WCDMA終端一致性認證測試及其發(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通信系統(tǒng)的安全以及維護廣大移動用戶的切身利益，歐洲、北美和日本都對WCDMA終端設(shè)備實行了強制性的管制和全面型號認證制度，由第三方測試機構(gòu)按照各國的法令法規(guī)以及網(wǎng)絡運營商的認可認證標準對各制造廠商生產(chǎn)的WCDMA移動終端進行安全性測試和一致性認證。隨著WCDMA技術(shù)的進一步商用，以及各種新技術(shù)新業(yè)務的不斷發(fā)展，行業(yè)主管部門和網(wǎng)絡運營商對終端設(shè)備的監(jiān)管和一致性認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)備進行了特殊管制。尤其是對有限的無線電資源，各個國家和地區(qū)更是將其作為一種關(guān)系國計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年開始實施R&TTE導則，GSM終端設(shè)備廠商有權(quán)設(shè)計和生產(chǎn)符合自己利益的產(chǎn)品，同時它也有責任和義務保證投放在歐盟市場的產(chǎn)品能夠滿足R&TTE導則的法定要求。對于第三代移動通信系統(tǒng)而言，終端要進入市場就必須滿足R&TTE導則的法定要求，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方面，并且每個生產(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，測試標準是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。而相應于R&TTE導則3.1(b)條的電磁兼容測試標準為EN 301 489-1/24。此外，為了維護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監(jiān)測的項目，測試標準分別為EN 60950/60951和EN 50360/50361。
政府行業(yè)主管部門在法規(guī)上除了對認證測試予以要求外，還對它們在市場上的標簽給予了很嚴格的規(guī)定。進入歐洲的WCDMA數(shù)字移動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)提交測試報告、產(chǎn)品說明以及自我申明等材料，申請CE標記，因為凡是進入歐洲各國的產(chǎn)品都必須粘貼該標記，CE標記后面須加上NB的編號。
2.2 北美對WCDMA終端的法定要求
自GSM移動通信技術(shù)在北美發(fā)展以來，北美各國也對GSM移動終端實施了強制性的管制，那就是說，GSM/GPRS移動終端必須滿足聯(lián)邦通信委員會FCC對終端管制要求。對于北美第三代移動通信系統(tǒng)的WCDMA FDD II和V終端來說，F(xiàn)CC對其也有強制性的法定要求。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等方面的強制性測試要求。此外，產(chǎn)品電氣安全性能不是FCC強制性檢查的項目，但是在美國，UL安全認證已經(jīng)得到了市場的廣泛認可。
3、WCDMA終端一致性認證測試
各國對WCDMA移動終端產(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行了強制性管制，可是對于該產(chǎn)品會不會對第三代移動通信網(wǎng)絡造成危害，會不會對在通信網(wǎng)上使用該產(chǎn)品的最終用戶造成利益上的損失，并沒有作出嚴格的規(guī)定和測試，而是將這一任務移交到了通信網(wǎng)絡的所有者——網(wǎng)絡運營商身上。因此在歐洲和北美，這些網(wǎng)絡運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)品進行認可認證，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是全球認可論壇的簡稱，它主要由世界范圍內(nèi)的網(wǎng)絡運營商、眾多GSM終端廠商、GSM測試設(shè)備生產(chǎn)廠商以及第三方GSM型號認證測試實驗室組成。它的程序委員會SG，主要由網(wǎng)絡運營商和終端生產(chǎn)廠商組成。SG根據(jù)當前GSM/GPRS/UMTS網(wǎng)絡技術(shù)和業(yè)務的發(fā)展變化情況，提出新的技術(shù)和業(yè)務的認可認證要求。該委員會下設(shè)秘書處和幾個不同工作組，主要有GSM/UTRA工作組(CAG)、應用開發(fā)工作組(AEAG)、場測工作組(FTAG)以及Ad-Hoc工作組，這些工作組每三個月舉行一次會議。各個工作組的主要任務就是根據(jù)GSM SG提出的新技術(shù)和新業(yè)務的發(fā)展需求，以及標準化組織3GPP提出的核心標準和測試標準，針對它們的測試方法、測試工具以及測試平臺進行認可認證工作。
(1)GCF對WCDMA終端認證測試要求
