WCDMA終端一致性認證測試的技術(shù)趨勢

1、引言

近幾年基于wcdma技術(shù)的第三代移動(dòng)通信系統在歐洲、日本和北美得到了蓬勃發(fā)展和廣泛商用。其中，歐洲、北美和日本都采用了fdd(頻分雙工)技術(shù)，只是它們采用了不同的頻率范圍。歐洲采用了上行1.9g、下行2.1g這個(gè)頻率，被稱(chēng)為wcdma fdd i;北美采用了上行1.8g和830m、下行1.9g和880m這兩段頻率，分別被稱(chēng)為wcdma fdd ii和wcdma fdd v;而日本采用的頻段為上行830m下行870m，被稱(chēng)為wcdma fdd vi。

為了保證第三代移動(dòng)通信系統的安全以及維護廣大移動(dòng)用戶(hù)的切身利益，歐洲、北美和日本都對wcdma終端設備實(shí)行了強制性的管制和全面型號認證制度，由第三方測試機構按照各國的法令法規以及網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商的認可認證標準對各制造廠(chǎng)商生產(chǎn)的wcdma移動(dòng)終端進(jìn)行安全性測試和一致性認證。隨著(zhù)wcdma技術(shù)的進(jìn)一步商用，以及各種新技術(shù)新業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展，行業(yè)主管部門(mén)和網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商對終端設備的監管和一致性認證測試提出了越來(lái)越高的要求。

2、wcdma終端的法定要求

電信設備作為電信網(wǎng)的重要組成設施，涉及到電信網(wǎng)絡(luò )的安全和通

信的暢通，直接關(guān)系到國家和最終用戶(hù)的切身利益，世界各國都對這種設備進(jìn)行了特殊管制。尤其是對有限的無(wú)線(xiàn)電資源，各個(gè)國家和地區更是將其作為一種關(guān)系國計民生的自然資源在加以管制。

2.1　歐洲對wcdma終端的法定要求

歐洲自2000年開(kāi)始實(shí)施rtte導則，gsm終端設備廠(chǎng)商有權設計和生產(chǎn)符合自己利益的產(chǎn)品，同時(shí)它也有責任和義務(wù)保證投放在歐盟市場(chǎng)的產(chǎn)品能夠滿(mǎn)足rtte導則的法定要求。對于第三代移動(dòng)通信系統而言，終端要進(jìn)入市場(chǎng)就必須滿(mǎn)足rtte導則的法定要求，其中包括無(wú)線(xiàn)頻譜有效利用、電磁兼容、安全測試和人體輻射測試四個(gè)方面，并且每個(gè)生產(chǎn)廠(chǎng)商都必須以自我聲明的方式來(lái)保證投放市場(chǎng)的產(chǎn)品符合有關(guān)規定的要求。

對于歐洲fdd i移動(dòng)終端來(lái)說(shuō)，無(wú)線(xiàn)頻譜利用的測試要求主要集中在諸如雜散、輸出頻譜等無(wú)線(xiàn)功能測試上面，測試標準是en 301 908-1和en 301 908-2，其測試目的就是要保證所使用的設備有效地使用了國家允許的頻率。而相應于rtte導則3.1(b)條的電磁兼容測試標準為en 301 489-1/24。此外，為了維護民眾和最終用戶(hù)的安全和利益，安全性測試和對人體輻射的測試也是歐盟各國重點(diǎn)監測的項目，測試標準分別為en 60950/60951和en 50360/50361。

政府行業(yè)主管部門(mén)在法規上除了對認證測試予以要求外，還對它們在市場(chǎng)上的標簽給予了很?chē)栏竦囊幎?。進(jìn)入歐洲的wcdma數字移動(dòng)終端除了完成上述法定要求的測試以后，生產(chǎn)廠(chǎng)商還要向nb(notified body)提交測試報告、產(chǎn)品說(shuō)明以及自我申明等材料，申請ce標記，因為凡是進(jìn)入歐洲各國的產(chǎn)品都必須粘貼該標記，ce標記后面須加上nb的編號。

