TD-SCDMA系統的協議指標測試方法

2019-11-03 09:17:37

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供稿：網友

李光　　高劍青
陜西廣播電視信息網絡股份有限公司
陜西.西安　　710068

　　[摘要] 敘述了TD-SCDMA系統的國際指標測試方法以及測試項目和測試的過程，給TD-SCDMA系統測試提供完整地過程。

　　[關鍵詞] TD-SCDMA 協議測試測試項目 TSM終端協議測試

　　TD-SCDMA（Time division-synchronous code division multiple access 時分-同步碼分多址接入）系統是TDMA和CDMA二種基本傳輸模式的靈活結合，亦是由中國無線通信標準化組織（CWTS）提出并得到國際ITU通過的3G無線通信標準。在3GPP內部也稱為低碼片速率TDD工作方式（等于3.84MHZ的UTRA TDD）。TD-SCDMA系統特別適合于城市人口密集區提供密度大容量話音、數據和多媒體業務。系統可單獨組網運營也可與其它無線接入技術配合使用。TD-SCDMA具有獨特的特點：（1）TDD方式便于提供非對稱業務，工作在TDD模式下的TD-SCDMA系統在周期性重復的時間幀里傳輸基本TDMA突發脈沖，通過周期性地轉換傳輸方向，在同一載波上交替進行上、下行鏈路傳輸。（2）智能天線，在TD-SCDMA系統的上、下行信道使用同一載頻，上、下射頻信道完全對稱，從而有利于智能天線的使用（用于基站）。（3）聯合檢測，TD-SCDMA系統是干擾受限系統，系統干擾包括多徑小擾，小區內多用戶干擾和小區間的干擾。（4）同步CDMA指在上行鏈路各終端發出的信號在基站解調器處完全同步，相互間不會產生多址干擾，提高了TD-SCDMA系統的容量和頻譜利用率。（5）軟件無線電是利用數字信號處理軟件實現傳統上由硬件電路來完成的無線功能的技術，通過加載不同的軟件可實現不同的硬件功能。（6）TD-SCDMA便于實現由GSM系統的平滑過渡，能夠支持各種并行承載。

　　協議測試是一種墨盒測試及測試只關心被測試軟件的輸入和輸出，測試能力雖然弱了一些，但是測試過程本身相對簡單，對被測軟件也無特殊要求。它按協議標準，通過控制觀察被測協議實現的外部行為對其評價。目前協議測試分成4個方面進行研究：一致性測試（conformance testing ）、互操作測試（interOperability testing ）、性能測試(performance testing )、和堅固性測試（robustness testing ）。一致性測試主要測試協議實現是不嚴格遵循相應的協議標準；判斷網絡產品的協議是不符合協議的國際標準；它是協議測試的最基本內容；互操作性測試是關注的對同一個協議標準，不同協議實現之間的互連通問題；性能測試是用實驗方法觀測被測協議實現的各種性能參數；堅

　　固性測試是檢測協議實體或系統在各種惡劣環境運行的能力。

　　協議性測試的驗證依據協議所實現的產品是否正確的第1步就是保證產品實現與所依據的規范保持一致，這個過程稱為一致性測試。實際上，一致性測試的主要目的是確認產品遵從規范的要求，并減少產品在現場（如TD—SCDMA終端）運行時發生錯誤的風險性。

　　一致性測試由ISO 9446同際標準定義的一個完善的測試方法。根據ISO 9646一致性測試方法論的規定，測試標準包括3個部分：抽象測試集（ATS，Abstract Test Suite）、協議實現致性說明（PICS）和協議實施附加信息（PLXIT）?？蓤绦袦y試集（ETS）是在以上3個部分的基礎上生成的。如圖2 一致性測試的主要步驟，詳細描述如下：

　　ATS：抽象測試集，是描述過程的文本，它提供測試項的規范。

　　PICS：協議實現一致說明，用來說明實施的要求，能力及可選項實施的情況。

　　PIXIT：協議實施附加信息，用來提供測試時必須標明的協議參數。

　　ETC：可執行測試集，是測試集有軟件實現體。

　　IUT：被測協議實現，是指一個實際開放系統將要進行一致性測試的那部分，它應該是一個或多個OSI協議的實現。被測系統所包括的IUT可以是單層IUT（被測系統只有一層被測試）或多層IUT（被測系統中有一系列相鄰層需要測試），能力及可選項實施的情況?；ゲ僮餍詼y試是一致性測試的下一步。一致性測試是驗證系統A和系統B都遵從協議規范，而互操作性測試則是檢驗在多大程度上系統A和系統B

