3G终端

　　3G技术的出现和发展，将移动通信从窄带推向了宽带，使得移动通 信系统能够提供基于宽带、高速网络之上的丰富多彩的业务。 随着 这一技术的发展以及微电子技术、大规模集成电路技术、芯片技术、 操作系统软件技术的不断进步，无线通信终端必将出现新的变革，进 入全新的发展时期。

　　硬件和驱动组成了硬件驱动层，它是操作系统的下一层，也是操作系统一切功能的基础，它确保了操作系统的稳定性、各种性能以及有效的功率管理，具有很灵活的移植性 。

　　操作系统用于为其它终端软件提供核心功能和不同接口。为用户使用终端设备上的不同硬件设备提供了一种简单统一的方式，并隐藏了实际设备功能之间的物理差异。此外，操作系统还负责管理软件的多任务功能，以支持移动终端所需的实时功能。

　　业务能力层：操作系统和各种软件应用之间的夹层，该层提供部分重要的终端功能，这些功能总体上分为通用功能和通信功能两大类型。

　　通用功能提供关键的操作系统功能，包括多媒体子系统和安全子系统。多媒体子系统为操作系统提供多媒体应用和业务支持，安全子系统提供数据保密、整合以及授权，为安全通信协议提供底层的支持。

　　通信功能为由通话功能、串行和短距离通信功能、网络功能等子系统组成，通过支持无线协议栈和IP协议栈等协议栈来完成这些功能。

　　UI层即用户界面层，最终用户通过终端的用户界面了解终端的各种功能。用户界面设计必须反映出终端设备的可能的使用情形。用户界面个性化定制是一项重要的功能，能够方便用户使用和提升用户体验，更有效地展现运营商的品牌和增值业务。

　　应用层是提供给用户的各种手机具体应用的集合，这些应用是基于业务能力层所提供的功能筑建的。该层的一些典型应用包括个人信息管理、消息类业务、位置类业务和电子商务类业务等。

　　（1）处理器技术应逐步适应3G终端的多样化、高功能化和高品质发展趋势。

　　（2）射频技术主要包括接收机性能、发射机性能和天线性能等方面。3G射频的特点是带宽宽、全双工、零中频技术、多模等。

　　（3）显示技术主要包括彩屏、触摸屏、分辨率、亮度等技术。其中，彩屏包括STN、TFT/TFD和OLED等种类。STN是目前市场主流，其功耗和价格较低，但像素也较低，不足以显示高像质的活动图像。TFT/TFD能够显示高像质的高速视频，但功耗稍大且价格贵。OLED可不需要背光。

　　（4）3G终端在平均功耗方面与2G相比有很大的增加，增加最多的是基带、照相机、内存及显示模块，同时要求3G终端的电池容量增加。为适应功耗的增加，3G终端应采用新的电源管理技术，能够自动调整、按需分配。

　　（5）摄像头应采用耗电量和体积上具有综合优势的技术，并同时支持静态和视频成像。摄像头主要有CCD传感器和CMOS传感器两种。CCD图像质量优良，但其功耗和体积较大，需要多种电源且产能有限。CMOS传感器在体积、功耗上具有优势，在移动终端上应用较多。

