GMR—1 3G系统终端RRC一致性测试设计与实现

肖青松 王凤丽

摘 要：本文以GMR-1 3G系统RRC（无线资源控制）协议一致性实现为目的，结合协议一致性测试基本流程，设计一种通过开发TTCN-3测试例来验证终端协议一致性的新方案。该方案基于IBM的IBM Rational Systems Tester平台进行测试例的开发，在上位机上运行并生成MSC（Message Sequence Chart），能够有效地验证终端RRC层功能实现的协议一致性。

关键词：GMR-1 3G；无线资源控制；协议一致性测试；TTCN-3

中图分类号：TN925 文献标识码：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标准最初是为制定基于地面GSM标准的GEO卫星移动通信系统空中接口技术规范，由欧洲标准化研究所ETSI（European Telecommunications Standards Institute）发布，分别为GMR-1和GMR-2，其中GMR-1标准应用于中东的Thuraya系统，GMR-2标准应用于AceS系统。随着地面蜂窝GSM到GPRS再到3G标准的演进，分别发布了对应的GMR-1 Release1、GMR-2 Release2（即GMPRS）和GMR-1 Release3（即GMR-1 3G）。

1 协议一致性测试技术

1.1 协议一致性测试简介

协议有三种类型：一致性测试（Conformance Testing）、互操作性测试以及性能测试。其中，一致性测试是其他两种测试的基础。一致性测试是依据协议的文本描述对协议的某个实现进行测试，检测协议实现是否符合协议标准。一致性测试是其它两种测试的基础，只有协议实现满足一致性需求，对它进行互操作性测试和性能测试才更有意义。

1.2 协议一致性测试过程

一致性测试过程主要分为以下四步：

（1）测试生成，即从协议标准产生抽象测试集；

（2）测试实现，即由抽象测试集产生可执行的测试序列集。抽象测试集中的抽象测试序列被转变为在一个实际的测试设备或测试系统上可执行的测试用例；

（3）测试执行，即将可执行的测试序列集施加到被测网络协议上，并对被测系统的外部响应行为进行观察，记录各条测试序列的执行结果；

（4）测试判决，即对测试执行的结果进行验证和分析，得到一个有关被测系统相对协议一致性的判决，给出协议一致性测试报告。

2 测试系统软件架构

终端协议一致性测试系统软件架构如图1所示。该测试系统有一台PC主机和系统模拟器（SS： System Simulation）构成。软件架构的内部接口主要是PC主机侧控制软件和SS之间的接口，由网线相连；外部软件接口是SS与被测终端UE的接口，由射频线相连接；PC主机与被测系统UE通过串口线连接，它们之间通过发送AT指令或人机界面指令（MMI： Man-Machine Interface）进行交互。

2.1 PC机侧软件

PC机侧软件主要包括系统适配器（SA： System Adaptor）、平台适配器（PA： Platform Adaptor）、TTCN-3执行部分（TE： TTCN-3 Executable）、编解码器（CD： Coding and Decoding）以及测试管理控制（TMC： Test Management and Control）。

（1）SA

针对测试系统特定的执行平台，SA在TTCN-3测试系统下适应于基于消息和过程的通信。它知道TTCN-3测试组件通信端口和测试系统端口之间的映射关系。

（2）PA

PA实现TTCN-3的外部函数，并提供了TTCN-3测试系统统一的定时器。PA和TE之间的接口使得引用外部的函数和启动、读以及停止定时器成为可能成。

（3）TE

TE实体负责TTCN-3抽象测试套的解释和执行。

（4）CD

编解码器CD负责测试用例中消息的编码和解码，把测试用例中的消息编码成被测系统可以识别的格式。

（5）TMC

TMC由测试控制和测试日志管理两部分组成。测试控制主要负责对整个测试过程进行控制。测试日志管理主要负责记录TTCN-3实时测试日志，并保存到PC主机上，以便测试人员查看。

2.2 系统模拟器SS和被测终端MES

SS作为硬件平台，是由PC主机侧控制软件控制，以空中接口的方式与UE相连接，SS能够模拟基站的功能，如物理层和射频部分的功能等。SS在PC主机侧控制软件的控制下能够为测试系统提供准确的系统帧号等时序信息。

3 RRC连接建立一致性测试设计

在GMR-1 3G系統中，RRC层位于控制面协议的高层，负责处理终端和网络之间的大部分控制信令。其主要功能为发送广播、无线承载管理和控制、信令连接建立与释放等，是整个高层协议的核心和控制中心。

下面以MES（Mobile Earth Station）在空闲模式（无RRC连接存在）下成功建立RRC连接为例来验证终端的协议一致性。

3.1 一致性需求

当MES的上层请求建立一个信令连接且MES处在空闲模式，MES启动该流程。

3.2 测试目的

（1）验证MES从空闲模式转移，并根据网络下行消息指示正确地在DACCH上建立信令无线承载；

（2）验证MES能够根据网络中的配置完成接入过程。

3.3 测试方法

（1） 初始条件

（a）GSS：模拟一个小区，小区配置正常；

（b）MES：开机后处于空闲模式。

（2）测试流程

（a） MES在小区中开机，应该在正确接收全部系统消息后通过传输一个RRC连接请求，指示低层RACH接入网络。

（b）MES在上行链路CCCH发送一个RRC CONNECTION REQUEST消息到GSS发起呼叫。GSS接收到该消息之后，给MES分配必要的无线资源，然后发送RRC CONECTION SETUP消息，MES在给定的时间内收到RRC CONNECTION SETUP消息，并接受该事物，然后MES在DACCH上发送RRC CONNECTION SETUP COMPLETE消息，该流程成功。

4 测试结果分析

依据RRC连接建立一致性测试套的设计流程，在IBM Rational Systems Tester平台进行TTCN-3测试套的开发。图2为RRC连接建立成功的MSC消息序列图，可知终端实现的RRC连接建立一致性测试满足相应的协议一致性测试规范。

结语

终端协议一致性测试是保证终端和不同设备之间进行互联互通的必要手段，也是终端进行入网检测的关键部分。本文针对GMR-1 3G系统RRC连接建立一致性测试需求，在介绍协议一致性测试及测试工具的基础上，设计测试整体架构、测试流程并开发测试套，然后运行测试套验证终端RRC连接建立过程。

参考文献

[1]程宇新，罗常青，吴建军.新一代GEO卫星移动通信新标准GMR-1 3G简介，第六届卫星通信新业务新技术学术年会论文集[C].2010.

[2]蒋凡，程绍银.TTCN-3语言及应用[M].北京：科学出版社，2013：10-12.

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