TD-SCDMA系統(tǒng)終端CC實(shí)體的一致性測(cè)試

1、引言

TD-SCDMA系統(tǒng)是我國(guó)提出的第三代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)，在國(guó)際上引起了廣泛的關(guān)注。目前，國(guó)內(nèi)很多廠商及科研單位正從事TD-SCDMA協(xié)議棧軟件的研發(fā)工作，協(xié)議軟件的實(shí)現(xiàn)是否嚴(yán)格反映3GPP標(biāo)準(zhǔn)要求，很大程度上影響著我國(guó)TD-SCDMA的發(fā)展前景，因此，對(duì)協(xié)議測(cè)試進(jìn)行研究有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

CC是非接入層CM子層的一個(gè)實(shí)體，主要完成CS域基本的呼叫管理，是整個(gè)CM子層的核心（如圖1所示）。本文結(jié)合CC實(shí)體的主叫過程，提出了一種一致性協(xié)議測(cè)試的方法。

圖1　無線協(xié)議棧地分層結(jié)構(gòu)

2、協(xié)議一致性測(cè)試

協(xié)議是設(shè)備間進(jìn)行通信時(shí)須予以遵守的規(guī)則。通常情況下，這些規(guī)則是以自然語言來描述的，這就存在著因主觀差異導(dǎo)致不同甚至錯(cuò)誤的協(xié)議實(shí)現(xiàn)的可能。鑒于此，我們需要一種有效的方法來對(duì)協(xié)議的可靠性進(jìn)行判別，這就是“協(xié)議測(cè)試”（Protocol Testing）。

協(xié)議測(cè)試是一種黑盒測(cè)試，它對(duì)照協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，通過控制觀察被測(cè)協(xié)議實(shí)現(xiàn)的外部行為，對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證。目前，協(xié)議測(cè)試分成四個(gè)方面：一致性測(cè)試（Conformance Testing）、互操作性測(cè)試（Interoperability Testing）、性能測(cè)試（Performance Testing）、堅(jiān)固性測(cè)試（Robustness Testing）。

一致性測(cè)試主要驗(yàn)證協(xié)議實(shí)現(xiàn)是否嚴(yán)格遵循相應(yīng)的協(xié)議描述，判斷該產(chǎn)品的協(xié)議實(shí)現(xiàn)是否符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，它是協(xié)議測(cè)試最基本的內(nèi)容，也是其它三種測(cè)試的基礎(chǔ)。對(duì)TD-SCDMA系統(tǒng)高層協(xié)議的開發(fā)測(cè)試而言，我們更為關(guān)心的是開發(fā)能否滿足標(biāo)準(zhǔn)，是否能與其它基于同一個(gè)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)互通，以盡可能減少產(chǎn)品在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行時(shí)出錯(cuò)的風(fēng)險(xiǎn)。

3、SDL和TTCN

在協(xié)議軟件的開發(fā)流程中，SDL被廣泛用來描述通信系統(tǒng)的行為。它可以把SDL的描述和設(shè)計(jì)直接生成標(biāo)準(zhǔn)的C代碼，用戶也可以直接在SDL描述和設(shè)計(jì)中嵌入C代碼。經(jīng)SDL描述產(chǎn)生的C代碼（包括嵌入的C代碼），可以在目標(biāo)板上運(yùn)行，從而大大方便了協(xié)議軟件的開發(fā)。與SDL相對(duì)應(yīng)的MSC（信息序列圖），是ITU-T規(guī)范中用來表示信息序列的語言，用MSC圖可以直觀地表現(xiàn)出信號(hào)的流向；并且信號(hào)是從什么進(jìn)程發(fā)送到什么進(jìn)程，信號(hào)帶有哪些參數(shù)、參數(shù)值等都能直觀地表示在SDL的MSC圖中，這為了解和分析信號(hào)在各個(gè)模塊間的傳遞帶來了很大的方便。此外，通過MSC圖還可以將MSC的各項(xiàng)功能有機(jī)地聯(lián)系在一起。

樹表結(jié)合表示法（TTCN），采用的是以樹和表格為表現(xiàn)形式的測(cè)試表示法，其中，表格主要用于數(shù)據(jù)類型、原語、約束等，而樹則用于描述測(cè)試集、測(cè)試?yán)?、測(cè)試步。TTCN是一種獨(dú)立于協(xié)議、測(cè)試方法和測(cè)試設(shè)備的抽象語言，因此，它被廣泛地應(yīng)用在通信協(xié)議測(cè)試中。TTCN把IUT整個(gè)看作一個(gè)測(cè)試實(shí)體來考慮，但可以根據(jù)測(cè)試者測(cè)試目的，通過選擇IUT與測(cè)試環(huán)境的接口來進(jìn)行測(cè)試，以達(dá)到測(cè)試和驗(yàn)證IUT的目的。

