淺論TD-LTE終端協議一致性測試研究

何仕專

摘 要：隨著新一代移動寬帶技術的不斷發展以及移動通信與互聯網的不斷融合，傳統的TD-SCDA逐漸向5G NR發展。自2012年三四季度以來，中國已開始建設移動4G網絡，TD-LTE已在2014年進入全球貿易流通應用階段。由于當前的5G NR網絡尚處于發展尚不成熟的初期階段，因此在網絡升級過程中處于4/5G網絡的協調階段。根據TTCN-3語言兼容性測試和測試方法的原理，針對整個測試系統的互操作性提出了兼容性測試協議解決方案，并基于此解決方案進行了4G到5G轉發的測試過程。系統仿真平臺檢查表明，測試流程經過合理設計，并檢查TD-LTE/TD-SCDA雙模站的互操作性是否與3GPP一致。該方法的應用對于終端的開發和驗證以及一致性測試用例的開發很重要。

關鍵詞：TD-LTE;一致性;測試

前言：一致性測試是確保TD-LTE終端質量的重要環節，也是增強和提高產品成熟度的重要工具。只有通過3GPP一致性測試，我們才能確定不同廠商在物理網絡上生產的TD-LTE站點的互聯互通性，促進TD-LTE的產業發展和商業運營。本文在對TTCN-3測試模型進行分析的基礎上，提出了一種適合3/4G互操作性的一致性協議測試解決方案，并根據協議規范設計了測試程序（該測試方案通過雙模式終端驗證），探索外圍問題，促進TD-LTE營銷。

一、TD-LTE協議一致性測試規范和現狀

TD-LTE協議測試用于驗證UE的信令功能，例如RRC建立和釋放、RRC重配置、RRC狀態處理和移動性管理等。LTE的另一個要求是與3G/4G系統的互操作性測試。3GPP不僅規定了LTE系統和終端的主要特征，而且還規定了LTE終端一致性測試規范36.523-1，一致性測試標準包括：

UE idle行為測試，例如多種RAT網絡下的UE PLMN選擇、小區選擇和重選;只有LTE網絡下的UE PLMN選擇、小區選擇和重選等。UE MAC層測試，例如UE競爭和非競爭隨機接入，上下行數據傳輸和傳輸塊分配和選擇等。UE RLC層測試，例如RLC層UM和AM模式測試;PDCP層安全保護、層層分組數據管理編號、編碼和解碼等。UE RRC層測試，例如RRC建立和釋放，RRC重配置;無線承載的建立、釋放、重配置;同頻、異頻、同系統、異系統之間的切換等。UE NAS層測試，例如UE鑒權、身份驗證、安全模式控制，不同網絡條件下的UE Attach和Detach流程，UETAU過程等;還包括EPS承載的激活，修改，去激活等。

考慮到LTE的發展現狀和測試設備的可用性，GCF/PTCRB將所有協議測試用例分為6個Category，Category A/B/D/E/N/P，并分階段對UE進行認證。目前，業界主要關注的是Category A和B的測試用例。

二、TD-LTE終端協議一致性測試整體架構與方案設計

TD-LTE一致性測試用例是根據3GPP-TS36.523-1規范開發，其中系統控制步驟主要包括計算機和仿真系統（系統仿真，SS）。其中，TTCN腳本以最新的TTCN-3語言執行，并且在計算機上設置了相應的符號控件。系統的內部接口主要由PC和SS之間的接口控制，該接口連接到網絡電纜和PC的客戶端;外部接口是標準的U接口，SS和UE通過RF cable連接;計算機通過USB串行數據線對UE進行控制，通過向控制器發出AT命令，控制UE連接并執行測試用例。

解決方案設計：主測試單元TTCN-3（MCT）用于控制在TD-LTE/TD-SCDA協議之間的一致性測試用例開發過程中實現的多個并行測試單元（PCT）。本文研究的測試案例主要針對TD-LTE和TD-SCDA系統。其中，MCT是主要測試組件，應針對每個測試組。每個測試組必須在MCT中識別并實施所有測試用例。在執行測試用例時，MCT由測試組自動生成。MCT結束時，測試用例結束。在整個測試結構中，主要測試組件充當測試控制界面（也稱為頂級測試），并負責通過AT命令或MIM接口控制和同步PCT和SS行為。

測試套件將1個PCT（并行測試組件）添加到作業E-UTRAN中，并將1個PCT添加到作業UTRAN中。PCT是在測試用例執行期間動態生成的，盡管在MCT中指定了所有測試用例，但是需要注意的是要在每個PCT中定義測試用例的主要功能。PCT之間存在相等的關系，即它們之間沒有明確的層次關系，PCT不能彼此終止，但是PCT可以終止MCT。

三、TD-LTE終端協議一致性測試例的實現

（一）TD-LTE終端協議一致性測試目的

本文討論了一個交互式用例8.1.3.7 RRC connection release/

Redirection from UTRAN to E-UTRAN，以說明測試用例的特定實現。該測試用例的測試目的是：UE處于UTRACELL-DCH state，當UE接收到RRC connection message（包含Redirection E-URTAN的頻率），UE在UTRAN進行RRC release，并在注冊到指定頻率的E-UTRAN網絡中。

（二） TD-LTE終端協議一致性測試流程

在運行測試用例之前，必須預先設置系統仿真器以滿足實現測試用例的基本條件。此測試用例主要由兩個單元組成：1個E-UTRAN單元，1個URTAN單元，其中UTRAN單元是顯示單元（默認優先級3），E-UTRAN單元是適當的相鄰單元（優先級4），UE在UTRAN斷開后，將完成對第一個4G的初始化。根據3GPPTS-36.523，初始化過程主要包括創建RRC連接，鑒權、身份驗證和加密操作，附著過程和RRC連接釋放過程。通過調節電源以啟動測試過程，將4G小區設置為服務小區。

（三）TD-LTE終端協議一致性測試結果

在基于TTCN-3編寫測試用例之后，使用IBM-RRS Tester將它們編譯為C代碼，并使用VC2018編譯器創建一個可以在計算機上運行的.dL文件。使用雙模式TD-LTE/TD-SCDA終端檢查測試案例，并發送開關命令，以PDP激活以驗證雙模式終端是否可以從3G小區重定向到4D小區，驗證雙模式的互操作性與3GPP協議一致。在協議一致性測試結果中我們可以看到，僅一臺 CMW500就可以模擬2個相對獨立的服務小區， 這在目前的優先級2和3的用例測試中是足夠的。 但是在優先級4和5的測試用例中，有數量相當的用例涉及到系統間的切換，可能會用到多于2個服務小區?？梢酝ㄟ^再增加1臺 CMW500，利用2臺CMW500進行測試。通過兩臺CMW500配置可以完成現今3GPP定義概念中的所有協議一致性測試。

四、結語

本文提出了一種基于TTCN-3的TD-LTE/TD-SCDA一致性測試用例的實現方案，針對該用例測試開發并實現了基于TTCN兼容性測試的狀態，描述4G至5G測試流程轉發的設計過程，并使用TD-LTE/TD-SCDA雙模終端檢查設計的測試用例。測試結果表明，雙模終端設計與3GPP一致。本文提出的一致性協議測試解決方案可用于設計其他制造案例，以確保不同制造商外圍設備的互連性和互操作性，這對TD-LTE的生產和銷售具有重要意義。

參考文獻：

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