WCDMA系統(tǒng)的核心網(wǎng)測(cè)試

摘要　對(duì)WCDMA系統(tǒng)核心網(wǎng)的測(cè)試目前成為信息產(chǎn)業(yè)部3G技術(shù)試驗(yàn)中的重要組成部分。文中介紹了對(duì)WCDMA系統(tǒng)核心網(wǎng)測(cè)試的考慮以及測(cè)試內(nèi)容。

關(guān)鍵詞　WCDMA　測(cè)試　核心網(wǎng)　R99　R4

1、WCDMA系統(tǒng)核心網(wǎng)測(cè)試的主要內(nèi)容

目前WCDMA系統(tǒng)的核心網(wǎng)測(cè)試包含了R99和R4兩個(gè)版本的設(shè)備。對(duì)R99設(shè)備的主要測(cè)試內(nèi)容包括：在MtNet實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的電路域和分組域的核心網(wǎng)設(shè)備的業(yè)務(wù)功能測(cè)試，MAP、GTP、Iu接口協(xié)議測(cè)試，2G/3G系統(tǒng)間漫游和切換測(cè)試，性能測(cè)試，Iu接口的IOT測(cè)試；在運(yùn)營(yíng)商外場(chǎng)試驗(yàn)環(huán)境的計(jì)費(fèi)、網(wǎng)管功能及接口模型測(cè)試、WCDMA系統(tǒng)與PSTN、GSM、TD-SCDMA和cdma2000系統(tǒng)的互通測(cè)試。此外，一些移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商在此基礎(chǔ)上增加了對(duì)R99設(shè)備的智能網(wǎng)業(yè)務(wù)測(cè)試。對(duì)R4設(shè)備的主要測(cè)試內(nèi)容包括：MSC Server和MGW的業(yè)務(wù)功能測(cè)試，Nb、Nc、Me接口測(cè)試，Nc、Nb接口的IOT測(cè)試，性能測(cè)試。此外對(duì)Mc接口的IOT測(cè)試也正在考慮之中。

2、R99版本的核心網(wǎng)測(cè)試

圖1是R99版本的WCDMA系統(tǒng)核心網(wǎng)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)參考模型。與GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)相比，R99版本的WCDMA系統(tǒng)核心網(wǎng)設(shè)備的演進(jìn)平滑，電路域的MSC/VLR和分組域的SGSN、GGSN設(shè)備與現(xiàn)有的GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備功能基本相同。除在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上提供比GSM/GPRS系統(tǒng)更高的傳輸速率外，WCDMA系統(tǒng)在核心網(wǎng)絡(luò)的主要改進(jìn)在于WCDMA系統(tǒng)對(duì)業(yè)務(wù)質(zhì)量(QoS)和網(wǎng)絡(luò)安全的設(shè)計(jì)更加全面，其中包含用戶(hù)業(yè)務(wù)的QoS協(xié)商和變更、HLR鑒權(quán)數(shù)據(jù)組的增加，對(duì)信令和數(shù)據(jù)的傳輸進(jìn)行完整性保護(hù)和加密功能等。

圖1　R99版本W(wǎng)CDMA系統(tǒng)核心網(wǎng)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)參考模型

在R99版本W(wǎng)CDMA系統(tǒng)的核心網(wǎng)測(cè)試中，位于核心網(wǎng)和無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)之間的Iu接口協(xié)議測(cè)試及和不同廠商無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的IOT測(cè)試相對(duì)更受關(guān)注。Tektronix K1297或NetHawk 3G Analyser等網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析儀表在Iu接口的協(xié)議測(cè)試中經(jīng)常會(huì)用到。由于在2001～2002年期間，R99版本的3GPP規(guī)范在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)上增加了很多修改報(bào)告(CRs)，而各廠商在系統(tǒng)設(shè)備的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中采納3GPP規(guī)范版本的差異以及選擇實(shí)現(xiàn)CRs的程度不同，在3G技術(shù)試驗(yàn)前期對(duì)Iu接口的協(xié)議測(cè)試進(jìn)展不理想。經(jīng)過(guò)在MtNet實(shí)驗(yàn)室一年半的第一階段測(cè)試及對(duì)系統(tǒng)設(shè)備的軟件不斷進(jìn)行升級(jí)，不同廠商的WCDMA核心網(wǎng)設(shè)備和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備終于做到了業(yè)務(wù)互通良好。這個(gè)結(jié)果也說(shuō)明了R99版本W(wǎng)CDMA核心網(wǎng)設(shè)備在功能上已經(jīng)基本完善。

