一种运营商WCDMA终端测试体系的实现

 

　　从范围来看，在4种3G标准中，WCDMA终端有着的成熟度，这相应增强了WCDMA产业链的成熟度，使WCDMA产业的发展相对更为得心应手。WCDMA终端，目前在所有3G终端中拥有多的款式和数量，市场份额也有望达到20%以上。WCDMA终端，已经形成了多厂商参与和有效竞争的局面，并且中国的终端制造商逐渐开始占据重要的市场地位。来自某市场咨询公司的数据显示，2008年中国制造的WCDMA手机以55%的市场份额在3G手机终端市场上占有强势。尽管中国3G刚刚发放牌照，但是在过去的一年里，中国终端制造商的海外拓展取得了令人瞩目的成绩。例如，中兴、华为、夏新等中国3G终端厂商已经进入中东、北非、拉美、亚太，甚至欧洲、澳洲、北美等高端市场，抢占了10%左右的3G终端市场份额。

　　W-CDMA（宽带码分多址）是一个ITU（国际电信联盟）标准，它是从码宽带码分多址分多址（CDMA）演变来的，从看被认为是IMT-2000的直接扩展，与现在市场上通常提供的技术相比，它能够为移动和手提无线设备提供更高的数据速率。WCDMA采用直接序列扩频码分多址（DS-CDMA）、频分双工（FDD）方式，码片速率为3.84Mcps,载波带宽为5MHz.基于Release 99/ Release 4版本，可在5MHz的带宽内，提供384kbps的用户数据传输速率。W-CDMA能够支持移动/手提设备之间的语音、图象、数据以及视频通信，速率可达2Mb/s（对于局域网而言）或者384Kb/s（对于宽带网而言）。输入信号先被数字化，然后在一个较宽的频谱范围内以编码的扩频模式进行传输。窄带CDMA使用的是200KHz宽度的载频，而W-CDMA使用的则是一个5MHz宽度的载频。

　　本文从分析目前WCDMA终端入网测试现状及其局限性入手，分析说明如何通过WCDMA终端的一致性测试和运营商补充测试来进一步健全WCDMA终端测试体系，以更好地服务于运营商开展WCDMA业务的要求。

　　WCDMA终端入网测试情况及其局限性

　　目前，WCDMA终端入网测试要求涉及到如下几个方面。

　　1.电磁兼容性（EMC）：主要为了证实被测设备对其它设备的电磁干扰的程度（骚扰限值）和抵抗其它设备对自身的电磁干扰的能力（抗扰度）。测试内容遵循标准YD/T1595.1-2007《2GHzWCDMA数字蜂窝移动通信系统电磁兼容性要求和测量方法》。

　　2.比吸收率（SAR）：SAR一般指终端产品中电磁波所产生的热能，它是对人体产生影响的衡量数据。测试内容遵循标准YD/T1644.1《手持和身体佩戴使用的无线通信设备对人体的电磁照射-人体模型、仪器和规程》。

　　3.设备安全性：主要为了验证被检产品的设计不会引起电击危险、能量危险、机械危险、着火危险、化学危险、激光或X射线辐射危险，确保产品使用者（包括维修人员）的人身和财产安全。测试内容遵循标准GB4943《信息技术设备的安全》。

　　4.入网测试：测试内容遵循标准YD/T1548《2GHzWCDMA数字蜂窝移动通信网终端设备测试方法》，涉及到方面有系统接入、位置区更新、小区选择与更新、切换、基本业务、补充业务、增值业务和并发业务等，但偏重于终端基本性能和功能的测试。

　　WCDMA终端入网测试的主要目的是要达到WCDMA终端对人身、设备、频谱进行保护性的要求，同时也要满足政府的强制性要求。

　　WCDMA终端入网测试局限性如下

　　1.缺乏人机界面功能测试，不能体现用户直接使用体验。

　　2.对终端的功能验证、并发要求、临界情况和极限情况的考察不够。

　　3.缺乏实际的网络和业务平台IOT测试，不能体现实际网络情况。

　　4.缺乏终端一致性测试，不能满足终端网络互联和漫游的要求。

　　5.缺乏终端数据业务的具体支持能力性能指标的测试。

　　6.不能满足新业务的测试需求。

　　7.入网制度不易随功能增加而增加测试要求，时效性较弱等等。

　　8.满足运营商要求WCDMA终端测评体系。

　　为更加充分地满足运营商开展3G业务对终端测试的技术要求，一个完整的WCDMA终端测评体系（参见图1）应具备如下特点。

　　1.满足人身安全、设备安全、频谱安全、政府强制入网等基本的要求。

　　2.满足用户直观的使用体验的要求。

　　3.满足网络的实际情况，增强对实际现网业务的测试。

　　4.满足与国际接轨，保证终端的漫游性能。

　　5.随运营商的新业务的增加，灵活增加相应的测试要求。

　　层面，国家的终端入网测试，这是整个测试体系的基础，测试内容有电磁兼容性测试、人体电磁暴露安全性测试、电气安全性测试、基本性能和功能测试。该部分测试由工信部相关测试机构完成。