2.2　北美對wcdma終端的法定要求

自gsm移動(dòng)通信技術(shù)在北美發(fā)展以來(lái)，北美各國也對gsm移動(dòng)終端實(shí)施了強制性的管制，那就是說(shuō)，gsm/gprs移動(dòng)終端必須滿(mǎn)足聯(lián)邦通信委員會(huì )fcc對終端管制要求。對于北美第三代移動(dòng)通信系統的wcdma fdd ii和v終端來(lái)說(shuō)，fcc對其也有強制性的法定要求。這些要求同樣包括頻譜的有效利用、電磁兼容emc以及人體輻射sar等方面的強制性測試要求。此外，產(chǎn)品電氣安全性能不是fcc強制性檢查的項目，但是在美國，ul安全認證已經(jīng)得到了市場(chǎng)的廣泛認可。

3、wcdma終端一致性認證測試

各國對wcdma移動(dòng)終端產(chǎn)品的法定要求只是針對該產(chǎn)品的頻率有效利用和對人的安全性能進(jìn)行了強制性管制，可是對于該產(chǎn)品會(huì )不會(huì )對第三代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )造成危害，會(huì )不會(huì )對在通信網(wǎng)上使用該產(chǎn)品的最終用戶(hù)造成利益上的損失，并沒(méi)有作出嚴格的規定和測試，而是將這一任務(wù)移交到了通信網(wǎng)絡(luò )的所有者——網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商身上。因此在歐洲和北美，這些網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商分別成立了自己的聯(lián)盟：gcf和ptcrb，它們對于各種gsm/gprs/wcdma終端產(chǎn)品進(jìn)行認可認證，這對終端產(chǎn)品的品質(zhì)和安全起了非常重要的管制作用。

3.1　gcf組織的要求

gcf是全球認可論壇的簡(jiǎn)稱(chēng)，它主要由世界范圍內的網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商、眾多gsm終端廠(chǎng)商、gsm測試設備生產(chǎn)廠(chǎng)商以及第三方gsm型號認證測試實(shí)驗室組成。它的程序委員會(huì )sg，主要由網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商和終端生產(chǎn)廠(chǎng)商組成。sg根據當前gsm/gprs/umts網(wǎng)絡(luò )技術(shù)和業(yè)務(wù)的發(fā)展變化情況，提出新的技術(shù)和業(yè)務(wù)的認可認證要求。該委員會(huì )下設秘書(shū)處和幾個(gè)不同工作組，主要有g(shù)sm/utra工作組(cag)、應用開(kāi)發(fā)工作組(aeag)、場(chǎng)測工作組(ftag)以及a d-hoc工作組，這些工作組每三個(gè)月舉行一次會(huì )議。各個(gè)工作組的主要任務(wù)就是根據gsm sg提出的新技術(shù)和新業(yè)務(wù)的發(fā)展需求，以及標準化組織3gpp提出的核心標準和測試標準，針對它們的測試方法、測試工具以及測試平臺進(jìn)行認可認證工作。

(1)gcf對wcdma終端認證測試要求

要進(jìn)行wcdma終端的認證測試，終端廠(chǎng)商首先必須明確該終端支持什么功能和具有什么樣的特性，以形成所謂的選項表，然后在3gpp核心標準的基礎上，選項表決定了應該選擇怎樣的gcf cc測試標準，和相應的測試目的、測試方法，并形成測試需求表。與此同時(shí)，根據選項表和3gpp測試標準，實(shí)驗室會(huì )制定出一致性評估表，以反映該終端和相應的測試標準之間的一致性程度，當然一致性程度的評估是針對相應測試方法和測試目的的。這幾個(gè)表格之間的相互關(guān)系如圖1所示：

圖1　wcdma終端的gcf認證測試技術(shù)文檔結構

按照選項表和測試需求表的內容和要求，gcf中wcdma終端認證測試主要包括以下幾個(gè)方面：

◆一致性測試：該測試反映出終端的行為是否符合3gpp所定義的核心標準和測試標準，以保證各個(gè)終端的相互兼容和

一致性。

◆現場(chǎng)測試：場(chǎng)測是wcdma終端的gcf認證不可缺少的一個(gè)重要部分，它的實(shí)施是確保終端設備能夠在實(shí)際網(wǎng)絡(luò )環(huán)境下安全使用，它可以從最終用戶(hù)的角度來(lái)驗證網(wǎng)絡(luò )間互通以及一些新的網(wǎng)絡(luò )業(yè)務(wù)的性能。

