WCDMA終端一致性認(rèn)證測試及其發(fā)展
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1、引言
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)對各制造廠商生產(chǎn)的WCDMA移動(dòng)終端進(jìn)行安全性測試和一致性認(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)營商對終端設(shè)備的監(jiān)管和一致性認(rèn)證測試提出了越來越高的要求。
2、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，世界各國都對這種設(shè)備進(jìn)行了特殊管制。尤其是對有限的無線電資源，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。
2.1 歐洲對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的產(chǎn)品能夠滿足R&TTE導(dǎo)則的法定要求。對于第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)而言，終端要進(jìn)入市場就必須滿足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、安全測試和人體輻射測試四個(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的產(chǎn)品符合有關(guān)規(guī)定的要求。
對于歐洲FDD I移動(dòng)終端來說，無線頻譜利用的測試要求主要集中在諸如雜散、輸出頻譜等無線功能測試上面，測試標(biāo)準(zhǔn)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(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)條的電磁兼容測試標(biāo)準(zhǔn)為EN 301 489-1/24。此外，為了維護(hù)民眾和最終用戶的安全和利益，安全性測試和對人體輻射的測試也是歐盟各國重點(diǎn)監(jiān)測的項(xiàng)目，測試標(biāo)準(zhǔn)分別為EN 60950/60951和EN 50360/50361。
政府行業(yè)主管部門在法規(guī)上除了對認(rèn)證測試予以要求外，還對它們在市場上的標(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試以后，生產(chǎn)廠商還要向NB(Notified Body)提交測試報(bào)告、產(chǎn)品說明以及自我申明等材料，申請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)。
2.2 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，北美各國也對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對終端管制要求。對于北美第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的WCDMA FDD II和V終端來說，F(xiàn)CC對其也有強(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)得到了市場的廣泛認(rèn)可。
3、WCDMA終端一致性認(rèn)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(qiáng)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)品的最終用戶造成利益上的損失，并沒有作出嚴(yán)格的規(guī)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(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，它們對于各種GSM/GPRS/WCDMA終端產(chǎn)品進(jìn)行認(rèn)可認(rèn)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(rèn)可論壇的簡稱，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測試設(shè)備生產(chǎn)廠商以及第三方GSM型號(hào)認(rèn)證測試實(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)、場測工作組(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)GSM SG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)和測試標(biāo)準(zhǔn)，針對它們的測試方法、測試工具以及測試平臺(tái)進(jìn)行認(rèn)可認(rèn)證工作。
(1)GCF對WCDMA終端認(rèn)證測試要求
要進(jìn)行WCDMA終端的認(rèn)證測試，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GCF CC測試標(biāo)準(zhǔn)，和相應(yīng)的測試目的、測試方法，并形成測試需求表。與此同時(shí)，根據(jù)選項(xiàng)表和3GPP測試標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)驗(yàn)室會(huì)制定出一致性評(píng)估表，以反映該終端和相應(yīng)的測試標(biāo)準(zhǔn)之間的一致性程度，當(dāng)然一致性程度的評(píng)估是針對相應(yīng)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(rèn)證測試技術(shù)文檔結(jié)構(gòu)
按照選項(xiàng)表和測試需求表的內(nèi)容和要求，GCF中WCDMA終端認(rèn)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(biāo)準(zhǔn)和測試標(biāo)準(zhǔn)，以保證各個(gè)終端的相互兼容和一致性。
◆現(xiàn)場測試：場測是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)用測試：目前GCF認(rèn)證中的應(yīng)用測試包括有MMS、可視電話、IMPS、PoC等等方面的測試，這些應(yīng)用測試除了MMS的測試外，其它都在認(rèn)可認(rèn)證之中。
