TD-LTE终端一致性测试标准化进展

1 引言

随着3GPP LTE国际标准的推进和国内TD-LTE相关技术试验有条不紊地推进，TD-LTE产业得到了迅猛的发展，作为TD-LTE产业重要组成部分的TD-LTE终端产业也在向着高性能、低功耗的方向快速发展。

早在2004年，国际标准化组织3GPP启动了其长期演进(LTE)技术的标准化工作。近年来，LTE的国际标准推进迅速(见图1)。

图1 3GPP LTE技术标准化演进

3GPP LTE Release 8版本以OFDM/MIMO作为基本技术，大量采用了目前移动通信领域最先进的技术和设计理念，并在2008年底完成了Release8的核心规范工作。Release 9版本作为基于Release 8版本的增强型小版本，包括了双流波流赋形，广播/多播(MBSFN)，定位技术(Position)方面的增强功能，并在2009年底完成。到Release 10 (LTE-Advanced)阶段，3GPP进一步采用了增强型上行MIMO (上行4*4MIMO)和增强型下行MIMO(下行8*8MIMO)的设计，引入了载波聚合(Carrier Aggregation)技术，中继Relay技术，和小区间干扰协调(ICIC)技术。R10的核心规范在2011年3月冻结。

3GPP在TD-LTE核心规范的标准化进展推动着整个TD-LTE产业和产品的发展和实现，核心规范的完成也预示着终端测试标准规范的开始。基于各个版本的核心规范，LTE终端一致性测试规范标准化工作和TTCN测试代码编辑工作陆续展开，进一步引导着终端认证和互操作测试工作的开展，推动着TD-LTE终端产品的实现和功能性能的完善，加快产业化的进程。

2 TD-LTE终端一致性测试国际标准化进展

2.1 TD- LTE终端一致性的标准规范结构

3GPP TSG RAN负责LTE无线接入网的标准化工作，分成五个工作组(RAN1/2/3/4/5)进行。

在TD-LTE规范体系架构中，物理层规范36.2xx，协议层各层规范36.3xx，结构和接口规范36.4xx，属于功能规范，描述网络和终端的行为;射频规范36.1xx属于性能规范，规定了网络和终端的共存、干扰和性能指标;而终端一致性测试规范36.5xx属于实现性规范，主要涉及射频一致性，RRM一致性，协议一致性测试三个部分(见表1)，目前FDD和TDD终端一致性测试标准同属一个测试标准。

表1 LTE无线接入网技术规范列表

(1)射频一致性测试

LTE终端射频一致性测试标准是3GPP 36.521-1，其技术要求标准是3GPP 36.101。与3G不同，对于FDD和TDD终端，LTE终端射频测试标准是同一个测试标准，大部分测试指标对于FDD和TDD是通用的。LTE终端射频指标总体要求是：对于发射机，一方面要求能够精确产生符合标准要求的LTE有用信号，另一方面要求把无用发射和干扰电平控制在一定水平之内;对于接收机，要求在一定的环境条件下，能够可靠准确地接收和解调有用信号，能够抵抗住一定的干扰信号。

TD-LTE终端射频测试项目分为四大部分：发射机指标、接收机指标、性能要求、信道状态信息上报。虽然LTE信号结构与UMTS不同，但是LTE终端射频测试需求基本上来自于UMTS已定义好的射频需求，只有少部分新增测试项。在接收机和性能统计上UMTS系统是通过BER和BLER衡量接收性能，而LTE系统是通过吞吐量来衡量的。在性能测试部分，针对LTE的信道结构也增加了相应的信道解调性能指标。

(2)无线资源管理(RRM)一致性测试

无线资源管理是对移动通信系统的空中接口资源的规划和调度，实现最优的资源使用效率，从而满足系统所定义的无线资源相关的需求。LTE终端无线资源管理一致性测试标准是3GPP 36.521-3，其技术要求标准是3GPP 36.133。对于FDD和TDD终端，LTE终端RRM测试标准是同一本测试标准，但由于FDD和TDD的信道等资源是不一样的，所以测试例是分别描述的，不能通用。