◆應用測試：目前gcf認證中的應用測試包括有mms、可視電話(huà)、imps、poc等等方面的測試，這些應用測試除了mms的測試外，其它都在認可認證之中。

(2)wcdma終端認證程序

要進(jìn)行wcdma終端的gcf認證，終端廠(chǎng)商首先必須是gcf的成員，然后按照規定的程序和提供相應的文檔資料給gcf進(jìn)行審查。

首先終端廠(chǎng)商必須提供一個(gè)自我申明和相應證據，以表明廠(chǎng)商是一個(gè)法人實(shí)體并且在wcdma終端的設計、研發(fā)和生產(chǎn)上有一套合格的質(zhì)量管理程序，質(zhì)量管理程序的證據，一般為第三方認證組織所頒發(fā)證書(shū)，如is09000證書(shū)等等。

其次，終端廠(chǎng)商必須提供一份申明以自我評估的方式來(lái)反映wcdma終端產(chǎn)品與相關(guān)的gcf認證標準的一致性符合狀態(tài)。這份自我評估狀態(tài)報告可以是基于終端廠(chǎng)商自己擁有的測試設備所作的測試，也可以是基于具有相應資質(zhì)的第三方測試實(shí)驗室所作的一致性測試。

在完成質(zhì)量保證和一致性評估狀態(tài)后，終端廠(chǎng)商還要提供該終端的認證狀態(tài)文檔，也就是說(shuō)終端廠(chǎng)商應該根據產(chǎn)品的一致性測試狀態(tài)來(lái)自我評估該終端產(chǎn)品是否符合相關(guān)的gcf標準，并且要提供相應材料予以證明。此外，作為gcf認證的一部分，終端廠(chǎng)商在認證狀態(tài)文檔中應該提供至少五個(gè)網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商現場(chǎng)測試的相關(guān)報告和資料。如果終端支持mms，那么有關(guān)mms的一致性測試和互操作性測試iop也需要進(jìn)行，并提供相應測試報告。

在wcdma終端的gcf認證過(guò)程中，所有材料必須放在一個(gè)安全的文件夾中，以便需要溯源、提供證據之用。在收到所有上述材料后，gcf秘書(shū)處會(huì )審核所有文檔材料和認證過(guò)程，審查合格后，gcf將在其官方網(wǎng)站上公布已經(jīng)過(guò)認證的產(chǎn)品名稱(chēng)、終端廠(chǎng)商名稱(chēng)以及終端產(chǎn)品的相關(guān)信息(如硬軟件版本、功能等等)。

3.2　ptcrb組織的要求

隨著(zhù)gsm/gprs通信技術(shù)在北美的迅猛發(fā)展，gsm網(wǎng)絡(luò )的建設和日益擴展，以及gsm網(wǎng)絡(luò )用戶(hù)量的爆炸性增長(cháng)，北美各網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商為了維護網(wǎng)絡(luò )的安全和終端用戶(hù)利益，對gsm/gprs數字移動(dòng)終端提出了越來(lái)越高的要求。他們聯(lián)合各個(gè)終端生產(chǎn)廠(chǎng)家以及各個(gè)第三方gsm終端測試實(shí)驗室，組成了一個(gè)聯(lián)盟，稱(chēng)之為ptcrb，專(zhuān)門(mén)針對gsm850/1900的網(wǎng)絡(luò )和終端，根據北美地區gsm網(wǎng)絡(luò )系統的實(shí)際情況，制定相應的一致性測試標準，認可認證終端測試平臺和測試方法，并且根據gsm/gprs通信技術(shù)的發(fā)展，增強網(wǎng)絡(luò )功能，開(kāi)發(fā)和認證相應的測試標準。

(1)ptcrb對wcdma終端認證測試要求

隨著(zhù)第三代移動(dòng)通信技術(shù)在北美的發(fā)展，ptcrb對于北美地區的wcdma fdd ii和fdd v有著(zhù)日益嚴格的認證要求和申請程序。和gcf對fdd i終端相類(lèi)似，ptcrb對fdd ii和fdd v終端的測試要求主要有幾個(gè)方面：

