《電子技術(shù)應(yīng)用》
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WCDMA協(xié)議一致性測(cè)試要求和解決方案
來源:維庫開發(fā)網(wǎng)
摘要: 為了保證第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的安全以及維護(hù)廣大移動(dòng)用戶的切身利益,歐洲、北美和日本都對(duì)WCDMA終端設(shè)備實(shí)行了強(qiáng)制性的管制和全面型號(hào)認(rèn)證制度,由第三方測(cè)試機(jī)構(gòu)按照各國的法令法規(guī)以及網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商的認(rèn)可認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)對(duì)各制造廠商生產(chǎn)的WCDMA移動(dòng)終端進(jìn)行安全性測(cè)試和一致性認(rèn)證。隨著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)主管部門和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商對(duì)終端設(shè)備的監(jiān)管和一致性認(rèn)證測(cè)試提出了越來越高的要求。
Abstract:
Key words :

近幾年基于WCDMA技術(shù)的第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)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,被稱為WCDMAFDDI;北美采用了上行1.8G和830M、下行1.9G和880M這兩段頻率,分別被稱為WCDMAFDDII和WCDMA FDD V;而日本采用的頻段為上行830M下行870M,被稱為WCDMA FDD VI。
為了保證第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的安全以及維護(hù)廣大移動(dòng)用戶的切身利益,歐洲、北美和日本都對(duì)WCDMA終端設(shè)備實(shí)行了強(qiáng)制性的管制和全面型號(hào)認(rèn)證制度,由第三方測(cè)試機(jī)構(gòu)按照各國的法令法規(guī)以及網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商的認(rèn)可認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)對(duì)各制造廠商生產(chǎn)的WCDMA移動(dòng)終端進(jìn)行安全性測(cè)試和一致性認(rèn)證。隨著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)主管部門和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商對(duì)終端設(shè)備的監(jiān)管和一致性認(rèn)證測(cè)試提出了越來越高的要求。
WCDMA終端的法定要求
電信設(shè)備作為電信網(wǎng)的重要組成設(shè)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的切身利益,世界各國都對(duì)這種設(shè)備進(jìn)行了特殊管制。尤其是對(duì)有限的無線電資源,各個(gè)國家和地區(qū)更是將其作為一種關(guān)系國計(jì)民生的自然資源在加以管制。
1. 歐洲對(duì)WCDMA終端的法定要求
歐洲自2000年開始實(shí)施R&TTE導(dǎo)則,GSM終端設(shè)備廠商有權(quán)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)符合自己利益的產(chǎn)品,同時(shí)它也有責(zé)任和義務(wù)保證投放在歐盟市場(chǎng)的產(chǎn)品能夠滿足R&TTE導(dǎo)則的法定要求。對(duì)于第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)而言,終端要進(jìn)入市場(chǎng)就必須滿足R&TTE導(dǎo)則的法定要求,其中包括無線頻譜有效利用、電磁兼容、安全測(cè)試和人體輻射測(cè)試四個(gè)方面,并且每個(gè)生產(chǎn)廠商都必須以自我聲明的方式來保證投放市場(chǎng)的產(chǎn)品符合有關(guān)規(guī)定的要求
