1、引言
隨著對無線數據業務種類、無線傳輸速率要求不斷增強，第三代移動通信技術及應用得到了迅猛的發展，TD-SCDMA標準及其應用的研究成為3G發展的重頭戲。雖然TD-SCDMA技術已經成熟，但是其產業化的道路依然坎坷，其中終端設備的測試問題已經成為了TD-SCDMA產業化發展的瓶頸。因此，開展對TD-SCDMA移動終端一致性測試技術[1]的研究，設計針對TD-SCDMA系統的終端測試平臺，對準確地驗證移動終端設備的各項技術和性能要求具有十分重要的意義。
對終端設備的測試包括：射頻指標測試、協議測試[1-3]其他測試。協議一致性測試是協議測試的基礎，即通過觀察設備對協議具體實現在不同環境和條件下的反應行為來驗證協議實現與相應的協議標準是否一致。協議一致性測試是一致性測試中的難點。
現有的終端協議一致性測試方案主要有兩種：第一種是對協議棧進行完全實現，然后控制協議棧的運行狀態完成測試；第二種是對某項具體測試內容使用工具集生成測試用例。前者可以較簡便地實現某一項測試。但結構體系比較封閉，業務的擴展性和重用性不強，而且整體協議棧開發難度大。后者具有較強的擴展性但是提高了測試方法實現的復雜度，生成TD-SCDMA測試用例較麻煩，而且重用性差，如果沒有對測試用例運行平臺很好的設計和對所有測試步驟進行統籌規劃作為前提，用例很難配合使用。
本文提出了一個具有實際應用價值的可以支持終端協議一致性測試的TD-SCDMA終端測試系統結構，該系統不僅可以提供協議一致性測試。而且可以模擬網絡的基本業務，并且實現了體系架構模塊化以具有標準的接口的靈活擴展方式，具備開放的體系結構。
2、協議一致性測試與TTCN
2.1 協議一致性測試
協議一致性測試是協議測試的一種，它是一種功能性測試，依據協議規范的說明對協議的某個實現進行測試，判斷協議實現與協議標準是否保持一致。其主要目的是確認產品遵從規范要求，減少產品在現場運行時發生錯誤的風險性。
協議一致性測試標準包括3個部分：抽象測試集（ATS）、協議實現一致性說明（PICS）和協議實施附加信息（PIXIT）。可執行測試集（ETS）在以上3部分基礎上生成。
協議一致性測試的主要步驟如下：
●根據協議規范，研究協議規范的每個特性，為每個特性編寫測試目的。
●把每個測試目的轉化為抽象測試用例（ATC）。覆蓋協議規范所有特性的多個ATC集合就構成了該協議規范的ATS。
●生成PICS/PIXIT。PICS用來說明實施的要求、能力及可選項實施的情況。PIXIT用來提供測試時必須標明的協議參數。
●確定測試方法，針對不同的IUT（被測實現），用戶應采用不同的測試方法。
●根據PICS/PIXIT和測試目的編寫測試用例，生成ETS。
●使用生成的ETS測試IUT。
●根據測試結果生成測試報告。
2.2 協議測試語言TTCN
協議一致性測試最主要的工作之一就是測試用例的生成。有許多自動生成測試用例的方法，但是這些方法都依賴于協議的形式化描述，而大多數通信網絡協議都是用自然語言描述。要對這類協議進行測試，由于不能用基于狀態機模型的產生工具自動生成測試集，必須由專業人員熟悉該協議和相關協議，寫出自然語言描述的測試集。這種自然語言描述的測試集的最大缺點是二義性和難以用機器處理。國際標準化組織（ISO）推薦了一種專門描述測試集的半形式化描述語言TTCN[4-6]，它具有明確的語法和語義，且是可執行的，用以描述獨立于任何實現的通用測試集。針對測試領域，TTCN提供了許多有用元素，目前已經發展成為一種通用的測試規格語言。
TTCN是一種形式測試描述語言，采用樹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型、原語、協議觀察點、約束等，樹則用于描述測試集、測試用例、測試步驟等。
TTCN有2種表現形式：圖形方式（GR）和機器處理方式（MP）。
●GR采用表格方式，適合于人機交互時使用。
●MP通過使用定義的語法來生成測試集，適合于在機器處理和其他自動方式之間進行轉換。
TTCN需要滿足以下需求：
●測試系統能夠定義和構造發送和接收IUT的抽象服務原語（ASP）。
