TTCN 在 TDSCDMA 终端.doc

精品论文大全TTCN 在 TD-SCDMA 终端RRM 一致性测试系统中的应用张娟，丁辉 北京邮电大学电信工程学院，北京(100876) E-mail：zhangjuan0325摘要：TD-SCDMA 终端一致性测试的一个重要内容就是进行 RRM 一致性测试，这对终端研发和认证有着重要的意义。本文首先介绍了 TTCN（树表结合表示法）一致性测试的背 景知识，然后分析了 TD-SCDMA 终端 RRM 一致性测试内容，最后详细论述了基于 TTCN 的 TD-SCMDA 终端 RRM 一致性测试系统的设计和实现方法。关键词：TD-SCDMARRM 一致性测试TTCN中图分类号：TN929.531.引 言近年来，作为第三代移动通信标准的 TD-SCDMA 在我国得到长足发展，其产业链也逐 步形成。由于政府的大力推进，以及我国巨大的移动通信市场，吸引了众多企业参加到该产 业中来。在 TD-SCDMA 终端方面，有多个企业已经完成了样机生产，并具备了量产的能力。在第三代移动通信中，无线资源管理（RRM）作为一种关键技术提出，成为衡量一个 标准是否可行，系统服务质量优劣，是否被运营商所接纳的重要性能指标。无线资源管理的目标1是在有限带宽的条件下，为网络内无线用户终端提供业务质量保证，其基本出发点是 在网络话务量分布不均匀、信道特性因信道衰落和干扰而起伏变化等情况下，灵活分配和动 态调整无线传输部分和网络的可用资源，尽量提高无线频谱利用率，防止网络阻塞和保持尽可能小的信令负荷。TD-SCDMA终端一致性测试的一个重要内容就是进行RRM一致性测试， 这对终端研发和认证有着重要的意义。但是目前业内关于TD-SCDMA系统终端的一致性测 试还只是射频功能、性能的一致性测试，RRM一致性测试仍然是个空白。本文提出了一种基于树表结合表示法（TTCN）的 TD-SCDMA 系统终端 RRM 一致性测 试系统的实现方案。2.一致性测试与 TTCN验证依据协议所实现的产品是否正确的第一步就是保证产品实现与所依据的规范保持 一致，这个过程称为一致性测试2。一致性测试是由ISO9446 国际标准定义的一个完善的测 试方法3 4 5。根据ISO9646 一致性测试方法论的规定，测试标准包括 3 个部分：抽象测试 集（ATS）、协议实现一致性说明（PICS）和协议实施附加信息（PIXIT）。可执行测试集（ETS）是在以上 3 部分的基础上生成的，如图 1 所示，主要经历如下几个步骤：(1) 根据协议规范，研究协议规范的每个特性，并为每个特性编写测试目的；(2) 把每个测试目的转化为抽象测试例（ATC），每个 ATC 都详细地描述测试环境和被测 实现（IUT）之间交互的信息以及测试判决条件，覆盖协议规范所有特性的多个 ATC 集合构成了 ATS；(3) 根据协议规范，生成 IUT PICS/PIXIT，其中 PICS 用来说明实施的要求、能力及可选项 实施的情况，PIXIT 用来提供测试时必须表明的协议参数；(4) 根据不同 IUT，确定测试方法；- 1 -(5) 根据 PICS/PIXIT 和测试方法，将 ATS 转换成 ETS；协议规范(6) 使用 ETS 测试 IUT，根据测试结果生成测试报告。测试目的抽象测试集- 6 -IUT PICS/PIXIT测试方法可执行测试集测试报告图 1 可执行测试集的生成Fig1 Generation of the Executable Test SuiteTTCN即树表结合表示法，它是一种标准化的ATS描述语言，在ISO/IEC 9646-34中进行定义，用于一致性测试的测试表示法；其中，树用于描述测试集、测试例和测试步，表格则 主要用于描述数据类型、原语、协议观察点和约束等。TTCN是一种独立于协议、测试方法 和测试设备的抽象语言，它被广泛应用在通信协议测试中。ISO/IEC 9646-3 中定义了两种 TTCN的表示方式：图形方式（TTCN.GR），该种方式采用表格方式，适合于人机交互时使 用；与之相对应的是机器处理方式（TTCN.MP），适合于在机器处理和其他自动方式之间 进行转换。TTCN要求测试系统根据协议规范定义和构造与IUT交互的抽象服务原语（ASP）， 定义和构造嵌入在ASP中的协议数据单元（PDU），并在指定控制和观察点（PCO）上，通 过控制ASP的发送和接收构造ATC。3.TD-SCDMA 终端 RRM 一致性测试TD-SCDMA 系统的可控无线资源包括码字、频率、时隙和空间角度。因为该系统综合 使用了时分、频分、码分和空分以及其他多种新技术，所以频率利用率较高。无线资源管理 是无线网络控制器（RNC）的重要组成部分，其作用主要包括：通过负责空中接口资源的分 配与使用，确保用户申请业务的服务质量（QoS），包括误块率（BLER）、误码率（BER）、 时间延迟、业务等级等；确保系统规划的覆盖区域；充分提高系统容量。