對(duì)于歐洲FDDI移動(dòng)終端來說,無線頻譜利用的測(cè)試要求主要集中在諸如雜散、輸出頻譜等無線功能測(cè)試上面,測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)是EN301908-1和EN 301908-2,其測(cè)試目的就是要保證所使用的設(shè)備有效地使用了國家允許的頻率。而相應(yīng)于R&TTE導(dǎo)則3.1(b)條的電磁兼容測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)為EN 30148?-1/24。此外,為了維護(hù)民眾和最終用戶的安全和利益,安全性測(cè)試和對(duì)人體輻射的測(cè)試也是歐盟各國重點(diǎn)監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目,測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)分別為EN60950/60951和EN 50360/50361。
政府行業(yè)主管部門在法規(guī)上除了對(duì)認(rèn)證測(cè)試予以要求外,還對(duì)它們?cè)谑袌?chǎng)上的標(biāo)簽給予了很嚴(yán)格的規(guī)定。進(jìn)入歐洲的WCDMA數(shù)字移動(dòng)終端除了完成上述法定要求的測(cè)試以后,生產(chǎn)廠商還要向NB(NotifiedBody)提交測(cè)試報(bào)告、產(chǎn)品說明以及自我申明等材料,申請(qǐng)CE標(biāo)記,因?yàn)榉彩沁M(jìn)入歐洲各國的產(chǎn)品都必須粘貼該標(biāo)記,CE標(biāo)記后面須加上NB的編號(hào)。
2. 北美對(duì)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,北美各國也對(duì)GSM移動(dòng)終端實(shí)施了強(qiáng)制性的管制,那就是說,GSM/GPRS移動(dòng)終端必須滿足聯(lián)邦通信委員會(huì)FCC對(duì)終端管制要求。對(duì)于北美第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的WCDMAFDDII和V終端來說,F(xiàn)CC對(duì)其也有強(qiáng)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(qiáng)制性測(cè)試要求。此外,產(chǎn)品電氣安全性能不是FCC強(qiáng)制性檢查的項(xiàng)目,但是在美國,UL安全認(rèn)證已經(jīng)得到了市場(chǎng)的廣泛認(rèn)可。
WCDMA終端一致性認(rèn)證測(cè)試
各國對(duì)WCDMA移動(dòng)終端產(chǎn)品的法定要求只是針對(duì)該產(chǎn)品的頻率有效利用和對(duì)人的安全性能進(jìn)行了強(qiáng)制性管制,可是對(duì)于該產(chǎn)品會(huì)不會(huì)對(duì)第三代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)造成危害,會(huì)不會(huì)對(duì)在通信網(wǎng)上使用該產(chǎn)品的最終用戶造成利益上的損失,并沒有作出嚴(yán)格的規(guī)定和測(cè)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(yùn)營商身上。因此在歐洲和北美,這些網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商分別成立了自己的聯(lián)盟:GCF和PTCRB,它們對(duì)于各種GSM/GPRS/WCDMA終端產(chǎn)品進(jìn)行認(rèn)可認(rèn)證,這對(duì)終端產(chǎn)品的品質(zhì)和安全起了非常重要的管制作用。
1. GCF組織的要求
GCF是全球認(rèn)可論壇的簡(jiǎn)稱,它主要由世界范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商、眾多GSM終端廠商、GSM測(cè)試設(shè)備生產(chǎn)廠商以及第三方GSM型號(hào)認(rèn)證測(cè)試實(shí)驗(yàn)室組成。它的程序委員會(huì)SG,主要由網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商和終端生產(chǎn)廠商組成。SG根據(jù)當(dāng)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(rèn)可認(rèn)證要求。該委員會(huì)下設(shè)秘書處和幾個(gè)不同工作組,主要有GSM/UTRA工作組(CAG)、應(yīng)用開發(fā)工作組(AEAG)、場(chǎng)測(cè)工作組(FTAG)以及Ad-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(jù)GSMSG提出的新技術(shù)和新業(yè)務(wù)的發(fā)展需求,以及標(biāo)準(zhǔn)化組織3GPP提出的核心標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)試標(biāo)準(zhǔn),針對(duì)它們的測(cè)試方法、測(cè)試工具以及測(cè)試平臺(tái)進(jìn)行認(rèn)可認(rèn)證工作。