　　第二层面，终端一致性测试，满足3GPP等相关标准组织的技术要求，保证终端与标准的一致性。测试内容有射频一致性测试、协议一致性测试、 USIM卡一致性测试、音频一致性测试、业务一致性测试。目前国外大多数WCDMA运营商要求终端设备厂商提供一致性测试，这是满足网络IOT和国际漫游的基础，一般由GCF实验室完成。

　　第三层面，运营商补充测试，对于上述两个层次没有顾及到而运营商认为有必要的补充测试，应是运营商在上述两层次测试的基础上加以重点突出的测试内容。如运营商业务测试，新业务开发测试、2G/3G互操作测试、人机界面要求、实际网络和业务IOT测试、外围接口IOT测试（USB、WI-FI、蓝牙）、终端耗电测试、充电器测试等。

　　一个完整的WCDMA终端测试应具备以上3个层次的测试要求，才能比较完整地符合运营商的3G业务开展需求。

　　WCDMA终端一致性测试要求

　　3GPP是的3G技术规范机构，是由欧洲的ETSI,日本的ARIB和TTC,韩国的TTA以及美国的T1在1998年底发起成立的，旨在研究制定并推广基于演进的GSM网络的3G标准，即WCDMA,TD-SCDMA,EDGE等。中国无线通信标准组（CWTS）于1999年加入3GPP.3GPP的目标是实现由2G网络到3G网络的平滑过渡，保证未来技术的后向兼容性，支持轻松建网及系统间的漫游和兼容性。其职能：3GPP主要是制订以GSM网为基础，UTRA（FDD为W-CDMA技术，TDD为TD-CDMA技术）为无线接口的第三代技术规范。

　　根据3GPP34.xxx和OMA测试规范，GCF组织制定了WCDMA终端的测试用例。GCF的主要职责是完成GSM/GPRS和3G终端的，一致性测试的测试用例的验证批准，制定现场测试的指导方针，制定测试用例的指导方针，制定终端的指导方针。

　　WCDMA终端一致性测试目前有五大类测试，分别是射频一致性测试，依据规范3GPPTS34.121-1;协议一致性测试，依据规范 3GPPTS34.123-1;USIM卡接口一致性测试和USAT测试，依据规范3GPPTS31.121/124;音频一致性测试，依据规范3GPP TS26.13《语音电话终端声学测试规范》，用于支持窄带或者宽带的任何语音终端，对WCDMA终端的声学特性给出了性能要求；业务一致性测试，依据基于OMA标准相关规范。OMA对WCDMA终端的绝大部分业务（MMS、PoC、DM、SUPL、Browsing、DRM、IMPS）基本上都定义了相应的规范，以保证设备应用的互通性，GCF组织根据OMA制定的业务规范进行了有针对性的选择，以满足业务一致性测试的要求。

　　WCDMA终端得到一致性测试合格并不认为终端符合运营商的使用要求，比如功能与业务测试、互通兼容性测试、路测实际网络测试等测试就必须由运营商自己来完成。因此，运营商除关心终端一致性测试结果之外，必须有针对性地制定符合自身网络和业务发展情况的其他终端测试规范。

　　运营商终端测试要求

　　随着彩信、流媒体、视频电话、手机电视、手机音乐等3G业务的不断推出，终端上的操作系统以及应用软件也将更加复杂，功能更强，终端对于这些业务和功能的支持程度，直接关系着广大用户对于3G体验和满意度。

　　为保证用户的服务质量（SLA），提供更多的业务保证，从实际意义上来讲，根据运营商的实际需求进行的测试工作是3G业务成功运营的保障。

　　运营商结合自身网络和业务情况，需要重点考察的内容包括以下几个方面。

　　1.人机界面测试

　　人机界面（Human–Machine Interaction,简称HMI），是人与计算机之间传递、交换信息的媒介和对话接口，是计算机系统的重要组成部分。是指人和机器在信息交换和功能上接触或互相影响的领域或称界面所说人机结合面，信息交换，功能接触或互相影响，指人和机器的硬接触和软触，此结合面不仅包括点线面的直接接触，还包括远距离的信息传递与控制的作用空间。人机结合面是人机系统中的中心一环节，主要由安全工程学的分支学科安全人机工程学去研究和提出解决的依据，并过安全工程设备工程学，安全管理工程学以及安全系统工程学去研究具体的解决方法手段措施安全人机学。它实现信息的内部形式与人类可以接受形式之间的转换。凡参与人机信息交流的领域都存在着人机界面。