TD-LTE无线资源管理一致性测试项目分为六部分：Idle态的移动性管理，连接态的移动管理，RRC的连接控制，传输时间特性，测试过程和测量性能。与UMTS RRM测试相比，主要增加了不同接入技术之间，即与GSM，UTRAN，CDMA HRPD，cdma2000 1x，E-UTRA的FDD/TDD两种模式之间的互操作，如重选、切换、信道测量等内容。

(3)协议一致性测试

TD-LTE协议一致性测试是对空中接口协议信令交互的一致性进行测试，协议一致性用例按照协议分层，包括下面几部分内容：空闲模式操作，MAC，RLC，PDCP，RRC，EPS移动性过程，会话管理，无线承载测试，组合过程和通用测试等。LTE协议一致性测试标准规范为TS36.523系列，TS36.523-1为协议一致性测试方法，TS36.523-2为测试条件和终端PIX能力描述Implementation Conformance Statement (ICS)，TS36.523-3为TTCN代码部分。

2.2 3GPP RAN5一致性测试标准工作组的工作模式和进展

3GPP RAN1-RAN5各组负责不同的标准规范，终端一致性测试标准化规范主要由RAN5负责起草修订和管理，因为RAN1-RAN4所涉及的规范(物理层规范、高层规范、结构和接口规范，射频指标和技术要求规范)属于基本功能规范，描述网络和终端的行为以及射频指标，对于新的技术特性(feature)，SI研究项目部分通常在3GPP其他组或RAN其他子组完成，因RAN5大部分规范为实现性技术规范，因而都是以WI为工作单元展开。通常RAN5需要在RAN1-RAN4的工作基本完成后，才能开始建立相应的Work Item进行。

RAN5的工作内容主要分为两个部分：

一部分为日常维护项目，如表2所示，其中TEIx系列用于维护3G系统的增强技术的一致性测试标准，对应TS34.121，TS34.123.TS34.108等UMTS规范。LTE sig 和LTE RF分别对应于LTE的Release 8的两大Work Item：LTE-UEConTest_SIG和LTE-UEConTest_RF，分别维护LTE协议、射频和RRM的一致性测试标准，对应维护的规范为36.508，36.509，36.521，36.523等系列规范，同时包括TD-LTE和LTE FDD。RAN5的LTE工作也分成SIG协议子组和RF射频子组进行，LTE FDD和TD-LTE基本保持了同步。各工作组维护的相应规范完成的用例统计如表3所示。

表2 RAN5的常规维护项目列表

表3 RAN5规范用例数量列表(截止RAN5 #51会议)

RAN5另一部分工作内容为维护在研项目(Ative Work Item &Study Item)，对于TD-LTE来说，这些WI/SI的建立是基于Release 8版本之上的某些特定的技术特性(Feature)提出单独的项目进行独立维护，目前已建立的LTE R8的WI都已基本完成。

在2010年6月的RAN#52全会上，RAN5汇报了目前在研究中的WI&SI，其中涉及LTE的WI&SI如表4所示：例如有不同国家对频谱划分的需要所提出的特定频段的测试需求LTE 3500MHz，L-Band (Band 24)和北美的2GHz S-band;有Release9的技术特性(feature)如LTE Positioning定位，高通公司2010年牵头提出的Home eNB Enhancements，中国移动牵头2010年提出的Enhanced Dual-layer Transmission 的项目，华为公司2010年牵头提出的MBMS Support in LTE项目等等。同时，应GCF的需求，RAN5在2010年由Spirent牵头提出了UE Application Layer Data Throughput的Study Item，用于UMTS和LTE数据吞吐量的性能测试。

在LTE RAN5 RF子组方面，截止到RAN5#51会议，LTE R9终端射频一致性测试标准完成了100%。近几次RAN5 RF子组会议，主要是R8测试标准的收尾工作，包括修订一些测试标准的参数，补充无线资源管理标准中测试容限值等，R9的双流Beamforming相关的测试例制定工作。

在LTE RAN5 协议子组方面，2011年底将全面完成TS36.523-1 R8所有测试用例的编写，除了已完成的R9的技术特性如Enhanced Dual-layer transmission和正在进行中的如Home eNB Enhancements，MBMS，Position等项目，还十分重视LTE与其他系统的Inter-RAT操作，语音回退CSFB的测试用例设计。

