性的問(wèn)題以及與系統設備互通性的問(wèn)題，從而保證終端的可用性，即確?；竟δ芡晟?、性能可靠。終端一致性測試是對終端設計方案的全面驗證，是TD-SCDMA終端實(shí)現商用前的重要測試步驟，測試內容包括：射頻一致性測試（依據3GPPTS34.122）、協(xié)議一致性測試（依據3GPPTS34.123-1~3）以及USIM/ME接口一致性測試(依據3GPPTS31.121和ETSI TS 102 230)。射頻指標、終端與系統的信令交互以及USIM/ME接口的信令交互不僅是衡量終端設計方案成熟、完善與否的重要因素，同時(shí)也會(huì )影響到用戶(hù)對于網(wǎng)絡(luò )及終端的客觀(guān)感受，甚至會(huì )對網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)質(zhì)量產(chǎn)生影響。通過(guò)建立TD-SCDMA終端一致性測試系統，對TD-SCDMA終端進(jìn)行全面的測試驗證，使廠(chǎng)商在測試過(guò)程中，不斷完善設計方案，有利于加速實(shí)現TD-SCDMA終端的商用化，實(shí)現其市場(chǎng)價(jià)值，并保證商用化之后的終端在各項技術(shù)指標上達到相應標準的要求，確保多廠(chǎng)商設備在商用網(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(kāi)發(fā)相對滯后，在全球范圍內TD-SCDMA終端一致性測試系統還是一個(gè)空白。雖然從長(cháng)遠發(fā)展來(lái)說(shuō)需要利用獨立的測試系統（系統模擬器硬件設備、基于TTCN開(kāi)發(fā)的測試集以及控制軟件）進(jìn)行一致性測試，但根據國際上GSM和WCDMA終端一致性測試系統開(kāi)發(fā)經(jīng)驗來(lái)看所需周期較長(cháng)，無(wú)法滿(mǎn)足當前TD-SCDMA終端設備進(jìn)行全面驗證測試的迫切需求。結合TD-SCDMA產(chǎn)業(yè)化技術(shù)試驗的具體實(shí)踐，我們認為可以利用現有TD-SCDMA基站設備或即將開(kāi)發(fā)完成的TD-SCDMA終端綜合測試儀，通過(guò)配置通用測試儀表構建射頻一致性測試環(huán)境。依據協(xié)議一致性測試規范對基站編寫(xiě)相應的專(zhuān)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(shí)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(gè)產(chǎn)業(yè)鏈中的關(guān)鍵環(huán)節，本文通過(guò)對TD-SCDMA產(chǎn)業(yè)化技術(shù)試驗終端測試內容的介紹，結合測試實(shí)踐以及目前TD-SCDMA終端設計方案和設備研發(fā)的整體情況，簡(jiǎn)要闡述了終端測試的關(guān)鍵內容，給出了相應的測試方式建議，即終端一致性測試是終端產(chǎn)品設計方案成熟與完善的基礎和關(guān)鍵因素之一