（通信与信息系统专业论文）tdlte+nas协议一致性测试规范研究与ttcn测试集开发.pdf

一11、，、0 l，f，fj 独创性( 或创新性) 声明 本人卢明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究j i ：作及取得的研究成果。尽我 所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或 撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电人学或其他教育机构的学位或证书而使用过的 材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了 谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 本人签名呈孽宣 嗍z 汐70 罗fz 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在 校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保留并向国家有关部门 或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全 部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学 位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密范围，在一年解密后适用本授权书。非保密论文 注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 本人签名： 导师签名： 日期：圣竺f 翌：兰：! 圣 日期：砷! ! 多：， ，￥；， e j 。h 。 - 毒 ， 、 北京邮电人学硕七学位论文摘要 t d l t en a s 协议一致性测试规范研究与t t c n 测试集开发 摘要 t d l t e 终端一致性测试仪表对保障t d l t e 终端性能和质量， 促进t d l t e 终端技术的成熟具有重要意义，而测试例是测试仪表开 发的基础，开发t d l t e 终端一致性测试仪表需要首先开发相关测试 例。3 g p p 发布了t d l t e 终端协议一致性测试例，但其使用自然语 言进行描述，无法直接被计算机识别和处理，故必须使用某种编程语 言对测试例进行二次开发。 本文通过对3 g p pt s 3 6 5 2 3 中描述的t d l t e 终端协议一致性测 试例进行深入研究，提出了基于t t c n 。3 语言的t d l t e 协议一致性 测试例的开发方法，同时进行了t t c n 测试例的具体实现，开发工具 为t e l e l o g i ct t c nt e s t e r 。首先文中介绍了t t c n 测试例的开发环境 和测试例的总体架构设计，之后对于l t en a s 层的常见过程进行总 结并对由本人设计的n a s 测试例进行探讨。接下来本文又对测试例 的开发过程进行阐述并举例对常见过程语音回退测试、跟踪区域更新 测试、u e 接受n a s 安全模式、位置区更新、完整性保护进行了分析。 在t t c n 测试例的开发过程中，本人对n a s 层协议进行深入研 究对于n a s 协议移动性管理常见过程进行归纳总结并结合测试规范 设计出全新的测试例附着拒绝c s g 小区未授权测试例，所撰写提案 已上交3 g p p 组织获得通过，从而完善了t d l t e 协议一致性测试规 范。 本课题对于t d l t e 产业链的完善以及t d l t e 产业发展的促进 具有重要意义。 - v 关键词：t d l t e ，一致性测试，协议，t t c n l ， ! ! 室些! 垒人学硕一f ：学位论文 摘要 i i f l 、 ： j 北京邮电人学顾i ：学位论文a b s t r a c t a bs t r a c t t d i j eu ep r o t o c o lc o n f o r m a n c et e s ti n s t r u m e n tg u a r a n t e e st h e p e r f o r m a n c ea n dt h eq u a l i t yo ft d i j eu e ，g r e a t l yp r o m o t i n gt h e d e v e l o p m e n to ft h ew h o l ei n d u s t r y t e s tc a s e sa r et h eb a s i sf o rt h e d e v e l o p m e n to ft e s t i n s t r u m e n t a t i o n s od e v e l o p i n gt d l t eu e c o n f o r m a n c et e s tc a s e si sp r e r e q u i s i t et od e v e l o pr e l a t e dt e s ti n s t r u