GMR—1 3G系統終端RRC一致性測試設計與實現

肖青松 王鳳麗

摘 要：本文以GMR-1 3G系統RRC（無線資源控制）協議一致性實現為目的，結合協議一致性測試基本流程，設計一種通過開發TTCN-3測試例來驗證終端協議一致性的新方案。該方案基于IBM的IBM Rational Systems Tester平臺進行測試例的開發，在上位機上運行并生成MSC（Message Sequence Chart），能夠有效地驗證終端RRC層功能實現的協議一致性。

關鍵詞：GMR-1 3G；無線資源控制；協議一致性測試；TTCN-3

中圖分類號：TN925 文獻標識碼：A

Abstract： According to the basicprotocol conformance testing process， this article gives a new scheme of verifyingthe terminal protocol conformance by designing developing TTCN-3 testing casesfor the achievement of protocol conformance of radio resource control of GMR-13G system.Its based on platform of IBM Rational Systems Tester to develop testingcases， then works on PC and generates the message sequence chart and test theterminal to achieve the protocol conformance of RRC functions.

Keywords： GMR-1 3G； radioresource control； conformance testing； TTCN-3

GMR全稱GEO（Geosynchronous Earth Orbit）-MobileRadioInterface， GMR標準最初是為制定基于地面GSM標準的GEO衛星移動通信系統空中接口技術規范，由歐洲標準化研究所ETSI（European Telecommunications Standards Institute）發布，分別為GMR-1和GMR-2，其中GMR-1標準應用于中東的Thuraya系統，GMR-2標準應用于AceS系統。隨著地面蜂窩GSM到GPRS再到3G標準的演進，分別發布了對應的GMR-1 Release1、GMR-2 Release2（即GMPRS）和GMR-1 Release3（即GMR-1 3G）。

1 協議一致性測試技術

1.1 協議一致性測試簡介

協議有三種類型：一致性測試（Conformance Testing）、互操作性測試以及性能測試。其中，一致性測試是其他兩種測試的基礎。一致性測試是依據協議的文本描述對協議的某個實現進行測試，檢測協議實現是否符合協議標準。一致性測試是其它兩種測試的基礎，只有協議實現滿足一致性需求，對它進行互操作性測試和性能測試才更有意義。

1.2 協議一致性測試過程

一致性測試過程主要分為以下四步：

（1）測試生成，即從協議標準產生抽象測試集；

（2）測試實現，即由抽象測試集產生可執行的測試序列集。抽象測試集中的抽象測試序列被轉變為在一個實際的測試設備或測試系統上可執行的測試用例；

（3）測試執行，即將可執行的測試序列集施加到被測網絡協議上，并對被測系統的外部響應行為進行觀察，記錄各條測試序列的執行結果；

（4）測試判決，即對測試執行的結果進行驗證和分析，得到一個有關被測系統相對協議一致性的判決，給出協議一致性測試報告。

2 測試系統軟件架構

終端協議一致性測試系統軟件架構如圖1所示。該測試系統有一臺PC主機和系統模擬器（SS： System Simulation）構成。軟件架構的內部接口主要是PC主機側控制軟件和SS之間的接口，由網線相連；外部軟件接口是SS與被測終端UE的接口，由射頻線相連接；PC主機與被測系統UE通過串口線連接，它們之間通過發送AT指令或人機界面指令（MMI： Man-Machine Interface）進行交互。

2.1 PC機側軟件

PC機側軟件主要包括系統適配器（SA： System Adaptor）、平臺適配器（PA： Platform Adaptor）、TTCN-3執行部分（TE： TTCN-3 Executable）、編解碼器（CD： Coding and Decoding）以及測試管理控制（TMC： Test Management and Control）。

