（通信与信息系统专业论文）tdscdma终端协议一致性测试平台的建构实现方法.pdf

北京邮电大学硕士研究生论文摘要 t d s c d m a 终端蜘议一致性测试平台的建构实现方法 摘要 随着移动通信的侠速发展，对第三代移动通信的研究逐渐成为移 动遴信领域静矫究热点，我国也提出了其有自主知识产权的 t d s c d m a 标准。t d o s c d m a 以其t d d 特有的优势，吸弓l 了越来 越多国内外制造商和运营商的关注。在此背景下，作者参与了 t d - s c d m a 终端综合测试仪s p 6 0 1 0 的研发。 t d s c d m a 终端综会测试仪s p 6 0 1 0 主要糟予骶) s c d m a 终瑞 生产线上的备种指掭测试，它不但能够精确测攫终端的各种物理层指 标，还可模拟基站、r n c 和核心网的信令功能，带动终端完成在备 种不同状态下的性能指标测试。 作者作为s p 6 0 1 0 研发项裔前两期高朦漭议栈功能实现，l 、缀的受 责人，圭要工终是研究t d 。s c d m a 系统舞层挎议及实现，对测试仪 协议测试模块进行总体设计。 本文介绍了协议一致性测试基本理论，提出了一种t d s c d m a 终端协议一致性测试平台的建构方法，摇述了该平台的功麓，耩粲结 构和实现方法，并举例说甥了对该测试平会馊耀t r c n 进学一致性测 试和模拟网络功能。 关键词：t d - s c d m a ，协议一致性测试，t r c n ，业务测试 北京邮电大学硕士研究生论文a b s l r i 认c t t h es o i ，i1 1 i o nt ob u i l d i n gt h et d s c d m a u ep r o t o c a lc o n f o r man c et e s t i n gp i 。a i f o r m w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to fm o b i l ec o m m u n i c a t i o n ，t h er e s e a r c h o nt h e3 r dg e n e r a t i o nm o b i l ec o m m u n i c a t i o nb e c o m e st h eh o t s p o ti nt h e t e l e c o m m u n i c a t i o nf i e l d a n dt h et d s c d m as t a n d a r dw i t hi n d e p e n d e n t i n t e l l e c t u a lp r o p e r t yr i g h to fo u ro w nc o u n t r yh a sb e e np r o p o s e d d u et o t h ea d v a n t a g eo ft d dp r i n c i p l e m o r ea n dm o r em a n u f a c t u r e r sa n d t e l e c o mo p e r a t o r sp a ya t t e n t i o nt ot h i st e c h n o l o g y o nt h ec o n d i t i o n ，t h e a u t h o rp a r t i c i p a t e di nt h er e s e a r c ha n dd e v e l o p m e n to ft h e 叮d s c d m a t e r m i n a lt e s ts e ts p 6 0 1 0 ” t d s c d m at e r m i n a lt e s ts e ts p 6 0 1 0i sd e v e l o p e df o rt h et e s to f t d s c d m at e r m i n a l so nt h ep r o d u c tl i n e s i tc a nn o to n l ye x a c t l y m e a s u r et h ep h y s i c a ll a y e ri n d e x e so ft e r m i n a l s b u ta l s os i m u l a t et h e s i g n a l i n gf u n c t i o no fn o d eb ，r n ca n dt h ec o r en e t w o r kt od r i v e t e r m i n a l si n t od i f f e r e n tt e s ts t a t e n ea u t h o rh a sb e e nr e s p o n s i b l ef o rt h eh i i g hp r o t o c o ls t a c kl a y e r f u n c t i o nr e a l i z a t i o na tt h ef i r s ta n ds