TD-LTE終端一致性測試標準化

主要介紹了TD-LTE終端一致性測試國際國內標準規范體系，3GPP RAN5工作模式、進(jìn)展和規劃，國內企業(yè)在3GPP終端一致性測試標準化方面的參與貢獻，國內LTE行業(yè)標準進(jìn)展和計劃等。

1 引言

隨著(zhù)3GPP LTE國際標準的推進(jìn)和國內TD-LTE相關(guān)技術(shù)試驗有條不紊地推進(jìn)，TD-LTE產(chǎn)業(yè)得到了迅猛的發(fā)展，作為T(mén)D-LTE產(chǎn)業(yè)重要組成部分的TD-LTE終端產(chǎn)業(yè)也在向著(zhù)高性能、低功耗的方向快速發(fā)展。

早在2004年，國際標準化組織3GPP啟動(dòng)了其長(cháng)期演進(jìn)(LTE)技術(shù)的標準化工作。近年來(lái)，LTE的國際標準推進(jìn)迅速(見(jiàn)圖1)。

圖1 3GPP LTE技術(shù)標準化演進(jìn)

3GPP LTE Release 8版本以OFDM/MIMO作為基本技術(shù)，大量采用了目前移動(dòng)通信領(lǐng)域最先進(jìn)的技術(shù)和設計理念，并在2008年底完成了Release8的核心規范工作。Release 9版本作為基于Release 8版本的增強型小版本，包括了雙流波流賦形，廣播/多播(MBSFN)，定位技術(shù)(Position)方面的增強功能，并在2009年底完成。到Release 10 (LTE-Advanced)階段，3GPP進(jìn)一步采用了增強型上行MIMO (上行4*4MIMO)和增強型下行MIMO(下行8*8MIMO)的設計，引入了載波聚合(Carrier Aggregation)技術(shù)，中繼Relay技術(shù)，和小區間干擾協(xié)調(ICIC)技術(shù)。R10的核心規范在2011年3月凍結。

3GPP在TD-LTE核心規范的標準化進(jìn)展推動(dòng)著(zhù)整個(gè)TD-LTE產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品的發(fā)展和實(shí)現，核心規范的完成也預示著(zhù)終端測試標準規范的開(kāi)始?；诟鱾€(gè)版本的核心規范，LTE終端一致性測試規范標準化工作和TTCN測試代碼編輯工作陸續展開(kāi)，進(jìn)一步引導著(zhù)終端認證和互操作測試工作的開(kāi)展，推動(dòng)著(zhù)TD-LTE終端產(chǎn)品的實(shí)現和功能性能的完善，加快產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程。

2 TD-LTE終端一致性測試國際標準化進(jìn)展

2.1 TD- LTE終端一致性的標準規范結構

3GPP TSG RAN負責LTE無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)的標準化工作，分成五個(gè)工作組(RAN1/2/3/4/5)進(jìn)行。

在TD-LTE規范體系架構中，物理層規范36.2xx，協(xié)議層各層規范36.3xx，結構和接口規范36.4xx，屬于功能規范，描述網(wǎng)絡(luò )和終端的行為；射頻規范36.1xx屬于性能規范，規定了網(wǎng)絡(luò )和終端的共存、干擾和性能指標；而終端一致性測試規范36.5xx屬于實(shí)現性規范，主要涉及射頻一致性，RRM一致性，協(xié)議一致性測試三個(gè)部分(見(jiàn)表1)，目前FDD和TDD終端一致性測試標準同屬一個(gè)測試標準。

表1 LTE無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)技術(shù)規范列表

(1)射頻一致性測試

LTE終端射頻一致性測試標準是3GPP 36.521-1，其技術(shù)要求標準是3GPP 36.101。與3G不同，對于FDD和TDD終端，LTE終端射頻測試標準是同一個(gè)測試標準，大部分測試指標對于FDD和TDD是通用的。LTE終端射頻指標總體要求是：對于發(fā)射機，一方面要求能夠精確產(chǎn)生符合標準要求的LTE有用信號，另一方面要求把無(wú)用發(fā)射和干擾電平控制在一定水平之內；對于接收機，要求在一定的環(huán)境條件下，能夠可靠準確地接收和解調有用信號，能夠抵抗住一定的干擾信號。