（1）SA

針對測試系統特定的執行平臺，SA在TTCN-3測試系統下適應于基于消息和過程的通信。它知道TTCN-3測試組件通信端口和測試系統端口之間的映射關系。

（2）PA

PA實現TTCN-3的外部函數，并提供了TTCN-3測試系統統一的定時器。PA和TE之間的接口使得引用外部的函數和啟動、讀以及停止定時器成為可能成。

（3）TE

TE實體負責TTCN-3抽象測試套的解釋和執行。

（4）CD

編解碼器CD負責測試用例中消息的編碼和解碼，把測試用例中的消息編碼成被測系統可以識別的格式。

（5）TMC

TMC由測試控制和測試日志管理兩部分組成。測試控制主要負責對整個測試過程進行控制。測試日志管理主要負責記錄TTCN-3實時測試日志，并保存到PC主機上，以便測試人員查看。

2.2 系統模擬器SS和被測終端MES

SS作為硬件平臺，是由PC主機側控制軟件控制，以空中接口的方式與UE相連接，SS能夠模擬基站的功能，如物理層和射頻部分的功能等。SS在PC主機側控制軟件的控制下能夠為測試系統提供準確的系統幀號等時序信息。

3 RRC連接建立一致性測試設計

在GMR-1 3G系統中，RRC層位于控制面協議的高層，負責處理終端和網絡之間的大部分控制信令。其主要功能為發送廣播、無線承載管理和控制、信令連接建立與釋放等，是整個高層協議的核心和控制中心。

下面以MES（Mobile Earth Station）在空閑模式（無RRC連接存在）下成功建立RRC連接為例來驗證終端的協議一致性。

3.1 一致性需求

當MES的上層請求建立一個信令連接且MES處在空閑模式，MES啟動該流程。

3.2 測試目的

（1）驗證MES從空閑模式轉移，并根據網絡下行消息指示正確地在DACCH上建立信令無線承載；

（2）驗證MES能夠根據網絡中的配置完成接入過程。

3.3 測試方法

（1） 初始條件

（a）GSS：模擬一個小區，小區配置正常；

（b）MES：開機后處于空閑模式。

（2）測試流程

（a） MES在小區中開機，應該在正確接收全部系統消息后通過傳輸一個RRC連接請求，指示低層RACH接入網絡。

（b）MES在上行鏈路CCCH發送一個RRC CONNECTION REQUEST消息到GSS發起呼叫。GSS接收到該消息之后，給MES分配必要的無線資源，然后發送RRC CONECTION SETUP消息，MES在給定的時間內收到RRC CONNECTION SETUP消息，并接受該事物，然后MES在DACCH上發送RRC CONNECTION SETUP COMPLETE消息，該流程成功。

4 測試結果分析

依據RRC連接建立一致性測試套的設計流程，在IBM Rational Systems Tester平臺進行TTCN-3測試套的開發。圖2為RRC連接建立成功的MSC消息序列圖，可知終端實現的RRC連接建立一致性測試滿足相應的協議一致性測試規范。

結語

終端協議一致性測試是保證終端和不同設備之間進行互聯互通的必要手段，也是終端進行入網檢測的關鍵部分。本文針對GMR-1 3G系統RRC連接建立一致性測試需求，在介紹協議一致性測試及測試工具的基礎上，設計測試整體架構、測試流程并開發測試套，然后運行測試套驗證終端RRC連接建立過程。

參考文獻

[1]程宇新，羅常青，吳建軍.新一代GEO衛星移動通信新標準GMR-1 3G簡介，第六屆衛星通信新業務新技術學術年會論文集[C].2010.

[2]蔣凡，程紹銀.TTCN-3語言及應用[M].北京：科學出版社，2013：10-12.

[3] GEO-Mobile Radio Interface Specifications （Release 3）； Third Generation Satellite Packet Radio Service； Part 3： Network specifications； Sub-part 23： Radio Access Network； Overall description-Stage 2； GMR-1 3G 43.051[S].ETSI TS 101 376-3-23 v3.3.1， 2012-12.