TD-SCDMA系統(tǒng)終端CC實體的一致性測試

1、引言

TD-SCDMA系統(tǒng)是我國提出的第三代移動通信標(biāo)準(zhǔn)，在國際上引起了廣泛的關(guān)注。目前，國內(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TD-SCDMA的發(fā)展前景，因此，對協(xié)議測試進(jìn)行研究有著非常重要的現(xiàn)實意義。

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

圖1　無線協(xié)議棧地分層結(jié)構(gòu)

2、協(xié)議一致性測試

協(xié)議是設(shè)備間進(jìn)行通信時須予以遵守的規(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)致不同甚至錯誤的協(xié)議實現(xiàn)的可能。鑒于此，我們需要一種有效的方法來對協(xié)議的可靠性進(jìn)行判別，這就是“協(xié)議測試”（Protocol Testing）。

協(xié)議測試是一種黑盒測試，它對照協(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，對其進(jìn)行驗證。目前，協(xié)議測試分成四個方面：一致性測試（Conformance Testing）、互操作性測試（Interoperability Testing）、性能測試（Performance Testing）、堅固性測試（Robustness Testing）。

一致性測試主要驗證協(xié)議實現(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)議實現(xiàn)是否符合國際標(biāo)準(zhǔn)，它是協(xié)議測試最基本的內(nèi)容，也是其它三種測試的基礎(chǔ)。對TD-SCDMA系統(tǒng)高層協(xié)議的開發(fā)測試而言，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協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品實現(xiàn)互通，以盡可能減少產(chǎn)品在現(xiàn)場實際運行時出錯的風(fēng)險。

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)板上運行，從而大大方便了協(xié)議軟件的開發(fā)。與SDL相對應(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)出信號的流向；并且信號是從什么進(jìn)程發(fā)送到什么進(jìn)程，信號帶有哪些參數(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在各個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的各項功能有機地聯(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，而樹則用于描述測試集、測試?yán)?、測試步。TTCN是一種獨立于協(xié)議、測試方法和測試設(shè)備的抽象語言，因此，它被廣泛地應(yīng)用在通信協(xié)議測試中。TTCN把IUT整個看作一個測試實體來考慮，但可以根據(jù)測試者測試目的，通過選擇IUT與測試環(huán)境的接口來進(jìn)行測試，以達(dá)到測試和驗證IUT的目的。

4、CC實體一致性測試

4.1　CC測試環(huán)境

CC測試環(huán)境如圖2所示，CC的上層是SPVCALL模塊，它負(fù)責(zé)將人機界面（MMI）等應(yīng)用層發(fā)來的消息轉(zhuǎn)發(fā)到CC實體；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（PCO，Points of Control and Observation）有兩個：一個在SPVCALL與CC的接口處，另一個在CC與MM的接口處（如圖2所示）。模塊SPVCALL和MM共同組成了CC的測試環(huán)境，CC即是待測試的IUT。

圖2　CC測試環(huán)境

4.2　CC主叫過程

CC實體的主要功能是對用戶之間的呼叫進(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，介紹該實體一致性測試方法。

（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（如人機界面，MMI）發(fā)起一個建立請求送到SPVCALL模塊，SPVCALL將向CC發(fā)送“CAPI_CALL_SETUP_REQ”信號；

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

◆MM子層向CC發(fā)送“MMCC_EST_CNF”信號表示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)閉定時器T303，開啟定時器T310，并向SPVCALL報告收到了“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，停掉定時器T310，向SPVCALL報告收到了“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

為了測試協(xié)議是否如實地實現(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，也要確認(rèn)對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，首先由應(yīng)用層發(fā)起一個建立請求，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)信號的流程及數(shù)據(jù)、狀態(tài)的跳轉(zhuǎn)、定時器的開啟和關(guān)閉協(xié)議的要求，實現(xiàn)了CC的主叫功能，這說明開發(fā)出的代碼實現(xiàn)了CC實體主叫的功能。使用SDL工具和TTCN測試功能，能有效地減少調(diào)試時間，并大大提高測試效率。

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