4、CC實(shí)體一致性測(cè)試

4.1　CC測(cè)試環(huán)境

CC測(cè)試環(huán)境如圖2所示，CC的上層是SPVCALL模塊，它負(fù)責(zé)將人機(jī)界面（MMI）等應(yīng)用層發(fā)來的消息轉(zhuǎn)發(fā)到CC實(shí)體；CC的下層是MM子層，它為CC提供MM連接服務(wù)。我們選擇的控制觀察點(diǎn)（PCO，Points of Control and Observation）有兩個(gè)：一個(gè)在SPVCALL與CC的接口處，另一個(gè)在CC與MM的接口處（如圖2所示）。模塊SPVCALL和MM共同組成了CC的測(cè)試環(huán)境，CC即是待測(cè)試的IUT。

圖2　CC測(cè)試環(huán)境

4.2　CC主叫過程

CC實(shí)體的主要功能是對(duì)用戶之間的呼叫進(jìn)行控制，包括呼叫建立、呼叫釋放以及呼叫重建等。限于篇幅，下面以主叫過程為例，介紹該實(shí)體一致性測(cè)試方法。

（1）CC主叫過程描述

根據(jù)相關(guān)協(xié)議的描述，CC發(fā)起的主叫應(yīng)為如下過程（如圖3所示）：

圖3　CC主叫過程的流程圖

◆首先由終端發(fā)起呼叫，應(yīng)用層（如人機(jī)界面，MMI）發(fā)起一個(gè)建立請(qǐng)求送到SPVCALL模塊，SPVCALL將向CC發(fā)送“CAPI_CALL_SETUP_REQ”信號(hào)；

◆CC收到此信號(hào)后，將發(fā)送“MMCC_EST_REQ”信號(hào)到MM子層，要求其創(chuàng)建一個(gè)MM連接，同時(shí)，開啟定時(shí)器T303，狀態(tài)即躍遷到“Connect Pending”；

◆MM子層向CC發(fā)送“MMCC_EST_CNF”信號(hào)表示MM連接創(chuàng)建成功，CC通過原語“MMCC_DATA_REQ”向MM子層發(fā)送“SETUP”消息，狀態(tài)跳到“Call Initiate”；

◆MM子層通過接入層將“SETUP”消息發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)收到此消息后，向終端發(fā)送“CALL PROCEEDING”消息，CC一旦收到該條消息，就關(guān)閉定時(shí)器T303，開啟定時(shí)器T310，并向SPVCALL報(bào)告收到了“CALL PROCEEDING”消息，狀態(tài)亦躍遷到“CallProceeding”；

◆網(wǎng)絡(luò)向終端發(fā)送“ALERTING”振鈴消息，CC收到這條消息時(shí)，停掉定時(shí)器T310，向SPVCALL報(bào)告收到了“ALERTING”，狀態(tài)并躍遷到“Call Delivered”；

◆當(dāng)終端分配了專用資源后，MM層將通過“MMCC_SYNC_IND”原語通知CC，CC將通知SPVCALL專用資源已經(jīng)分配；

◆最后，網(wǎng)絡(luò)向終端發(fā)送“CONNECT”消息，CC收到此消息后，將向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送“CONNECT ACKNO-WLEDGE”，并通知SPVCALL模塊：CC收到了“CONNECT”消息，狀態(tài)即進(jìn)入“Call Active”。

（2）消息的構(gòu)造

為了測(cè)試協(xié)議是否如實(shí)地實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的要求，我們要檢查終端和網(wǎng)絡(luò)收發(fā)的消息內(nèi)容是否正確，同時(shí)，也要確認(rèn)對(duì)端收到消息后做出的響應(yīng)是否與規(guī)范相符。

前文曾提到，終端發(fā)起呼叫建立時(shí)，首先由應(yīng)用層發(fā)起一個(gè)建立請(qǐng)求，即CC向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送一條“SETUP”消息。以“SETUP”為例，該消息的構(gòu)造參考3GPP的24.008，其內(nèi)容包含有PD/TI、消息類型、承載能力、被叫用戶子地址、被叫用戶號(hào)碼、SI以及其它一些和普通呼叫相關(guān)的參數(shù)。

表1　“SETUP”消息構(gòu)造 

5、結(jié)論

通過檢查MSC圖的其它部分，發(fā)現(xiàn)信號(hào)的流程及數(shù)據(jù)、狀態(tài)的跳轉(zhuǎn)、定時(shí)器的開啟和關(guān)閉協(xié)議的要求，實(shí)現(xiàn)了CC的主叫功能，這說明開發(fā)出的代碼實(shí)現(xiàn)了CC實(shí)體主叫的功能。使用SDL工具和TTCN測(cè)試功能，能有效地減少調(diào)試時(shí)間，并大大提高測(cè)試效率。

目前，我國(guó)TD-SCDMA系統(tǒng)測(cè)試工作正如火如荼地進(jìn)行著，提供標(biāo)準(zhǔn)的、高效的一致性測(cè)試方法和工具，能準(zhǔn)確地驗(yàn)證終端設(shè)備的各項(xiàng)技術(shù)、信令和性能要求，對(duì)于TD-SCDMA民族產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程將具有十分重要的意義。