TD-LTE终端USIM/ME接口一致性测试技术及系统研究

王黎媛 中国信息通信研究院泰尔终端实验室助理工程师

李玮 中国信息通信研究院泰尔终端实验室助理工程师

TD-LTE终端USIM/ME接口一致性测试技术及系统研究

王黎媛 中国信息通信研究院泰尔终端实验室助理工程师

李玮 中国信息通信研究院泰尔终端实验室助理工程师

对TD-LTE终端USIM/ME接口一致性测试进行了介绍，阐述了测试系统的架构以及具体的测试内容和方法，并对目前常见的测试问题进行了总结和分析。

TD-LTE USIM/ME 一致性测试

1 引言

TD-LTE终端的USIM卡存储着用户最基本、最敏感的信息，它通过USIM/ME接口和网络交互，故此USIM/ME接口是用户侧与网络侧交互的最直接平台，其信息的准确、高效传输在整个通信系统中具有十分重要的作用。

本文主要针对TD-LTE终端USIM/ME接口一致性测试做一总结和分享。

2 USIM/ME接口一致性测试介绍

LTE终端USIM/ME接口一致性测试系统所依据的标准分为两类，即技术要求（YD/T-1762系列）和测试方法（YD/T-1763系列）。其中，LTE机卡接口电气特性部分参考3G的标准，技术内容和测试方法无变化。支持LTE的USIM和USAT特性目前处于标准报批稿状态，已上报还没有标准批号。技术要求说明各种相关过程的原理，测试方法说明具体测试例的操作步骤和测试目的、判定要求等，相同技术方面的技术要求和测试方法应配套参照。每个标准之下列出了对应的国际标准，国际标准中部分内容较行业标准更为详细，在系统实现过程中就有很多细节参考了国际标准。

LTE终端机卡接口技术内容如图1所示，分为3个模块。

从图1可见，UICC物理电气逻辑特性，支持LTE的USIM应用特性，支持LTE的USAT特性。以下针对本文涉及的物理电器逻辑特性和支持LTE的USIM应用特性进行详细介绍。

图1 LTE终端机卡接口技术内容

物理电气逻辑特性主要是对USIM/ME接口各触点的物理电气特性和初始通信建立阶段、传输协议等进行测试。

USIM应用特性定义了支持LTE的通用集成电路卡（UICC）与终端间Cu接口的USIM应用特性的技术要求，包括USIM应用相关的文件结构和内容，和终端、USIM应支持的应用协议、安全特性和USIM命令。

3 USIM/ME接口一致性测试系统的设计实现

测试系统由支持LTEUSIM应用的卡模拟器、网络模拟器（LTE、GSM、3G网络）组成。

终端（或UE）在本部分中若非特殊声明应表示LTE终端，可以是TDD终端，也可以是FDD终端。网络设备提供测试所需2G/3G和LTE网络系统环境。

图2所示LTE终端机卡接口结构图适用于对终端Cu接口的检测。终端直接对USIM模拟器进行操作，在操作过程中，USIM卡模拟器监视Cu接口的信号和数据流，终端对USIM卡的数据读写操作结果可以通过USIM卡模拟器来确认接口上的各种操作过程是否正确。USIM卡模拟器提供各测试项所需的USIM卡中的测试数据文件，模拟USIM卡各种正常和异常的操作过程、信号或数据输出。网络模拟器由于CMW500对TD-SCDMA的支持尚不完善，故选择变成界面交熟悉、开发环境更开放的Anristsu：MD8475网络模拟器实现2G/3G网络模拟和部分测试例中LTE网络环境的模拟，实现多制式优先选网测试的开发，笔者主要工作也是在MD8475仪表硬件和开发环境基础上，实现2G/3G和LTE等网络制式脚本的开发。

图2 LTE终端卡接口测试环境

卡接口测试系统测试内容，其测试例脚本开发都必须先分析标准中的测试过程语言描述和判定要求、系统配置、注意事项等，然后根据分析转换成信令流程图（标志出判定点），以使后续的脚本开发和调试更加清晰简单，然后在卡模拟器上编写测试脚本，实现标准要求的网络参数配置、卡参数配置，完成最终判定并给出显示结果。

对于上文分析的测试内容，物理电气逻辑特性基本都是单表（卡模拟器）即可完成测试，无需与网络交互，故只需配置卡模拟器参数；其他LTEUSIM应用特性则还需开发多个制式网络侧配置脚本并给出网络侧参数更新的判定。

4 典型测试例开发过程

典型测试例开发着重在优先选网和双网络，即多模式、多网络环境下终端优先系统开发。开发难点主要有以下3个方面：

（1）网络参数配置要与标准一致，卡与网络模拟器鉴权参数要保持匹配，以保证终端正常完成鉴权加密流程。

（2）多个判定都要遍历，终端与两个网络模拟的交互状态都要记录并给出综合判定。

（3）Attach Accept中GUTI参数有误，导致EFEPSLOCI更新错误。

以典型测试例编号对应标准中的7.2.6——UE识别用户控制PLMN选择器列表中ACT优先级——UTRAN/E-UTRAN为例介绍，具体内容如下：

●定义和适用范围

UPLMN选择列表按优先级高低定义了优选的UPLMN，终端依据该表的优先级选择PLMN进行注册。无线接入标识符定义了终端可选的无线网络。UPLMN选择列表存贮于USIM的EFPLMNwACT中，用户可以更新或删除UPLMN列表中的条目。