●能夠定義和構造嵌入在ASP的協議數據單元（PDU）。
●在指定控制和觀察點（PCO）上，能夠規定ASP的發送或接收順序構造測試用例。
在對TD-SCDMA高層軟件進行測試時，TTCN雖然采用黑盒測試方法，但通過與SDL的聯合使用（協仿真），可以生成消息序列流圖（MSC）。通過觀察IUT內部和IUT與環境（測試系統）之間的消息序列和數據流，達到查找錯誤的目的。
3、TD-SCDMA協議測試平臺結構
測試平臺包括多個功能實體和框架模塊，主要由腳本部分、協議部分和應用部分3個部分構成，結構框架如圖1所示。
腳本部分包括：腳本庫、腳本文件、協議棧控制、腳本API和LOG 6個模塊。負責完成無線資源管理分配與調度的功能，模擬3GPP協議中的RRC和NAS實體，可以模擬高層的具體信令也可以提供TTCN一致性測試。此部分為整個測試平臺的控制核心，通過編寫不同的腳本，可以完成終端測試中所需高層的所有的信令測試。由于引入腳本來模擬RRC和NAS層，平臺實現難度大大降低。
腳本文件（簡稱為腳本，下同）是為了降低高層（NAS層和RRC層）整個實體的復雜度而引入的一種機制，它是高層實體的一個具體對象實例，是高層功能的一系列具體信令的執行過程，如系統消息廣播、尋呼、RRC建立/釋放、鑒權、位置更新等。
協議棧部分包括：L1層（PHY）、L2層MAC、RLC及PDCP，此部分參考3GPP的協議架構，完全按照協議的描述實現。RABM實體主要實現對RAB（無線接入承載）管理及RAB與RB（無線承載）之間的映射與修改。
應用部分包括：CS、PS和RMC 3個實體。應用部分各個模塊與腳本部分、協議部分采用統一的接口，可以對新的業務進行動態加載，通過接口可以同腳本部分進行交互，進行流程的同步和數據的交互。
4、TD-SCDMA測試平臺實現
4.1 腳本部分
4.1.1 腳本文件的實現
（1）腳本業務功能
TD-SCDMA測試平臺主要用來模擬基站側的行為，業務模擬需要通過腳本來實現，根據3GPP協議.腳本的業務范圍可以包括：3G網絡的基本功能、電路域基本過程、分組域基本過程和參考測量信道工程模式基本過程4大功能。
●3G網絡業務的基本功能包括：系統消息廣播、注冊鑒權、安全模式控制和功率控制（包括上行閉環功率控制和上行開環功率控制等）。
●電路域基本過程包括：位置更新和呼叫控制。其中位置更新包括：IMSI附著，周期性位置更新和正常位置更新等。呼叫控制支持呼叫的建立及釋放過程，包括：UE（用戶設備）發起呼叫、UE被呼、UE發起語音呼叫釋放和網絡發起的語音呼叫釋放等。
●分組域基本過程包括：移動性管理和會話管理。移動性管理主要有GPRS附著／分離和周期性路由區更新。會話管理包括：UE發起的PDP上下文激活、UE發起的PDP上下文去激活、PS域UE主叫、網絡主叫和PS域UE發起呼叫釋放等。
●參考測量信道工程模式的基本過程包括：網絡發起承載測試模式、兩種測試回環模式的選擇和網絡終止承載測試模式等。
（2）腳本定義
腳本作為RRC和NAS層的功能實體的一個對象實例，根據終端測試需要完成信令模擬功能。形成相應RRC層消息信令序列（包括承載NAS消息的RRC消息），根據相應的規則順序發送與接收。
（3）腳本構成
根據所需測試的功能，確定作為RRC和NAS層的功能實體的對象實例的腳本所需要模擬的信令過程。然后根據可重用性原則將信令過程分成若干可重用的信令子過程，每個信令子過程分別由一個腳本實現，每個腳本由一系列RRC消息隊列及一系列腳本API構成。
每個腳本根據其實現的不同業務，由3GPP協議確定其具體信令消息隊列的內容（具體內容格式可參見參考文獻[7，8]與發送接收順序及對本側的配置時機。
腳本中每條發送的信令有相應的屬性和動作。屬性主要為協議棧高層消息內容構成。動作主要包括：發送消息、修改消息內容、接收消息、讀取消息內容、對本側協議棧的配置等。
（4）腳本運行
每個腳本都需一個標準的入口函數，以供協議棧控制部分調用。腳本中每條消息可以根據需要按照協議要求設定相應計時器，以控制消息的通信時間以及錯誤信息上報。
4.1.2 腳本API的實現
