WCDMA协议一致性测试要求和解决方案

　　近几年基于WCDMA技术的第三代移动通信系统在欧洲、日本和北美得到了蓬勃发展和广泛商用。其中，欧洲、北美和日本都采用了FDD(频分双工)技术，只是它们采用了不同的频率范围。欧洲采用了上行1.9G、下行2.1G这个频率，被称为WCDMAFDDI；北美采用了上行1.8G和830M、下行1.9G和880M这两段频率，分别被称为WCDMAFDDII和WCDMA FDD V；而日本采用的频段为上行830M下行870M，被称为WCDMA FDD VI。

　　为了保证第三代移动通信系统的安全以及维护广大移动用户的切身利益，欧洲、北美和日本都对WCDMA终端设备实行了强制性的管制和全面型号认证制度，由第三方测试机构按照各国的法令法规以及网络运营商的认可认证标准对各制造厂商生产的WCDMA移动终端进行安全性测试和一致性认证。随着WCDMA技术的进一步商用，以及各种新技术新业务的不断发展，行业主管部门和网络运营商对终端设备的监管和一致性认证测试提出了越来越高的要求。

　　WCDMA终端的法定要求

　　电信设备作为电信网的重要组成设施，涉及到电信网络的安全和通信的畅通，直接关系到国家和最终用户的切身利益，世界各国都对这种设备进行了特殊管制。尤其是对有限的无线电资源，各个国家和地区更是将其作为一种关系国计民生的自然资源在加以管制。

　　1. 欧洲对WCDMA终端的法定要求

　　欧洲自2000年开始实施R&TTE导则，GSM终端设备厂商有权设计和生产符合自己利益的产品，同时它也有责任和义务保证投放在欧盟市场的产品能够满足R&TTE导则的法定要求。对于第三代移动通信系统而言，终端要进入市场就必须满足R&TTE导则的法定要求，其中包括无线频谱有效利用、电磁兼容、安全测试和人体辐射测试四个方面，并且每个生产厂商都必须以自我声明的方式来保证投放市场的产品符合有关规定的要求

　　对于欧洲FDDI移动终端来说，无线频谱利用的测试要求主要集中在诸如杂散、输出频谱等无线功能测试上面，测试标准是EN301908-1和EN 301908-2，其测试目的就是要保证所使用的设备有效地使用了国家允许的频率。而相应于R&TTE导则3.1(b)条的电磁兼容测试标准为EN 30148?-1/24。此外，为了维护民众和最终用户的安全和利益，安全性测试和对人体辐射的测试也是欧盟各国重点监测的项目，测试标准分别为EN60950/60951和EN 50360/50361。

　　政府行业主管部门在法规上除了对认证测试予以要求外，还对它们在市场上的标签给予了很严格的规定。进入欧洲的WCDMA数字移动终端除了完成上述法定要求的测试以后，生产厂商还要向NB(NotifiedBody)提交测试报告、产品说明以及自我申明等材料，申请CE标记，因为凡是进入欧洲各国的产品都必须粘贴该标记，CE标记后面须加上NB的编号。

　　2. 北美对WCDMA终端的法定要求

　　自GSM移动通信技术在北美发展以来，北美各国也对GSM移动终端实施了强制性的管制，那就是说，GSM/GPRS移动终端必须满足联邦通信委员会FCC对终端管制要求。对于北美第三代移动通信系统的WCDMAFDDII和V终端来说，FCC对其也有强制性的法定要求。这些要求同样包括频谱的有效利用、电磁兼容EMC以及人体辐射SAR等方面的强制性测试要求。此外，产品电气安全性能不是FCC强制性检查的项目，但是在美国，UL安全认证已经得到了市场的广泛认可。

　　WCDMA终端一致性认证测试

　　各国对WCDMA移动终端产品的法定要求只是针对该产品的频率有效利用和对人的安全性能进行了强制性管制，可是对于该产品会不会对第三代移动通信网络造成危害，会不会对在通信网上使用该产品的最终用户造成利益上的损失，并没有作出严格的规定和测试，而是将这一任务移交到了通信网络的所有者——网络运营商身上。因此在欧洲和北美，这些网络运营商分别成立了自己的联盟：GCF和PTCRB，它们对于各种GSM/GPRS/WCDMA终端产品进行认可认证，这对终端产品的品质和安全起了非常重要的管制作用。

　　1. GCF组织的要求

　　GCF是全球认可论坛的简称，它主要由世界范围内的网络运营商、众多GSM终端厂商、GSM测试设备生产厂商以及第三方GSM型号认证测试实验室组成。它的程序委员会SG，主要由网络运营商和终端生产厂商组成。SG根据当前GSM/GPRS/UMTS网络技术和业务的发展变化情况，提出新的技术和业务的认可认证要求。该委员会下设秘书处和几个不同工作组，主要有GSM/UTRA工作组(CAG)、应用开发工作组(AEAG)、场测工作组(FTAG)以及Ad-Hoc工作组，这些工作组每三个月举行一次会议。各个工作组的主要任务就是根据GSMSG提出的新技术和新业务的发展需求，以及标准化组织3GPP提出的核心标准和测试标准，针对它们的测试方法、测试工具以及测试平台进行认可认证工作。

