關(guān)于USIM卡的全面測試綜述
文章出處：http://psychicreadingswithdeb.com 作者： 人氣： 發(fā)表時(shí)間：2012年02月21日
近年來(lái)移動(dòng)通信的飛速發(fā)展，特別是第三代移動(dòng)通信技術(shù)的逐漸成熟備受世人關(guān)注。隨著(zhù)3G技術(shù)在世界范圍內越來(lái)越多的國家實(shí)現商用，其業(yè)務(wù)方面的魅力正逐漸顯現。就WCDMA和TD-SCDMA接入技術(shù)而言，二者均繼承了GSM機卡分離的技術(shù)特點(diǎn)，這就意味著(zhù)作為移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )接入點(diǎn)的UE（User Equipment）是ME設備（Mobile Equipment）與USIM卡的綜合體，其邏輯結構見(jiàn)圖1。為了保證UE與網(wǎng)絡(luò )間的正常通信及業(yè)務(wù)實(shí)現，通過(guò)對ME與USIM卡間的Cu接口進(jìn)行全面的測試驗證能夠保證二者作為一個(gè)整體協(xié)同工作。
圖1 移動(dòng)終端/用戶(hù)設備的邏輯結構
USIM是通用用戶(hù)身份識別模塊（Universal Subsciber Identity Module）的簡(jiǎn)稱(chēng)，其物理實(shí)體為通用集成電路卡（Universal Integrated Circuit Card），即UICC，而USIM實(shí)際上是建立在UICC上的一種主要用于終端用戶(hù)身份識別的應用。UICC卡分為ID-1 UICC和Plug-in UICC兩類(lèi)，其區別主要在于物理外形尺寸及應用環(huán)境。目前一般3G終端中使用的是后者——插入式UICC，它實(shí)現了平臺和應用的分離。USIM應用只是UICC平臺上的第一個(gè)應用，而像電子簽名一類(lèi)的非電信應用或電信增值應用，均可以建立在此平臺之上。除此之外，由于USIM卡中存儲著(zhù)用于用戶(hù)身份驗證、鑒權加密以及系統登錄的重要信息，因此USIM在安全機制，鑒權方式等方面也有了進(jìn)一步的加強和完善。隨著(zhù)USIM功能的不斷增強，針對USIM以及Cu接口的測試也變得日益重要和復雜，這方面的相關(guān)測試主要包括：USIM/ME接口一致性測試；（Cu）接口USAT測試以及USIM一致性測試。
USIM/ME接口一致性測試（一級標題）
USIM/ME接口一致性測試的主要目的是保證終端與USIM間的信息交互符合相關(guān)測試規范的要求，通過(guò)觀(guān)察Cu接口的信令交互過(guò)程及針對各種電氣指標的測試，驗證終端與USIM卡協(xié)同工作的能力。USIM/ME接口一致性測試所依據的規范分為兩部分，分別是3GPP的TS31.121針對USIM/ME接口應用特性方面的一致性測試和ETSI的TS 102 230針對終端與USIM在電氣、邏輯特性等方面的一致性測試。
USIM/ME接口一致性測試是通過(guò)對USIM的模擬，驗證終端在與USIM配合工作時(shí)，其行為是否和協(xié)議標準所規定的相一致，這部分測試關(guān)系到終端能否在現實(shí)網(wǎng)絡(luò )中正常工作，因此是運營(yíng)商和手機廠(chǎng)家都非常關(guān)注的一項測試。以歐洲權威的認證機構GCF（Global Certification Forum）為例，目前GCF通過(guò)對測試項目重要程度的判斷，將其要求的所有測試項目分為7個(gè)級別（Batch），其中USIM/ME接口一致性測試與射頻一致性測試及部分協(xié)議一致性測試一起被列入了第一優(yōu)先級，也就說(shuō)WCDMA或TD-SCDMA終端若想得到歐洲各大運營(yíng)商的認可，順利進(jìn)入歐洲市場(chǎng)就必須通過(guò)USIM/ME接口一致性測試，其重要程度可見(jiàn)一斑。
1.USIM/ME接口一致性測試：應用特性方面
對于USIM/ME接口應用特性方面的一致性測試的主要測試內容包括：
* 簽約相關(guān)過(guò)程測試：主要針對IMSI/TMSI的處理過(guò)程及接入控制的處理過(guò)程進(jìn)行測試。
* 安全相關(guān)過(guò)程測試：主要針對終端在PIN的處理、FDN的處理、BDN的處理以及AoC的處理等方面的信令流程進(jìn)行測試。
* 簽約無(wú)關(guān)過(guò)程測試：包括電話(huà)本處理過(guò)程、短消息處理報告等。
USIM/ME接口應用特性方面的一致性測試所需測試儀表的功能要求是對USIM應用進(jìn)行模擬并能夠對Cu接口的消息流程進(jìn)行實(shí)時(shí)的跟蹤和顯示，同時(shí)利用Uu接口的測試儀表進(jìn)行輔助的監測，測試環(huán)境如圖2所示。
圖2 Cu接口測試環(huán)境（一）
USIM卡模擬器提供各測試項所需的USIM卡中的測試數據文件，模擬USIM卡各種正常和異常的操作過(guò)程、信號或數據輸出。終端直接對USIM模擬器進(jìn)行操作，USIM卡模擬器監視Cu接口的信號和數據流，終端對USIM卡的數據讀寫(xiě)操作結果可以通過(guò)USIM卡模擬器來(lái)確認。