m e n t 3 g p pr e l e a s e st d u 【1 eu ep r o t o c o lc o n f o r m a n c et e s tc a s e s h o w e v e r , s i n c ei ti sd e s c r i b e di 1 1n a t u r a ll a n g u a g ea n dc a l ln o tb er e c o g n i z e da n d p r o c e s s e db yac o m p u t e r , ac e r t a i np r o g r a m m i n gl a n g u a g ei sn e c e s s a r yt o d e s c r i b et h e s et e s tc a s e s t h r o u g hi n d e p t hr e s e a r c hi nt d l t ep r o t o c o lc o n f o r m a n c et e s t c a s e sw h i c ha r ed e s c f i b e di n3 g p pt s 3 6 5 2 3 ，t h i sp a p e rp r e s e n t sa t t c n b a s e da p p r o a c ht od e v e l o pt d l t ep r o t o c o lc o n f o r m a n c et e s t c a s e sa n dr e a l i z e st d i t ep r o t o c o lt e s tc a s e st h r o u g ht h eh e l po ft h e s o f t w a r et e l e l o g i ct t c ns u i t e i n d e p e n d e n to ft h ep r o t o c o l ，t e s tm e t h o d a n dt e s te q u i p m e n t u s i n gt t c nt or e a l i z et d i j en a sw h i c hi sr e l a t e d t op r o t o c o lc a nh e l ps a v et h e r & dc o s t so fi n s t r u m e n t a t i o nm a n u f a c t u r e r s a n dg u a r a n t e et h ec o n f c i r m a n c eo ft e s ti n s t r u m e n t sw h i c ha r ep r o d u c e db y d i f f e r e n tc o m p a n i e s d u r i n gt h er e s e a r c ho ft t c nt e s tc a s e ih a dd o n ed e e ps t u d yi nt h e n a sm mc o m m o np r o c e d u r e ，m e a n w h i l e ，ia l s os u m m a r i z et e s t i n g s p e c i f i c a t i o na n dd e s i g nn e wt e s tc a s ea n ds u b m i tt ot h eo r g a n i z a t i o n ， n o w , i th a sb e e np a s s e db y3 g p ps t a n d a r do r g a n i z a t i o n t h ed e v e l o p m e n tf i l l su pa n o t h e rb l a n ki nt h ef i e l do ft d l t ea n d f u r t h e r st h ep r o g r e s so ft h ew h o l et d l t ei n d u s t r y k e yw o r d s ：t d i j e ，c o n f o r m a n c et e s t i n g ，p r o t o c o l ，t t c n i i i i v ， 、 1 1 2 课题项目4 1 1 3 课题研究的意义。5 1 2 课题主要工作6 1 3 课题主要成果6 1 4 内容安排7 第二章t d l t e 终端协议一致性测试例开发环境及架构设计 8 2 1 一致性测试8 2 21 t c n 开发语言8 2 2 1t i c n 语言8 2 2 2t t c n 3 主要特点1 0 2 2 开发环境11 2 3 测试例总体开发架构设计1 2 2 a 本章小结1 6 第三章t d l t en a s 终端协议一致性测试例设计 1 7 3 1t d l t e 非接入层1 7 3 1 1l t e 协议1 7 3 1 2g u t l 分配和鉴权过程1 8 3 1 3 附着过程19 3 1 4n a s 安全2 0 3 1 5c s 语音同退2 0 3 2n a s 测试例设计o 2 1 3 2 1n a s 测试例类别2l 3 2 2 测试例设计流程2 2 3 2 3 附着拒绝c s g 小区朱授权测试例设计2 3 3 3 本章小结2 5 第四章t d l t en a st t c n 测试例开发 4 1 测试例开发基本过程2 6 4 1 1 测试集构成2 6 4 1 2 测试例配置2 7 4 1 3 测试例的实现步骤3 0 4 1 4 测试例开发模型设计3 0 v 北京邮电人学硕上学位论文 目录 4 2t d l t e 终端协议一致性测试例开发3 3 4 2 1 语音同退测试3 3 4 2 2 跟踪区域更新测试。