　　3G终端的软件平台包括硬件驱动软件、操作系统、系统协议栈及管理、业务能力、应用程序、UI等，其中，操作系统和系统协议栈是软件平台的核心。

　　操作系统通常可分为封闭式操作系统和开放式操作系统。

　　封闭式操作系统是指那些用户不能装卸任何第三方软件的操作系统。

　　开放式操作系统允许用户随时装卸第三方软件，可以从网上下载支持该操作系统的软件装上去，还可以随时删除该系统里的任何软件。

　　系统协议栈包括无线协议栈和IP协议栈等。

　　功能增强：3G终端的功能将逐渐不再以通话为主，而是具备各种我们日常需要的处理和通信功能。

　　多模化：WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA三种制式并存。

　　定制化：终端定制就是终端制造商按照运营商提出的要求来生产终端，而生产出来的规定数量的终端通过包括运营商在内的各种渠道推向最终用户的商业运作模式。

　　平台开放化 ：封闭式操作系统向开放式操作系统发展。

　　虽然当前3G终端的类型和质量都有了很大改善，已经达到了20多个品牌100多款，但是3G终端的成熟度远远不如2G终端，对其进行各方面的测试是保证3G终端品质的关键。任何事物都有其从生成到消亡的生命周期，作为大众消费品的3G终端，也有其从实验室研发、到对研发的验证，到大规模生产、再到售后维修的生命周期。在其生命周期的每个环节都有不同的测试需求，根据不同时期的需求进行严谨的测试是保障3G终端品质的关键。这里就其中几个重要时期的测试做简单介绍，包括研发测试、一致性测试和生产测试。

　　3G UE的研发测试

　　作为3G UE生命周期的起始——研发阶段，与2G的UE开发一样，需要从底层硬件到上层软件，从基带到射频，从协议到应用完成一系列的开发，然而由于3G采用了复杂的CDMA技术支持各种高速率业务，其难度要比2G大得多，(以软件为例，其复杂度可大10倍以上)，因而在研发的每个阶段，需要严谨的测试来保证最终产品品质。

　　对于RF和协议的测试是关键的测试。发信机的性能，包括发射的功率特性、频谱特性、调制性能、码域性能等，以及收信机的接收灵敏度性能检测，可以通过诸如发射机测试仪以及带误码仪的信号源来实现；而协议软件的测试，则应该通过具有基站仿真并能进行高强检错排错的信令分析仪来实现。

　　安立公司提供了一系列的研发测试方案：其中发射机测试仪MS8609A同时具有频谱仪、矢量信号分析、和功率计的功能；而信号源MG3700A则是同时具有误码测试功能的高性能信号源。

　　协议测试仪MD8480B/C几年前早已经被各个手机业巨头用做其WCDMA协议栈开发的唯一信令测试仪，其功能强大性能稳定，目前全球销量在2000套左右，几乎所有进行WCDMA协议栈开发的机构都在使用，已经成为一种事实上的标准。

　　对于业务测试，安立的MD8470A是一台专门针对于各种应用业务进行功能验证的业务测试仪，其本身也作为一台?立的（WCDMA,GSM/GPRS）基站仿真器，支持（WCDMA,GSM/GPRS）各种无线承载，单表支持各种业务，如：语音测试、可视电话测试、文件下载、网页浏览、SMS、MMS、WAP、补充业务、多业务并行和音视频流。

　　重要而复杂的一致性测试

　　1：3GPP和一致性测试

　　一致性测试是3G UE生命周期的各个环节中最为重要也最为复杂的测试。一致性测试并不是3G所特有的，2G时代就已经在实行，只是在3G阶段被提到了一个更严格更为重视的程度，包括遵循开放统一的标准，业界共同开发测试用例，由统一的组织指定里程碑，严格的第三方认证。

　　核心规范中对于网络设备和手机在各种可以想象的场景下的不同行为反应都作了规定。不同厂家开发的手机和不同厂家开发的网络设备，可以在任何时候任何地方进行互连互通，正是因为他们在开发的时候都遵循着同一核心规范。为了保证最终网络和手机的互连互通在商用前进行的验证网络和手机的行为规范是否与核心规范所规定的行为反应相一致的测试就是一致性测试。

　　一致性测试是手机商用前的一项非常重要的测试，对入网手机不进行一致性测试，可能会产生严重的问题，如RF性能不符合规范的手机会影响网络容量和质量；不能在其他运营商的网络中正常运行等；不同厂家设备连接时，发生性能差异；难以保证手机在网络升级后的正常运行。因而在3GPP项目开始之初，业界就确定了一致性测试的重要性，并且成立了一专门的工作组TSG-T1来制定一致性测试的协议规范。