目前 3GPP协议6上规定的关于终端一致性测试RRM方面的内容，主要包含空闲模式进 程、连接模式下的移动性管理、RRC连接控制、测量过程和测量性能要求等几个方面，一共31 个测试项，下面按需要小区数对测试项加以说明：(1) 1 个 TDD 小区测试项y终端的传输格式组合（TFC）选择(2) 2 个 TDD 小区测试项y切换到同频 TDD 小区y切换到异频 TDD 小区yRRC 重建时延（已知目标小区的情况）yRRC 重建时延（未知目标小区的情况）yAWGN 传播条件下的 1H 事件和 1I 事件触发报告（同频）yAWGN 传播条件下正确报告 TDD 邻小区yP-CCPCH RSCP 同频测量的绝对精度要求 yP-CCPCH RSCP 同频测量的相对精度要求 yP-CCPCH RSCP 异频测量相对精度要求y时隙 ISCP 同频绝对测量精确度要求yUTRA 载波 RSSI 的绝对测量精度要求 yUTRA 载波 RSSI 的相对测量精度要求 (3) 3 个 TDD 小区测试项yAWGN 传播条件下的 1G 事件触发报告（同频）(4) 2 个 TDD 小区和 4 个 TDD 背景小区测试项y单载波情形下的 TDD/TDD 小区重选y多载波情形下的 TDD/TDD 小区重选y单载波 TDD/TDD 小区的小区重选（CELL_FACH 上的小区重选）y多载波 TDD/TDD 小区重选（CELL_FACH 上的小区重选）y单载波 TDD/TDD 小区的小区重选（在 CELL_PCH 上的小区重选）y多载波 TDD/TDD 小区重选（在 CELL_PCH 上的小区重选）y单载波 TDD/TDD 小区重选（在 URA_PCH 上的小区重选） y多载波 TDD/TDD 小区重选（在 URA_PCH 上的小区重选） (5) 1 个 GSM 小区和 1 个 TDD 小区测试项y不同 RAT 间小区重选y不同 RAT 间小区获取和重选yTDD/GSM 的切换yAWGN 传播条件下正确报告 GSM 邻小区yGSM 载波 RSSI 的绝对精度测量要求 (6) 1 个 FDD 小区和 1 个 TDD 小区测试项 yTDD/FDD 小区重选yTDD/FDD 切换yAWGN 传播条件下正确报告 FDD 邻小区yCPICH RSCP 的绝对测量精度要求4.TD-SCDMA RRM 一致性测试平台4.1 RRM 一致性测试可执行测试集的生成构造测试平台的第一步就是根据协议要求，生成可执行测试集。采用 TTCN 方式，为 上述每个测试项编写 ATC，并生成最终的 ETS，大致需要经历如下几个步骤，如图 2 所示： (1) 根据协议规范撰写 MP 文件，即定义了每个测试项的详细测试步骤；(2) MP 文件的语法检查；(3) 根据特定语法规则，实现 TTCN 到 C 的转换，每个测试项对应于一个入口函数；(4) 编译上步生成的 C 代码，并将目标文件和适配层库连接，生成可执行测试集；其中， 适配层库用于和系统模拟器（负责实现 TD-SCDMA 系统中低层协议栈 RLC/MAC/PHY 功能和射频功能）交互。语法检查.GR.MP.c.h适配层库makefile.EXETTCN编辑器TTCN编译器C/C+编译器图 2 TD-SCDMA 终端 RRM 一致性测试可执行测试集的生成原理Fig2 Principle of the executable test suite generation in theTD-SCDMA terminal RRM conformance testing4.2 RRM 一致性测试平台架构在生成 RRM 一致性测试可执行测试集的基础上，TD-SCDMA 终端 RRM 一致性测试平 台架构由网络侧（UTRAN Side）和终端侧（UE Side）两个部分组成，如图 3 所示，下面将 就这两个部分进行详细地阐述。UTRAN SideUpper TesterMMI, AT CommandsUE SideEMMIETS UtNAS TTCN UtDcRRC TTCNAdaptation LayerAM TM UMIUTRLC MACPHYCRLCCMAC CPHYLower Tester4.2.1 网络侧图 3 TD-SCDMA 终端 RRM 一致性测试平台架构Fig3 Framework of the TD-SCDMA terminal RRM conformance testing system基于 TTCN 一致性测试原理，网络侧包括上测试器（Upper Tester）、可执行测试集（ETS） 和下测试器（Lower Tester）三个组成部分。(1) 上测试器上测试器位于测试系统的最高层，通过 PCO-Ut 接收来自 ETS 的状态信息以及测试报告，记录测试日志并实时地向用户显示主要的测试信息（包括关键测试步、空口信令交互以及测 试结果等）；上测试器的另一项功能是负责和终端通信，通过 PCO-Ut 接收来自 ETS 的终端 控制命令（请求原语），并以一定的命令格式如 AT 命令或 MMI 发送至终端，同时将终端 返回的状态信息以确认原语的形式发送给 ETS，从而实现对终端的自动控制。此外，上测试 器还可以用于系统校准中，提供给用户一个界面接口。(2) 可执行测试集 可执行测试集是整个测试系统中的核心，所有的控制信息都由它发出。在本测试系统中，它由非接入层（NAS）、无线资源控制层（RRC）和适配层（Adaptation Layer）三个部分组 成，其中，NAS 和 RRC 都是使用 TTCN 来实现的，用于构造测试例而非 NAS 及 RRC 的全 部功能，因此大大降低了实现的难度；适配层主要完成 TTCN 数据和 C 数据的相互转换， 使 TTCN 实现的 NAS 和 RRC 可以和系统模拟器实现正常通信。NAS 和 RRC 之间通过 PCO-Dc 进行交互。