　　相互間能進行工作?；ゲ僮餍詼y試的主要步驟如下：

　　（1）通過預測規范在實際環境中應用情況，定義測試目的，指ATS；

　?。?）根據ATS實現ETS；

　　（3）在協議分析儀上執行ETS，對兩個或多個待測系統進行測試；

　?。?）由測試過程獲得測試報告，發現待測系統的錯誤。

　　互操作性能測試與一致性測試有很多相似的地方，兩種測試的ATC和ATS都非常相像，兩者的主要區別要在于一致性測試只針對于一個IUT進行測試，而互操作性測試則需要對兩個或多個待測系統進行測試。

　　互操作性測試在TSM終端測試中的一個典型的應用即是TSM終端與基站（網絡）通信的測試，在終端協議上主要體現在對協議理解的一致性上。

　　PH接口完成HL1和DL模塊之間的控制信號傳遞以及業務數據的通信。所交換的數據大多是需要通過空中接口發送或叢空中接口收到的數據。

　　MPH接口負責RRM與HL1模塊之間的控制信息傳遞。這些控制信息涉及無線資源管理、物理層參數測量等。

　　DL接口負責RRM與DL模塊之間的控制信息和層3消息的傳遞。

　　RR接口完成非接入層的層3消息傳遞，層間（RR層和非接入層之間）控制信息交換，這些信號都通過TSR模塊來分發和中轉到相應的非接入層。

　　MM接口完成MM與RRM模塊、CM模塊以及MMI環境之間的信號傳遞，這些信號通過TSR模塊來分發和中轉。

　　CM接口完成CM與MM模塊、RRM模塊以及MMI環境之間的信號傳遞，這些信號通過TSR模塊來分發和中轉

　　PHI接口完成HL1模塊和物理層環境（DSP）之間控制信號和業務數據的交換。

　　MMI接口完成MMI環境與CM模塊、MM模塊RRM模塊之間的信號傳遞。

　　CMMI接口完成CM模塊到MMI環境的呼叫控制信號的傳遞，該接口是單向的。

　　MMSIM接口完成MM模塊與SIM卡環境之間的信息傳遞。

　　CC子層的測試

　?。?）MO呼叫（主叫）建立和釋放的測試；

　?。?）MT呼叫（被叫）建立和釋放的測試；

　?。?）呼叫建立后，通話過程中其它功能的測試，如DTMF消息傳輸功能的測試；

　?。?）當在呼叫建立過程中或通話過程中，呼叫出現異常后，呼叫重建的測試；

　?。?）CC多實例的測試。

　　MM子層的測試

　?。?）選網過程的測試；

　?。?）TMSL和重分配（TMSL reallocation）的測試；

　?。?）鑒權（Authentication）的測試，包括鑒權接受和鑒權拒絕的測試；

　?。?）身份識別（Identification）的測試，包括一般和測試和驗證MS能夠處理IMSI的長度比最大長度短的情況；

　?。?）位置更新（Location updating）過程的測試，包括位置更新接受、拒絕、異常情況、T3240超時釋放、周期性位置更新的測試，以及ATTACH過程和周期性位置更新相互交錯情況的測試；

　　（6）MM連接的測試，包括帶加密（Ciper）的MM連接建立、不帶加密（Ciper）的MM連接建立、MM連接建立拒絕、MM連接建立拒絕為Cause4、MM連接建立時T3230超時的測試，以及網絡ABORTMM連的測試和Follow-on Request Pending的測試；

