TD-SCDMA系統終端CC實(shí)體的一致性測試

摘　要　文章介紹了一致性測試的原理，結合UE發(fā)起的呼叫建立過(guò)程，著(zhù)重介紹了一種TD-SCDMA系統終端協(xié)議測試的方法。 

1、引言 

　　TD-SCDMA系統是我國提出的第三代移動(dòng)通信標準，在國際上引起了廣泛的關(guān)注。目前，國內很多廠(chǎng)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)現是否嚴格反映3GPP標準要求，很大程度上影響著(zhù)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(zhù)非常重要的現實(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）。本文結合CC實(shí)體的主叫過(guò)程，提出了一種一致性協(xié)議測試的方法。  

2、協(xié)議一致性測試 

　　協(xié)議是設備間進(jìn)行通信時(shí)須予以遵守的規則。通常情況下，這些規則是以自然語(yǔ)言來(lái)描述的，這就存在著(zhù)因主觀(guān)差異導致不同甚至錯誤的協(xié)議實(shí)現的可能。鑒于此，我們需要一種有效的方法來(lái)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)議標準，通過(guò)控制觀(guān)察被測協(xié)議實(shí)現的外部行為，對其進(jìn)行驗證。目前，協(xié)議測試分成四個(gè)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(shí)現是否嚴格遵循相應的協(xié)議描述，判斷該產(chǎn)品的協(xié)議實(shí)現是否符合國際標準，它是協(xié)議測試最基本的內容，也是其它三種測試的基礎。對TD-SCDMA系統高層協(xié)議的開(kāi)發(fā)測試而言，我們更為關(guān)心的是開(kāi)發(fā)能否滿(mǎn)足標準，是否能與其它基于同一個(gè)協(xié)議標準的產(chǎn)品實(shí)現互通，以盡可能減少產(chǎn)品在現場(chǎng)實(shí)際運行時(shí)出錯的風(fēng)險。 

3、SDL和TTCN 

　　在協(xié)議軟件的開(kāi)發(fā)流程中，SDL被廣泛用來(lái)描述通信系統的行為。它可以把SDL的描述和設計直接生成標準的C代碼，用戶(hù)也可以直接在SDL描述和設計中嵌入C代碼。經(jīng)SDL描述產(chǎn)生的C代碼（包括嵌入的C代碼），可以在目標板上運行，從而大大方便了協(xié)議軟件的開(kāi)發(fā)。與SDL相對應的MSC（信息序列圖），是ITU-T規范中用來(lái)表示信息序列的語(yǔ)言，用MSC圖可以直觀(guān)地表現出信號的流向；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、參數值等都能直觀(guān)地表示在SDL的MSC圖中，這為了解和分析信號在各個(gè)模塊間的傳遞帶來(lái)了很大的方便。此外，通過(guò)MSC圖還可以將MSC的各項功能有機地聯(lián)系在一起。 

　　樹(shù)表結合表示法（TTCN），采用的是以樹(shù)和表格為表現形式的測試表示法，其中，表格主要用于數據類(lèi)型、原語(yǔ)、約束等，而樹(shù)則用于描述測試集、測試例、測試步。TTCN是一種獨立于協(xié)議、測試方法和測試設備的抽象語(yǔ)言，因此，它被廣泛地應用在通信協(xié)議測試中。TTCN把IUT整個(gè)看作一個(gè)測試實(shí)體來(lái)考慮，但可以根據測試者測試目的，通過(guò)選擇IUT與測試環(huán)境的接口來(lái)進(jìn)行測試，以達到測試和驗證IUT的目的。 

4、CC實(shí)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，它負責將人機界面（MMI）等應用層發(fā)來(lái)的消息轉發(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(guān)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的測試環(huán)境，CC即是待測試的IUT。  

　　4.2　CC主叫過(guò)程 

　　CC實(shí)體的主要功能是對用戶(hù)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(guò)程為例，介紹該實(shí)體一致性測試方法。 

　?。?）CC主叫過(guò)程描述 

　　根據相關(guān)協(xié)議的描述，CC發(fā)起的主叫應為如下過(guò)程（如圖3所示）：  

　　◆首先由終端發(fā)起呼叫，應用層（如人機界面，MMI）發(fā)起一個(gè)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(gè)MM連接，同時(shí)，開(kāi)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”信號表示MM連接創(chuàng )建成功，CC通過(guò)原語(yǔ)“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(guò)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(kāi)啟定時(shí)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(shí)，停掉定時(shí)器T310，向SPVCALL報告收到了“ALERTING”，狀態(tài)并躍遷到“Call Delivered”； 

　　◆當終端分配了專(zhuān)用資源后，MM層將通過(guò)“MMCC_SYNC_IND”原語(yǔ)通知CC，CC將通知SPVCALL專(zhuān)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）消息的構造 

　　為了測試協(xié)議是否如實(shí)地實(shí)現標準的要求，我們要檢查終端和網(wǎng)絡(luò )收發(fā)的消息內容是否正確，同時(shí)，也要確認對端收到消息后做出的響應是否與規范相符。 

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

　?。?）消息的構造

　　為了測試協(xié)議是否如實(shí)地實(shí)現標準的要求，我們要檢查終端和網(wǎng)絡(luò )收發(fā)的消息內容是否正確，同時(shí)，也要確認對端收到消息后做出的響應是否與規范相符。

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

表1　“SETUP”消息構造

　　5、結論 

　　通過(guò)檢查MSC圖的其它部分，發(fā)現信號的流程及數據、狀態(tài)的跳轉、定時(shí)器的開(kāi)啟和關(guān)閉協(xié)議的要求，實(shí)現了CC的主叫功能，這說(shuō)明開(kāi)發(fā)出的代碼實(shí)現了CC實(shí)體主叫的功能。使用SDL工具和TTCN測試功能，能有效地減少調試時(shí)間，并大大提高測試效率。 

　　目前，我國TD-SCDMA系統測試工作正如火如荼地進(jìn)行著(zhù)，提供標準的、高效的一致性測試方法和工具，能準確地驗證終端設備的各項技術(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。