　　目前对于WCDMA终端的一致性测试完全按照3GPP的相关标准规范，包含以下内容：

　　射频——TS34.121(FDD)

　　协议：包括TS34.123-1,-2,-3指UE的一致性规范；TS34.108指UE一对敌性测试的通用测试环境；TS34.109指FDD和TDD的逻辑测试接口。

　　UICC/USIM：包括TS31.120 UICC，指物理、电气和逻辑测试；TS31.121 UICC 指USIM应用测试。

　　声音：包括TS26.132，指窄带通信和视频电话终端声音测试；TS26.131指要求

　　其中协议一致性测试和射频一致性测试是一致性测试中最复杂也最重要的部分，占了一致性测试很大的内容。协议一致性测试的测试用例最多。协议一致性测试测试手机和网络之间的信令协议是否符合TS34.123规范，3GPPTS34.123定义了约700个TTCN测试用例，对RLC层，MAC层和RRC层分别进行测试。

　　射频一致性测试则测试手机的RF性能是否符合TS34.121规范，总共79个测试用例，在3GPP TS 34.121（FDD）中定义，分为如下的五个部分：TX RF性能(Clause5)、RX RF性能(Clause6)、衰退环境下的性能(Clause7)、无线电资料管理RRM(Clause8)、以及HSDPA性能(Clause9)。

　　3GWCDMA终端的一致性测试是一项非常具有挑战的工作。WCDMA必须可以支持多业务：变速率语音、视频、数据传输、互联网接入等，同时必须支持相当长时间内的一些未知业务。这样一来手机的参数配置可能有几百万种组合（物理层、MAC层、RLC层和RRC层等），而实际测试不可能测试所有几百万种手机的参数组合，必须选择具有典型性又具有遍历性的测试用例。因而能够开发出功能先进性能可靠并能够提供给业界使用的一致性测试系统就在一定程度上代表了各个测试系统开发厂家的技术实力。

　　2：GCF与一致性测试：

　　GCF在3G的一致性测试中扮演了非常重要的角色。由于3GPP只是制定了相关测试规范和组织编写了统一的测试用例（TC），但并没有就何时开展一致性测试、如何开展一致性测试、测试达标标准是什么进行规定。而GCF承担了这个工作。

　　GCF是由全球多家运营商和手机厂家组成、由测试设备提供商和测试机构作为观察员参加，共同组成的全球认证论坛。GCF设定了一系列一致性测试的里程碑，制定了测试用例/策划平台认证的流程以及终端产品认证注册的流程。但是GCF并不从事任何测试，而是交于第三方测试机构（如RFI）进行测试。GCF每三个月举行一次会议，对测试结果进行认可，测试用例和测试系统将同时被认可，当业内的测试用例和测试系统已经达到GCF的各个里程要求时，业内对于终端设备的一致性认证就真正开始了。GCF认可意味着所有GCF运营商成员认可。

　　GCF最初将所有的测试用例按优先级高低进行了划分，并指定了里程碑，大约分成7个batch，即batch1－batch7。其中batch1优先级最高，batch7优先级最低。优先级高的必须先进行认证，测试设备厂家必须按照优先级的高低将测试用例提供给业界使用。GCF计划一旦前4个最高优先级的batch的测试用例有80%通过认可，GCF即开始对3G手机进行商用认证。

　　最高优先级的batch1包含协议的package1（每个package100个左右的测试用例），射频的大部分测试用例，USIM/UICC和Audio的全部测试例。batch2中含协议的package2，射频的少部分测试例。从batch3开始，主要是对协议的测试例进行认证。后来GCF又对测试用例按照WI（WorkItem）进行了重新组织，并对各个WI的测试用例计划进行CEC（Certification Entry Criteria）认证的时间表进行了规划如表一所示。