GCF對(duì)WCDMA終端認(rèn)證測(cè)試要求,要進(jìn)行WCDMA終端的認(rèn)證測(cè)試,終端廠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(xiàng)表,然后在3GPP核心標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,選項(xiàng)表決定了應(yīng)該選擇怎樣的GCFCC測(cè)試標(biāo)準(zhǔn),和相應(yīng)的測(cè)試目的、測(cè)試方法,并形成測(cè)試需求表。與此同時(shí),根據(jù)選項(xiàng)表和3GPP測(cè)試標(biāo)準(zhǔn),實(shí)驗(yàn)室會(huì)制定出一致性*估表,以反映該終端和相應(yīng)的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)之間的一致性程度,當(dāng)然一致性程度的*估是針對(duì)相應(yīng)測(cè)試方法和測(cè)試目的的。
GCF中WCDMA終端認(rèn)證測(cè)試主要包括以下幾個(gè)方面:
* 一致性測(cè)試:該測(cè)試反映出終端的行為是否符合3GPP所定義的核心標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)試標(biāo)準(zhǔn),以保證各個(gè)終端的相互兼容和一致性。
*現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試:場(chǎng)測(cè)是WCDMA終端的GCF認(rèn)證不可缺少的一個(gè)重要部分,它的實(shí)施是確保終端設(shè)備能夠在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下安全使用,它可以從最終用戶的角度來驗(yàn)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(yīng)用測(cè)試:目前GCF認(rèn)證中的應(yīng)用測(cè)試包括有MMS、可視電話、IMPS、PoC等等方面的測(cè)試,這些應(yīng)用測(cè)試除了MMS的測(cè)試外,其它都在認(rèn)可認(rèn)證之中。
2. PTCRB組織的要求
隨著GSM/GPRS通信技術(shù)在北美的迅猛發(fā)展,GSM網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和日益擴(kuò)展,以及GSM網(wǎng)絡(luò)用戶量的爆炸性增長,北美各網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商為了維護(hù)網(wǎng)絡(luò)的安全和終端用戶利益,對(duì)GSM/GPRS數(shù)字移動(dòng)終端提出了越來越高的要求。他們聯(lián)合各個(gè)終端生產(chǎn)廠商以及各個(gè)第三方GSM終端測(cè)試實(shí)驗(yàn)室,組成了一個(gè)聯(lián)盟,稱之為PTCRB,專門針對(duì)GSM850/1900的網(wǎng)絡(luò)和終端,根據(jù)北美地區(qū)GSM網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的實(shí)際情況,制定相應(yīng)的一致性測(cè)試標(biāo)準(zhǔn),認(rèn)可認(rèn)證終端測(cè)試平臺(tái)和測(cè)試方法,并且根據(jù)GSM/GPRS通信技術(shù)的發(fā)展,增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)功能,開發(fā)和認(rèn)證相應(yīng)的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。

                      

隨著第三代移動(dòng)通信技術(shù)在北美的發(fā)展,PTCRB對(duì)于北美地區(qū)的WCDMAFDDII和FDDV有著日益嚴(yán)格的認(rèn)證要求和申請(qǐng)程序。和GCF對(duì)FDD 終端相類似,PTCRB對(duì)FDD II和FDD V終端的測(cè)試要求主要有幾個(gè)方面:
* 一致性測(cè)試:該測(cè)試包括射頻測(cè)試(測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)為3GPPTS34.121),協(xié)議測(cè)試(測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)為3GPPTS