　　GCF对WCDMA终端认证测试要求，要进行WCDMA终端的认证测试，终端厂商首先必须明确该终端支持什么功能和具有什么样的特性，以形成所谓的选项表，然后在3GPP核心标准的基础上，选项表决定了应该选择怎样的GCFCC测试标准，和相应的测试目的、测试方法，并形成测试需求表。与此同时，根据选项表和3GPP测试标准，实验室会制定出一致性*估表，以反映该终端和相应的测试标准之间的一致性程度，当然一致性程度的*估是针对相应测试方法和测试目的的。[page]

　　GCF中WCDMA终端认证测试主要包括以下几个方面：

　　* 一致性测试：该测试反映出终端的行为是否符合3GPP所定义的核心标准和测试标准，以保证各个终端的相互兼容和一致性。

　　*现场测试：场测是WCDMA终端的GCF认证不可缺少的一个重要部分，它的实施是确保终端设备能够在实际网络环境下安全使用，它可以从最终用户的角度来验证网络间互通以及一些新的网络业务的性能。

　　* 应用测试：目前GCF认证中的应用测试包括有MMS、可视电话、IMPS、PoC等等方面的测试，这些应用测试除了MMS的测试外，其它都在认可认证之中。

　　2. PTCRB组织的要求

　　随着GSM/GPRS通信技术在北美的迅猛发展，GSM网络的建设和日益扩展，以及GSM网络用户量的爆炸性增长，北美各网络运营商为了维护网络的安全和终端用户利益，对GSM/GPRS数字移动终端提出了越来越高的要求。他们联合各个终端生产厂商以及各个第三方GSM终端测试实验室，组成了一个联盟，称之为PTCRB，专门针对GSM850/1900的网络和终端，根据北美地区GSM网络系统的实际情况，制定相应的一致性测试标准，认可认证终端测试平台和测试方法，并且根据GSM/GPRS通信技术的发展，增强网络功能，开发和认证相应的测试标准。

　　随着第三代移动通信技术在北美的发展，PTCRB对于北美地区的WCDMAFDDII和FDDV有着日益严格的认证要求和申请程序。和GCF对FDD 终端相类似，PTCRB对FDD II和FDD V终端的测试要求主要有几个方面：

　　* 一致性测试：该测试包括射频测试(测试标准为3GPPTS34.121)，协议测试(测试标准为3GPPTS

　　34.123-以及RRM的测试，所有的测试项目都列在PTCRB的永久性参考文档NAPRD.03_TC。

　　* 应用测试：目前该应用测试只包括MMS的测试，测试内容和GCF的要求差不多。

　　* 天线性能测试：北美运营商不但关心各个终端的一致性和相互兼容性，而且还关心终端在实际工作状态下天线工作的发射性能以及接受性能，通常称为OTA测试(测试标准为CTIATestPlanfor Mobile Station OTA Performance Revision 2.0)。

　　因此从上面的GCF和PTCRB的介绍中，大家可以看到一致性测试是重中之重。这两个世界上最大的联盟对一致性测试都很重视，一致性测试包括三个部分：协议一致性测试、射频一致性测试和RRM测试。那么我们接下来要介绍的Aeroflex公司的WCDMA一致性解决方案就是针对协议一致性的。

　　Aeroflex公司WCDMA一致性测试解决方案介绍

　　1. 6?01功能概况

　　* 3GPP UMTS的移动终端协议分析系统和一致性测试系统

　　* HSDPA、HSUPA协议测试

　　* ETSI的3GPP测试用例

　　* 经公认测试机构认证的3GPP TS 34.123测试用例

　　* 包括移动终端控制在内的全自动化测试

　　* 高度灵活的模块化设计使该系统可应用于从产品的研究开发到一致性测试等广阔领域

　　* 支持GSM/GPRS-UMTS切换的测试

　　* GCF和PTCRB认证平台号为21(UMTS)和29(UMTS、GSM ISHO)[page]

　　2. 6?01系统架构

　　从图2中，可以看出控制电脑是通过一根网线来控制6?01系统的，这样的连接方式方便。6?01

　　AIME/CT通过模拟“理想”的UMTS网络系统，为用户提供协议分析能力，帮助用户观测和分析Uu接口的移动终端的协议行为。6?01测试系统通过在其层1和层2完整的嵌入符合3GPP的网络协议栈规范的解决方案，从而确保了网络仿真的正确性。