　　原来的Batch1－batch4的内容归纳到WI－010中，batch5－batch7的内容分散到WI－012，013，014中。对于W012 R99 Enhance和WI013 R4R5计划进行CEC认可的时间定在2005年10月的GCF会议上，而对于WI 015 HSDPA计划进行CEC认可的时间定在2006年1月的GCF会议上。

　　在这里不得不提到的是GCF有一个非常重要的工作规则（rule）：80％规则。即测试系统厂家必须完成每个高优先级batch或WI的80％用例的认证后才能进行到下一个低优先级batch或WI的认证，称为80%原则。GCF计划一旦业内在前4个最高优先级的batch，即WI010的测试用例有80%通过认可，GCF即开始对3G终端开始进行商用认证。

　　在2005年1月的GCF会议上，已经通过了Batch1－batch4，也及WI-010的80％的用例的认证，按照GCF的计划，从今年2月份开始，对3GWCDMA终端的商业一致性认证就开始了，同时也意味着测试业界可以开始下一个WI测试用例的认证了。在开展对手机的商业认证时，终端厂商可以将其3G终端拿到任何一家具有进行一致性测试能力的测试机构（如RFI），在经过GCF认可的测试系统上（如安立的一致性测试系统），按照当前阶段GCF CC（Certification Criteria）文档要求进行完全的认证测试，测试通过后提交GCF认可。终端所获得的认证是和该时期可用的商用测试用例有关，原则上GCF要求终端必须完成目前所有商用的测试用例的认证测试，终端厂家要想获得与每次GCF会议所通过的最新状态相一致的认证，就必须按照GCF相关CC文档进行更新认证。

　　目前真正将一致性认证提到实施阶段的组织主要有GCF，PTCRB。在6个Band中GCF只关注在Band I的认证，而PTCRB由于北美地区频段使用的特殊性，关注的则不仅是Band I，还有Band II和Band V 的一致性认证，PTCRB对测试用例的认可里程碑和时间表基本跟随GCF，在时间上晚一个月召开。

　　3：GCF/PTCRB的一致性认证现状

　　由于技术实现的复杂性，当前业内能够提供射频和协议一致性测试系统的厂家只有为数不多的几家。在今年1月召开的GCFUAG＃10会议上，安立率先（并且是当时唯一一家）完成了GCFWI－010规定的80％的测试用例认证，为GCF在2月份开始对3GWCDMA终端进行正式商业认证提供了条件。

　　目前最新的GCF认证状态是在2005年7月召开的GCF CAG#03会议上确定的，是唯一一家在WI010的batch1和batch2同时有80%以上测试用例通过GCF认可的测试设备厂家，分别通过了97.62%和81.08%，在整个WI010的通过率则为8?.87%。

　　PTCRB对测试用例和测试平台的认可状态则是，Band I完全采用GCF的认证结果，Band II在7月份的PVG#30会议上已经认可了50个用例，通过了50个，通过率为63.25%；而Band V的认可还未开始，PTCRB计划在2005年10月的PVG#31会议上开始并追上Band I和Band II的进度。这些信息在GCF/PTCRB相关网站上都可以查到，并且在GCF/PTCRB每次会议之后都被及时更新。下图是对当前整个业界GCF，PTCRB的射频部分的认可状态作的一个归纳。

　　4：一致性测试系统

　　安立公司是少数几个能够提供WCDMA射频和协议一致性测试系统的厂家。

　　安立提供的射频一致性测试系统ME787xA/C系统满足TS34.121的第5、6、7、8章节的测试要求，支持BANDI、II、III、V、VI，在GCF的平台号分别为TP-18/TP-46和TP-25/TP-47。

　　PTS（MD8480B/MX785201A）是安立公司提供的协议一致性测试系统，满足TS34.123的测试要求，在GCF的平台号为TP-17。

　　由于安立公司已经完全达到了WI010（包括batch1和batch2）的80%测试用例认可，下一步就可以按照GCF的CEC时间计划进入WI012 R99 Enhance和WI014 HSDPA的认证工作。