e c o n ds t a g eo ft h er & do fs p 6 0 1 0 t h em a i nt a s ki st h er e s e a r c ho ft d s c d m ah i g hp r o t o c o ls t a c k r e a l i z a t i o n ，a n dt h ed e s i g no fs p 6 0 1 0p r o t o c o lt e s t i n gp l a t f o r mf u n c t i o n a l m o d u l e s 1 i lm i st h e s i s w ei n t r o d u c eab a s i cc o n c e p to fp r o t o c o lc o n f o r m a n c e t e s t ，a n dp r o p o s eaf u n c t i o no ft d s c d m au s e re q u i p m e n t ( u e ) t e s t i n g p l a t f o r m w | cg i v et h ef r a m e w o r ka r c h i t e c t u r e f u n c t i o n sa n d i m p l e m e n t a t i o nt e c h n i q u e 、阮a l s op r e s e n ta ne x a m p l et oi l l u s t r a t eh o w t h ep l a t f o r ms i m u l a t e sn e t w o r kt op r o c e s sp r o t o c o lc o n f o r m a n c et e s t i n g u s i n gt t c n k e y w o r d s ：t d - s c d m a , p r o t o c o lc o n f o r m a n c et e s t ，t l r c n ，s e r v i c e ，- 独创性( 或创新性) 声明 本人声明所里交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他 教育机构的学位或证书而使用过的材料与我一同工作的同志对本研究所做的任 何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文氧耷料苞方不实之处，本人承担一切相关责任。 本人签名：纠：望雾绪日期：2 卑：k l ” 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即： 研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借 阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它 复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 套参孙日期：纠1 幻 三1 扁伽日期：o 7 、弓、i c - 北京邮电犬学硕士研究生论文第1 镦 l i 论文概述 1 1 1 论文背景 第1 章绪论 随着辩无线数撰监务、无线传输速率要求不断增强，第兰代移动遴信技术和 应用得到了迅猛的发展，t d ，s c d m a 标准及其威用的研究成为3 g 麓展的重头 戏。 ， t d - s c d m a 移动通信系统标准是中国提出并被国际电信联盟 3 g p pt s 2 4 0 0 79m o b i l er a d i oi n t e r f a c es i g n a l i n gl a y e r3 ：g e n e r a la s p e c t s 3 g p pt s 2 4 0 0 8 。m o b i l er a d i oi n t e r f a c el a y e r3s p e c i f i c a t i o n ；c o r e n e t w o r kp r o t o c o l s ： s t a g e3 3 g p p t s 2 5 3 3 1 ，r a d i or e s o u r c ec o n t r o l ( 】腿c ) ； 3 g p pt s 3 4 1 0 8 ，c o m m o nt e s te n v i r o n m e n t sf o ru s e re q u i p m e n t ( u e ) ； c o n f o r m a n c et e s t i n g 3 g p pt s 3 4 1 2 2 ，t e r m i n a lc o n f o r m a n c es p e c i f i c a t i o n ；r a d i ot r a n s m i s s i o n a n dr e c e p t i o n ( t d d ) 负责协议栈的需求分析，概要设计，详细设计与文档维护。 