腳本與外部模塊間的通信交流接口為腳本API。腳本API接口函數匯集了在系統模擬與一致性測試中所有的高層與底層的接口，通過其可以獲得一層、二層所有配置參數和數據結果，同時也可以設置一層、二層所有參數和狀態。
腳本通過腳本API完成L3和下層的通信及控制，同時也可作為使用TTCN進行一致性測試時的PCO。
4.1.3 協議棧控制模塊實現
通過平臺對網絡側進行模擬時，協議棧控制模塊負責對所有腳本的調度，協調幾個腳本共同完成某一個具體的功能的信令交互，根據所產生的腳本的構成確定每個腳本需要對應的狀態，從而根據協議完成狀態機實現狀態間的躍遷。通過對狀態機維護來完成對各腳本的調度，對腳本的調度可以采用集中式和分布式調度相結合方式，多個腳本可以采用集中式的調度方式按照批處理順序執行，同時腳本之間也可以按照分布式的方式相互調用。協作完成指定的測試。
為了保證同協議棧的操作行為保持一致，協議棧控制采用消息觸發機制，接收外部控制模塊的命令并且完成狀態上報工作。協議棧控制通過腳本API對腳本運行狀態傳遞命令和接收腳本運行狀態信息上報，通過與應用部分的統一接口完成對用戶平面業務模擬的控制和狀態監測，通過與腳本庫的接口完成對腳本的添加、刪除、搜索、加載及釋放功能。
4.1.4 腳本庫實現
腳本庫主要完成對腳本的存儲與管理功能。根據協議棧控制命令完成對腳本文件的添加、刪除、搜索、加載及釋放等。
當需添加/刪除一個測試內容時，需要經過如下步驟：
●編寫腳本文件。
●對協議棧控制狀態機進行相應添加／刪除處理。
●對腳本庫執行腳本文件的添加/刪除操作。
●對測試分組中的腳本集中的腳本需要修改的參數，通過參數表的修改機制做相應的修改。
如圖2所示，腳本庫的核心為一個腳本文件庫，物理存在一系列作為測試用例的腳本文件，還存在一張鏈表用于存儲這些腳本文件的基本信息，對它們進行統一管理。對每個腳本文件可以用“別稱”來識別，即在鏈表中存在文件名和別稱的映射。
所有的協議棧部分運行模塊中都含有一個狀態采集模塊，用以采集各個模塊的狀態和信令信息，然后實時地匯總到LOG模塊，在LOG模塊中，采用時間戳來區分不同模塊的狀態信息，最后加以處理和顯示，以供測試觀察。
4.2 協議部分實現
協議部分的各個模塊采用模塊化設計，能夠在平臺中重用，在實現上可以提供完備的實時狀態輸出和狀態強制轉移功能。
4.3 應用部分實現
應用部分模擬測試業務的用戶平面數據源以及完成對數據處理功能，如在PS域提供接口與相應的FTP服務器或MMS服務器相連模擬后臺下載，CS域可以提供AMR 12.2 kbit/s語音業務回環測試，RMC可以產生RMC的回環測試數據并進行BER和BLER計算等功能。
應用部分每個模塊與協議部分和腳本部分接口標準化，統一業務類型中可以根據不同業務需求加載不同模塊，與終端完成用戶平面的數據交互。
5、測試平臺功能實現舉例
5.1 測試平臺用于協議一致性測試
TD-SCDMA終端一致性測試主要分為射頻和協議測試、USIM和聲學的測試。如圖3所示。
下測試器（LT）為CC、SM、MM、GMM、SMS、RRC、RLC、MAC、PDCP和BMC測試設置測試方法，與測試平臺協議部分（參見圖1）共同構成，以與被測移動終端通信。測試平臺協議部分的配置和初始化均由TTCN通過ASP控制。TTCN調用腳本API通過LT-PCO使用原語對LT進行通用設置和初始化。
5.2 測試平臺用于模擬網絡基本功能
測試平臺可以根據測試業務的需要模擬基站相應基本功能，信令過程可以通過編寫相應功能的腳本來實現，協議棧控制能夠根據外部控制命令，調度各個腳本共同完成某一個完整的或者不完整的信令流程，并且協調控制平面和用戶平面，對腳本庫和腳本文件運行操作處理。下面以完成一個語音呼叫所需腳本與狀態調度為例說明整個平臺對TD-SCDMA網絡側的模擬功能。
協議棧控制可以通過實現一個狀態機來調度各個腳本文件。圖4為CS域一部分RRC過程腳本文件的調度過程。通過調度運行腳本文件完成狀態間的躍遷，同時也限定了調度腳本的順序。CS域其他需要進行協議一致性測試的過程和PS域的過程都可以通過腳本的形式實現，然后維護狀態機在相應位置加入相應狀態進行調度控制：