TD-LTE終端射頻測試項目分為四大部分：發(fā)射機指標、接收機指標、性能要求、信道狀態(tài)信息上報。雖然LTE信號結構與UMTS不同，但是LTE終端射頻測試需求基本上來(lái)自于UMTS已定義好的射頻需求，只有少部分新增測試項。在接收機和性能統計上UMTS系統是通過(guò)BER和BLER衡量接收性能，而LTE系統是通過(guò)吞吐量來(lái)衡量的。在性能測試部分，針對LTE的信道結構也增加了相應的信道解調性能指標。

(2)無(wú)線(xiàn)資源管理(RRM)一致性測試

無(wú)線(xiàn)資源管理是對移動(dòng)通信系統的空中接口資源的規劃和調度，實(shí)現最優(yōu)的資源使用效率，從而滿(mǎn)足系統所定義的無(wú)線(xiàn)資源相關(guān)的需求。LTE終端無(wú)線(xiàn)資源管理一致性測試標準是3GPP 36.521-3，其技術(shù)要求標準是3GPP 36.133。對于FDD和TDD終端，LTE終端RRM測試標準是同一本測試標準，但由于FDD和TDD的信道等資源是不一樣的，所以測試例是分別描述的，不能通用。

TD-LTE無(wú)線(xiàn)資源管理一致性測試項目分為六部分：Idle態(tài)的移動(dòng)性管理，連接態(tài)的移動(dòng)管理，RRC的連接控制，傳輸時(shí)間特性，測試過(guò)程和測量性能。與UMTS RRM測試相比，主要增加了不同接入技術(shù)之間，即與GSM，UTRAN，CDMA HRPD，cdma2000 1x，E-UTRA的FDD/TDD兩種模式之間的互操作，如重選、切換、信道測量等內容。

(3)協(xié)議一致性測試

TD-LTE協(xié)議一致性測試是對空中接口協(xié)議信令交互的一致性進(jìn)行測試，協(xié)議一致性用例按照協(xié)議分層，包括下面幾部分內容：空閑模式操作，MAC，RLC，PDCP，RRC，EPS移動(dòng)性過(guò)程，會(huì )話(huà)管理，無(wú)線(xiàn)承載測試，組合過(guò)程和通用測試等。LTE協(xié)議一致性測試標準規范為T(mén)S36.523系列，TS36.523-1為協(xié)議一致性測試方法，TS36.523-2為測試條件和終端PIX能力描述Implementation Conformance Statement (ICS)，TS36.523-3為T(mén)TCN代碼部分。

2.2 3GPP RAN5一致性測試標準工作組的工作模式和進(jìn)展

3GPP RAN1-RAN5各組負責不同的標準規范，終端一致性測試標準化規范主要由RAN5負責起草修訂和管理，因為RAN1-RAN4所涉及的規范(物理層規范、高層規范、結構和接口規范，射頻指標和技術(shù)要求規范)屬于基本功能規范，描述網(wǎng)絡(luò )和終端的行為以及射頻指標，對于新的技術(shù)特性(feature)，SI研究項目部分通常在3GPP其他組或RAN其他子組完成，因RAN5大部分規范為實(shí)現性技術(shù)規范，因而都是以WI為工作單元展開(kāi)。通常RAN5需要在RAN1-RAN4的工作基本完成后，才能開(kāi)始建立相應的Work Item進(jìn)行。

RAN5的工作內容主要分為兩個(gè)部分：

一部分為日常維護項目，如表2所示，其中TEIx系列用于維護3G系統的增強技術(shù)的一致性測試標準，對應TS34.121，TS34.123.TS34.108等UMTS規范。LTE sig 和LTE RF分別對應于LTE的Release 8的兩大Work Item：LTE-UEConTest_SIG和LTE-UEConTest_RF，分別維護LTE協(xié)議、射頻和RRM的一致性測試標準，對應維護的規范為36.508，36.509，36.521，36.523等系列規范，同時(shí)包括TD-LTE和LTE FDD。RAN5的LTE工作也分成SIG協(xié)議子組和RF射頻子組進(jìn)行，LTE FDD和TD-LTE基本保持了同步。各工作組維護的相應規范完成的用例統計如表3所示。