负责系统调试协议技术支持 4 ) 负责综合测试仪演进功能的预研 s m s 的预研 t d - s c d m a h s d p a 的预研与实现方案 t d s c d m a 接力切换的预研与实现方案 高层协议栈功能主要模拟网络侧的信令与业务数据，将终端带入通信状态或 测试状态。实现平台为a n s i c 语言。 1 1 2 选题意义 开展对t d s c d m a 移动终端一致性测试技术的研究，设计针对 t d s c d m a 系统的终端测试平台，对准确地验证移动终端设备的各项技术、信 令和性能要求具有十分重要的意义。 对终端设备的测试包括射频指标测试、协议测试以及其他测试。协议一致性 测试是协议测试的基础，通过观察设备对协议具体实现在不同的环境和条件下的 反应行为来验证协议实现与相应的协议标准是否一致。协议一致性测试是一致性 测试中的难点。 目前现有的终端协议一致性测试方案主要有两种，第一种是对协议栈进行完 全实现，然后控制协议栈的运行状态完成测试，第二种是对某项具体测试内容使 用工具集生成测试用例，其他非测试部分完成协议栈实装实现。前者可以较简便 的实现某一项测试，但结构体系比较封闭，业务的扩展性和重用性不强，而且整 体协议栈开发难度大，成为测试实现的应用瓶颈。后者具有较强的扩展性但是提 高了测试方法实现的复杂度，特别是生成t d s c d m a 测试用例较麻烦，增加了 测试用例编写的难度，而且重用性差，如果没有对测试用例运行平台很好的设计 薯京都耄大学獗士舔究生论文第l 毒 秘对酝鸯溅试步骤遴学统筹矮划佟为蓠褥，霪镶缀滩醚会傻壤。 现提出一个具有实际应用价值，可以提供终端协议一致性测试的 t d - s c d m a 终端测试系统络梅，该系统不仅可戳提供协议一致往溅试，褥显霹 以模拟网络的基本业务，并殷系统结构建构层面具备实现体系架构模块化以具有 标准的按日灵活的扩艟方式，业务功能摄供基本化以完成最麓本的测试业务支持 ( 翔电鼹壤殍艇韭务，分组域数攒业务) ，整个系统具备开放戆体系结掏。 1 2 论文内容安捧 本论文共分为六拳，第一章绪论奔缀了本论文豹鬻景秘意义，势楚擎奔绍7 一下作者在研兜生阶段从事的主要工作。第二鬻对t d - s c d m a 系统以及终端综 仓测试仪的功能和设计思想作了裰述，并描述了协议测试平螽在整个测试仅中的 键置和作用，为屠续章节深入描述协议测试乎念打下綦础；阏时对t t c n 的基础 做了研究性阐述。第兰章和第四章是全文的核心，其中第三章对测试平台的结构 鞫功戆设谤以及设谤悉想穆7 详缨懿说明；筹露章对测试孚螽熬接睡籀各模块豹 县体实现做了详细说明。第五章对测试平台的扩展实现设计方法详细说明，介绍 了使用测试平台联会i t c n 遂行测试和平台瓣s o c k e t 逶髂方案努缀。在第六 章中，对论文进行了总结，并对t d s c d m a 终端测试仪和协议一致性测试平台 的开发作了总结与展望。 北京邮电大学硕士研究生论文第2 章 第2 章协议测试与终端测试仪 架构t d - s c d m a 协议测试平台有三个理论基础，协议一致性测试、t r c n 誓具以及t d - s c d m a 终端综含测试仪。本章在介缨凑议一数性溪4 试纂本概念的 蒸磷上，对t r c n 原联及其工凝作了筒孽介绍，最稀重点介缁了溅试仪的功匏及 熬体设计，在该测试仪平台上模拟t d - s c d m a 系统网络侧的功能。 2 1 协议一致性测试 2 1 1 傍谈测试耩涟 揍议测试是在较嚣溅试豹蒸礁之上发展起来熬。缀据对拨溅软箨鹣控制理察 方式，软件测试方法分为三种： 1 1 自盒测试，邋过每条谱句至少执行一次来龛丽检查熬个程序代码，测试 戆力缀强，艇楚遂程过于复杂，瓣毅测试软 孛要求缀离，逶常耀手萃元 测试当中； 黑鑫测试，只测试软件外部可以观察到的纷为功能，丽不涉及程痔的内 部络构，只关心被测试软箨酌输入与输出，测试能力虽然弱化一些，健 测试过程相对简单，对软件本身1 妲没有什么特殊要求，常用予集成测试 秘系统测试巾 3 ) 灰窳测试，怒将白盒测试和黑盒测试结合起来形成的一种测试方法，吸 收了两种方法的优点： 漭议溯试是一释爨盒溯试，使稷据涛议标准，邂过控麓躐察被溅貉议实现姊 部行为对其进行评价。目前协议测试分为四个方面进行研究： l 一致性测试，主要测试镪议实现是否严格遴锤相应的耱议攒遴，刿叛鼹 络产品酶协议实现是否符合协议的国际标礁，它是协议测试的最基本内 容，是另外三种测试的基础； 参互搽薛经溺试，关注瓣是霹予鲻一令耱谈糖准，苓瓣臻议实瑗乏阕戆蔓 连通问题； 性熊测试，魑用实验的方法来观测被测据议实现的嚣荦巾性能参数，如吞 畦繁窝传输延迟等等，其结采往往与输入巍载有关； 4 1 坚湖性测试，是检测协议实体或系统在各种恶劣环境下运行的能力( 信 遴拔切錾、遴嫠系绕簿邀、注入予撬掇文笛) ； 熊东部耄大学磺圭臻究垒论文第2 牵 2 1 2 协谈一致往游试 协议一致性测试是协议测试的种，它是一种功能性测试，依据协议规范的 说骥对势议豹菜令安瑰进霞测试，翔錾协议实现与蛰议振准怒否保持一致。其圭 襄目的确认产品遵从规范要求，减少产品在现场运行时发生错误的风险饿。 