WCDMA系統的核心網(wǎng)測試

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

關(guān)鍵詞　WCDMA　測試　核心網(wǎng)　R99　R4

1、WCDMA系統核心網(wǎng)測試的主要內容

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

2、R99版本的核心網(wǎng)測試

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

圖1　R99版本W(wǎng)CDMA系統核心網(wǎng)設備的網(wǎng)絡(luò )參考模型

在R99版本W(wǎng)CDMA系統的核心網(wǎng)測試中，位于核心網(wǎng)和無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)之間的Iu接口協(xié)議測試及和不同廠(chǎng)商無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )產(chǎn)品的IOT測試相對更受關(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)議測試中經(jīng)常會(huì )用到。由于在2001～2002年期間，R99版本的3GPP規范在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )標準上增加了很多修改報告(CRs)，而各廠(chǎng)商在系統設備的實(shí)現過(guò)程中采納3GPP規范版本的差異以及選擇實(shí)現CRs的程度不同，在3G技術(shù)試驗前期對Iu接口的協(xié)議測試進(jìn)展不理想。經(jīng)過(guò)在MtNet實(shí)驗室一年半的第一階段測試及對系統設備的軟件不斷進(jìn)行升級，不同廠(chǎng)商的WCDMA核心網(wǎng)設備和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )設備終于做到了業(yè)務(wù)互通良好。這個(gè)結果也說(shuō)明了R99版本W(wǎng)CDMA核心網(wǎng)設備在功能上已經(jīng)基本完善。

在網(wǎng)絡(luò )技術(shù)試驗的外場(chǎng)測試階段對WCDMA的計費功能進(jìn)行了完整的測試，包括對MSC設備基本業(yè)務(wù)和補充業(yè)務(wù)通話(huà)詳單(CDRs)的檢查；對SGSN、GGSN的CDRs檢查以及計費中心(Charging Gateway)話(huà)單處理能力的檢查。由于設備實(shí)現方式上的差別，不同廠(chǎng)商核心網(wǎng)設備生成的CDR中包含的信息不完全一致，尤其是對呼叫等待、呼叫轉移等補充業(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?？傮w來(lái)說(shuō)，各廠(chǎng)家核心網(wǎng)設備生成的計費信息已經(jīng)能夠比較完整的反映業(yè)務(wù)的實(shí)現狀況，但在運營(yíng)商大規模商用WCDMA系統時(shí)，核心網(wǎng)設備的計費功能還需要根據運營(yíng)商計費中心(Billing Center)統一要求進(jìn)行簡(jiǎn)單的二次開(kāi)發(fā)。

R99版本的WCDMA系統與PSTN等其他網(wǎng)絡(luò )系統通過(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)設備只需要配置好相應的信令鏈路參數即可進(jìn)行業(yè)務(wù)互通測試。而WCDMA系統的2G/3G漫游和切換測試還需取決于2G設備的接口協(xié)議升級、終端的搜網(wǎng)能力以及無(wú)線(xiàn)信號環(huán)境等多個(gè)因素，實(shí)現起來(lái)相對困難。對核心網(wǎng)設備的告警處理、參數配置、性能統計的管理是今后網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)和維護工作的重要內容。實(shí)現在集中網(wǎng)管環(huán)境下對各局站的故障處理、業(yè)務(wù)升級以及網(wǎng)絡(luò )參數的調配是今后運營(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，因此各運營(yíng)商對網(wǎng)管測試給予了很高的關(guān)注。但實(shí)現移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )統一網(wǎng)管的難度相當大，移動(dòng)網(wǎng)管的標準化程度相對較弱，各廠(chǎng)家對不同網(wǎng)絡(luò )設備能實(shí)現的管理功能和程度也不同。從目前看，設備制造廠(chǎng)商對告警管理和維護的功能比較重視，如果要做到在統一網(wǎng)管平臺對核心網(wǎng)設備進(jìn)行遠程參數配置還有很大的難度。

3、R4版本的核心網(wǎng)測試

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

圖2　R4版本W(wǎng)CDMA系統核心網(wǎng)設備的網(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)設備，從而實(shí)現了業(yè)務(wù)控制和業(yè)務(wù)承載的分離。MSC Server設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、認證、計費等功能。而MGW設備主要完成將一種網(wǎng)絡(luò )中的媒體格式轉換成另一種網(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)設備，如HLR、VLR、SGSN、GGSN等都繼承了R99的功能。由于R4版本的WCDMA系統在Iu、MAP和GTP接口上沒(méi)有明顯的改動(dòng)，一些廠(chǎng)家在第一階段測試以及外場(chǎng)測試階段上實(shí)際也采用了R4架構的設備并按照R99設備的功能要求進(jìn)行組網(wǎng)和測試的。

MSC Server和MGW設備的引入，使得R4版本的WCDMA核心網(wǎng)設備增加了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)測試中，對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)測試。

與R99相比，R4版本W(wǎng)CDMA系統的核心網(wǎng)設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 )結構可以使基于R4架構的WCDMA系統組網(wǎng)靈活，系統設備占用機房面積??；此外，3GPP在R4版本中要求實(shí)現話(huà)音編碼的帶外協(xié)商(TrFO)功能，對于采用相同話(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，節省設備資源。對R4版本核心網(wǎng)設備功能的測試需要重點(diǎn)關(guān)注上述典型業(yè)務(wù)功能。只有在設備普遍實(shí)現這些功能的基礎上才能真正發(fā)揮R4設備的組網(wǎng)優(yōu)勢。

目前，對R4版本W(wǎng)CDMA系統核心網(wǎng)的全面測試仍在進(jìn)行之中，R4版本核心網(wǎng)設備應具有的典型業(yè)務(wù)功能還有待進(jìn)一步充分地驗證。不同廠(chǎng)家的MSC Server之間的互通相對簡(jiǎn)單、可行，但在短期內實(shí)現不同廠(chǎng)家的MSC Server和MGW設備間的互通還有很多工作要做，這些問(wèn)題也值得運營(yíng)商在選擇R99或R4版本設備組網(wǎng)方案時(shí)加以關(guān)注。