（1）協議棧控制調用系統消息廣播腳本；
（2）協議棧控制終止系統消息廣播腳本運行；
（3）協議棧控制調用注冊腳本；
（4）注冊腳本注冊失敗；
（5）注冊腳本注冊成功；
（6）協議棧控制終止系統消息廣播腳本運行；
（7）協議棧控制調用尋呼腳本；
（8）在尋呼狀態下，調用MOC腳本（總體過程應該稱為MTC）；
（9）協議棧控制調用MOC腳本；
（10）網絡或終端摘機；
（11）調用切換腳本（多基站模式下可以實現為各種切換腳本文件）；
（12）切換過程結束：
（13）網絡或終端掛機，RRC釋放。
用戶平面根據測試的需要實現相應的模塊，并且進行動態加載，如一些最基本的測試業務功能：CS域AMR語音呼叫回環，RMC誤碼率的計算等。應用部分與協議部分的接口定制規范化、統一化，用戶平面功能模塊也可以靈活添加和刪除。
協議棧控制對腳本運行狀況進行監測。可以對異常運行的腳本文件（如停止響應等）進行強制終止，也可以根據腳本文件上報的出錯信息，終止文件運行。
6、結束語
為了確保終端的接入與業務能力，對終端的各種測試十分必要。本文提出的測試平臺可以使用TTCN支持TD-SCDMA終端一致性測試并且可以靈活支持各種測試業務的模擬，同時可以根據需要對整個TD-SCDMA測試框架系統進行靈活地擴充和調整，大大降低了對第3層實現的復雜度。使得整個開放系統的實現可能性和實用價值增強。
參考文獻
1 3GPP TS 34.123-1 r4.3.O.User equipment（UE）conformance specification，part 1：protocol conformance specification，Jun 2002
2 3GPP TS 34.123-2 r4.3.0.User equipment（UE）conformance specification，part 2：implementation conformance statement（ICS）specification，Jun 2002
3 3GPP TS 34.123-3 r4.0.0.User equipment（UE）conformance specification，part 3：abstract test suites（ATSs），Apr 2005
4 ITU-T Recommendation Z.100.TTCN suite getting started，1993
5 ITU-T Recommendation Z.100.TTCN suite methodology guidelines，1993
6 ITU-T Rec X292-1992.OSI conformance testing methodology and frame-work for protocol recommendations for CCITT applications——the tree and tabular combined notation（TTCN），1992
7 3GPP TS 25.331 V4.9.0.Radio resource control（RRC）protocol specification，May 2003
8 3GPP TS 25.008 r4.10.0.Mobile radio interface layer 3 specification，core network protocols；stage 3，May 2003
隨著對無線數據業務種類、無線傳輸速率要求不斷增強，第三代移動通信技術及應用得到了迅猛的發展，TD-SCDMA標準及其應用的研究成為3G發展的重頭戲。雖然TD-SCDMA技術已經成熟，但是其產業化的道路依然坎坷，其中終端設備的測試問題已經成為了TD-SCDMA產業化發展的瓶頸。因此，開展對TD-SCDMA移動終端一致性測試技術[1]的研究，設計針對TD-SCDMA系統的終端測試平臺，對準確地驗證移動終端設備的各項技術和性能要求具有十分重要的意義。
