摘  要： 一致性測(cè)試技術(shù)是保證移動(dòng)終端產(chǎn)品質(zhì)量的重要測(cè)試手段，在歐洲和北美已經(jīng)形成了一致性測(cè)試的成熟體系和認(rèn)證組織，由此保證商用移動(dòng)終端產(chǎn)品能夠可靠地接入移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)且能正常工作，同時(shí)也保證終端對(duì)網(wǎng)絡(luò)和其他用戶(hù)的干擾控制在允許的范圍內(nèi)。一致性測(cè)試結(jié)果也是評(píng)價(jià)移動(dòng)終端軟、硬件質(zhì)量的重要指標(biāo)。簡(jiǎn)要介紹了一致性測(cè)試的基本概念和相關(guān)技術(shù)。
關(guān)鍵詞： 一致性測(cè)試；GCF；PTCRB；協(xié)議；射頻；測(cè)量不確定度

    一致性測(cè)試作為測(cè)試領(lǐng)域中的一個(gè)重要分支，源于對(duì)通信協(xié)議棧進(jìn)行測(cè)試的需求。在兩個(gè)需要通信的實(shí)體之間，必須遵循相同的，也即“一致”的通信協(xié)議，才能完成正常的通信。通信協(xié)議棧的作用是保證通信實(shí)體之間遵循一致的交流語(yǔ)言和一致的交流規(guī)則，而一致性測(cè)試正是一種驗(yàn)證通信協(xié)議棧正確工作的測(cè)試手段。
    在移動(dòng)終端（手機(jī)）的一致性測(cè)試中，一致性測(cè)試的含義有所擴(kuò)展，它不僅包括了通信協(xié)議棧，也包括了移動(dòng)終端射頻的接收和發(fā)送特性、射頻的性能測(cè)試，輻射雜散特性、SIM/USIM卡的電氣指標(biāo)等測(cè)試，而這些也是3GPP核心規(guī)范的要求，對(duì)保證移動(dòng)終端的正常工作同樣重要。至此，可以引出一致性測(cè)試更廣義的定義：一種檢測(cè)通信實(shí)體與特定標(biāo)準(zhǔn)或者規(guī)范的要求相符合程度的測(cè)試。對(duì)移動(dòng)終端而言，就是檢測(cè)其對(duì)通信標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范（如3GPP/ETSI/OMA等）遵從的程度。
    針對(duì)移動(dòng)終端的一致性測(cè)試，其一致性還體現(xiàn)在下面兩點(diǎn)：(1)測(cè)試環(huán)境的一致性，這包括設(shè)備、電磁屏蔽、溫度、濕度等條件；(2)測(cè)試結(jié)果的一致性，在不同的測(cè)試設(shè)備上需得到一致的測(cè)試結(jié)果。
1 一致性測(cè)試流程
    對(duì)一致性測(cè)試，在ISO/IEC 9646-1～9646-7的7個(gè)系列規(guī)范中有較為詳細(xì)的描述[1]，闡述了一些非常重要的概念和測(cè)試流程。對(duì)于移動(dòng)終端的一致性測(cè)試而言，也完全遵從其定義，具體到移動(dòng)終端的一致性測(cè)試流程如圖1所示。