在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)試驗(yàn)的外場(chǎng)測(cè)試階段對(duì)WCDMA的計(jì)費(fèi)功能進(jìn)行了完整的測(cè)試，包括對(duì)MSC設(shè)備基本業(yè)務(wù)和補(bǔ)充業(yè)務(wù)通話(huà)詳單(CDRs)的檢查；對(duì)SGSN、GGSN的CDRs檢查以及計(jì)費(fèi)中心(Charging Gateway)話(huà)單處理能力的檢查。由于設(shè)備實(shí)現(xiàn)方式上的差別，不同廠商核心網(wǎng)設(shè)備生成的CDR中包含的信息不完全一致，尤其是對(duì)呼叫等待、呼叫轉(zhuǎn)移等補(bǔ)充業(yè)務(wù)形成的CDR話(huà)單類(lèi)別、字段名稱(chēng)等還存在一定的差異。總體來(lái)說(shuō)，各廠家核心網(wǎng)設(shè)備生成的計(jì)費(fèi)信息已經(jīng)能夠比較完整的反映業(yè)務(wù)的實(shí)現(xiàn)狀況，但在運(yùn)營(yíng)商大規(guī)模商用WCDMA系統(tǒng)時(shí)，核心網(wǎng)設(shè)備的計(jì)費(fèi)功能還需要根據(jù)運(yùn)營(yíng)商計(jì)費(fèi)中心(Billing Center)統(tǒng)一要求進(jìn)行簡(jiǎn)單的二次開(kāi)發(fā)。

R99版本的WCDMA系統(tǒng)與PSTN等其他網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通過(guò)關(guān)口交換中心(GMSC)連接并采用成熟的MAP和ISUP協(xié)議進(jìn)行業(yè)務(wù)互通，核心網(wǎng)設(shè)備只需要配置好相應(yīng)的信令鏈路參數(shù)即可進(jìn)行業(yè)務(wù)互通測(cè)試。而WCDMA系統(tǒng)的2G/3G漫游和切換測(cè)試還需取決于2G設(shè)備的接口協(xié)議升級(jí)、終端的搜網(wǎng)能力以及無(wú)線(xiàn)信號(hào)環(huán)境等多個(gè)因素，實(shí)現(xiàn)起來(lái)相對(duì)困難。對(duì)核心網(wǎng)設(shè)備的告警處理、參數(shù)配置、性能統(tǒng)計(jì)的管理是今后網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)和維護(hù)工作的重要內(nèi)容。實(shí)現(xiàn)在集中網(wǎng)管環(huán)境下對(duì)各局站的故障處理、業(yè)務(wù)升級(jí)以及網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的調(diào)配是今后運(yùn)營(yíng)商快速提供新業(yè)務(wù)和提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率的有效手段，因此各運(yùn)營(yíng)商對(duì)網(wǎng)管測(cè)試給予了很高的關(guān)注。但實(shí)現(xiàn)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一網(wǎng)管的難度相當(dāng)大，移動(dòng)網(wǎng)管的標(biāo)準(zhǔn)化程度相對(duì)較弱，各廠家對(duì)不同網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能實(shí)現(xiàn)的管理功能和程度也不同。從目前看，設(shè)備制造廠商對(duì)告警管理和維護(hù)的功能比較重視，如果要做到在統(tǒng)一網(wǎng)管平臺(tái)對(duì)核心網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程參數(shù)配置還有很大的難度。