對終端設備的測試包括：射頻指標測試、協議測試[1-3]其他測試。協議一致性測試是協議測試的基礎，即通過觀察設備對協議具體實現在不同環境和條件下的反應行為來驗證協議實現與相應的協議標準是否一致。協議一致性測試是一致性測試中的難點。
現有的終端協議一致性測試方案主要有兩種：第一種是對協議棧進行完全實現，然后控制協議棧的運行狀態完成測試；第二種是對某項具體測試內容使用工具集生成測試用例。前者可以較簡便地實現某一項測試。但結構體系比較封閉，業務的擴展性和重用性不強，而且整體協議棧開發難度大。后者具有較強的擴展性但是提高了測試方法實現的復雜度，生成TD-SCDMA測試用例較麻煩，而且重用性差，如果沒有對測試用例運行平臺很好的設計和對所有測試步驟進行統籌規劃作為前提，用例很難配合使用。
本文提出了一個具有實際應用價值的可以支持終端協議一致性測試的TD-SCDMA終端測試系統結構，該系統不僅可以提供協議一致性測試。而且可以模擬網絡的基本業務，并且實現了體系架構模塊化以具有標準的接口的靈活擴展方式，具備開放的體系結構。
2、協議一致性測試與TTCN
2.1 協議一致性測試
協議一致性測試是協議測試的一種，它是一種功能性測試，依據協議規范的說明對協議的某個實現進行測試，判斷協議實現與協議標準是否保持一致。其主要目的是確認產品遵從規范要求，減少產品在現場運行時發生錯誤的風險性。
協議一致性測試標準包括3個部分：抽象測試集（ATS）、協議實現一致性說明（PICS）和協議實施附加信息（PIXIT）。可執行測試集（ETS）在以上3部分基礎上生成。
協議一致性測試的主要步驟如下：
●根據協議規范，研究協議規范的每個特性，為每個特性編寫測試目的。
●把每個測試目的轉化為抽象測試用例（ATC）。覆蓋協議規范所有特性的多個ATC集合就構成了該協議規范的ATS。
●生成PICS/PIXIT。PICS用來說明實施的要求、能力及可選項實施的情況。PIXIT用來提供測試時必須標明的協議參數。
●確定測試方法，針對不同的IUT（被測實現），用戶應采用不同的測試方法。
●根據PICS/PIXIT和測試目的編寫測試用例，生成ETS。
●使用生成的ETS測試IUT。
●根據測試結果生成測試報告。
2.2 協議測試語言TTCN
協議一致性測試最主要的工作之一就是測試用例的生成。有許多自動生成測試用例的方法，但是這些方法都依賴于協議的形式化描述，而大多數通信網絡協議都是用自然語言描述。要對這類協議進行測試，由于不能用基于狀態機模型的產生工具自動生成測試集，必須由專業人員熟悉該協議和相關協議，寫出自然語言描述的測試集。這種自然語言描述的測試集的最大缺點是二義性和難以用機器處理。國際標準化組織（ISO）推薦了一種專門描述測試集的半形式化描述語言TTCN[4-6]，它具有明確的語法和語義，且是可執行的，用以描述獨立于任何實現的通用測試集。針對測試領域，TTCN提供了許多有用元素，目前已經發展成為一種通用的測試規格語言。
TTCN是一種形式測試描述語言，采用樹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型、原語、協議觀察點、約束等，樹則用于描述測試集、測試用例、測試步驟等。
TTCN有2種表現形式：圖形方式（GR）和機器處理方式（MP）。
●GR采用表格方式，適合于人機交互時使用。
●MP通過使用定義的語法來生成測試集，適合于在機器處理和其他自動方式之間進行轉換。
TTCN需要滿足以下需求：
●測試系統能夠定義和構造發送和接收IUT的抽象服務原語（ASP）。
●能夠定義和構造嵌入在ASP的協議數據單元（PDU）。
●在指定控制和觀察點（PCO）上，能夠規定ASP的發送或接收順序構造測試用例。
在對TD-SCDMA高層軟件進行測試時，TTCN雖然采用黑盒測試方法，但通過與SDL的聯合使用（協仿真），可以生成消息序列流圖（MSC）。通過觀察IUT內部和IUT與環境（測試系統）之間的消息序列和數據流，達到查找錯誤的目的。
3、TD-SCDMA協議測試平臺結構
測試平臺包括多個功能實體和框架模塊，主要由腳本部分、協議部分和應用部分3個部分構成，結構框架如圖1所示。