    從流程圖中可以看出，沒(méi)有上測(cè)試器，只有下測(cè)試器，屬于遠(yuǎn)程測(cè)試模式。實(shí)際上上測(cè)試器被移動(dòng)終端的人際界面(MMI)或者自己本身的高層協(xié)議所取代，底層服務(wù)提供者可以是N-1層協(xié)議、物理層或者電纜、天線(xiàn)等。
2 認(rèn)證組織和相關(guān)流程
    雖然3GPP/ETSI/OMA等移動(dòng)通信的標(biāo)準(zhǔn)組織制定了詳細(xì)的核心技術(shù)規(guī)范和測(cè)試規(guī)范，各個(gè)移動(dòng)廠(chǎng)商也據(jù)此來(lái)開(kāi)發(fā)各自的產(chǎn)品，但是由于對(duì)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)的不同，很容易產(chǎn)生與標(biāo)準(zhǔn)不相一致的情況。如何才能保證所有廠(chǎng)商開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品與通信標(biāo)準(zhǔn)相一致，并且與移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)有很好的互操作性，這便是GCF和PTCRB等認(rèn)證組織的工作和目標(biāo)。
    GCF服務(wù)于歐洲市場(chǎng)，認(rèn)證頻段有GSM900/1800，WCDMA FDD I，VIIIPTCRB服務(wù)于北美市場(chǎng)，認(rèn)證頻段有GSM850/1900、WCDMA FDD II、IV、V。
    在GCF和PTCRB的成員構(gòu)成中，包括了移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商、終端制造商和觀(guān)察員等，其中運(yùn)營(yíng)商成員的權(quán)益最大，很大程度上影響了認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的制定和選擇。而獲得GCF/PTCRB的認(rèn)證，對(duì)運(yùn)營(yíng)商和制造商來(lái)講都是好處良多：
    (1)證明移動(dòng)終端質(zhì)量可靠，滿(mǎn)足互操作性要求，可以無(wú)縫地在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)行，不會(huì)出現(xiàn)漫游問(wèn)題，而且證書(shū)也成為運(yùn)營(yíng)商是否采購(gòu)終端的重要依據(jù)；
    (2)為制造商節(jié)省了時(shí)間和資金，實(shí)現(xiàn)了“一站式”測(cè)試，避免了大量重復(fù)測(cè)試；
    (3)保證了整個(gè)全球移動(dòng)通信系統(tǒng)的和諧、穩(wěn)定和一致。
    GCF和PTCRB在組織結(jié)構(gòu)、認(rèn)證流程等方面都有很多相似之處，但也有所不同，限于篇幅僅以GCF為主簡(jiǎn)要介紹其認(rèn)證流程：
    (1)制造商需要加入GCF，并且能夠滿(mǎn)足GCF對(duì)制造商資質(zhì)要求，這需要提供相應(yīng)證明來(lái)說(shuō)明自己在設(shè)計(jì)、研發(fā)、生產(chǎn)等各個(gè)環(huán)節(jié)有合格的資質(zhì)，例如通過(guò)了ISO9000 而且有定期的審核。制造商同時(shí)也需要提供自己在運(yùn)用GCF認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)評(píng)估終端一致性方面的能力和專(zhuān)業(yè)性，對(duì)于測(cè)試實(shí)驗(yàn)室，GCF僅要求通過(guò)ISO/IEC 17025認(rèn)可，而PTCRB則更為嚴(yán)格，不僅需要實(shí)驗(yàn)室通過(guò)ISO/IEC 17025認(rèn)可，同時(shí)要求通過(guò)PTCRB的認(rèn)可。
    (2)執(zhí)行測(cè)試，所有測(cè)試?yán)枰谝呀?jīng)被GCF認(rèn)證過(guò)的商用測(cè)試設(shè)備上進(jìn)行，而測(cè)試列表可以從GCF數(shù)據(jù)庫(kù)中得到（PTCRB的情況類(lèi)似）。
    (3)制造商在GCF網(wǎng)站提交認(rèn)證申明，包括相應(yīng)的支持證據(jù)，如各種測(cè)試結(jié)果、所依據(jù)規(guī)范的版本信息等。
    (4)通過(guò)審核后獲得GCF認(rèn)證，獲得認(rèn)證的產(chǎn)品信息會(huì)在GCF網(wǎng)站上列出。
    與GCF不同，PTCRB的認(rèn)證流程比較嚴(yán)格，測(cè)試必須在PTCRB認(rèn)可的實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果也由該實(shí)驗(yàn)室直接提交給PTCRB，制造商同時(shí)也需要提供相應(yīng)的文檔，在CTIA確認(rèn)所有的證明文檔沒(méi)有問(wèn)題后發(fā)給證書(shū)。
3 一致性測(cè)試的測(cè)量不確定度評(píng)定
3.1 測(cè)量不確定度的計(jì)算