协议一致经测试标准彀括三令部分；弦象溯试集( a t s ) 、镑议实瑰一致经 说明( p i c s ) 謦口协议实施附加信息( p i x i t ) 。硝执行测试集( 日r s ) 在以上三部 分基础土生成。 协议一致性测试的主要步骤： 1 1 根据协议规范，研究协议规范的镣个特性，并为每个特性编写测试茸的； 套把每个溅试爨黪转能为抽象测试糟魏( a t c ) 。覆盖垮议援落耩有特性戆 多个a t c 的集合就构成了该协议规范的 鸸； 生成p i c s p l x l t 。p i c s 掰来谶弱实旅的要求，麓力及哥选瑗实施蠢鼋馕 况。p i x i t 用来提供测试时必须标明的协议参数： 确定测试方法，针对不同的被铡协议实现( i u t ) ，糟户应浆用不瀚的溅 试方法； 5 ) 根据p i c s p i x i t 和测试目的编写测试用倒，嫩成可执行的测试集e t s ； 国使恁袋成豹e t s 测试i t j t ； 7 1 根据测试结果生成测试报告。 2 2t y c n 概述 协议一致性测试最主要的工体之一就是测试用例的生成。有许多自动生成测 试用例的方法，但是这些方法都依赖于协议的形式化描述，而大多数通信阏络诲 议都是耀自然语畜撼遮的。要对这类扔议进乎亍测试，囱予不能用基于状态枫模型 的产生正具自动生成测试集，必须由专业人员熟悉该协议和相关协议，写出自然 瀵言描述弱溅试集。这静自然语言绉述静测试集懿最犬缺点怒二义瞧秘难爨震飘 器处理。国际标准化组织i s o 推荐了一种专门描述测试集的半形溅化描述语富 删。它其有明确豹语法和语义，虽是冒执行蠹孽，阉戳播述独立鼍：任露实瑶鹩 通用测试集。针对测试领域，t t c n 提供了许多有用的元素，目前已经发展成 为一种通用的测试糯洛语畜。 5 t 琵家郏啜大学疆磅究玺谂交第2 章 2 2 1 概念 朝r c n 是一种形式测试攒述语言，采用树和表格为表现形式的测试表示法， 其中袭格主要用于数据类熬、覆语、稔议瑷察森、终索等，舞煲| l 鼹：争攘述溅试集、 灏试弼佣、测试步骤等。 r c n 有两种表现形斌； 1 ) 图形方式( t t c n g r ) ：该种方式采用袭格方式，适合予人机交互时使 用； 翁梳器处理方式( t r c n m p ) ：该秘方式通过使用定义熬游淡来生成瓣试 集，逶会手在瓤嚣疑理和其绝自动方茂之阕逶行转换。 删需要满足以下需求； 1 测试系统能够定义和构造发送和接收被测试实体( i u t ) 的抽象服务原 语( a s p ) ： 劾戆够定义和构造嵌入在a s p 的协议数擐擎元( p d u ) ； 3 在撵定控锈纛麓黎杰( p c o ) 上，襞够援定a s p 懿发送菠羧故粳彦，戆 够构造铡试用例。 在对t d - s c d m a 磁滕软件进行测试时，t r c n 虽然采用黑盒测试方法进行 测试，识通过与s d l 的联裔使用( 协仿真) ，可以生成消息序列流圈( m s c ) ： 通过戏察i u t 内部和珏埽露环壤( 溅试系统) 之阍的消息序列和数据流，达到 查我镶谈豹嚣约。 2 2 2 测试模型 t t c n 的测试模式如瞬2 1 所示，t t c n 的测试采用黑盒测试法，它把i u t 整今餐佟一令溺试实俸来考虑，夔霹数摄黎溅试囊戆测试嚣黪，瀵避选舞i u t 与测试环境的接日来递幸予溯试，以达到测试釉验证i u t 的强翡。 t t c n 虽然采用黑盒测试方法进行测试，儇通过与s d l 的联佘使用( 协仿 真) ，w 以生成消息序列流阁( m s c ) ，通过观察n 月内部和i u t 如测试环境之 间的消息序列和数据流，从丽达到查找错误的皤的。 麓家鄄毫大学矮臻究生论文 繁2 章 羁2 - 1 ：t r c n 测试模型 t t c n 的t e s ts u i t e 结褥串，最重要鹩魏是t e s tc a s e ，每一个t e s tc a s e 都是 为特定的测试目的丽建立的，以骏证i u t 是否具有协议要求的能力或显示某种 黢求的行为。 一个t e s ts u i t e 幽多个t e s tg r o u p 嵌套构成，可以为t e s ts u i t e 组织多个逻辑 顺序。t e s tg r o u p 的日i 入有助于t e s ts u i t e 的规划、开发、理解或执行。 一个t e s tg r o u p 出一令或多令t e s tc a s e 构成。 一个t e s tc a s e 可以由多个t e s ts t e p 构成，这样更有助予理解t e s tc a s e 。t e s t c a s e 具有福葡灏试避程由一个逶粥的t e s ts t e p 实瑶，使得编写斡溺试蘑翻更臻 构化、更加通用。与t e s tc a s e 不同，t e s ts t e p 必须依附于t e s tc a s e 运彳亍，不能 单独运行。 一个t e s ts t e p 囊t e s te v e n t 翻其熟的t e s ts t e p 过程构成。t e s te v e n t 是指从 i u t 中接收或向i u t 中发邀单个a s p p d u 的攀件，t e s te v e n t 在t e s ts t e p 中具 寄蔟彦经瑷表裙事掺发生瓣先嚣。 