要進行WCDMA終端的認證測試，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，以形成所謂的選項表，然后在3GPP核心標準的基礎(chǔ)上，選項表決定了應該選擇怎樣的GCF CC測試標準，和相應的測試目的、測試方法，并形成測試需求表。與此同時，根據(jù)選項表和3GPP測試標準，實驗室會制定出一致性評估表，以反映該終端和相應的測試標準之間的一致性程度，當然一致性程度的評估是針對相應測試方法和測試目的的。這幾個表格之間的相互關(guān)系如圖1所示：
圖1 WCDMA終端的GCF認證測試技術(shù)文檔結(jié)構(gòu)
按照選項表和測試需求表的內(nèi)容和要求，GCF中WCDMA終端認證測試主要包括以下幾個方面：
◆一致性測試：該測試反映出終端的行為是否符合3GPP所定義的核心標準和測試標準，以保證各個終端的相互兼容和一致性。
◆現(xiàn)場測試：場測是WCDMA終端的GCF認證不可缺少的一個重要部分，它的實施是確保終端設(shè)備能夠在實際網(wǎng)絡環(huán)境下安全使用，它可以從最終用戶的角度來驗證網(wǎng)絡間互通以及一些新的網(wǎng)絡業(yè)務的性能。
◆應用測試：目前GCF認證中的應用測試包括有MMS、可視電話、IMPS、PoC等等方面的測試，這些應用測試除了MMS的測試外，其它都在認可認證之中。
(2)WCDMA終端認證程序
要進行WCDMA終端的GCF認證，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的文檔資料給GCF進行審查。
首先終端廠商必須提供一個自我申明和相應證據(jù)，以表明廠商是一個法人實體并且在WCDMA終端的設(shè)計、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估的方式來反映WCDMA終端產(chǎn)品與相關(guān)的GCF認證標準的一致性符合狀態(tài)。這份自我評估狀態(tài)報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資質(zhì)的第三方測試實驗室所作的一致性測試。
在完成質(zhì)量保證和一致性評估狀態(tài)后，終端廠商還要提供該終端的認證狀態(tài)文檔，也就是說終端廠商應該根據(jù)產(chǎn)品的一致性測試狀態(tài)來自我評估該終端產(chǎn)品是否符合相關(guān)的GCF標準，并且要提供相應材料予以證明。此外，作為GCF認證的一部分，終端廠商在認證狀態(tài)文檔中應該提供至少五個網(wǎng)絡運營商現(xiàn)場測試的相關(guān)報告和資料。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也需要進行，并提供相應測試報告。
在WCDMA終端的GCF認證過程中，所有材料必須放在一個安全的文件夾中，以便需要溯源、提供證據(jù)之用。在收到所有上述材料后，GCF秘書處會審核所有文檔材料和認證過程，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)絡的建設(shè)和日益擴展，以及GSM網(wǎng)絡用戶量的爆炸性增長，北美各網(wǎng)絡運營商為了維護網(wǎng)絡的安全和終端用戶利益，對GSM/GPRS數(shù)字移動終端提出了越來越高的要求。他們聯(lián)合各個終端生產(chǎn)廠家以及各個第三方GSM終端測試實驗室，組成了一個聯(lián)盟，稱之為PTCRB，專門針對GSM850/1900的網(wǎng)絡和終端，根據(jù)北美地區(qū)GSM網(wǎng)絡系統(tǒng)的實際情況，制定相應的一致性測試標準，認可認證終端測試平臺和測試方法，并且根據(jù)GSM/GPRS通信技術(shù)的發(fā)展，增強網(wǎng)絡功能，開發(fā)和認證相應的測試標準。
(1)PTCRB對WCDMA終端認證測試要求
隨著第三代移動通信技術(shù)在北美的發(fā)展，PTCRB對于北美地區(qū)的WCDMA FDD II和FDD V有著日益嚴格的認證要求和申請程序。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方面：
◆一致性測試：該測試包括射頻測試(測試標準為3GPP TS 34.121)，協(xié)議測試(測試標準為3GPP TS 34.123-1)以及RRM的測試，所有的測試項目都列在PTCRB的永久性參考文檔NAPRD.03_TC中。
◆應用測試：目前該應用測試只包括MMS的測試，測試內(nèi)容和GCF的要求差不多。
◆天線性能測試：北美運營商不但關(guān)心各個終端的一致性和相互兼容性，而且還關(guān)心終端在實際工作狀態(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(測試標準為CTIA Test Plan for Mobile Station OTA Performance Revision 2.0)。
(2)WCDMA終端認證程序
FDD II和FDD V的終端要得到PTCRB認證，必須嚴格按照PTCRB制定的認證程序來進行。首先，終端廠商必須在CTIA的網(wǎng)站上提交PTCRB認證申請，其中文件CITA是PTCRB的行政管理機構(gòu)，申請中必須包括終端產(chǎn)品的詳細信息，比如終端型號、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)站上選擇進行終端認證測試的第三方實驗室，因為PTCRB的認證測試必須在它所認可的實驗室里進行測試。同時，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，并且提供給測試實驗室。