3GPP将正在研究的LTE Release 10以及之后的技术版本称为LTE-Advanced，该版本添加了LTE新的增强特性，包括上下行增强的多天线(MIMO)技术，中继(Relay)技术，载波聚合CC技术，小区间干扰协调技术(ICIC)等，旨在大幅提高上下行性能和吞吐量。RAN5后续工作的重点将陆续转向Release10 特性的工作。LTE在Release 10以及之后的技术特性尽管在核心规范已经冻结，但一些相应的射频指标仍然需要等RAN4组最后确定，RAN5基于这个基础可以建立相应的Release10的技术特性WI，内容涵盖载波聚合，上行MIMO，下行MIMO等特性以进一步完成终端一致性测试的测试方法标准化。

2.3 国内企业在一致性国际标准化组织的贡献

作为下一代移动通信系统一个最重要的发展方向，LTE技术自2004年提出以来，获得了广泛关注，运营商和设备商都已经在LTE技术上进行了大量投入，对LTE发展中可能遇到的技术难点进行了仔细分析和考证。在TD-LTE终端一致性标准化方面国内的电信研究院，中国移动研究院，华为，中兴等公司和单位在相关技术研究和国际标准化领域也投入很多，积极参与了TD-LTE的测试标准的制定工作。

在LTE一致性测试标准制定中，电信研究院联合北京邮电大学承担了若干测试例的研究和编写工作，如接收机阻塞测试，邻道选择性测试，RRM的测试容限等，积累了丰富的科研经验，得到了国内外公司的认可，同时为研究LTE R10打好了基础。在双流Beamforming，MBMS，以及在数据吞吐量性能测试SI等项目的提案，电信研究院，中国移动研究院，华为，中兴等公司，为推动TD-LTE一致性测试规范化也做出了很多努力和贡献。

随着国内公司的参与力度在不断加强，中国公司在3GPP共提交LTE方面的文稿数量逐年上升，据统计到2009年下半年文稿占总数的比例已经达到了20%以上，对于我们重点关注的TD-LTE的系统设计，中国公司提交的文稿数目更是接近总数的50%。在RAN5方面，最近的RAN5#51会议上，中国公司和相关单位的提案已经占到265篇LTE相关文稿中的69篇。同时，即将启动的LTE Release 10阶段的标准化工作中，中国公司提交的文稿数量，可完成的工作项目和贡献有望进一步提升，在全面参与LTE技术国际标准化的同时，可有效引导TD-LTE技术的发展方向，并进一步推动对国内LTE的行业标准化进程。

3 TD-LTE终端一致性测试国内标准化进展

为了更好地引导LTE终端、芯片企业有的放矢地开展研发工作，CCSA于2010年3月TC5 WG9 32次会议设立了LTE终端一致性测试方法技术报告的项目，由工业和信息化部电信研究院牵头，各LTE终端芯片企业参与，专门对LTE终端在射频测试，无线资源管理测试、协议一致性测试以及相关的测试环境进行研究。经过7次WG9会议的充分讨论，此项目于2011年6月TC5 WG9 39次会议顺利完成，项目最终形成技术研究报告共计4个部分，分别是：

(1)《演进的通用陆地无线接入网络和演进的包交换核心网：终端一致性测试环境》。

(2)《演进的通用陆地无线接入网络：终端射频一致性测试》。

(3)《演进的通用陆地无线接入网络：终端无线资源管理一致性测试》。

(4)《演进的通用陆地无线接入网络：终端协议一致性测试》。

此技术报告明确了LTE终端在射频测试，无线资源管理测试和协议一致性测试方面的需求，为LTE终端的研发提供了相应的技术参考和测试指导，为后期LTE终端行业标准的制定奠定了很好的技术基础。

随着LTE终端产业的不断向前发展，目前CCSA已计划启动LTE终端行业标准的制定工作，关于标准的整体架构以及成立起草组的相关事宜已经开始讨论筹划，后续将会在CCSA正式立项，开始进行LTE终端行业标准制定工作。

4 结束语

终端是移动通信技术发展和获得规模应用的重要环节。TD-LTE终端一致性测试技术和标准化的成熟度决定TD-LTE终端产品产业化和功能性能实现的关键作用。因此，跟进和推动TD-LTE终端一致性测试国际标准，抓紧TD-LTE国内行业标准化工作建设，对TD-LTE产业推动具有重要意义。