　　可以参考YD/T1438《终端设备应用层软件功能要求和测试方法》，重点考察终端的通话功能、SMS消息功能、MMS消息功能、通信录、屏幕显示、数据与多媒体功能、安全设置、系统设置等项目。同时该项测试也可结合运营商定制终端测试一同进行。

　　2.业务测试

　　业务测试是运营商测试的重点，除测试典型3G终端业务对OMA/IMTC标准和其他国际标准的符合程度之外，还要测试一些运营商比较关注的其他内容，以保证终端在现网的正常使用。主要范围有如下几点。

　　MMS业务。考察终端对OMAMMS1.0/1.1/1.2/1.3版本的符合程度、终端多页显示或多元素的显示能力、终端UTF-8或中文编码支持能力、JPG/GIF等不同的图片格式支持能力、对过大的MMS信息转发时的处理能力、MMS发送、图文混排显示能力、DRM的转发限制、 3GPPQCIF的视频发送及接收、3GPP2不同格式的音视频编解码支持能力、超长的MMS标题显示能力等。

　　VT业务。考察终端对MPEG4的各种不同格式支持能力、快速视频更新的功能、H.263视频支持能力、终端能否正确的发起视频电话业务、终端 IMTC3G-324M规定的视频电话要求（（ITUH233,H324, H245, H263, H264, MPEG 和GSM-AMR）支持能力、视频画面情况测试等。

　　Java业务。参考GSMNATestSpecificationfor Java Micro Edition （1.0.3）规范，考察终端的Java程序或游戏，其Java虚拟机能否读取终端上的按键，如方向键或上下键；终端上的Java程序，是否能播放、暂停？终端上的Java程序，是否能读取特定的终端文件系统内容如电话薄；终端上的Java程序能否显示3D加速的图形等 .

　　DM业务。考察终端对OMADM1.2版本的符合程度，终端的协议栈是否支持DM的各种控制命令；终端能否被运营商的标准DM命令所管理，比如自动更新配置参数，或读取终端内容、或设置终端的浏览器等功能。

　　Streaming业务。可参考3GPPTS26.234,Rel.6 3GPP2 C.P0046-0规范，考察终端的应用程序能否支持各种不同的流媒体格式的播放；能否支持各种不同速率底下的流媒体格式流畅的播放；终端的流媒体播放程序是否有相应的控制命令可以播放、暂停流媒体等。

　　E-Mail业务。可参考IETFIMAP/POP/SMTPOMAEMN 1.0相关规范，考察终端能否针对POP3/SMTP/IMAP4等各种邮件格式收发，单个邮件的收发及多个邮件的收发是否会有问题，能否只邮件标题，而不内容等内容。

　　Browsing业务。考察终端对OMABrowsing2.1/2.2/2.3的符合程度，能否正确显示各种WAP页面的内容（Xhtml,WCSS格式），包含文字的加亮、表格的程现方式等。

　　多个并发业务（Multi-AE）之间的影响。如在生成短消息时被叫情况，网页浏览时接收短消息等并发业务情况下终端的反应情况。

　　新业务引入前的测试。当引入一项新业务，进行实际的网络测试之前，为确认终端能否正常工作。可以通过在实验室上开发测试用例，以便提早发现终端存在的问题，向制造商反应问题并要求改善，在现网测试时就能大大的减低测试的通过率及测试的耗时。

　　各种应用和业务中的出错测试。如在实现电子商务业务时发生切换失败，在线游戏过程中发生无线链路失败的处理情况等。

　　3.外场IOT测试

　　在WCDMA终端产品的测试与中，运营商关心的一个环节就是该终端产品的实际网络测试情况，因为实际商用网络中的现场测试能够真实反映终端在实际网络环境中的安全使用性能，终端和网络设备之间的相互兼容性能，以及终用户对运营商业务的感知效果。同时，从目前的测试与手段来看，现网测试也是在实际商用网络环境中来检验终端性能有价值的工具，现网测试能检验到在实验室条件下的模拟环境中所不能遇到的一些实际网络情况，能够检测终端在实际动态环境下的不同行为以及终端与运营网络的兼容性能。