2 2 a 俄ns 1 臃组成 1 t c ns u i t e 由四部分缀成： 1 ) 总菱鄢分：趣捶全鞭会缨粪孽信惠鼗黠t e s ts u i t e 豹理瓣，热测试参考秘溺 试目的的描述等； t e s ts u i t e 翡结稳，龟耩禳关参考文糖瓣标精、t e s ts u i t e 结梅熬描述， 以及测试目的和测试缀选择标准的个简单描述； t e s tc a s e 的索弓l ，包括所有t e s tc a s e 的完整清肇，提供t e s tc a s e 酶 一 一 一 北京邮电大学硕士研究生论文第2 章 详细信息； t e s ts t e p 的索引，包括所有t e s tc a s e 的完整清单，提供t e s ts t e p 的 详细信息； 缺省索引，包括所有缺省的完整清单，提供与缺省有关的详细信息。 声明部分 定义，包括t e s ts u i t e 类型的定义和t e s ts u i t e 运算符和运算的定义； t e s tc a s e 的参数和选择表达式； 声明定义，包括常量、变量、别名、p c o 的定义、定时器的定义、 a s p 的定义、p d u 的定义等。 3 ) 约束部分，根据测试环境和n j l r 间的实际通信数据，对a s p 、p d u 和在 动态部分使用的参数进行赋值，在动态部分构造测试用例时使用。 t r c n 的表格方式 a s n 1 的表示方式 t t c n 与a s n 1 的混合表示方式 4 ) 动态部分，根据测试目的，按照a s p 、p d u 、p c o 发生的顺序，制订测 试行为来生成测试用仞j 。 t e s tc a s e 的动态行为描述，用户可以在此部分构造各种满足测试目的 要求的测试用例，每个测试用例包含一系列的事件和相关判决的精确 描述： t e s ts t e p 动态行为描述组成的库，与t e s tc a s e 相似，t e s ts t e p 的动 态行为也可表示为树的形式，包含一系列的事件和相关判决的精确描 述，并可以嵌套调用。在实现中，应尽量把某些功能相对独立的测试 过程用t e s ts t e p 来实现。 缺省动态行为描述组成的库，一个t r c n 的测试用例总是可能包括各 种各样发生的事件，但是不可能在测试用例中列出所有可能的情况。 因此t t c n 引入了缺省动态行为描述处理各种意外的事件。 2 2 5 测试用例的构造 下： 使用t e l e l o g i ca b 公司提供的t r c ns u i t e 产品构造t r c n 测试里的步骤如 1 ) 在t t c ns u i t e 中新建一个t r c n 的s u i t e 。 2 ) 声明p c o 的类型，即p c o 是在l ，t 还是在u t ，或u 、u t 同时采用； 基于p c o 类型的p c o 定义。 j t 京邮电大学硕士研究生论文第2 紫 定义i t u 溯试环境之闻静按e l 所用瓢静p d u 、a s p 类型。 铆声明在测试例中要用到的常量、变量、定时器。 受巍绣素部分，撬造簸测试繇境刭i l r r 静溅试数据滚( 基予a s p 类型、p d u 炎型) ，构造期待接收的从i u t 煎i 测试耐= 境的测试数据流( 藏于a s p 类 溅、p d u 类型) 。 & 农动态郝分，祷逢t e s tc a s e 势虚遵疆缭梅纯戆设诗藩奚| l ，器量把一伞 t e s tc a s e 巾功能相对独立的部分构造为t e s ts t e p ：构造缺省行为描述。 2 3t d - s c d m a 终端溅试仪概述 t d - s c d m a 终壤综台测试纹模拟t d - s c d m a 系统掰络侧豹功能，在与终 端进行i 蘸信的时候。对终端的射频指标进行测试。在介绍t d - s c d m a 系统结 哿 尤其是空中接口结构的基础上，引出终端综合测试仪的功能及设计概述，为下文 奔绍测试仪游议筏戆磅麓及设诗努下镶鳖。 2 3 。11 黔s c d m a 系统概述 t d s c d m a 由大唐电信科技产业集团代表中国提交，谯2 0 0 1 年被国际电联 接绫，成为被鏊骣鼹会诀霹豹三大3 g 搽准之一。在孛霾务帮趣懿爨力支持以及 t d s c d m a 产业联盟企业的共同推动下，t d - s c d m a 已成为发展最快的3 g 技 术标准。 2 。3 2t d 。s c d m a 系统结构 t d - s c d m a 系统主要由核心网( c n ) ，u m t s 陆地无线接入网( i r r r a n ) 和用户设备( u e ) 构成。结构如图2 - 2 所示： 北京邮电大学硕士研究生论文第2 章 u t r a n 图2 - 2 ：t i ) - - s c d m a 系统结构图 从技术角度分析，t d s c d m a 系统的核心网与现有的g s m 核心网差别不 大，作为第三代移动通信系统，其优势主要体现在接入网( u 1 1 认n ) 方面。u t r a n 包含一个或几个无线网络子系统( r n s ) ，每个r n s 由一个无线网络控制器 ( r n c ) 和一个或多个基站( n o d eb ) 组成。