圖1 TD-SCDMA協議測試平臺構架
其中：PS：分組域業務模塊；RABM：無線接入承載管理模塊；CS：電路域業務模塊；PDCP：分組數據匯聚協議；RMC：參考測量信道業務模塊；RLC：無線鏈路控制層；腳本API：腳本的應用編程接口；MAC：媒體接入控制層；LOG：日志生成模塊；PHY：物理層。腳本部分包括：腳本庫、腳本文件、協議棧控制、腳本API和LOG 6個模塊。負責完成無線資源管理分配與調度的功能，模擬3GPP協議中的RRC和NAS實體，可以模擬高層的具體信令也可以提供TTCN一致性測試。此部分為整個測試平臺的控制核心，通過編寫不同的腳本，可以完成終端測試中所需高層的所有的信令測試。由于引入腳本來模擬RRC和NAS層，平臺實現難度大大降低。
腳本文件（簡稱為腳本，下同）是為了降低高層（NAS層和RRC層）整個實體的復雜度而引入的一種機制，它是高層實體的一個具體對象實例，是高層功能的一系列具體信令的執行過程，如系統消息廣播、尋呼、RRC建立/釋放、鑒權、位置更新等。
協議棧部分包括：L1層（PHY）、L2層MAC、RLC及PDCP，此部分參考3GPP的協議架構，完全按照協議的描述實現。RABM實體主要實現對RAB（無線接入承載）管理及RAB與RB（無線承載）之間的映射與修改。
應用部分包括：CS、PS和RMC 3個實體。應用部分各個模塊與腳本部分、協議部分采用統一的接口，可以對新的業務進行動態加載，通過接口可以同腳本部分進行交互，進行流程的同步和數據的交互。
4、TD-SCDMA測試平臺實現
4.1 腳本部分
4.1.1 腳本文件的實現
（1）腳本業務功能
TD-SCDMA測試平臺主要用來模擬基站側的行為，業務模擬需要通過腳本來實現，根據3GPP協議.腳本的業務范圍可以包括：3G網絡的基本功能、電路域基本過程、分組域基本過程和參考測量信道工程模式基本過程4大功能。
●3G網絡業務的基本功能包括：系統消息廣播、注冊鑒權、安全模式控制和功率控制（包括上行閉環功率控制和上行開環功率控制等）。
●電路域基本過程包括：位置更新和呼叫控制。其中位置更新包括：IMSI附著，周期性位置更新和正常位置更新等。呼叫控制支持呼叫的建立及釋放過程，包括：UE（用戶設備）發起呼叫、UE被呼、UE發起語音呼叫釋放和網絡發起的語音呼叫釋放等。
●分組域基本過程包括：移動性管理和會話管理。移動性管理主要有GPRS附著／分離和周期性路由區更新。會話管理包括：UE發起的PDP上下文激活、UE發起的PDP上下文去激活、PS域UE主叫、網絡主叫和PS域UE發起呼叫釋放等。
●參考測量信道工程模式的基本過程包括：網絡發起承載測試模式、兩種測試回環模式的選擇和網絡終止承載測試模式等。
（2）腳本定義
腳本作為RRC和NAS層的功能實體的一個對象實例，根據終端測試需要完成信令模擬功能。形成相應RRC層消息信令序列（包括承載NAS消息的RRC消息），根據相應的規則順序發送與接收。
（3）腳本構成
根據所需測試的功能，確定作為RRC和NAS層的功能實體的對象實例的腳本所需要模擬的信令過程。然后根據可重用性原則將信令過程分成若干可重用的信令子過程，每個信令子過程分別由一個腳本實現，每個腳本由一系列RRC消息隊列及一系列腳本API構成。
每個腳本根據其實現的不同業務，由3GPP協議確定其具體信令消息隊列的內容（具體內容格式可參見參考文獻[7，8]與發送接收順序及對本側的配置時機。
腳本中每條發送的信令有相應的屬性和動作。屬性主要為協議棧高層消息內容構成。動作主要包括：發送消息、修改消息內容、接收消息、讀取消息內容、對本側協議棧的配置等。
（4）腳本運行
每個腳本都需一個標準的入口函數，以供協議棧控制部分調用。腳本中每條消息可以根據需要按照協議要求設定相應計時器，以控制消息的通信時間以及錯誤信息上報。
4.1.2 腳本API的實現
腳本與外部模塊間的通信交流接口為腳本API。腳本API接口函數匯集了在系統模擬與一致性測試中所有的高層與底層的接口，通過其可以獲得一層、二層所有配置參數和數據結果，同時也可以設置一層、二層所有參數和狀態。