      一致性測(cè)試中需要給出測(cè)量數(shù)值的測(cè)試項(xiàng)(如射頻測(cè)試)，在給出測(cè)試結(jié)果的同時(shí)，也需要給出測(cè)量的不確定度，以合理地表征測(cè)量結(jié)果的分散性[2]。而對(duì)于協(xié)議測(cè)試，由于只是對(duì)信令流程的判斷，所以不需要進(jìn)行測(cè)量不確定度的評(píng)定。一致性測(cè)試中的測(cè)量不確定度，也是由A類(lèi)不確定度評(píng)定和B類(lèi)不確定度評(píng)定組成。A類(lèi)不確定度評(píng)定是“用對(duì)觀(guān)測(cè)列進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的方法，來(lái)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)不確定度”；B類(lèi)不確定度評(píng)定是“用不同于對(duì)觀(guān)測(cè)列進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的方法，來(lái)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)不確定度”。
    對(duì)于單次測(cè)量結(jié)果來(lái)說(shuō)，A類(lèi)不確定度可由式(1)所示的貝塞爾公式給出，其中xk是n次測(cè)量結(jié)果之一。
    
3.2 測(cè)量不確定度與測(cè)量結(jié)果
    測(cè)量不確定度反映了實(shí)驗(yàn)室的最好測(cè)試水平，在給出測(cè)量結(jié)果的同時(shí)也需要給出測(cè)量不確定度。當(dāng)測(cè)量結(jié)果比較接近限值時(shí)，就必須考慮不確定度對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。測(cè)量結(jié)果、測(cè)量不確定度和限值的關(guān)系如圖2所示。

    在圖2中，假定測(cè)量結(jié)果（隨機(jī)變量X）服從正態(tài)分布，擴(kuò)展不確定度是兩倍的?滓，對(duì)應(yīng)的置信概率95%，當(dāng)測(cè)得值xk距離上下限值較遠(yuǎn)且不確定度也遠(yuǎn)小于限值時(shí)，可以不用考慮測(cè)量不確定度的影響。因?yàn)檫@時(shí)候真值是以很大的概率存在于上下限值之間，但是如果測(cè)得值距離限值較近或者測(cè)量不確定度較大，那么就必須考慮限值、測(cè)得值和限值之間的關(guān)系，如圖3和圖4所示。

    在圖3的情況下，雖然測(cè)得值位于限值之內(nèi)，可以判定為“通過(guò)”，但是真值卻有很大的幾率落在限值之外（圖3中陰影部分），同樣，如果測(cè)量不確定度較大，接近甚至超出了限值，也會(huì)出現(xiàn)測(cè)得值位于限值之內(nèi)，而真值卻以較大的概率落在限值之外(圖4中陰影部分)的情況，這樣會(huì)造成較大幾率的“假通過(guò)”。所以需要準(zhǔn)確地評(píng)定測(cè)量不確定度, 如果不確定度過(guò)大，就必須對(duì)測(cè)試系統(tǒng)和方法進(jìn)行改造，在滿(mǎn)足要求后才能繼續(xù)測(cè)試。
    一致性測(cè)試作為移動(dòng)終端測(cè)試的一個(gè)的測(cè)試領(lǐng)域，在保證終端質(zhì)量、終端和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的兼容性等方面發(fā)揮了重要的作用，本文對(duì)移動(dòng)終端的一致性測(cè)試的理論與實(shí)踐，以及一些關(guān)鍵技術(shù)和流程做了簡(jiǎn)要介紹，希望能有助于測(cè)試人員更好地了解一致性測(cè)試。
參考文獻(xiàn)
[1] ISO/IEC 9646-7：Information technology-open systems interconnection-Conformance testing methodology and framework-Part 7：Implementation Conformance Statements，1994.
[2] 倪育才.實(shí)用測(cè)量不確定度評(píng)定(第2版)[M].北京：中國(guó)計(jì)量出版社，2007.