表2 RAN5的常規維護項目列表

表3 RAN5規范用例數量列表(截止RAN5 #51會(huì )議)

RAN5另一部分工作內容為維護在研項目(Ative Work Item Study Item)，對于TD-LTE來(lái)說(shuō)，這些WI/SI的建立是基于Release 8版本之上的某些特定的技術(shù)特性(Feature)提出單獨的項目進(jìn)行獨立維護，目前已建立的LTE R8的WI都已基本完成。

在2010年6月的RAN#52全會(huì )上，RAN5匯報了目前在研究中的WISI，其中涉及LTE的WISI如表4所示：例如有不同國家對頻譜劃分的需要所提出的特定頻段的測試需求LTE 3500MHz，L-Band (Band 24)和北美的2GHz S-band；有Release9的技術(shù)特性(feature)如LTE Positioning定位，高通公司2010年牽頭提出的Home eNB Enhancements，中國移動(dòng)牽頭2010年提出的Enhanced Dual-layer Transmission 的項目，華為公司2010年牽頭提出的MBMS Support in LTE項目等等。同時(shí)，應GCF的需求，RAN5在2010年由Spirent牽頭提出了UE Application Layer Data Throughput的Study Item，用于UMTS和LTE數據吞吐量的性能測試。

表4 RAN5的在研WI/SI列表(截至RAN #52會(huì )議)

在LTE RAN5 RF子組方面，截止到RAN5#51會(huì )議，LTE R9終端射頻一致性測試標準完成了100%。近幾次RAN5 RF子組會(huì )議，主要是R8測試標準的收尾工作，包括修訂一些測試標準的參數，補充無(wú)線(xiàn)資源管理標準中測試容限值等，R9的雙流Beamforming相關(guān)的測試例制定工作。

在LTE RAN5 協(xié)議子組方面，2011年底將全面完成TS36.523-1 R8所有測試用例的編寫(xiě)，除了已完成的R9的技術(shù)特性如Enhanced Dual-layer transmission和正在進(jìn)行中的如Home eNB Enhancements，MBMS，Position等項目，還十分重視LTE與其他系統的Inter-RAT操作，語(yǔ)音回退CSFB的測試用例設計。

3GPP將正在研究的LTE Release 10以及之后的技術(shù)版本稱(chēng)為L(cháng)TE-Advanced，該版本添加了LTE新的增強特性，包括上下行增強的多天線(xiàn)(MIMO)技術(shù)，中繼(Relay)技術(shù)，載波聚合CC技術(shù)，小區間干擾協(xié)調技術(shù)(ICIC)等，旨在大幅提高上下行性能和吞吐量。RAN5后續工作的重點(diǎn)將陸續轉向Release10 特性的工作。LTE在Release 10以及之后的技術(shù)特性盡管在核心規范已經(jīng)凍結，但一些相應的射頻指標仍然需要等RAN4組最后確定，RAN5基于這個(gè)基礎可以建立相應的Release10的技術(shù)特性WI，內容涵蓋載波聚合，上行MIMO，下行MIMO等特性以進(jìn)一步完成終端一致性測試的測試方法標準化。

2.3 國內企業(yè)在一致性國際標準化組織的貢獻

作為下一代移動(dòng)通信系統一個(gè)最重要的發(fā)展方向，LTE技術(shù)自2004年提出以來(lái)，獲得了廣泛關(guān)注，運營(yíng)商和設備商都已經(jīng)在LTE技術(shù)上進(jìn)行了大量投入，對LTE發(fā)展中可能遇到的技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行了仔細分析和考證。在TD-LTE終端一致性標準化方面國內的電信研究院，中國移動(dòng)研究院，華為，中興等公司和單位在相關(guān)技術(shù)研究和國際標準化領(lǐng)域也投入很多，積極參與了TD-LTE的測試標準的制定工作。

