TD-SCDMA系統(tǒng)的協(xié)議指標(biāo)測試方法

李光　　高劍青

陜西廣播電視信息網(wǎng)絡(luò)股份有限公司

陜西.西安　　710068


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


　　[關(guān)鍵詞] TD-SCDMA 協(xié)議測試 測試項目 TSM終端協(xié)議測試


　　TD-SCDMA（Time division-synchronous code division multiple access 時分-同步碼分多址接入）系統(tǒng)是TDMA和CDMA二種基本傳輸模式的靈活結(jié)合，亦是由中國無線通信標(biāo)準(zhǔn)化組織（CWTS）提出并得到國際ITU通過的3G無線通信標(biāo)準(zhǔn)。在3GPP內(nèi)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(tǒng)特別適合于城市人口密集區(qū)提供密度大容量話音、數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)。系統(tǒng)可單獨組網(wǎng)運營也可與其它無線接入技術(shù)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(yè)務(wù)，工作在TDD模式下的TD-SCDMA系統(tǒng)在周期性重復(fù)的時間幀里傳輸基本TDMA突發(fā)脈沖，通過周期性地轉(zhuǎn)換傳輸方向，在同一載波上交替進(jìn)行上、下行鏈路傳輸。（2）智能天線，在TD-SCDMA系統(tǒng)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(lián)合檢測，TD-SCDMA系統(tǒng)是干擾受限系統(tǒng)，系統(tǒng)干擾包括多徑小擾，小區(qū)內(nèi)多用戶干擾和小區(qū)間的干擾。（4）同步CDMA指在上行鏈路各終端發(fā)出的信號在基站解調(diào)器處完全同步，相互間不會產(chǎn)生多址干擾，提高了TD-SCDMA系統(tǒng)的容量和頻譜利用率。（5）軟件無線電是利用數(shù)字信號處理軟件實現(xiàn)傳統(tǒng)上由硬件電路來完成的無線功能的技術(shù)，通過加載不同的軟件可實現(xiàn)不同的硬件功能。（6）TD-SCDMA便于實現(xiàn)由GSM系統(tǒng)的平滑過渡，能夠支持各種并行承載。


　　協(xié)議測試是一種墨盒測試及測試只關(guān)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(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，通過控制觀察被測協(xié)議實現(xiàn)的外部行為對其評價。目前協(xié)議測試分成4個方面進(jìn)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(xié)議實現(xiàn)是不嚴(yán)格遵循相應(yīng)的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)；判斷網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的協(xié)議是不符合協(xié)議的國際標(biāo)準(zhǔn)；它是協(xié)議測試的最基本內(nèi)容；互操作性測試是關(guān)注的對同一個協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，不同協(xié)議實現(xiàn)之間的互連通問題；性能測試是用實驗方法觀測被測協(xié)議實現(xiàn)的各種性能參數(shù)；堅

　　固性測試是檢測協(xié)議實體或系統(tǒng)在各種惡劣環(huán)境運行的能力。


　　協(xié)議性測試的驗證依據(jù)協(xié)議所實現(xiàn)的產(chǎn)品是否正確的第1步就是保證產(chǎn)品實現(xiàn)與所依據(jù)的規(guī)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(rèn)產(chǎn)品遵從規(guī)范的要求，并減少產(chǎn)品在現(xiàn)場（如TD—SCDMA終端）運行時發(fā)生錯誤的風(fēng)險性。


　　一致性測試由ISO 9446同際標(biāo)準(zhǔn)定義的一個完善的測試方法。根據(jù)ISO 9646一致性測試方法論的規(guī)定，測試標(biāo)準(zhǔn)包括3個部分：抽象測試集（ATS，Abstract Test Suite）、協(xié)議實現(xiàn)致性說明（PICS）和協(xié)議實施附加信息（PLXIT）�？蓤�(zhí)行測試集（ETS）是在以上3個部分的基礎(chǔ)上生成的。如圖2 一致性測試的主要步驟，詳細(xì)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(guī)范。


　　PICS：協(xié)議實現(xiàn)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(xié)議實施附加信息，用來提供測試時必須標(biāo)明的協(xié)議參數(shù)。