RRC 通过在 PCO-CRLC、PCO-CMAC 和 PCO-CPHY 上发送控制原语来 实现对低层协议栈各层的配置，并通过 PCO-AM、PCO-TM 和 PCO-UM，实现和无线链路 控制层（RLC）的通信，用于传递空口信令和业务测试数据。(3) 下测试器下测试器就是一个系统模拟器，实现了 TD-SCDMA 空中接口的第一二层协议栈，同时 具备射频功能。其中，RLC 实体主要的功能包括数据传输、数据的纠错和重传（ARQ 功能）、 加密和解密以及暂停/继续功能等；MAC 实体主要进行数据的传输、传输格式和传输格式组 合的选择、MAC 头的添加以及加密/解密功能；PHY 实体主要完成传输信道的 FEC 编/解码、 向上层提供测量及指示、传输信道的错误检测、传输信道的复用、编码复合传输信道的解复 用、速率匹配、编码复合传输信道到物理信道的映射、物理信道的调制/扩频与解调/解扩、 频率和时间的同步、闭环功率控制等。4.2.2 终端侧 终端侧主要包括人机接口界面（EMMI）和被测实现（IUT）两个部分，其中，EMMI与网络侧测试系统中的上测试器之间通过 AT 命令或其他格式命令如 MMI 等交互，满足某些测试项要求的对终端自动开关机等需求，从而实现自动化测试。5.结论TD-SCDMA 终端 RRM 一致性测试，是介于射频一致性测试和协议一致性测试中间的 重要过程，对于终端研发和认证有着重要的意义。本文提出的这种基于 TTCN 方式的 TD-SCDMA 终端 RRM 一致性测试平台的设计和实现方法，大大降低了对 NAS 及 RRC 层 实现的复杂度，并且可以通过修改 MP 文件以实现不同的测试要求，使得系统具有较好地开 放性和灵活性。参考文献1 彭木根，王文博TD-SCDMA 移动通信系统M北京：机械工业出版社，20052 ITU-T Recommendation X.290 OSI conformance testing methodology and framework for protocolRecommendations for ITU-T applications General Concepts S, 19953 ITU-T Recommendation X.291 OSI conformance testing methodology and framework for protocolRecommendations for ITU-T applications Abstract Test Suite Specification S, 19954 ITU-T Recommendation X.292 OSI conformance testing methodology and framework for protocolRecommendations for ITU-T applications The Tree and Tabular Combined Notation (TTCN) S, 19985 ITU-T Recommendation X.293 OSI conformance testing methodology and framework for protocolRecommendations for ITU-T applications Test RealizationS , 19956 3GPP TS 34.122-550 Terminal conformance specification, Radio transmission and reception (TDD) S Europe:3GPP, Oct. 2006Using TTCN in the TD-SCDMA terminal RRMconformance testing systemZhang Juan, Ding HuiDepartment of Telecommunication Engineering, Beijing University of Posts andTelecommunications, Beijing (100876)AbstractRRM conformance testing is one of the most important parts of the terminal conformance testing inTD-SCDMA system and it is significant for the terminal research, development and authentication. In this paper, we first introduce the background of conformance testing and TTCN, and then we analyze the testing cases of the terminal RRM conformance testing in TD-SCDMA system, and finally the design and implementation method of the TD-SCDMA terminal RRM conformance testing system is deeply discussed.Keywords: TD-SCDMA, RRM conformance testing, TTCN