對于不要求USIM卡進(jìn)行異常操作的測試用例，還可以采用真實(shí)的USIM卡進(jìn)行測試。測試系統配置如圖3，包含的測試設備包括：USIM卡、USIM卡讀寫(xiě)器、Cu接口監視器、終端以及系統模擬器。終端直接對真實(shí)的USIM進(jìn)行操作，在操作過(guò)程中，通過(guò)Cu接口監視器監視Cu接口的信號和數據流，終端對USIM卡中數據的讀寫(xiě)操作結果通過(guò)USIM卡讀寫(xiě)器讀取USIM卡中的文件來(lái)驗證。各測試項所需的USIM卡中的測試數據可以通過(guò)USIM卡讀寫(xiě)器寫(xiě)入到USIM卡中。
圖3 Cu接口測試環(huán)境（二）
2.USIM/ME接口一致性測試：電氣、邏輯特性方面
對于USIM/ME接口電氣、邏輯特性方面的一致性測試的主要測試內容包括：
* UICC-終端接口的電氣特性測試；
* 初始通信測試；
* 傳輸協(xié)議測試；
* 獨立于應用的程序等。
對于電氣和邏輯特性的Cu接口一致性測試不需要系統模擬器的配合，其他測試設備與應用特性測試基本一致。
UICC-終端（Cu）接口USAT測試
USAT（USIM應用工具箱）是USIM Application Toolkit的縮寫(xiě)，這部分測試主要關(guān)注UICC-終端（Cu）接口的USAT應用特性，其目的是為了保證終端與USIM的互操作性。
在不支持USAT的傳輸協(xié)議中，終端總是處于控制地位，發(fā)送指令給UICC，UICC則不能發(fā)送指令給終端，這限制了引入UICC的新特性。為了解決此類(lèi)問(wèn)題，在Cu接口的協(xié)議棧中引入USAT協(xié)議層，USAT層在傳輸層提供的服務(wù)基礎之上提供了一種服務(wù)機制，允許UICC應用與支持這種機制的終端進(jìn)行交互和操作，使得UICC可以主動(dòng)要求終端執行某個(gè)操作。支持USAT的Cu接口的協(xié)議棧如圖4所示。
圖4 支持USAT功能的Cu接口協(xié)議棧
USAT通過(guò)一組指令（TERMINAL PROFILE、FETCH、主動(dòng)式指令、ENVELOPE、TERMINAL RE-SPONSE、狀態(tài)字SW1 SW2“91 XX”或“93 00”）實(shí)現這種服務(wù)機制。支持USAT功能的UICC應支持上述指令。
對于終端來(lái)說(shuō)USAT為可選功能，支持USAT功能的終端和UICC在Cu接口上的過(guò)程包括：終端的PROFILE下載過(guò)程；主動(dòng)式UICC會(huì )話(huà)過(guò)程；Envelope命令過(guò)程以及主動(dòng)輪詢(xún)過(guò)程。
UICC-終端（Cu）接口USAT測試的標準依據是3GPP TS 31.111（ETSI TS 131 111），國內的標準化工作也正在進(jìn)行中。根據測試項目以及測試數據跟蹤采集的要求，本部分測試所需要的儀表與USIM/ME接口一致性測試基本一致。主要的測試內容包括：
* Profile下載的處理
* 主動(dòng)式指令測試
* ENVELOPE指令測試
UICC-終端（Cu）接口USAT測試雖然目前還未被GCF列為正式的準入測試項目，但隨著(zhù)3G業(yè)務(wù)與應用的進(jìn)一步發(fā)展，USAT的應用勢必日益廣泛?？梢哉f(shuō)USAT的應用為電信增值業(yè)務(wù)搭建了一個(gè)廣闊的平臺。
USIM一致性測試
USIM一致性測試主要是對USIM卡的物理特性及應用特性所進(jìn)行的測試，其目的是驗證USIM卡的基本特性是否與規范的要求一致，以保證USIM卡的適用性和可靠性，應該說(shuō)這部分測試是專(zhuān)門(mén)針對USIM卡的基本測試。
關(guān)于USIM的物理、電氣特性的技術(shù)要求依據規范ETSI TS102.221，關(guān)于應用特性的技術(shù)要求依據規范3GPP 31.102。USIM一致性測試所依據的測試規范是3GPP TS31.122，所需測試設備主要包括：ME模擬器；觸電壓力測試設備；溫度可控設備；溫度測量設備；電壓測量設備等等。主要測試內容如下：
* 物理特性測試
* 電氣特性測試
* 初始通信建立流程測試
* 傳輸協(xié)議測試
* 應用及文件格式測試
* 安全特性測試
* USIM指令測試
* UICC特性測試
目前，USIM一致性測試并沒(méi)有被國際上比較權威的認證組織列為必測項目，這一方面是由于USIM/ME接口一致性測試已經(jīng)全面驗證了終端與標準USIM模擬器的配合情況，進(jìn)而保證了終端與網(wǎng)絡(luò )的良好互通；另一方面，從測試性質(zhì)來(lái)說(shuō)，本部分測試更適合用做USIM提供商的內部測試。
小結
本文就USIM相關(guān)的測試內容、測試依據規范以及測試所需儀表進(jìn)行了相應介紹。在以業(yè)務(wù)和應用為主旋律的3G時(shí)代，基于USIM卡的應用將會(huì )更加廣泛，通過(guò)對USIM進(jìn)行全面測試可以提高和加強卡與終端的一致性，為3G豐富多彩的業(yè)務(wù)提供可靠的保證。