　　经验已经证明在多种不同的网络基础设施下产生不同的测试结果，外场IOT测试对验证终端有着无法取代的优势。

　　运营商WCDMA终端外场IOT测试可以遵循GCFDG11测试大纲和运营商自定义的要求，测试的内容和范围主要集中在网络接入与注册、切换、移动性管理、分组域/电路域数据业务、3G和2G网络之间互操作、并发业务测试、UICC/USIM性能以及与终端的互操作性能、HSPA性能、电路域中基本的语音呼叫、短消息（SMS）、补充业务、多媒体短信（MMS）、浏览器、基于电路交换的可视电话、JAVA和J2ME、流媒体、电子邮件的发送和接收等。

　　IOT（Interoperability Test,互操作测试）是多厂商运营环境形成的技术基础。只有完成Iu接口的IOT,才能保证不同厂家的无线接入网与网互联互通，也只有完成Uu接口的IOT,才能保证每一款手机与无线接入系统之间的互联互通。从世界上已经完成的3G设备选型中可以看出，有一个非常明显的趋势就是，同一运营商大多选择二至三家厂商的设备，来组建自己的3G网络，形成多厂商设备的运营环境。所以，不同厂商之间的IOT（互操作测试）对3G时代就显得格外重要。IOT已经被摆在非常重要的战略地位，为此，信息产业部也特意组织所有参加信息产业部3G技术试验的系统厂家和手机厂家进行Uu/Iu接口的互操作IOT测试来验证各厂家系统之间和手机与系统之间的互通性。

　　4.USIM卡兼容性测试

　　USIM卡就是第三代手机卡 USIM: Universal Subscriber Identity Module（用户识别卡） 用户身份模块（USIM），也叫做升级 SIM ,是在 UMTS 3G 网络的一个构件。 USIM卡并不是只能做单纯的功能，事实证明它正在逐步向移动商务平台、乃至的多应用平台过渡，在手机上实现电子钱包、电子信用卡、电子票据等其它应用已不再是难事。 除能够支持多应用之外，USIM卡还在安全性方面对算法进行了升级，并增加了卡对网络的功能。TD-SCDMA的USIM卡在非TD-SCDMA手机上的使用问题，我们经过测试，在其它3G手机上，如WCDMA的机型，USIM卡可以作为一张普通的SIM卡使用，进行GSM网络的通话和信息功能，而在非2G手机上，则显示"SIM卡"注册失败。

　　GCF/PTCRB的USIM卡接口一致性测试，只是对3GPP标准的接口验证，即使WCDMA终端满足3GPPTS31.121/124一致性测试的要求，也不能保证机卡之间一定没问题。有些机卡之间的兼容性问题，仍需要运营商自己来解决。主要涉及范围为。

　　（1）面对众多的智能卡，需要进行终端与卡的兼容性实际测试，需要检验每一款终端与每一张智能卡的互操作性。

　　（2）运营商有特殊的USIM卡文件格式要求，终端的互操作性。

　　（3）运营商自定义的USIM卡增值业务及Toolkit菜单，终端的互操作性。

　　（4）测试机卡之间的USAT协议。

　　解决上述问题的测试方法，除实际的终端与卡的兼容性测试之外，还可以利用USIM卡模拟器来模拟实际的卡文件格式和开发加载运营商的Toolkit菜单，然后监测终端与卡之间传输的所有信息，并加以分析，是运营商USIM卡兼容性测试的有效方法。

　　5.其他测试

　　主要指终端的USB接口、Wi-Fi、和蓝牙等外围接口IOT的测试，终端耗电测试、充电器测试。这些测试可直接引用有关组织的标准来进行测试。

　　3G终端测试是一个较为复杂的系统性综合工作，也是一项长期性的工作，它将自始至终伴随运营商3G业务的发展过程。此外，由于终端设备制造商不断地调整其软硬件版本，因此并不能保证流通到市场的终端是其终版本，为此除必要的测试之外，运营商对终端的版本管理也是测评工作的一项重要内容。

　　3G终端作为市场终用户的业务体验载体，其性能与功能优劣决定了用户对3G业务的认可程度。国外的成熟3G运营商均建立了一套完整的终端测试评价体系，随着我国3G业务的逐渐展开，3G终端测评工作的重要性也逐渐凸显。对3G运营商而言，必须根据现网和业务的开展情况，不断地动态地调整其测试要求，有针对性选择测试范围和内容，以更好地服务于运营商3G业务的开展。