在LTE一致性測試標準制定中，電信研究院聯(lián)合北京郵電大學(xué)承擔了若干測試例的研究和編寫(xiě)工作，如接收機阻塞測試，鄰道選擇性測試，RRM的測試容限等，積累了豐富的科研經(jīng)驗，得到了國內外公司的認可，同時(shí)為研究LTE R10打好了基礎。在雙流Beamforming，MBMS，以及在數據吞吐量性能測試SI等項目的提案，電信研究院，中國移動(dòng)研究院，華為，中興等公司，為推動(dòng)TD-LTE一致性測試規范化也做出了很多努力和貢獻。

隨著(zhù)國內公司的參與力度在不斷加強，中國公司在3GPP共提交LTE方面的文稿數量逐年上升，據統計到2009年下半年文稿占總數的比例已經(jīng)達到了20%以上，對于我們重點(diǎn)關(guān)注的TD-LTE的系統設計，中國公司提交的文稿數目更是接近總數的50%。在RAN5方面，最近的RAN5#51會(huì )議上，中國公司和相關(guān)單位的提案已經(jīng)占到265篇LTE相關(guān)文稿中的69篇。同時(shí)，即將啟動(dòng)的LTE Release 10階段的標準化工作中，中國公司提交的文稿數量，可完成的工作項目和貢獻有望進(jìn)一步提升，在全面參與LTE技術(shù)國際標準化的同時(shí)，可有效引導TD-LTE技術(shù)的發(fā)展方向，并進(jìn)一步推動(dòng)對國內LTE的行業(yè)標準化進(jìn)程。

3 TD-LTE終端一致性測試國內標準化進(jìn)展

為了更好地引導LTE終端、芯片企業(yè)有的放矢地開(kāi)展研發(fā)工作，CCSA于2010年3月TC5 WG9 32次會(huì )議設立了LTE終端一致性測試方法技術(shù)報告的項目，由工業(yè)和信息化部電信研究院牽頭，各LTE終端芯片企業(yè)參與，專(zhuān)門(mén)對LTE終端在射頻測試，無(wú)線(xiàn)資源管理測試、協(xié)議一致性測試以及相關(guān)的測試環(huán)境進(jìn)行研究。經(jīng)過(guò)7次WG9會(huì )議的充分討論，此項目于2011年6月TC5 WG9 39次會(huì )議順利完成，項目最終形成技術(shù)研究報告共計4個(gè)部分，分別是：

(1)《演進(jìn)的通用陸地無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)絡(luò )和演進(jìn)的包交換核心網(wǎng)：終端一致性測試環(huán)境》。
(2)《演進(jìn)的通用陸地無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)絡(luò )：終端射頻一致性測試》。
(3)《演進(jìn)的通用陸地無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)絡(luò )：終端無(wú)線(xiàn)資源管理一致性測試》。
(4)《演進(jìn)的通用陸地無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)絡(luò )：終端協(xié)議一致性測試》。

此技術(shù)報告明確了LTE終端在射頻測試，無(wú)線(xiàn)資源管理測試和協(xié)議一致性測試方面的需求，為L(cháng)TE終端的研發(fā)提供了相應的技術(shù)參考和測試指導，為后期LTE終端行業(yè)標準的制定奠定了很好的技術(shù)基礎。

隨著(zhù)LTE終端產(chǎn)業(yè)的不斷向前發(fā)展，目前CCSA已計劃啟動(dòng)LTE終端行業(yè)標準的制定工作，關(guān)于標準的整體架構以及成立起草組的相關(guān)事宜已經(jīng)開(kāi)始討論籌劃，后續將會(huì )在CCSA正式立項，開(kāi)始進(jìn)行LTE終端行業(yè)標準制定工作。

4 結束語(yǔ)

終端是移動(dòng)通信技術(shù)發(fā)展和獲得規模應用的重要環(huán)節。TD-LTE終端一致性測試技術(shù)和標準化的成熟度決定TD-LTE終端產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化和功能性能實(shí)現的關(guān)鍵作用。因此，跟進(jìn)和推動(dòng)TD-LTE終端一致性測試國際標準，抓緊TD-LTE國內行業(yè)標準化工作建設，對TD-LTE產(chǎn)業(yè)推動(dòng)具有重要意義。