(一)基于TTCN的TD-SCDMA终端RRM一致性测试结构设计

发表于:2007-9-05 13:10

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 作者:孙学宏 姜军    来源:网络转载

        RRM一致性测试是3G终端测试的重要组成部分,它对终端的研发和认证具有重要意义。本文分析了TD-SCDMA终端RRM一致性测试项,提出了一种基于TTCN的RRM一致性测试系统实现框架,并介绍了其内部结构和各个部分功能。这个结构已经用于实际的TD-SCDMA终端RRM一致性测试设备的研发中。

1、引言


    随着TD-SCDMA产业的日益成熟,业内对TD-SCDMA相关通信测试仪表的关注程度也越来越高。TD-SCDMA测试仪表的成熟程度直接影响到整个TD-SCDMA产业的发展和进一步的成熟、完善[1]。

        一致性测试是终端从研发走向应用的必需过程。对于TD-SCDMA终端一致性测试,3GPP只提供了关于协议一致性测试的测试例,市场上还没有相应专用的协议一致性测试仪表。对于TD-SCDMA终端一致性测试的重要组成部分——RRM(无线资源管理)一致性测试,也没有相关的测试例可供参考,相应的专用一致性测试仪表在业内仍属空白,严重制约了TD-SCDMA产业的发展。研发TD-SCDMA系统的RRM一致性测试仪表,对于众多设备商以及通信管理部门进行终端测试和认证具有极其重要的意义。

        本文将提出一种基于树表结合表示法(treeandtabularcombined notation,TTCN)[2]的TD-SCDMA系统终端RRM一致性测试系统的实现方案,该方案的实现将填补TD-SCDMA业内终端RRM一致性测试的空白。

2、协议一致性测试原理及TTCN

        TD-SCDMA终端RRM一致性测试可以基于对终端层3信令流程的测量完成,与终端RRC层协议一致性测试有很多共通之处,由此可以考虑以类似基于TTCN的协议一致性测试的方法构建RRM一致性测试系统。

        一个标准化的协议并不能确保该协议和实现之间能够成功地进行通信。因为协议标准目前基本上是使用自然语言描述的,实现者对于协议的不同理解会导致不同的协议实现,甚至有时会是错误的实现。因此需要一种有效的方法来对协议实现进行判别,这便是“协议测试”[3]。协议测试是一种黑盒测试,它依据协议标准来控制观察被测试协议实现的外部行为,对被测协议实现进行测试。20世纪90年代,国际标准化组织(ISO)专门制定了一套国际标准——ISO/IEC9646(协议的一致性测试方法和框架)[4],它为协议的一致性测试提供了基本方法和框架,为测试集制定了设计步骤和描述方法,并为测试系统的实现提供了指导。

        ISO/IEC9646是一个7层标准,定义了对OSI和ITU协议实现进行一致性测试的框架和方法,TTCN就是这个标准中的第三部分[5],即ISO/IEC9646-3。TTCN的前两个版本都是由ISO开发和制定的,而TTCN-3是ETSI(欧洲电信标准学会)在2000年发行的。需要注意的是,以前两个版本的TTCN都指树表结合表示法,而在第三版中TTCN代表testingandtest control notation(测试和测试控制表示法)[6]。

3、RRM一致性测试系统结构设计

        RRM一致性系统包括硬件和软件系统,其中软件系统基于TTCN-2设计实现。在软件系统的设计过程中,测试例的编写和生成以及软件的架构设计是其核心内容,这方面没有现成的经验可以借鉴,是本设计的重点和难点,因此本文重点阐述基于TTCN-2的软件架构设计。

3.1RRM一致性测试的可执行测试套的生成

        TD-SCDMA终端RRM一致性测试内容主要在3GPPTS34.122第8节中规定,测试项共31个,包括:空闲模式进程、连接模式下的移动性管理、RRC(无线资源控制)连接控制、测量过程和测量性能要求等方面[7]。根据这些测试项所需的小区数目进行分类,具体如下:

(1)1个TDD小区测试项

        终端的传输格式组合(TFC)选择。

(2)2个TDD小区测试项

●切换到同频TDD小区;

●切换到异频TDD小区;

●RRC重建时延(已知目标小区的情况);

●RRC重建时延(未知目标小区的情况);

●AWGN(加性高斯白噪声)传播条件下的1H事件和1I事件触发报告(同频);

●AWGN传播条件下正确报告TDD邻小区;

●P-CCPCHRSCP(接收信号码功率)同频测量的绝对精度要求;

●P-CCPCHRSCP同频测量的相对精度要求;

●P-CCPCHRSCP异频测量的相对精度要求;

●时隙ISCP(干扰信号码功率)同频绝对测量精度要求;

●UTRA载波RSSI(接收信号强度指示)的绝对测量精度要求;

●UTRA载波RSSI的相对测量精度要求。

(3)3个TDD小区测试项

AWGN传播条件下的1G事件触发报告(同频)。

(4)2个TDD小区和4个TDD背景小区测试项

●单载波情形下的TDD/TDD小区重选;

●多载波情形下的TDD/TDD小区重选;

●单载波TDD/TDD小区重选(CELL_FACH上的小区重选);

●多载波TDD/TDD小区重选(CELL_FACH上的小区重选);

●单载波TDD/TDD小区重选(在CELL_PCH上的小区重选);

●多载波TDD/TDD小区重选(在CELL_PCH上的小区重选);