　　5：业务一致性测试和当前状况

　　GSM的主要业务是语音，因此业务测试集中在各种环境的语音测试。业务的一致性测试使用现场试验field trials来保证IOT。但是业界(OMA,3GPP,GCF)已意识到对3G来说，这是不够的.OMA已经向3GPP提交了业务测试的建议,并且已经被接受。GCF正准备把业务测试包含到3G一致性测试，正扩展业务测试的范围，包括MMS,电子邮件、浏览、视频流等。

　　业界已开始开发测试例，并正在对业务测试平台进行认证。在7月份已经完成了MMS的测试平台和用例的大部分认证，总共8?个用例，各家在GPRS承载平台上完成了85项认证，而在WCDMA平台上目前只有Set Com的SCAT5020（基于安立的MD8470A应用业务测试硬件平台）通过了80项的认证。业界还将不断提供更多的各种业务可用的测试用例。

　　最后一关：生产测试

　　当设计的终端已经经过了业界的认证（一致性认证），这样的终端就有了正式进入市场或被运营商许可的资格，也就是说，可以大规模生产以投放市场。

　　由于研发和认证的严格测试，已经保证避免了设计上可能存在的缺陷，在生产中更多的是通过一些典型的测试来保证避免各个终端个体上可能存在的缺陷。

　　对于2G的终端，由于技术上的成熟，在产线上的测试已经大大简化，一般的GSM终端涉及的测试主要集中在输出功率、频率误差、相位误差、接收灵敏度等，对于耗时的输出RF频谱往往不再检测，因而通常GSM线上的测试时间在几十秒左右（根据不同厂家的具体测试计划有所不同），总体来说，每天的产量比较高。

　　而3G的终端，由于市场刚刚开始不久，还可能存在各种问题，在生产线上进行的测试比较全面，包括输出功率、频率、开环功控、闭环功控、输出频谱模板、接受灵敏度等，测试时间通常可能达到百多秒（根据不同厂家的具体测试计划有所不同），相对而言，每天的产量较低，随着3G市场的逐渐成长，3G技术的逐渐成熟，生产线上的测试有待进一步优化。

　　如今的手机可能还带有蓝牙、WLAN等功能，进行相应的测试也是必须的。

　　生产测试费用占整个生产成本的很大一部分，有时甚至占了一半以上的支出，而测试仪表又是构成生产装备线上主要支出的部分。在终端利润越来越薄的今天，如何寻找可靠、稳定、性价比高的生产测试仪表是降低生产成本、提高最终市场竞争力的一个重要方面。

　　综合测试仪是生产线上广泛使用的测试仪表，它的性能和成本很大程度上决定了生产的手机的质量和生产的成本。

　　安立的MT8820A是面向3G/3.5G并兼容2G/2.5G的综测仪，支持各种通信系统，包括GSM/GPRS/EDGE、WCDMA/HSDPA、IS95/CDMA2000/1X EVDO、PHS和PDC，更重要的是它设计了具有革命性意义的双端口并行测试的功能，可以同时互不干扰的进行两部终端的测试，一部仪器当两部用，而价格却要远远低于两部仪器，测试成本大大降低。它节省了厂房空间，节省了电力能源，还节省了操作工。自从3年前最早的WCDMA终端在MT8820A上生产出来之后，已经被广泛的采用于WCDMA/GSM终端生产，是一款可靠、稳定、成熟、高性价比的综测仪。

　　除此以外，安立提供的蓝牙测试仪MT8852A，WLAN测试仪MT8860A，维修测试仪MT8510B等。

　　小结

　　作为一个完整的生命周期，其各个环节的测试都将对3G终端的品质产生重要的影响，除了对于上面重点提到的研发阶段测试，一致性测试和生产测试要给予高度重视，对于其他诸如互连互通测试、外场测试、维修测试等，也需要给予重视。