●一致性要求

当注册到一个VPLMN时，UE应考虑UPLMN列表中的UPLMN的ACT的优先级顺序。

●测试目的

验证当UE执行网络选择时具有高优先级的ACT优先级要高于低优先级的PLAN。UE应能正确处理RATE-UTRAN的编码。

●测试方法

初始条件这个测试例需要UTRAN USS和E-UTRANE-USS；USS发送BCCH，并携带相关网络参数；E-UTRANUICC使用默认的缺省参数；终端处于自动PLMN选择模式，UICC已插入终端。

●测试过程

①UE开机。

②在收到与发送MCC/MNC244/003的BCCH相关的UE的RRC CONNECTION REQUEST消息后，E-USS向UE发送RRCCONNECTIONSETUP消息，随后UE会向E-USS发送RRC CONNECTION SETUP COMPLETE消息。

③在收到UE的ATTACH REQUEST消息后，E-USS向UE发送ATTACHACCEPT信令。

④在接收到UE发来的ATTACHCOMPLETE消息后，E-USS向UE发送RRC CONNECTION RELEASE消息。

⑤UE软关机。

●预期结果

在步骤①之后，UE应该向E-USS发送MCC/MNC 244/003的BCCH相关的RRC CONNECTION REQUEST消息。

在步骤②之后，UE应当向E-USS发送ATTACH REQUST。

在步骤③之后，UE应当回复ATTACH COMPLETE。

在步骤⑤之后，USIM应当包含对应参数。

5 TD-LTE卡接口测试系统的验证

测试系统仪表选型、搭建完和测试例开发完成后，测试系统的验证至关重要，作为一个终端一致性测试平台，首先保证自身的正确性才能对终端进行测试从而保证LTE终端机卡接口的标准符合性。

在充分借鉴国内外验证流程情况下，项目开发组对本系统测试例进行了内部验证及讨论，参考GCF和TCG（TD-SCDMA测试系统认证工作组）等国内外组织的认证流程，对TD-LTE卡接口测试系统进行认证，认证流程如下：

●评估测试系统的测试方法、测试流程、系统参数配置与标准的符合性，如有偏离，不再执行后续的验证步骤，认定为验证不通过。

●评估测试系统的测量范围及不确定度是否在引用的标准要求的范围之内，并评估申请方提供的不确定度算法，如有偏离，不再执行后续的验证步骤，认证为验证不通过。用参考终端在已通过认证的Cu接口测试系统上进行测试，记录测试结果。用同一参考终端在待验证的测试系统上进行测试，记录测试结果。评估测试结果的差值，是否在可接受的范围以内（被测系统不确定度与已通过认证的测试系统的不确定度的联合不确定度）。对于其他类的测试项，再通过至少两部参考终端进行测试，记录测试结果。

●满足以上所有要求后，由项目组根据以上验证结果编写验证报告。验证结束后，项目组向实验室提交验证报告，由实验室对验证报告进行评估审核。

6 常见问题总结

通过验证测试，发现终端或测试系统的各种问题，与各LTE芯片平台终端的调试、沟通与整改也是测试例开发的重要工作，现将验证过程中终端或系统的问题列表进行阐述，具体参见表1。

验证所使用的参考终端软硬件版本如表2所示。

表1、2仅列出芯片平台出现频率较高、比较严重的问题。目前，本系统与多家LTE终端平台制造商都顺利完成了调试工作，很好地验证了系统搭建和测试例开发工作的正确性。

7 结束语

从LTE的发展和完善过程看，作为一种面向未来的移动通信技术标准，其采用正交频复用、多进出天线等物理电子层面的关键技术，以及网络结构的调整获得了性能上的提升。LTE-A还引入了多种先进技术，如载波聚合技术、增强型多天线技术、无线网编码技术、无线网MIMO增强技术等，使其性能指标获得了较大的改善，这也是未来发展的重要趋势。

1 行业标准报批稿.LTE数字蜂窝移动通信网通用用户识别模块(USIM)与终端(ME)间Cu接口测试方法第1部分∶支持LTE的USIM应用特性

2 刘占波.TD-LTE系统外场测试情况介绍.大唐移动通信设备有限公司

3 3 GPP技术标准.中国峰会

4 ETSITS102221V7.0.0

5 ETSITS102230V7.16.0

6 3 GPPTS31.102和3GPPTS31.111R9版本及ISO/IEC7816系列标准

7 3GPPTS31.121和3GPPTS31.102R9版本及ISO/IEC7816系列标准

8 LTECu接口测试程序开发文档

Studyon theTechnology and System of the Interface ConformanceTesting forUSIM/MEInterface

This paper introduces the mobile terminal conformance testing ofTD-LTE’s card interface. It outlines the architectureof test system in detail, also introduces specific test contents and methods. Besides, it summarizes and analyzes some commonproblems in the process of testing.

TD-LTE,USIM/ME,interfaceconformancetesting

表1 验证过程中终端或系统问题列表

表2 验证所使用的参考终端软硬件版本

2015-03-23）