(2)WCDMA終端認(rèn)證程序
要進(jìn)行WCDMA終端的GCF認(rèn)證，終端廠商首先必須是GCF的成員，然后按照規(guī)定的程序和提供相應(yīng)的文檔資料給GCF進(jìn)行審查。
首先終端廠商必須提供一個(gè)自我申明和相應(yīng)證據(jù)，以表明廠商是一個(gè)法人實(shí)體并且在WCDMA終端的設(shè)計(jì)、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(jù)，一般為第三方認(rèn)證組織所頒發(fā)證書，如IS09000證書等等。
其次，終端廠商必須提供一份申明以自我評(píng)估的方式來反映WCDMA終端產(chǎn)品與相關(guān)的GCF認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的一致性符合狀態(tài)。這份自我評(píng)估狀態(tài)報(bào)告可以是基于終端廠商自己擁有的測試設(shè)備所作的測試，也可以是基于具有相應(yīng)資質(zhì)的第三方測試實(shí)驗(yàn)室所作的一致性測試。
在完成質(zhì)量保證和一致性評(píng)估狀態(tài)后，終端廠商還要提供該終端的認(rèn)證狀態(tài)文檔，也就是說終端廠商應(yīng)該根據(jù)產(chǎn)品的一致性測試狀態(tài)來自我評(píng)估該終端產(chǎn)品是否符合相關(guān)的GCF標(biāo)準(zhǔn)，并且要提供相應(yīng)材料予以證明。此外，作為GCF認(rèn)證的一部分，終端廠商在認(rèn)證狀態(tài)文檔中應(yīng)該提供至少五個(gè)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商現(xiàn)場測試的相關(guān)報(bào)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(yīng)測試報(bào)告。
在WCDMA終端的GCF認(rèn)證過程中，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(jù)之用。在收到所有上述材料后，GCF秘書處會(huì)審核所有文檔材料和認(rèn)證過程，審查合格后，GCF將在其官方網(wǎng)站上公布已經(jīng)過認(rèn)證的產(chǎn)品名稱、終端廠商名稱以及終端產(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)廠家以及各個(gè)第三方GSM終端測試實(shí)驗(yàn)室，組成了一個(gè)聯(lián)盟，稱之為PTCRB，專門針對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)的一致性測試標(biāo)準(zhǔn)，認(rèn)可認(rèn)證終端測試平臺(tái)和測試方法，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)的測試標(biāo)準(zhǔn)。
(1)PTCRB對WCDMA終端認(rèn)證測試要求
隨著第三代移動(dòng)通信技術(shù)在北美的發(fā)展，PTCRB對于北美地區(qū)的WCDMA FDD II和FDD V有著日益嚴(yán)格的認(rèn)證要求和申請程序。和GCF對FDD I終端相類似，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(biāo)準(zhǔn)為3GPP TS 34.121)，協(xié)議測試(測試標(biāo)準(zhǔn)為3GPP TS 34.123-1)以及RRM的測試，所有的測試項(xiàng)目都列在PTCRB的永久性參考文檔NAPRD.03_TC中。
◆應(yīng)用測試：目前該應(yīng)用測試只包括MMS的測試，測試內(nèi)容和GCF的要求差不多。
◆天線性能測試：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測試(測試標(biāo)準(zhǔn)為CTIA Test Plan for Mobile Station OTA Performance Revision 2.0)。
(2)WCDMA終端認(rèn)證程序
FDD II和FDD V的終端要得到PTCRB認(rèn)證，必須嚴(yán)格按照PTCRB制定的認(rèn)證程序來進(jìn)行。首先，終端廠商必須在CTIA的網(wǎng)站上提交PTCRB認(rèn)證申請，其中文件CITA是PTCRB的行政管理機(jī)構(gòu)，申請中必須包括終端產(chǎn)品的詳細(xì)信息，比如終端型號(hào)、所支持的頻段、是否支持MMS、FCC ID以及硬軟件版本等等。
其次，終端廠商須在網(wǎng)站上選擇進(jìn)行終端認(rèn)證測試的第三方實(shí)驗(yàn)室，因?yàn)镻TCRB的認(rèn)證測試必須在它所認(rèn)可的實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行測試。同時(shí)，廠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手冊、終端支持的特征和功能等等上傳到PTCRB的數(shù)據(jù)庫，并且提供給測試實(shí)驗(yàn)室。
在終端廠商支付完P(guān)TCRB認(rèn)證費(fèi)用后，測試即可開始進(jìn)行。測試完后，實(shí)驗(yàn)室需將測試報(bào)告和測試信息上傳到數(shù)據(jù)庫，經(jīng)CTIA審核后，一般在5個(gè)工作日之內(nèi)CTIA會(huì)給出認(rèn)證的結(jié)果和證書。
4、WCDMA終端一致性認(rèn)證測試的發(fā)展策略
和GSM/GPRS終端的一致性認(rèn)證策略一樣，為了保證在全球范圍內(nèi)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(hù)第三代移動(dòng)通信的網(wǎng)絡(luò)安全，主要由網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商組成的GCF和PTCRB組織對WCDMA終端也采取了一致性認(rèn)證測試，并且其認(rèn)證測試也和3GPP的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展一樣采用了滾動(dòng)發(fā)展的策略。
4.1 一致性認(rèn)證測試項(xiàng)目的開發(fā)