34.123-以及RRM的測(cè)試,所有的測(cè)試項(xiàng)目都列在PTCRB的永久性參考文檔NAPRD.03_TC。
* 應(yīng)用測(cè)試:目前該應(yīng)用測(cè)試只包括MMS的測(cè)試,測(cè)試內(nèi)容和GCF的要求差不多。
* 天線性能測(cè)試:北美運(yùn)營商不但關(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)下天線工作的發(fā)射性能以及接受性能,通常稱為OTA測(cè)試(測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)為CTIATestPlanfor Mobile Station OTA Performance Revision 2.0)。
因此從上面的GCF和PTCRB的介紹中,大家可以看到一致性測(cè)試是重中之重。這兩個(gè)世界上最大的聯(lián)盟對(duì)一致性測(cè)試都很重視,一致性測(cè)試包括三個(gè)部分:協(xié)議一致性測(cè)試、射頻一致性測(cè)試和RRM測(cè)試。那么我們接下來要介紹的Aeroflex公司的WCDMA一致性解決方案就是針對(duì)協(xié)議一致性的。
Aeroflex公司W(wǎng)CDMA一致性測(cè)試解決方案介紹
1. 6?01功能概況
* 3GPP UMTS的移動(dòng)終端協(xié)議分析系統(tǒng)和一致性測(cè)試系統(tǒng)
* HSDPA、HSUPA協(xié)議測(cè)試
* ETSI的3GPP測(cè)試用例
* 經(jīng)公認(rèn)測(cè)試機(jī)構(gòu)認(rèn)證的3GPP TS 34.123測(cè)試用例
* 包括移動(dòng)終端控制在內(nèi)的全自動(dòng)化測(cè)試
* 高度靈活的模塊化設(shè)計(jì)使該系統(tǒng)可應(yīng)用于從產(chǎn)品的研究開發(fā)到一致性測(cè)試等廣闊領(lǐng)域
* 支持GSM/GPRS-UMTS切換的測(cè)試
* GCF和PTCRB認(rèn)證平臺(tái)號(hào)為21(UMTS)和29(UMTS、GSM ISHO)
2. 6?01系統(tǒng)架構(gòu)
從圖2中,可以看出控制電腦是通過一根網(wǎng)線來控制6?01系統(tǒng)的,這樣的連接方式方便。6?01
AIME/CT通過模擬“理想”的UMTS網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),為用戶提供協(xié)議分析能力,幫助用戶觀測(cè)和分析Uu接口的移動(dòng)終端的協(xié)議行為。6?01測(cè)試系統(tǒng)通過在其層1和層2完整的嵌入符合3GPP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧規(guī)范的解決方案,從而確保了網(wǎng)絡(luò)仿真的正確性。
               
3. 6?01WCDMA-GSM切換系統(tǒng)架構(gòu)
圖3中右側(cè)的6103G就是用來模擬GSM信號(hào)的。6?01 AIME/CT ISHO系統(tǒng)在6?01 AIME/CT中增加了Aeroflex公司精心設(shè)計(jì)的Aeroflex 6103 GPRS AIME測(cè)試平臺(tái),從而為現(xiàn)有客戶提供了充分的升級(jí)空間,以響應(yīng)用戶的涵蓋所有當(dāng)前和未來的電路交換和包交換測(cè)試需求的發(fā)展計(jì)劃。
              
4. 6?01系統(tǒng)的獨(dú)有功能
a. 自動(dòng)生成被測(cè)手機(jī)的參數(shù)表
在我們的系統(tǒng)軟件中,我們提供這樣一個(gè)功能:通過運(yùn)行一個(gè)應(yīng)用程序,讓被測(cè)試的手機(jī)和我們的系統(tǒng)做一些信令交互,我們的應(yīng)用軟件可以通過這樣的交互提取或者是吸取出手機(jī)的基本的參數(shù),而且最后可以把提取出來的參數(shù)文件保存成一個(gè)文件,形成手機(jī)的參數(shù)表,這個(gè)功能極大的方便了測(cè)試工程師,尤其是對(duì)于那些暫時(shí)拿不到手機(jī)參數(shù)文件的測(cè)試工程師,用我們的系統(tǒng)就可以自動(dòng)生成被測(cè)手機(jī)的參數(shù)文件,這個(gè)功能也得到我們眾多的客戶的一致好*。
b. 一目了然的錯(cuò)誤診斷功能
這個(gè)功能是在測(cè)試用例運(yùn)行完畢之后,如果測(cè)試用例失敗了并且失敗的原因是因?yàn)槭謾C(jī)和系統(tǒng)的參數(shù)不匹配造成的,這樣在我們打開log文件的時(shí)候,會(huì)自動(dòng)把不匹配的地方以粉紅色顯示出來,如圖4所示。
        