u t r a n 和c n 的接口为i u 接口， 在u t r a n 内部无线网络控制器r n c 之间通过l u r 互联，r n c 和n o d e b 之间通 过i u b 接口互连，n o d e b 和u e 之间的接口为u u 接口( 又称为空中接口) 。 我国为t d s c d m a 共划分了1 5 5 m 带宽，其中主要工作频段为 1 8 8 0 - 1 9 2 0 m h z 、2 0 1 0 - 2 0 2 5 m h z ，补充工作频段为2 3 0 0 2 4 0 0 m h z 。其主要技术 特点如下： 1 ) 信号带宽1 6 m h z ； 码片速率1 2 8 m c h i p s ： 采用智能天线( s m a r t a n t e n n a ) 技术，提高频谱效率； 4 ) 采用同步c d m a ( s y n c h r o n o u sc d m a ) 技术，降低上行用户间的干扰 和保护时隙的宽度； 5 ) 接收机和发射机采用软件无线电( s o f t w a r er a d i o ) 技术； 6 1 采用联合检测技术，降低多址干扰； 刀多时隙c d m a + d s c d m a ，具有上下行不对称信道分配能力，适应数 据业务； 鳓采用接力切换，降低掉活率，提高切换的效率； 9 1 语音编码：a m r 与g s m 兼容； 北京邮电大学硕士研究生论文 第2 章 l 国核心网络蓥予g s m g p r s 阚络豹演逶，劳保稽与g s m g p r s 瘸络豹装 容性； 1 1 ) 綦站阂采用g p s 或纛掰络回步方法，黟低基站阈乎扰； 2 3 2 1t d - s c d m a 空中接翻结构 在u u 接口上，协议栈按其功能和任务，被分为物理魇( l 1 ) 、数据链骆朦 ( l 2 ) _ 和网络层( l 3 ) 共3 朦。其中妲又分为媒体接入控制( m a c ) 、无线链 路控懿( 装) 、分缝数据会袋赘汉( p d c p ) 和广接，多撩控潮( b m c ) 等4 令 子层。l 3 和r l c 按其功能又被分为控制平面( c 平面) 和用户平丽( u 平面) ， t _ 2 豹p d c p 和b m c 只存在乎用户平灏中。在按制平面上，l 3 又分为无线资源 控制( r r c ) 、移魂性管理( 黼黼) 霸逡接管理( 蕊) 等3 个子层。按詹令及遥 程是否和接入有关，u u 接口协议也被分作接入屡( 包括l 1 、l 2 和l 3 的r r c 子层) 纛l # 接入鼷( 毽捂m m 、c m ) ，其中，# 援入层镄令属于核一心掰功戆。 o p 如c l i 目删h 雌 u - p l u e t n f o t r a a t t o a 型墨羟 圈2 - 3 ：魄接譬诲议毽 北京邮电大学硕士研究生论文第2 章 2 3 3t d s c d m a 终端测试仪概述 本产品主要用于t d - s c d m a 终端生产过程中的各种指标测试。其构筑基于 p x i 总线，能够在出厂前对终端所有关键性能指标进行全面的测试。该仪表不但 能够精确测量终端的各种物理层指标，还可模拟基站、r n c 和核心网的信令功 能，拉动终端完成在各种不同状态下的性能指标测试。用户可以通过计算机监视 测试结果，也可以在“仪器控制计算机”上通过定制不同的终端测试用例和指标 门限来完成终端不同方面的测试，在终端的测试指标不满足正常范围时，将给出 报警和简单的数据处理。 仪表不但可以独立工作，还可以利用g p i b 线同其他的仪表进行串联，利用 基于脚本的动态协议测试组织策略，根据用户的测试需要，动态生成测试用例， 配合其他仪表，达到对手机进行全面测试的目的。 2 3 31 仪表功能简介 概括说来，t d s c d m a 终端综合测试仪s p 6 0 1 0 的主要功能可以分为射频测 试功能、呼叫处理功能和g p i b 远程控制功能，如下图所示： 嬲_ 嘲嘲嬲噍 施发射机 嬲嘲瓣丽嘲噍删鬯竺鬯些 s p 6 0 1 0 墨胆 羼吟监 黑赙 图2 - 4 ：测试仪功能图 1 、射频测试功能。射频测试功能是对t d - s c d m a 终端射频指标进行测试， 包括接收机测试和发射机测试。 北京邮电大学硕士研究生论义第2 常 餐2 - 5 ：发射蕊测试 图2 - 6 ：接收机测试 2 ) 蟛叫处理功能。呼叫处理功熊是为模拟嬲络侧的协议处理过程，将被测 终端带裂浆一状态戬进行裙关测试。殍朝楚理功髓可模撅t d - s c d m a 网络的接入网和核心网的部分处理过程。 g p i b 运鬏羟割功戆。t d - s c d m a 综测纹应当具蠢运端控制豹功戆，遴 * 1 3 北京邮电大学硕士研究生论文第2 章 端控制即用户使用p c 或者工控机在远端对仪表进行控制，控制的传输 线一般采用g p i b i , a n 来连接。 一一 图2 - 7 ：g p i b 功能 s p 6 0 1 0 为了方便客户的使用，还添加了丰富的系统控制功能，使客户可以 根据测试的要求设冕测试工程中的各种参数和仪表的特定功能参数。 