●单载波TDD/TDD小区重选(在URA_PCH上的小区重选);

●多载波TDD/TDD小区重选(在URA_PCH上的小区重选)。

(5)1个GSM小区和1个TDD小区测试项

●不同RAT间小区重选;

●不同RAT间小区获取和重选;

●TDD/GSM的切换;

●AWGN传播条件下正确报告GSM邻小区;

●GSM载波RSSI的绝对精度测量要求。

(6)1个FDD小区和1个TDD小区测试项

●TDD/FDD小区重选:

●TDD/FDD切换;

●AWGN传播条件下正确报告FDD邻小区;

●CPICHRSCP的绝对测量精度要求。

        以3GPPTS34.122中§8.2.2.2的多载波情形下的TDD/TDD小区重选测试例为例,该测试例主要验证多载波情形下小区重选延迟的要求。具体的测试步骤如下:

(1)SS使用T1定义的参数激活小区1到小区6,并监测小区1和小区2中UpPTS时隙的SYNC-UL序列,准备接收来自UE的RRCConnectionRequest消息。

(2)UE开机。

(3)SS等待,直到UE在小区1中驻留并发送RRCConnectionRequest消息。

(4)15S后,参数改变为T2描述的参数。

(5)SS在UpPTS时隙等待SYNC-UL序列以接收来自UE的RRCConnectionRequest消息。

(6)再等待15s,参数改变为T1描述的参数。

(7)SS在UpPTS时隙等待SYNC-UL序列,准备接收来自UE的RRCConnectionRequest消息。

(8)重复步骤(4)到(7)指定的次数。

        需要注意的是:T1刚开始时为30s.以便UE在未知小区的情况下有足够的时间搜索小区。主小区共2个,分别是小区1、小区2,背景小区共4个,分别是小区3、小区4、小区5、小区6(服务小区在两个不同频点上,背景小区在不同的频点上各两个),采用异频方式。判别通过的条件是:小区重选延迟应该小于8s;在置信级为95%的情况下,在重复测试期间观察得到的小区正确重选概率应该不小于90%。判决的关键点是:

●在步骤(3),UE在小区1响应后,不再在任何其他小区产生响应;

●在步骤(5),UE应该在8s之内在小区2产生响应;

●在步骤(7),UE应该在8s之内在小区1产生响应。

        前两个要求规定所有的测试中必须成功至少90%。可见RRM一致性测试例是通过类似脚本流程进行描述和测量,这与协议一致性测试非常类似,在协议一致性测试中通用的TTCN方式完全可以应用到RRM一致性测试中。

        设计基于TTCN构造的RRM测试软件平台的第一步就是根据协议要求生成可执行测试集(executabletestsuite,ETS)。采用TTCN方式为上述每个测试项编写ATC(抽象测试例)并生成最终的ETS,大致需要经历如下几个步骤:

(1)根据34.122协议规范撰写测试套的MP文件,即定义了每个测试项的详细测试步骤。MP文件的编写需要考虑RRM测试设备与其他设备的级联以及RRM测试设备自身的校准需求。

(2)利用TTCN-2编辑器,对MP文件以及MP文件采用外部符合ASN.1语法规范文件定义的数据结构进行语法检查。

(3)根据特定语法规则,使用TTCN编辑器,实现TTCN到C语言的转换,测试套中的不同部分被转换成相应的C代码。

(4)编译上步生成的C代码,并将目标文件和设计的适配层库连接,生成可执行测试集。其中,适配层库用于和系统模拟器(负责实现TD-SCDMA系统中低层协议栈RLC/MAC/PHY功能和射频功能)交互。可执行测试套生成原理如图1所示。

             

图1  可执行测试套生成原理

        由图1可见,为了生成可执行测试例,只由TTCN编辑器产生的C代码是不够的,因为仍然没有关于内部协议结构和测试平台的具体描述。事实上,在MP文件中动态部分给出的事件被转换成了函数调用,而不是函数本身。这些函数,比如收发消息等通过调用适配层库中相应的函数来完成编码和解码等消息的传递。在图1中还可以看到C编辑器首先编译由TTCN编辑器创建的C代码,然后和适配层库一起链接目标文件,最后生成可执行测试套。尽管利用TTCN编辑器编辑的MP文件到C文件的转换是独立于内部协议结构的,但需要说明的是,适配层用的消息格式与对应的TTCN申明部分的消息格式是一致的。如果不一致,转换到C代码后,测试套结构类型的定义就不再与适配层相符合。在这种情况下,可执行的测试套仍然会产生(即链接过程仍然起作用),但由于编译码警告,当收发消息时会发生错误。测试套的静态部分,特别是声明部分永远都不应该被改变,而动态行为的改变不重要。通常情况下,正是利用这一点不断地完善测试例,而不需要一次设计完成RRM所需要的31个测试例。也保证可采用TTCN-2方式设计的测试例不会因为协议本身小的修改或版本升级而对软件结构进行大结构性的修改。

        通常的适配层对协议独立任务是有响应的,因此它可以使ETS能够读取配置文件并为各层以及测试套的执行创建所需的log文件。其他的协议独立任务,比如编译码和消息传递、计时器处理也由适配层设计和实现。同时适配层的另一个功能是,通过定义相应的PCO(控制观察点)和SAP(业务接入点)来定义协议栈具体的响应,并将协议栈接收到的ASP的格式转换为TTCN消息。

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