在GCF和PTCRB對WCDMA終端的認(rèn)證測試過程中，一致性測試項(xiàng)目的開發(fā)有一套完整并且很嚴(yán)格的程序。從第三代移動(dòng)通信開始，為了避免測試設(shè)備廠商在測試儀表領(lǐng)域的壟斷，和GSM/GPRS測試技術(shù)不同的是，3GPP、GCF和PTCRB采用了公平公開的方式來開發(fā)一致性協(xié)議測試項(xiàng)目，所有測試項(xiàng)目都是基于同一個(gè)平臺(tái)——TTCN，所有測試項(xiàng)目的源代碼都是一致的、公開的。
一致性測試項(xiàng)目的開發(fā)程序如圖2所示。由歐洲ETSI制定出可用的相關(guān)核心標(biāo)準(zhǔn)和測試標(biāo)準(zhǔn)之后，經(jīng)過不同數(shù)量的WCDMA終端和測試系統(tǒng)進(jìn)行多次檢驗(yàn)和驗(yàn)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(xiàng)目由第三方測試實(shí)驗(yàn)室在相應(yīng)的測試系統(tǒng)上進(jìn)行驗(yàn)證和認(rèn)證，再經(jīng)GCF和PTCRB批準(zhǔn)，才能成為GCF和PTCRB認(rèn)可認(rèn)證的一致性測試項(xiàng)目。
圖2 一致性測試項(xiàng)目開發(fā)程序
4.2 一致性測試項(xiàng)目的認(rèn)證
在WCDMA移動(dòng)終端的一致性認(rèn)證測試過程中，測試項(xiàng)目的認(rèn)可認(rèn)證是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，因?yàn)橹挥薪?jīng)過認(rèn)可認(rèn)證的測試項(xiàng)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(xiàng)目的認(rèn)可認(rèn)證工作是針對特定測試系統(tǒng)而言的，因?yàn)楦鱾€(gè)測試儀表廠商在測試系統(tǒng)的開發(fā)過程中，盡管所有源代碼是公開的，但是他們采用的方式、技術(shù)各不相同，硬軟件開發(fā)能力和水平也參差不齊，因此他們的測試系統(tǒng)在測試項(xiàng)目的開發(fā)匹配、進(jìn)度也不盡相同。一般說來，每個(gè)測試項(xiàng)目的認(rèn)證要經(jīng)過兩個(gè)重要階段，這兩個(gè)階段的工作一般都在經(jīng)過授權(quán)的第三方實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行，在一致性測試項(xiàng)目開發(fā)出來后的開始階段，第三方實(shí)驗(yàn)室要調(diào)試、檢驗(yàn)和評(píng)估測試系統(tǒng)和測試項(xiàng)目，看其是否滿足開發(fā)和設(shè)計(jì)的測試項(xiàng)目的正確條件；在項(xiàng)目開發(fā)出來后的最終階段，還是由第三方實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行驗(yàn)證和確認(rèn)是否已經(jīng)設(shè)計(jì)出了正確的測試項(xiàng)目。一致性測試項(xiàng)目的認(rèn)可認(rèn)證流程如圖3所示。
圖3 GCF測試項(xiàng)目認(rèn)可認(rèn)證流程
5、結(jié)束語
隨著移動(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(rèn)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(jié)。認(rèn)證能夠保證終端對于技術(shù)規(guī)范的一致性和互操作性，是終端投放市場和維護(hù)網(wǎng)絡(luò)安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。同時(shí)，新業(yè)務(wù)新技術(shù)的不斷發(fā)展給終端的認(rèn)證提出了新的挑戰(zhàn)，GCF和PTCRB在認(rèn)證測試中采用了滾動(dòng)發(fā)展的策略，以適應(yīng)和滿足這些新技術(shù)的要求，例如馬上要推出的HSDPA認(rèn)證，今年年底和2006年年初要推出的VT、IMPS和PoC認(rèn)證等等。
幾年以來，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線接入技術(shù)已經(jīng)在世界上許多國家得到了商用。在最近的幾年內(nèi)，WCDMA技術(shù)無疑也將會(huì)在我國得到商用，屆時(shí)針對在我國市場如何進(jìn)行WCDMA終端的管制將會(huì)成為行業(yè)主管部門以及網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商的重大課題，筆者結(jié)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(yīng)該分幾個(gè)層次來進(jìn)行。首先是行業(yè)主管部門對終端的強(qiáng)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(guī)定的頻率資源；其次由網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商來關(guān)心終端是否對網(wǎng)絡(luò)的安全、最終用戶的切身利益造成影響，這就要求網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商根據(jù)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(yīng)的一致性測試規(guī)范，最終實(shí)現(xiàn)終端對所有網(wǎng)絡(luò)的互操作性和相互兼容性。當(dāng)然在制定和實(shí)現(xiàn)這些一致性測試標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范時(shí)，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商應(yīng)該鼓勵(lì)作為認(rèn)證機(jī)構(gòu)的第三方測試實(shí)驗(yàn)室和測試設(shè)備廠商積極參與進(jìn)來，以帶動(dòng)整個(gè)行業(yè)在實(shí)際應(yīng)用中的不斷發(fā)展；最后，如果網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商要訂制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(xiàn)場測試、應(yīng)用測試等等。
評(píng)論