腳本通過腳本API完成L3和下層的通信及控制，同時也可作為使用TTCN進行一致性測試時的PCO。
4.1.3 協議棧控制模塊實現
通過平臺對網絡側進行模擬時，協議棧控制模塊負責對所有腳本的調度，協調幾個腳本共同完成某一個具體的功能的信令交互，根據所產生的腳本的構成確定每個腳本需要對應的狀態，從而根據協議完成狀態機實現狀態間的躍遷。通過對狀態機維護來完成對各腳本的調度，對腳本的調度可以采用集中式和分布式調度相結合方式，多個腳本可以采用集中式的調度方式按照批處理順序執行，同時腳本之間也可以按照分布式的方式相互調用。協作完成指定的測試。
為了保證同協議棧的操作行為保持一致，協議棧控制采用消息觸發機制，接收外部控制模塊的命令并且完成狀態上報工作。協議棧控制通過腳本API對腳本運行狀態傳遞命令和接收腳本運行狀態信息上報，通過與應用部分的統一接口完成對用戶平面業務模擬的控制和狀態監測，通過與腳本庫的接口完成對腳本的添加、刪除、搜索、加載及釋放功能。
4.1.4 腳本庫實現
腳本庫主要完成對腳本的存儲與管理功能。根據協議棧控制命令完成對腳本文件的添加、刪除、搜索、加載及釋放等。
當需添加/刪除一個測試內容時，需要經過如下步驟：
●編寫腳本文件。
●對協議棧控制狀態機進行相應添加／刪除處理。
●對腳本庫執行腳本文件的添加/刪除操作。
●對測試分組中的腳本集中的腳本需要修改的參數，通過參數表的修改機制做相應的修改。
如圖2所示，腳本庫的核心為一個腳本文件庫，物理存在一系列作為測試用例的腳本文件，還存在一張鏈表用于存儲這些腳本文件的基本信息，對它們進行統一管理。對每個腳本文件可以用“別稱”來識別，即在鏈表中存在文件名和別稱的映射。
圖2 腳本庫實現
4.1.5 LOG模塊實現所有的協議棧部分運行模塊中都含有一個狀態采集模塊，用以采集各個模塊的狀態和信令信息，然后實時地匯總到LOG模塊，在LOG模塊中，采用時間戳來區分不同模塊的狀態信息，最后加以處理和顯示，以供測試觀察。
4.2 協議部分實現
協議部分的各個模塊采用模塊化設計，能夠在平臺中重用，在實現上可以提供完備的實時狀態輸出和狀態強制轉移功能。
4.3 應用部分實現
應用部分模擬測試業務的用戶平面數據源以及完成對數據處理功能，如在PS域提供接口與相應的FTP服務器或MMS服務器相連模擬后臺下載，CS域可以提供AMR 12.2 kbit/s語音業務回環測試，RMC可以產生RMC的回環測試數據并進行BER和BLER計算等功能。
應用部分每個模塊與協議部分和腳本部分接口標準化，統一業務類型中可以根據不同業務需求加載不同模塊，與終端完成用戶平面的數據交互。
5、測試平臺功能實現舉例
5.1 測試平臺用于協議一致性測試
TD-SCDMA終端一致性測試主要分為射頻和協議測試、USIM和聲學的測試。如圖3所示。
圖3 SS（系統仿真器）+TTCN一致性測試
上測試器（UT）位于測試平臺所處系統中，與移動終端的接口為人機接口界面（EMMI）。TTCN通過上測試器控制和觀察點（UT-PCO）發送相應的原語與UT通信。使UE完成相應的動作和提供簡單的觀察UE的方法。原語可以包含AT command命令完成自動測試，也可以包含其它格式命令。如MMI。下測試器（LT）為CC、SM、MM、GMM、SMS、RRC、RLC、MAC、PDCP和BMC測試設置測試方法，與測試平臺協議部分（參見圖1）共同構成，以與被測移動終端通信。測試平臺協議部分的配置和初始化均由TTCN通過ASP控制。TTCN調用腳本API通過LT-PCO使用原語對LT進行通用設置和初始化。
5.2 測試平臺用于模擬網絡基本功能
測試平臺可以根據測試業務的需要模擬基站相應基本功能，信令過程可以通過編寫相應功能的腳本來實現，協議棧控制能夠根據外部控制命令，調度各個腳本共同完成某一個完整的或者不完整的信令流程，并且協調控制平面和用戶平面，對腳本庫和腳本文件運行操作處理。下面以完成一個語音呼叫所需腳本與狀態調度為例說明整個平臺對TD-SCDMA網絡側的模擬功能。