◆一致性測試：該測試包括射頻測試(測試標準為3gpp ts 34.121)，協(xié)議測試(測試標準為3gpp ts 34.123-1)以及rrm的測試，所有的測試項目都列在ptcrb的永久性參考文檔naprd.03_tc中。

◆應用測試：目前該應用測試只包括mms的測試，測試內容和gcf的要求差不多。

◆天線(xiàn)性能測試：北美運營(yíng)商不但關(guān)心各個(gè)終端的一致性和相互兼容性，而且還關(guān)心終端在實(shí)際工作狀態(tài)下天線(xiàn)工作的發(fā)射性 能以及接受性能，通常稱(chēng)為ota測試(測試標準為ctia test plan for mobile station ota performance revision 2.0)。

(2)wcdma終端認證程序

fdd ii和fdd v的終端要得到ptcrb認證，必須嚴格按照ptcrb制定的認證程序來(lái)進(jìn)行。首先，終端廠(chǎng)商必須在ctia的網(wǎng)站上提交ptcrb認證申請，其中文件cita是ptcrb的行政管理機構，申請中必須包括終端產(chǎn)品的詳細信息，比如終端型號、所支持的頻段、是否支持mms、fcc id以及硬軟件版本等等。

其次，終端廠(chǎng)商須在網(wǎng)站上選擇進(jìn)行終端認證測試的第三方實(shí)驗室，因為ptcrb的認證測試必須在它所認可的實(shí)驗室里進(jìn)行測試。同時(shí)，廠(chǎng)商要將終端的所有技術(shù)資料包括空中接口一致性聲明、imei安全性聲明以及用戶(hù)手冊、終端支持的特征和功能等等上傳到ptcrb的數據庫，并且提供給測試實(shí)驗室。

在終端廠(chǎng)商支付完ptcrb認證費用后，測試即可開(kāi)始進(jìn)行。測試完后，實(shí)驗室需將測試報告和測試信息上傳到數據庫，經(jīng)ctia審核后，一般在5個(gè)工作日之內ctia會(huì )給出認證的結

果和證書(shū)。

4、wcdma終端一致性認證測試的發(fā)展策略

和gsm/gprs終端的一致性認證策略一樣，為了保證在全球范圍內wcdma終端的互操作性，以及它們對gsm/gprs終端的相互兼容，同時(shí)為了維護第三代移動(dòng)通信的網(wǎng)絡(luò )安全，主要由網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商組成的gcf和ptcrb組織對wcdma終端也采取了一致性認證測試，并且其認證測試也和3gpp的標準發(fā)展一樣采用了滾動(dòng)發(fā)展的策略。

4.1　一致性認證測試項目的開(kāi)發(fā)

在gcf和ptcrb對wcdma終端的認證測試過(guò)程中，一致性測試項目的開(kāi)發(fā)有一套完整并且很?chē)栏竦某绦?。從第三代移?dòng)通信開(kāi)始，為了避免測試設備廠(chǎng)商在測試儀表領(lǐng)域的壟斷，和gsm/gprs測試技術(shù)不同的是，3gpp、gcf和ptcrb采用了公平公開(kāi)的方式來(lái)開(kāi)發(fā)一致性協(xié)議測試項目，所有測試項目都是基于同一個(gè)平臺——ttcn，所有測試項目的源代碼都是一致的、公開(kāi)的。

一致性測試項目的開(kāi)發(fā)程序如圖2所示。由歐洲etsi制定出可用的相關(guān)核心標準和測試標準之后，經(jīng)過(guò)不同數量的wcdma終端和測試系統進(jìn)行多次檢驗和驗證，再提交3gpp的終端工作組進(jìn)行審批。在審批合格后，測試項目由第三方測試實(shí)驗室在相應的測試系統上進(jìn)行驗證和認證，再經(jīng)gcf和ptcrb批準，才能成為gcf和ptcrb認可認證的一致性測試項目。

圖2　一致性測試項目開(kāi)發(fā)程序

4.2　一致性測試項目的認證

在wcdma移動(dòng)終端的一致性認證測試過(guò)程中，測試項目的認可認證是非常重要的一個(gè)環(huán)節，因為只有經(jīng)過(guò)認可認證的測試項目才能廣泛用于各種不同終端的一致性測試，使得各個(gè)終端能夠相互兼容以及具有互操作性。