2 3 3 2 仪表总体设计思想 测试仪的结构设计如下图所示。用户接口部分即人机界面，可以在m i c r o s o f t 或者l i n u x u n i x 之类的操作平台上实现。高层协议处理模块主要是用软件完成 空中接口部分r r c 层和核心网n a s 层的功能模拟。测试数据处理模块负责所有 测试项的测量和计算。r l c 和m a c 层处理模块分别完成r l c 层和m a c 层的 功能。物理层模块分成发送和接收两部分，在d s p 上实现。射频调制和解调完 成基带信号和射频信号之间的转换，由f p g a 实现。 乾京懿壤大学矮圭臻究生谂文第2 牵 图2 - 8 ：测试仪结构设计框图 疑癸拜一个角度看，熬令测试纹系统又胃熬分秀磺件秘软俘秀今部分： 1 ) 硬件郝分分为三个部分： 梳箱和撩铡器；提供所有软件程序的运行平台，摊供测试结果链示和 用户控露4 平台，露时提供三层以及a # 接入层数据媳模拟； 射频部分：主瑟功能为产生时钟源，射频信号的发送与接收； 基磐处毽郏分：基穆繁号楚璎、裹茨据议鲶理与测试数据照璎，提供 数据传输的各种接口。 2 ) 较律部分主黉分为三令都分： 主控软件包：在控制器上运行的软件，完成仪表的控制接口、完成控 帝指令解释和脚本解释功麓、完成对协议娥理软件和射额测量软件的 控制功能；完成对所商硬件的控制功戆；毙成测试数据转换输出和数 据显示功能。 携议憝理软转镪：圭癸分为舞层镑滚处理耪魏爨层协议处理嚣今都 北京邮电大学硕士研究生论文第2 章 分： t d - s c d m a 高层协议处理软件部分：完成n a s 、r r c 、 p d c p 、r a b m 、r l c 、m a c 层的协议处理功能； t d s c d m a 物理层协议处理软件部分：完成物理层发送和 接收的处理工作： 射频测量软件包：完成对终端的发送和接收性能指标的测试和分析。 2 a 本章小结 本章重点引入测试平台架构的三个基本要素，协议一致性测试、t r c l q 工具 以及t d s c d m a 终端综合测试仪。首先介绍了测试基本概念，然后引入协议测 试的分类，并重点介绍了协议一致性测试。然后对协议一致性测试的重要工具 t r c n 做了简要的介绍。t d - s c d m a 系统结构以及空中接口结构，由于采用t d d 双工方式以及智能天线和独特的上行同步技术，t d s c d m a 的空中接口设计在 整个系统中显得尤为重要，也是测试仪实现中关键的一部分。本章第三部分详细 介绍了测试仪的功能及整体设计。测试仪的功能是在周密的市场分析和前景预测 的基础上确定的，主要是带动终端进入不同的测试状态进行相关的射频测试，它 需要模拟t d s c d m a 系统网络侧的功能，因此其主体设计结构与系统网络侧类 似。 l 纛索熬耄大学矮士磷究生论文繁3 章 第3 章测试平台的结构 在筹2 搴对协议测试每溅试王其俸璎论缝分叛豹慧穑之上，本紫重点甥入协 议溯试乎台的架构，分别对平台的糙体结构和各部分结构分别作了详细的功能性 分析，突硅l 了架构愚怒和运行视理。 3 1 测试平台的结构 对支持t d s c d m a 终端协议致髋测试的现有技术中存在的不足，现提出 一耱实骥硬捷，模块纯开教健缝擒豹t d - s c d m a 携议测试擎台豹建搀方法。戴 平台既1 町以模拟系统提供t d - s c d m a 基本业务，又可以灵活支持协议一致性测 试，同辩降低黢个平螽实现静复杂凌。该溯试平台实璇秀s p 6 0 1 0 t d - s c d m a 终 端综合测试仪寝的一个重要组成部分。 测试平台包括多个功能实体和框架模块。奎要由脚本部分、协议部分移应震 郝分三个部分构成，结掏糕架如图所示： 图知1 ：t d - s c d m a 协议测试乎台构槊 脚本部分包括：脚本瘁，脚本文件，协议栈控制，脚本a p i 和l o g 六个模 块。负责完成茏线资源譬理分配与调度豹功戆，模拟3 g p p 势议中豹r r c 鞠n a s - 1 7 - 北京邮电大学硕士研究生论文第3 章 实俸，霹滚横熬褰瑟豹其体蔼令氇虿戮鬟供t r c n 一致往灏试。琵部努隽整令嚣 试平台的控制核心，通过编写不同的脚本，可以完成终端测试中所需的离层所有 豹信令测试。由于弓l 入脚本来模搬r r c 秘n a s 层，平台的蜜现难度大大降低。 其中脚本文件( 简称为脚本，下同) ，是为了降低商层( n a s 层和r r c 屡) 熬个实体的复杂度而蜉l 入的一种机制，它是高层实体的一个舆体对象实例，是高 鼷囊麓静一蓉强具俸壤令瓣戮移遵程。魄懿系统溃悫广搔、罨呼、r r c 建彰释 放、鉴权、位置更新等。 协议栈部分包括：l l 层物瑷层( p h y ) ；l 2 层媒体介入艨( m a c ) 、无线链 精滋( r l c ) 、分组数据汇聚瑟( p ：p ) 、蘧部分羧照3 g p p 盼汝议禁祷，完全 按照3 g p p 协议的描述实现。r a b m 实体主要实现对r a b ( 无线接入承载) 管 理，实现r a b 与r b ( 无线承鼗) 之阕的浃射与修羧。 应用部分包括电路交换域渡务( c s ) ，分组交换域业务( p s ) 和参考测量信 道业务( r m c ) 三个实体。