　?。?）與SIM卡接口的測試，包括SIM卡和無SIM卡，以及SIM中某些項可讀和不可讀的測試。

　　RR子層的測試

　?。?）小區選擇的測試，包括被阻（Barrd）小區的測試、非選擇PLMN的測試、C1、<0小區的測試，小區的功率等級小于極限值的測試，受阻小區進行駐留的測試等；

　?。?）正?？臻e的測試，包括鄰近小區、服務小區測量的測試、尋呼響應的測試；

　?。?）小區重選的測試，包括是否進行小區新判斷的測試，小區重選過程中，被選小區優先級的測試，小區重選成功的測試，小區重選不成功返回小區重選的測試；

　　（4）接入允許的測試；

　　（5）立即指派過程的測試，包括SYNCI過程、隨機接入過程、立即指派成功、立即指派拒絕、異常情況、立即指派拒絕后T3122超時的測試；

　?。?）尋呼的測試、包括尋呼模式、尋呼類型的測試；

　?。?）在連接模式，測量報告發送、信道模式改變過程、信道指派過程、切換過程、加密模式設置過程、類型（Classmark）詢問過程的測試；

　?。?）RR連接釋放過程的測試，包括正常釋放的測試；

　　（9）從連接模式返回空閑模式的測試，包括正常釋放后返回當前小區的測試、異常釋放后進行小區重選或小區選擇的測試。

　　L2層的測試

　?。?）鏈路建立時，帶沖突解決（Contention Resolution）過程的測試，包括成功的測試，拒絕（DM）的測試，異常的測試；

　?。?）不需要沖突解決的鏈路建立過程的測試，如切換時；

　?。?）鏈路建立后，I幀、監控幀、U幀傳輸的測試；

　?。?）I幀重傳的測試，包括重傳成功、重傳失敗到達最大次數的測試；

　　（5）REJ幀的測試；

　?。?）空閑狀態下，接受BCCH、AGCH、PCCH的UL幀的測試；

　　（7）其他異常情況的測試，如不正確的測試C/R的消息、錯誤的序列號等；

　　HL1層的測試

　?。?）小區選擇時，頻率調整、鄰近小區RSCP的測量、BSIC的解碼、DwPTS相位的判斷、BCCH的讀取、BCH配置等項目的測試；

　　（2）空閑模式時，CCCH的讀取、服務小區和鄰近小區周期性RSCP的測量、周期性的鄰近小區同步、服務小區和鄰近小區BCCH的解讀等內容的測試；

　?。?）隨機接入，SYNC1的探測、信道接入的發送、CCCH（PCCH、AGCH）的讀取、服務小區和鄰近小區的測量、服務小區和鄰近小區BCCH的讀取等項目測試；

　?。?）連接模式時，服務小區和鄰近小區RSCP的測量，SACCH、FACCH和TCH的讀取，SACCH、FACCH、TAH的發送，DCH配置，信道的切換等項目的測試。

　　以上論述的各種協議測試中，全面介紹了測試的過程和內容，從TD-SCDMA系統中要進行系統測試、射頻測試、終端測試、協議測試的全過程，由于時間有限我只給同行分析協議測試的具體過程。在協議測試過程中進行國際定義了OSI9646國際標準，就是TTCN獲得了世界范圍的標準化組織和測試委員會的認可，它被廣泛地應用在通信協議的測試中，TTCN是樹表結合表子法的一種標準化AST描述語言，因此，在實現TD-SCDMA終端高層協議時，采用TELELOGIL AB TAU的產品SDL AND TTCN SUITE4.0作為開發工具,是一個集仿真、開發、測試于一體的軟件工具,可以仿真測試和在線測試。

　　例如：一個假想的X協議和其ITU，它涉及的需要用戶定義新的數據類型，定義定時器，變量，常量，在定義中asp使用PDU，使用缺省動態行為。如圖3所示。

　　圖3 X協議模型

　　基于圖3所示，X協議處于協議層的N層，與上層（N+1）層有一個業務接入點U-SAPI，與下層（N-1）層有兩個業務接入點。LD-SAPI用于數據傳輸，LC-SAPI用于控制，如表4所示。

　　如表4所示X協議的功能，假設連接已建立，可直接發送和接受數據，并假設下層總是沒有錯誤發生，因此測試不考慮數據塊丟失的情況；接收從上層來的SDU，把大于20Byte的SDU分段為20Byte的段，然后加上BSN和LI組裝為PDU等待發送，新的BSN從0開始，分段結束則BSN的編號為7，如有一段，則該段的編號為7?？刂芐DU總有一塊，不需要分段；接收下層來的L-Ctrl-readytosend,開始發送組裝好的PDU，置sendnumbers=1,若無PDU可發送，則置sendnumbers=0，控制塊具有高優先級；下層的L-Ctrl-readytosend總是20ms發送一次；接收下層來的數據，并把屬于同一個上層PDU的數據塊進行組裝，發送到上層。其目的是通過它來介紹如何通過TTCN構造測試例。

　　所以，作為開發與研究TD-SCDMA的領航者在做實驗網的時候是非常重要的驗證，為了系統穩定、可靠、高效的工作，我們要經過幾萬次的實驗證明才會有良好的設備。

　　參考文獻

　　[1] TSM0408：china wireless telecommunication standard;3G digital cellular telecommunications system mobile radio interface layers3 specification .

　　[2] TSM0508:china wireless telecommunication standard.

　　[3] TD-SCDMA 第三代移動通信系統、信令及實現李小文李貴勇等

　　作者簡介：

　　李光（1976-），男，內蒙古人，職務/職稱，工程師,主要從事大唐電信的SP30CN、SP30iEXE、SP30前置交換機以及CISCO的路由器的調試和西門子LMT軟件從MS-BTS-BSC-TRAU-MSC的調試全過程。目前做視訊會議電視系統的技術與研發及數字電視的系統測試及調試同時也做TD-SCDMA的系統測試。

　　聯系地址：西安太白南路363號影視大酒店郵編：710068電話：029 87991098 13335389189

　　段義軍（1976-），男，內蒙古人，碩士研究生，通信與信息系統專業，目前參與TD－SCDMA系統的開發與研究，主要研究方向為聯合檢測技術、智能天線技術在TD-SCDMA系統中的應用，數據壓縮技術。

　　高劍青（1982-），女，開封人，職務/職稱,工程師,主要從事ISO9001及QS9000和ISO14001，ISO18001，3C的標準咨詢與認證。

　　
由CHINA通信網組稿

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