在圖4中,左邊的窗口是我們的系統(tǒng)期望收到的消息的值,右邊窗口列出的來是我們系統(tǒng)實(shí)際收到的參數(shù)值,也就是手機(jī)發(fā)給系統(tǒng)的參數(shù)值,兩方不一致的地方就用紅色顯示出來了。這樣非常方便測(cè)試人員分析和解決這類參數(shù)不匹配的問題。
5. 系統(tǒng)的特點(diǎn)
* 可以支持全部FDD頻段:(對(duì)于平臺(tái)29雙模切換系統(tǒng),支持全部4個(gè)GSM頻段)。
* 在PTCRB雙模系統(tǒng)切換測(cè)試方面(UMTS/GSM),Aeroflex 6?01是唯一標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試平臺(tái)。(6?01的雙模切換支持band1和band2)
* 加密算法和壓縮方式(HLS&SL/2)都包含在標(biāo)準(zhǔn)配置中。(不需要額外付費(fèi))
* 兼容現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試(TW11)是6?01系統(tǒng)?有的特點(diǎn)。
* 6?01-003(平臺(tái)21)這個(gè)配置用一個(gè)單個(gè)的盒子(單元)就可以支持5個(gè)UMTS小區(qū)和3個(gè)UMTS載頻的測(cè)試。許多其他的設(shè)備供應(yīng)商都做不到用一個(gè)單元覆蓋這么多的測(cè)試用例;因此都需要多個(gè)單元來進(jìn)行全部用例的測(cè)試。
* 6?01-009(平臺(tái)29)這個(gè)配置(5個(gè)UMTS小區(qū),3個(gè)UMTS載頻+3個(gè)GSM小區(qū))將可以支持99.7%的WI-010的測(cè)試用例,這僅需要一個(gè)6?01單元和3個(gè)6103G單元。
* HSDPA測(cè)試的覆蓋情況:對(duì)于HSDPA Bands I, II和V已經(jīng)認(rèn)證過的測(cè)試用例,Aeroflex現(xiàn)在是市場(chǎng)上處于領(lǐng)導(dǎo)地位的廠商。對(duì)于HSDPA測(cè)試不需要添加額外的硬件。
* HSUPA的開發(fā)正在進(jìn)行之中,這歸功于Aeroflex收購了Ubinetics公司;由于TM500(Ubinetics的產(chǎn)品)已經(jīng)支持HSUPA,所以這會(huì)加快HSUPA的開發(fā)過程。HSUPA測(cè)試不需要額外添加硬件。
* 系統(tǒng)支持TTCN3,這樣更能加快研發(fā)的速度,同時(shí)也使測(cè)試用例的修改更加簡(jiǎn)單方便。
* Log分析軟件:這個(gè)軟件不需要任何額外的支出(如license等)就可以安裝在PC上。這樣易于日志文件的傳送,也可以把日志文件轉(zhuǎn)換成HTML格式,這樣就可以在任何PC上分析日志文件。
* 自動(dòng)測(cè)試和log文件格式:6?01 AIME/CT和6?01 AIME/CT ISHO都可提供便捷的測(cè)試選擇,自動(dòng)化測(cè)試執(zhí)行功能以及全面的測(cè)試日志功能。采集的測(cè)試日志可以通過HTML格式導(dǎo)出,并保留信息解碼能力,這樣的log文件就可以在任何只要安裝了IE的電腦上就可以查看我們的log文件,極大的方便了客戶。
* 提供全面的符合3GPP定義、并被GCF核準(zhǔn)的測(cè)試用例。當(dāng)前的測(cè)試用例包含大多數(shù)被GCF和PTCRB核準(zhǔn)、同時(shí)用于UMTS和ISHO的測(cè)試用例。
* 研發(fā)測(cè)試:該系統(tǒng)還適用于研究開發(fā)測(cè)試領(lǐng)域:該系統(tǒng)可以對(duì)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進(jìn)行仿真:即可以單獨(dú)進(jìn)行UMTS的模擬仿真測(cè)試,也可以進(jìn)行Dual-RAT的模擬仿真測(cè)試。借助這些功能,可以使被測(cè)試移動(dòng)終端的行為在完全受控的環(huán)境下得到檢驗(yàn)測(cè)試。系統(tǒng)程序用C++腳本編寫,同時(shí)提供一系列的常用典型測(cè)試項(xiàng)目的樣本測(cè)試用例,如小區(qū)選擇測(cè)試(Cell selection),小區(qū)重選(Cell re-selection)以及系統(tǒng)間切換(Inter-system handover)等常規(guī)的測(cè)試項(xiàng)目的測(cè)試環(huán)境模擬樣本用例。6?01設(shè)計(jì)靈活,不僅能夠進(jìn)行系統(tǒng)內(nèi)部切換的測(cè)試和系統(tǒng)間切換的測(cè)試,而且支持重要的3G應(yīng)用層開發(fā)的測(cè)試需求。高度模塊化的設(shè)計(jì)可以滿足下一代技術(shù)的測(cè)試的需求,充分支持用戶應(yīng)對(duì)不斷發(fā)展的測(cè)試要求和未來的技術(shù)發(fā)展要求。
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