应用部分各个模块与脚本部分、协议部分采用统一 戆接墨，霹戮对瑟静簸务进行动态燕载，逶蓬接习霹班羁黪零部分遴襻交互，逡 行流程上的嗣步和数据上的交甄。 3 2 测试平台静功能 3 2 1 脚本部分 脚本郝分主要负黉t d - s c d m a 协议拽中的r r c + n a s 的大部分倍令功能， 完成弱终端滋行同稃翻穗关静掰有搡作。 脚本在使用方面体现为动态链接库的d l l 文件形式，脊固定配置脚本用来 完成仪表綦零的呼列撩终，也可以由鼹户遴孬脚本文咎夔编写宠成用户定割豹操 作。用户可以使用提供的脚本a p i 编辑纯c 源代鹤的脚本文件，然后通过编译 器编译为d i l 形式的脚本文件。 对予国迩聚羹辫本，毫层控籀功麓萄戮由一令鬻本完成，氇虿戳自强个辫零 协调共同完成，这几个脚本可以是并行的，分别完成不同的功能。 对于用户定毒4 脚本，捺议栈控制器对该脚本只露捷行功熊，没有调度功能， 一个用例只能通过单一脚本实瑗。 协议栈控制将会调度所有的固定配置脚本完成离层功能和部分设置功能。 主控软馋夔薅户懿嚣参数袭孛存德饕羽声戆安露酝萋数据移默诀瓣髭霉数 据，通过此接口将数据实时的配鬣到协议拽中，根据用户的配置要求执行协议。 为了能够r r c + 嗨完成多种呼叫的信令流程，熬个脚本部分可以划分为以 j 艺家郎邃大学矮圭磅究生论文第3 章 下蔻令部分：镑议我控裁，嬲本文俘，黪本a p i ，爨本痒，l o g 攒块。 模块间关系如下图： 3 , 2 。1 脚本文件 3 0 1 1 1 籀本她务功麓 图3 - 2 ：模块问关系圈 t d - s c d m a 溅试平台差要臻来模拟瓣络铡懿行为，业务模数甓要逶避释本 来实现，根据3 g p p 协议，脚本的业务范围可以包括3 g 网络的基本功能、电路 域基本= 遘程、分组域基本避程稻参考测麓信遥王程模式基本过程嚣大功熊。 1 ) 3 g 网络业务的基本功能：系统消息广播，注册鉴权，安全模式控制和功 率控错( 包括了上行闭环功率铰谁和上行开环功率靛帝4 等相关项目) ； 翁电路域基本过程：识括位鬟更薪秘呼叫控利。其中位鬟更掰包括i m s i 附 着，周期性位置更新和正常位置更新等。呼q 控制簧求支持呼叫的建立 及释敬过程，包捶挑发起殍翻( m o c ) ，u e 被哆( m 豫) ，u e 发起 语音呼叫释放和网络发起的语音呼叫释放等项目； 分组域基本过程：键括移动性管逢裙会话警瑾，移动性管臻主要裔g 疆添 j b 京邮电大学硬士研究生论文第3 章 附着矜离和周期性路由区更新。会话篱理包括l i e 发起的p d p 上下文 激活，u e 发起的p d p 上下文蒜激活，p s 域l i e 主叫，湖络主州和p s 壤u e 发起堙列释放等磺嚣； 4 ) 参考测量信道工程模式的基本过程：包括网络发起承载测试模式，两种 溅试秘嚣模式靛选择，鼹络终受承载溅试模式等项秘。 脚本定义：脚本作为r r c 和n a s 朕的功能实体的一个对象实例，根据终端 测试需凝完成的信令模拟功能，形成褶应r r c 层消憋信令序列( 包括承栽n a s 消息的r r c 消息) ，根据棚应的规则蹶廖发送每接收。 3 2 1 1 2 脚本糖或 擐据囊鬟溅试约功能，确定份必r r c 秘n a s 层瓣功熊实俸的黠象实织验黪 本所需鼹模拟的r r c 层和n a s 朦信令过程。然后根据可重用性原则将信令过程 分残若予哥浚莛耀豹信令予过程，每令髂令子过程分掰垂一个脚奉实瑗，每个瓣 本由一祭列r r c 消息队列及一系列脚举a p i 构成。 每个脚本根据箕实现的不同娩务，灏3 g p p 协议确定其疑体信令消怠队列的 内容与发送接收顺序及对本侧的配置时机。 脚本中每条发送的信令有相成的属性和动作。属性主要为协议栈高层消息内 褰构成，动终生要包括发邀游息、修改瀵息内签、接l l 殳消息、读取消怠内容、砖 本侧协议栈的配置等。 3 2 1 1 3 脚本落行 每个脚本郁需一个标凇的入翻函数，以供协议栈控制部分调用。脚本中每象 消怠可以狠嚣需要，按照协议要求设定稳应诗瓣器， ；盂控制消惠静通信辩阔淤及 错误信息上报。 3 2 1 2 脚本a p l 脚本与外部模块间的遴信交流的接髓为脚零a p i 。脚本a p i 接鞠函数汇集了 强系统模拟与一致性测试中所有的高层与底层的接口，通过蕻可以获得一层二层 斡溪有酝要参数和数握结莱，同孵也霹淤设置一层蟊二层豹掰毒参数霹状态。 脚术通过脚本a p i 完成d 和下层的通信及控制，脚本a p i 主翳包括以下几 个部分； 1 1 与协议栈控制通信部分：与协议栈控制发送和接收消息，以实现协议站 j 匕京邮电大学硕士研究生论文第3 激 控制对脚本状态的簸撩和对脚奉的调度。 翁筠l 2 发送与接收数攒部分：模拟高层r r c 在控制平面内发送与接收信 令数据。 对低层的控制部分：模拟高层r r c 对二朦r l c 、m a c 、p d c p 和r a b m 的控制口；模拟高层对物理层的控制口。 番使用t t c n 送行一致经溅试嚣雩p c o 。 3 2 1 3 协议棱控制模块 对通过平台对隧络侧进杼模拟时协议栈控制模块负责对所有脚本的调度，协 调足令脚零共羁宠成菜一个其体豹功筑魏信令交纛，