　　3. 6?01WCDMA-GSM切换系统架构

　　图3中右侧的6103G就是用来模拟GSM信号的。6?01 AIME/CT ISHO系统在6?01 AIME/CT中增加了Aeroflex公司精心设计的Aeroflex 6103 GPRS AIME测试平台，从而为现有客户提供了充分的升级空间，以响应用户的涵盖所有当前和未来的电路交换和包交换测试需求的发展计划。

　　4. 6?01系统的独有功能

　　a. 自动生成被测手机的参数表

　　在我们的系统软件中，我们提供这样一个功能：通过运行一个应用程序，让被测试的手机和我们的系统做一些信令交互，我们的应用软件可以通过这样的交互提取或者是吸取出手机的基本的参数，而且最后可以把提取出来的参数文件保存成一个文件，形成手机的参数表，这个功能极大的方便了测试工程师，尤其是对于那些暂时拿不到手机参数文件的测试工程师，用我们的系统就可以自动生成被测手机的参数文件，这个功能也得到我们众多的客户的一致好*。[page]

　　b. 一目了然的错误诊断功能

　　这个功能是在测试用例运行完毕之后，如果测试用例失败了并且失败的原因是因为手机和系统的参数不匹配造成的，这样在我们打开log文件的时候，会自动把不匹配的地方以粉红色显示出来，如图4所示。

　　在图4中，左边的窗口是我们的系统期望收到的消息的值，右边窗口列出的来是我们系统实际收到的参数值，也就是手机发给系统的参数值，两方不一致的地方就用红色显示出来了。这样非常方便测试人员分析和解决这类参数不匹配的问题。

　　5. 系统的特点

　　* 可以支持全部FDD频段：(对于平台29双模切换系统，支持全部4个GSM频段)。

　　* 在PTCRB双模系统切换测试方面(UMTS/GSM),Aeroflex 6?01是唯一标准的测试平台。(6?01的双模切换支持band1和band2)

　　* 加密算法和压缩方式(HLS&SL/2)都包含在标准配置中。(不需要额外付费)

　　* 兼容现场测试(TW11)是6?01系统?有的特点。

　　* 6?01-003(平台21)这个配置用一个单个的盒子(单元)就可以支持5个UMTS小区和3个UMTS载频的测试。许多其他的设备供应商都做不到用一个单元覆盖这么多的测试用例；因此都需要多个单元来进行全部用例的测试。

　　* 6?01-009(平台29)这个配置(5个UMTS小区，3个UMTS载频＋3个GSM小区)将可以支持99.7%的WI-010的测试用例，这仅需要一个6?01单元和3个6103G单元。

　　* HSDPA测试的覆盖情况：对于HSDPA Bands I, II和V已经认证过的测试用例，Aeroflex现在是市场上处于领导地位的厂商。对于HSDPA测试不需要添加额外的硬件。

　　* HSUPA的开发正在进行之中，这归功于Aeroflex收购了Ubinetics公司；由于TM500(Ubinetics的产品)已经支持HSUPA，所以这会加快HSUPA的开发过程。HSUPA测试不需要额外添加硬件。

　　* 系统支持TTCN3，这样更能加快研发的速度，同时也使测试用例的修改更加简单方便。

　　* Log分析软件：这个软件不需要任何额外的支出(如license等)就可以安装在PC上。这样易于日志文件的传送，也可以把日志文件转换成HTML格式，这样就可以在任何PC上分析日志文件。

　　* 自动测试和log文件格式：6?01 AIME/CT和6?01 AIME/CT ISHO都可提供便捷的测试选择，自动化测试执行功能以及全面的测试日志功能。采集的测试日志可以通过HTML格式导出，并保留信息解码能力，这样的log文件就可以在任何只要安装了IE的电脑上就可以查看我们的log文件，极大的方便了客户。

　　* 提供全面的符合3GPP定义、并被GCF核准的测试用例。当前的测试用例包含大多数被GCF和PTCRB核准、同时用于UMTS和ISHO的测试用例。

　　* 研发测试：该系统还适用于研究开发测试领域：该系统可以对复杂的网络环境进行仿真：即可以单独进行UMTS的模拟仿真测试，也可以进行Dual-RAT的模拟仿真测试。借助这些功能，可以使被测试移动终端的行为在完全受控的环境下得到检验测试。系统程序用C++脚本编写，同时提供一系列的常用典型测试项目的样本测试用例，如小区选择测试(Cell selection)，小区重选(Cell re-selection)以及系统间切换(Inter-system handover)等常规的测试项目的测试环境模拟样本用例。6?01设计灵活，不仅能够进行系统内部切换的测试和系统间切换的测试，而且支持重要的3G应用层开发的测试需求。高度模块化的设计可以满足下一代技术的测试的需求，充分支持用户应对不断发展的测试要求和未来的技术发展要求。