在終端廠商支付完P(guān)TCRB認證費用后，測試即可開始進行。測試完后，實驗室需將測試報告和測試信息上傳到數(shù)據(jù)庫，經(jīng)CTIA審核后，一般在5個工作日之內(nèi)CTIA會給出認證的結(jié)果和證書。
4、WCDMA終端一致性認證測試的發(fā)展策略
和GSM/GPRS終端的一致性認證策略一樣，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，同時為了維護第三代移動通信的網(wǎng)絡安全，主要由網(wǎng)絡運營商組成的GCF和PTCRB組織對WCDMA終端也采取了一致性認證測試，并且其認證測試也和3GPP的標準發(fā)展一樣采用了滾動發(fā)展的策略。
4.1 一致性認證測試項目的開發(fā)
在GCF和PTCRB對WCDMA終端的認證測試過程中，一致性測試項目的開發(fā)有一套完整并且很嚴格的程序。從第三代移動通信開始，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)議測試項目，所有測試項目都是基于同一個平臺——TTCN，所有測試項目的源代碼都是一致的、公開的。
一致性測試項目的開發(fā)程序如圖2所示。由歐洲ETSI制定出可用的相關(guān)核心標準和測試標準之后，經(jīng)過不同數(shù)量的WCDMA終端和測試系統(tǒng)進行多次檢驗和驗證，再提交3GPP的終端工作組進行審批。在審批合格后，測試項目由第三方測試實驗室在相應的測試系統(tǒng)上進行驗證和認證，再經(jīng)GCF和PTCRB批準，才能成為GCF和PTCRB認可認證的一致性測試項目。
圖2 一致性測試項目開發(fā)程序
4.2 一致性測試項目的認證
在WCDMA移動終端的一致性認證測試過程中，測試項目的認可認證是非常重要的一個環(huán)節(jié)，因為只有經(jīng)過認可認證的測試項目才能廣泛用于各種不同終端的一致性測試，使得各個終端能夠相互兼容以及具有互操作性。
測試項目的認可認證工作是針對特定測試系統(tǒng)而言的，因為各個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)在測試項目的開發(fā)匹配、進度也不盡相同。一般說來，每個測試項目的認證要經(jīng)過兩個重要階段，這兩個階段的工作一般都在經(jīng)過授權(quán)的第三方實驗室內(nèi)進行，在一致性測試項目開發(fā)出來后的開始階段，第三方實驗室要調(diào)試、檢驗和評估測試系統(tǒng)和測試項目，看其是否滿足開發(fā)和設(shè)計的測試項目的正確條件；在項目開發(fā)出來后的最終階段，還是由第三方實驗室進行驗證和確認是否已經(jīng)設(shè)計出了正確的測試項目。一致性測試項目的認可認證流程如圖3所示。
圖3 GCF測試項目認可認證流程
5、結(jié)束語
隨著移動通信技術(shù)的快速發(fā)展以及網(wǎng)絡業(yè)務的日新月異，移動終端的認證已經(jīng)成為業(yè)界普遍關(guān)心，并且要求不斷發(fā)展和更新的一個必不可少的環(huán)節(jié)。認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網(wǎng)絡安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。同時，新業(yè)務新技術(shù)的不斷發(fā)展給終端的認證提出了新的挑戰(zhàn)，GCF和PTCRB在認證測試中采用了滾動發(fā)展的策略，以適應和滿足這些新技術(shù)的要求，例如馬上要推出的HSDPA認證，今年年底和2006年年初要推出的VT、IMPS和PoC認證等等。
幾年以來，我國3G技術(shù)的選擇一直是世界移動通信領(lǐng)域的熱點，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)無疑也將會在我國得到商用，屆時針對在我國市場如何進行WCDMA終端的管制將會成為行業(yè)主管部門以及網(wǎng)絡運營商的重大課題，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終端的管制也應該分幾個層次來進行。首先是行業(yè)主管部門對終端的強制性法定要求，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)絡運營商來關(guān)心終端是否對網(wǎng)絡的安全、最終用戶的切身利益造成影響，這就要求網(wǎng)絡運營商根據(jù)各自網(wǎng)絡的特點以及網(wǎng)絡業(yè)務的發(fā)展制定出相應的一致性測試規(guī)范，最終實現(xiàn)終端對所有網(wǎng)絡的互操作性和相互兼容性。當然在制定和實現(xiàn)這些一致性測試標準和規(guī)范時，網(wǎng)絡運營商應該鼓勵作為認證機構(gòu)的第三方測試實驗室和測試設(shè)備廠商積極參與進來，以帶動整個行業(yè)在實際應用中的不斷發(fā)展；最后，如果網(wǎng)絡運營商要訂制WCDMA終端，還要對終端的一些特殊性能進行測試，以適合自己網(wǎng)絡特點的要求，其中包括現(xiàn)場測試、應用測試等等。
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