測試項目的認可認證工作是針對特定測試系統而言的，因為各個(gè)測試儀表廠(chǎng)商在測試系統的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，盡管所有源代碼是公開(kāi)的，但是他們采用的方式、技術(shù)各不相同，硬軟件開(kāi)發(fā)能力和水平也參差不齊，因此他們的測試系統在測試項目的開(kāi)發(fā)匹配、進(jìn)度也不盡相同。一般說(shuō)來(lái)，每個(gè)測試項目的認證要經(jīng)過(guò)兩個(gè)重要階段，這兩個(gè)階段的工作一般都在經(jīng)過(guò)授權的第三方實(shí)驗室內進(jìn)行，在一致性測試項目開(kāi)發(fā)出來(lái)后的開(kāi)始階段，第三方實(shí)驗室要調試、檢驗和評估測試系統和測試項目，看其是否滿(mǎn)足開(kāi)發(fā)和設計的測試項目的正確條件;在項目開(kāi)發(fā)出來(lái)后的最終階段，還是由第三方實(shí)驗室進(jìn)行驗證和確認是否已經(jīng)設計出了正確的測試項目。一致性測試項目的認可認證流程如圖3所示。

圖3　gcf測試項目認可認證流程

5、結束語(yǔ)

隨著(zhù)移動(dòng)通信技術(shù)的快速發(fā)展以及網(wǎng)絡(luò )業(yè)務(wù)的日新月異，移動(dòng)終端的認證已經(jīng)成為業(yè)界普遍關(guān)心，并且要求不斷發(fā)展和更新的一個(gè)必不可少的環(huán)節。認證能夠保證終端對于技術(shù)規范的一致性和互操作性，是終端投放市場(chǎng)和維護網(wǎng)絡(luò )安全的關(guān)鍵環(huán)節。同時(shí)，新業(yè)務(wù)新技術(shù)的不斷發(fā)展給終端的認證提出了新的挑戰，gcf和ptcrb在認證測試中采用了滾動(dòng)發(fā)展的策略，以適應和滿(mǎn)足這些新技術(shù)的要求。

幾年以來(lái)，我國3g技術(shù)的選擇一直是世界移動(dòng)通信領(lǐng)域的熱點(diǎn)，其中wcdma作為一種相對比較成熟的無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)已經(jīng)在世界上許多國家得到了商用。在最近的幾年內，wcdma技術(shù)無(wú)疑也將會(huì )在我國得到商用，屆時(shí)針對在我國市場(chǎng)如何進(jìn)行wcdma終端的管制將會(huì )成為行業(yè)主管部門(mén)以及網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商的重大課題，筆者結合目前歐洲和北美對wcdma終端的管制情況提出一些看法，僅供參考。

我國針對wcdma終端的管制也應該分幾個(gè)層次來(lái)進(jìn)行。首先是行業(yè)主管部門(mén)對終端的強制性法定要求，主要針對wcdma終端的安全性能以及它是否有效地使用了國家所 規定的頻率資源;其次由網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商來(lái)關(guān)心終端是否對網(wǎng)絡(luò )的安全、最終用戶(hù)的切身利益造成影響，這就要求網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商根據各自網(wǎng)絡(luò )的特點(diǎn)以及網(wǎng)絡(luò )業(yè)務(wù)的發(fā)展制定出相應的一致性測試規范，最終實(shí)現終端對所有網(wǎng)絡(luò )的互操作性和相互兼容性。當然在制定和實(shí)現這些一致性測試標準和規范時(shí)，網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商應該鼓勵作為認證機構的第三方測試實(shí)驗室和測試設備廠(chǎng)商積極參與進(jìn)來(lái)，以帶動(dòng)整個(gè)行業(yè)在實(shí)際應用中的不斷發(fā)展;最后，如果網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商要訂制wcdma終端，還要對終端的一些特殊性能進(jìn)行測試，以適合自己網(wǎng)絡(luò )特點(diǎn)的要求，其中包括現場(chǎng)測試、應用測試等等。