協議棧控制可以通過實現一個狀態機來調度各個腳本文件。圖4為CS域一部分RRC過程腳本文件的調度過程。通過調度運行腳本文件完成狀態間的躍遷，同時也限定了調度腳本的順序。CS域其他需要進行協議一致性測試的過程和PS域的過程都可以通過腳本的形式實現，然后維護狀態機在相應位置加入相應狀態進行調度控制：
（1）協議棧控制調用系統消息廣播腳本；
（2）協議棧控制終止系統消息廣播腳本運行；
（3）協議棧控制調用注冊腳本；
（4）注冊腳本注冊失敗；
（5）注冊腳本注冊成功；
（6）協議棧控制終止系統消息廣播腳本運行；
（7）協議棧控制調用尋呼腳本；
（8）在尋呼狀態下，調用MOC腳本（總體過程應該稱為MTC）；
（9）協議棧控制調用MOC腳本；
（10）網絡或終端摘機；
（11）調用切換腳本（多基站模式下可以實現為各種切換腳本文件）；
（12）切換過程結束：
（13）網絡或終端掛機，RRC釋放。
用戶平面根據測試的需要實現相應的模塊，并且進行動態加載，如一些最基本的測試業務功能：CS域AMR語音呼叫回環，RMC誤碼率的計算等。應用部分與協議部分的接口定制規范化、統一化，用戶平面功能模塊也可以靈活添加和刪除。
圖4 語音呼叫狀態轉移
協議棧控制根據相應命令和狀態調度需要，對腳本庫中存放的腳本文件進行相應的操作，如添加：向腳本庫中增加未曾實現功能的腳本文件；刪除：對腳本庫中腳本文件刪除；搜索：根據協議棧控制搜尋所需腳本；加載：將執行腳本接口遞交協議棧控制；釋放：將交給協議棧控制的腳本執行接口釋放。協議棧控制對腳本運行狀況進行監測。可以對異常運行的腳本文件（如停止響應等）進行強制終止，也可以根據腳本文件上報的出錯信息，終止文件運行。
6、結束語
為了確保終端的接入與業務能力，對終端的各種測試十分必要。本文提出的測試平臺可以使用TTCN支持TD-SCDMA終端一致性測試并且可以靈活支持各種測試業務的模擬，同時可以根據需要對整個TD-SCDMA測試框架系統進行靈活地擴充和調整，大大降低了對第3層實現的復雜度。使得整個開放系統的實現可能性和實用價值增強。
參考文獻
1 3GPP TS 34.123-1 r4.3.O.User equipment（UE）conformance specification，part 1：protocol conformance specification，Jun 2002
2 3GPP TS 34.123-2 r4.3.0.User equipment（UE）conformance specification，part 2：implementation conformance statement（ICS）specification，Jun 2002
3 3GPP TS 34.123-3 r4.0.0.User equipment（UE）conformance specification，part 3：abstract test suites（ATSs），Apr 2005
4 ITU-T Recommendation Z.100.TTCN suite getting started，1993
5 ITU-T Recommendation Z.100.TTCN suite methodology guidelines，1993
6 ITU-T Rec X292-1992.OSI conformance testing methodology and frame-work for protocol recommendations for CCITT applications——the tree and tabular combined notation（TTCN），1992
7 3GPP TS 25.331 V4.9.0.Radio resource control（RRC）protocol specification，May 2003
8 3GPP TS 25.008 r4.10.0.Mobile radio interface layer 3 specification，core network protocols；stage 3，May 2003
粵公網安備 44030902003195號