　　ETC：可執(zhí)行測試集，是測試集有軟件實現(xiàn)體。


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

　　相互間能進(jìn)行工作。互操作性測試的主要步驟如下：


　�。�1）通過預(yù)測規(guī)范在實際環(huán)境中應(yīng)用情況，定義測試目的，指ATS；


　�。�2）根據(jù)ATS實現(xiàn)ETS；


　�。�3）在協(xié)議分析儀上執(zhí)行ETS，對兩個或多個待測系統(tǒng)進(jìn)行測試；


　　（4）由測試過程獲得測試報告，發(fā)現(xiàn)待測系統(tǒng)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(qū)別要在于一致性測試只針對于一個IUT進(jìn)行測試，而互操作性測試則需要對兩個或多個待測系統(tǒng)進(jìn)行測試。


　　互操作性測試在TSM終端測試中的一個典型的應(yīng)用即是TSM終端與基站（網(wǎng)絡(luò)）通信的測試，在終端協(xié)議上主要體現(xiàn)在對協(xié)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(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的通信。所交換的數(shù)據(jù)大多是需要通過空中接口發(fā)送或叢空中接口收到的數(shù)據(jù)。


　　MPH接口負(fù)責(zé)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(shù)測量等。


　　DL接口負(fù)責(zé)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(fā)和中轉(zhuǎn)到相應(yīng)的非接入層。


　　MM接口完成MM與RRM模塊、CM模塊以及MMI環(huán)境之間的信號傳遞，這些信號通過TSR模塊來分發(fā)和中轉(zhuǎn)。


　　CM接口完成CM與MM模塊、RRM模塊以及MMI環(huán)境之間的信號傳遞，這些信號通過TSR模塊來分發(fā)和中轉(zhuǎn)


　　PHI接口完成HL1模塊和物理層環(huán)境（DSP）之間控制信號和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的交換。


　　MMI接口完成MMI環(huán)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(huán)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(huán)境之間的信息傳遞。


　　CC子層的測試


　　（1）MO呼叫（主叫）建立和釋放的測試；


　　（2）MT呼叫（被叫）建立和釋放的測試；


　�。�3）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；


　�。�4）當(dāng)在呼叫建立過程中或通話過程中，呼叫出現(xiàn)異常后，呼叫重建的測試；


　　（5）CC多實例的測試。


　　MM子層的測試


　�。�1）選網(wǎng)過程的測試；


　�。�2）TMSL和重分配（TMSL reallocation）的測試；


　　（3）鑒權(quán)（Authentication）的測試，包括鑒權(quán)接受和鑒權(quán)拒絕的測試；


　�。�4）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；


　�。�5）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(wǎng)絡(luò)ABORTMM連的測試和Follow-on Request Pending的測試；


　�。�7）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


　�。�1）小區(qū)選擇的測試，包括被阻（Barrd）小區(qū)的測試、非選擇PLMN的測試、C1、<0小區(qū)的測試，小區(qū)的功率等級小于極限值的測試，受阻小區(qū)進(jìn)行駐留的測試等；


　�。�2）正常空閑的測試，包括鄰近小區(qū)、服務(wù)小區(qū)測量的測試、尋呼響應(yīng)的測試；


　�。�3）小區(qū)重選的測試，包括是否進(jìn)行小區(qū)新判斷的測試，小區(qū)重選過程中，被選小區(qū)優(yōu)先級的測試，小區(qū)重選成功的測試，小區(qū)重選不成功返回小區(qū)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(jī)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；


　　（6）尋呼的測試、包括尋呼模式、尋呼類型的測試；


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


　�。�8）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(dāng)前小區(qū)的測試、異常釋放后進(jìn)行小區(qū)重選或小區(qū)選擇的測試。


　　L2層的測試


　�。�1）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；


　　（2）不需要沖突解決的鏈路建立過程的測試，如切換時；


　�。�3）鏈路建立后，I幀、監(jiān)控幀、U幀傳輸?shù)臏y試；


　　（4）I幀重傳的測試，包括重傳成功、重傳失敗到達(dá)最大次數(shù)的測試；


　　（5）REJ幀的測試；


　�。�6）空閑狀態(tài)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


　�。�1）小區(qū)選擇時，頻率調(diào)整、鄰近小區(qū)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(wù)小區(qū)和鄰近小區(qū)周期性RSCP的測量、周期性的鄰近小區(qū)同步、服務(wù)小區(qū)和鄰近小區(qū)BCCH的解讀等內(nèi)容的測試；