3、R4版本的核心網(wǎng)測(cè)試

圖2是R4版本W(wǎng)CDMA系統(tǒng)核心網(wǎng)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)參考模型。

圖2　R4版本W(wǎng)CDMA系統(tǒng)核心網(wǎng)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)參考模型

比較圖1和圖2可以看到，R4和R99版本W(wǎng)CDMA核心網(wǎng)設(shè)備的主要不同在于電路域的MSC在R4版本中演變成為MSC Server和媒體網(wǎng)關(guān)(MGW)兩個(gè)設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)控制和業(yè)務(wù)承載的分離。MSC Server設(shè)備主要完成呼叫控制、媒體網(wǎng)關(guān)接入控制、移動(dòng)性管理、資源分配、協(xié)議處理、路由、認(rèn)證、計(jì)費(fèi)等功能。而MGW設(shè)備主要完成將一種網(wǎng)絡(luò)中的媒體格式轉(zhuǎn)換成另一種網(wǎng)絡(luò)所要求的媒體格式的功能。除了MSC Server和MGW外，其他R4版本的核心網(wǎng)設(shè)備，如HLR、VLR、SGSN、GGSN等都繼承了R99的功能。由于R4版本的WCDMA系統(tǒng)在Iu、MAP和GTP接口上沒(méi)有明顯的改動(dòng)，一些廠家在第一階段測(cè)試以及外場(chǎng)測(cè)試階段上實(shí)際也采用了R4架構(gòu)的設(shè)備并按照R99設(shè)備的功能要求進(jìn)行組網(wǎng)和測(cè)試的。

MSC Server和MGW設(shè)備的引入，使得R4版本的WCDMA核心網(wǎng)設(shè)備增加了3個(gè)接口，即MSC Server與MGW間的Mc接口、MSC Server間的Nc接口、MGW間的Nb接口。在R4版本的核心網(wǎng)測(cè)試中，對(duì)MSC Server和MGW的業(yè)務(wù)功能以及Mc、Nc和Nb接口的協(xié)議是重點(diǎn)測(cè)試。

與R99相比，R4版本W(wǎng)CDMA系統(tǒng)的核心網(wǎng)設(shè)備在選擇多種的承載網(wǎng)絡(luò)以及建立承載方式上有很大的自由度。MSC Server和MGW的1:N的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以使基于R4架構(gòu)的WCDMA系統(tǒng)組網(wǎng)靈活，系統(tǒng)設(shè)備占用機(jī)房面積小；此外，3GPP在R4版本中要求實(shí)現(xiàn)話(huà)音編碼的帶外協(xié)商(TrFO)功能，對(duì)于采用相同話(huà)音編碼的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)之間的呼叫MGW不再使用編解碼處理，從而提高話(huà)音質(zhì)量，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)帶寬，節(jié)省設(shè)備資源。對(duì)R4版本核心網(wǎng)設(shè)備功能的測(cè)試需要重點(diǎn)關(guān)注上述典型業(yè)務(wù)功能。只有在設(shè)備普遍實(shí)現(xiàn)這些功能的基礎(chǔ)上才能真正發(fā)揮R4設(shè)備的組網(wǎng)優(yōu)勢(shì)。

目前，對(duì)R4版本WCDMA系統(tǒng)核心網(wǎng)的全面測(cè)試仍在進(jìn)行之中，R4版本核心網(wǎng)設(shè)備應(yīng)具有的典型業(yè)務(wù)功能還有待進(jìn)一步充分地驗(yàn)證。不同廠家的MSC Server之間的互通相對(duì)簡(jiǎn)單、可行，但在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)不同廠家的MSC Server和MGW設(shè)備間的互通還有很多工作要做，這些問(wèn)題也值得運(yùn)營(yíng)商在選擇R99或R4版本設(shè)備組網(wǎng)方案時(shí)加以關(guān)注。