　�。�3）隨機(jī)接入，SYNC1的探測、信道接入的發(fā)送、CCCH（PCCH、AGCH）的讀取、服務(wù)小區(qū)和鄰近小區(qū)的測量、服務(wù)小區(qū)和鄰近小區(qū)BCCH的讀取等項目測試；


　　（4）連接模式時，服務(wù)小區(qū)和鄰近小區(qū)RSCP的測量，SACCH、FACCH和TCH的讀取，SACCH、FACCH、TAH的發(fā)送，DCH配置，信道的切換等項目的測試。


　　以上論述的各種協(xié)議測試中，全面介紹了測試的過程和內(nèi)容，從TD-SCDMA系統(tǒng)中要進(jìn)行系統(tǒng)測試、射頻測試、終端測試、協(xié)議測試的全過程，由于時間有限我只給同行分析協(xié)議測試的具體過程。在協(xié)議測試過程中進(jìn)行國際定義了OSI9646國際標(biāo)準(zhǔn)，就是TTCN獲得了世界范圍的標(biāo)準(zhǔn)化組織和測試委員會的認(rèn)可，它被廣泛地應(yīng)用在通信協(xié)議的測試中，TTCN是樹表結(jié)合表子法的一種標(biāo)準(zhǔn)化AST描述語言，因此，在實現(xiàn)TD-SCDMA終端高層協(xié)議時，采用TELELOGIL AB TAU的產(chǎn)品SDL AND TTCN SUITE4.0作為開發(fā)工具,是一個集仿真、開發(fā)、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(xié)議和其ITU，它涉及的需要用戶定義新的數(shù)據(jù)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(tài)行為。如圖3所示。





　　圖3 X協(xié)議模型


　　基于圖3所示，X協(xié)議處于協(xié)議層的N層，與上層（N+1）層有一個業(yè)務(wù)接入點U-SAPI，與下層（N-1）層有兩個業(yè)務(wù)接入點。LD-SAPI用于數(shù)據(jù)傳輸，LC-SAPI用于控制，如表4所示。





　　如表4所示X協(xié)議的功能，假設(shè)連接已建立，可直接發(fā)送和接受數(shù)據(jù)，并假設(shè)下層總是沒有錯誤發(fā)生，因此測試不考慮數(shù)據(jù)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(fā)送，新的BSN從0開始，分段結(jié)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(fā)送組裝好的PDU，置sendnumbers=1,若無PDU可發(fā)送，則置sendnumbers=0，控制塊具有高優(yōu)先級；下層的L-Ctrl-readytosend總是20ms發(fā)送一次；接收下層來的數(shù)據(jù)，并把屬于同一個上層PDU的數(shù)據(jù)塊進(jìn)行組裝，發(fā)送到上層。其目的是通過它來介紹如何通過TTCN構(gòu)造測試?yán)��?br />

　　所以，作為開發(fā)與研究TD-SCDMA的領(lǐng)航者在做實驗網(wǎng)的時候是非常重要的驗證，為了系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠、高效的工作，我們要經(jīng)過幾萬次的實驗證明才會有良好的設(shè)備。


　　參考文獻(xiàn)


　　[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(tǒng)、信令及實現(xiàn) 李小文 李貴勇等


　　作者簡介：


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


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　　段義軍（1976-），男，內(nèi)蒙古人，碩士研究生，通信與信息系統(tǒng)專業(yè)，目前參與TD－SCDMA系統(tǒng)的開發(fā)與研究，主要研究方向為聯(lián)合檢測技術(shù)、智能天線技術(shù)在TD-SCDMA系統(tǒng)中的應(yīng)用，數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)。


　　高劍青（1982-），女，開封人，職務(wù)/職稱,工程師,主要從事ISO9001及QS9000和ISO14001，ISO18001，3C的標(biāo)準(zhǔn)咨詢與認(rèn)證。


　　
由CHINA通信網(wǎng)組稿