3 5 4 2 3u e 接受n a s 安全模式3 9 4 2 4 位置区更新成功，4 2 4 2 5 完整性保护4 5 4 3 本章小结4 9 第五章结束语 5 1 论文总结5 0 5 2 下一步工作51 缩略语 参考文献 致谢。 5 2 攻读硕士学位期间发表的学术论文 fj ! 壅堂皇叁兰堡! ：兰垡丝苎 第一章绪论 1 1 课题研究背景及意义 1 1 1 课题研究的技术背景 第一章绪论 目前，t d s c d m a 产业链的整体建设和发展顺利，t d s c d m a 技术和产品 获得了全面进展，t d s c d m a 产业链整体实力稳步提升。随着t d s c d m a 技 术的不断成熟和完善，t d s c d m a 技术的下一步演进早已提上日程，并越来越成 为关系t d s c d m a 技术能否长期保持市场领先，关系t d s c d m a 技术生死存 亡的重大问题。目前t d s c d m a 已经有了非常清晰明了的产品路线和技术路线 图。即从t d s c d m a 哆t d h s d p a - 、t d h s u p a _ t d h s p a 十 t d i j e 。 目前，t d s c d m a 技术演进相关的工作都在稳步推进中。其中，t d l t e 将在 2 0 1 0 年后逐步实现商用。为了确保t d s c d m a 产业的持续发展和技术的平滑演 进，保持并不断增强核心知识产权的实力，不断提高t d s c d m a 及其演进技术 的竞争力，势必要求尽快开展t d l t e 的标准及关键技术的研究和标准制定工 作。 国圄；d l l 0 0 m b p s 上l 1 j 1 j l 一2 0 0 7 每2 0 0 8 年2 0 0 9 每 2 0 1 0 年2 0 1 1 年 图1 1t d s c d m a 技术的演进路线图 另外，随着宽带无线接入概念的出现，w i m a x 和w i f i 等无线接入方案迅 猛发展，而相比较下3 g p ph s d p a h s u p a ，虽然移动性和q o s 方面有优势，但 空中接口和网络结构过于复杂，无线频谱利用率和传输时延等能力明显落后。为 了更好的占有宽带无线市场，3 g p p 从2 0 0 4 年1 1 月开始启动了无线接入网长期 演进研究项目，以及面向全i p 的分组域核心网的演进项目，希望通过从无线接 口到核心网络的持续演进和增强，保持自己在移动通信领域的技术先发优势。 3 g p p 为l t e 规划了清晰的技术发展路线，基本可以分为两个阶段：2 0 0 5 年3 月到2 0 0 6 年6 月为研究阶段，主要完成目标需求的定义，明确l t e 的概念， 第1 页 北京邮电大学硕十学位论文 第一章绪论 完成可行性研究报告；2 0 0 6 年6 月到2 0 0 7 年6 月为工作阶段，在2 0 0 7 年中期 完成相关标准制订( 3 g p pr 7 ) ，在2 0 0 8 年或2 0 0 9 年推出商用产品。但实际执 行情况有所延后，研究阶段直到2 0 0 6 年1 2 月才完成，工作阶段的相关标准制订 在2 0 0 7 年1 2 月才基本完成( 改为3 g p pr 8 ) 。1 2 0 3 g p p 为l t e 设计了全新的网络结构，取消了原来存在的r n c 。l t e 的网 络结构图如图1 2 所示： m m e ，s g w ：t li l ： i 、 m m e ，s g w j l ，i ， ， ， ， ， e n b 图1 2 l t e 的网络结构 其中，e n b ( e v o v l e dn o d e b ：演进节点) 之间底层采用口传输，在逻辑上 通过x 2 接口互相连接，即m e s h 型网络结构，这样的设计，主要用于支持u e 在整个网络内的移动性，保证用户的无缝切换。 e n b 与m m e ( m o b i l i t ym a n a g e m e n te q u i t y ：移动管理实体) 通过s 1 接口连 接，位于e n b 和m m e 间的s 1 接口，将演进系统划分为无线接入网和核心网。 沿袭了承载和控制分离的思想，s 1 接口也分为用户平面和控制平面。其中用户 平面接口将e n b 和网关连接，用于传送用户数据和相应的用户平面控制帧。而 控制平面接口则将e n b 和m m e 相连，主要完成s l 接口的无线接入承载控制、 接口专用的操作维护等功能。9 1 s l 控制平面接口，在i p 层之上采用了比t c p 协议功能更为强大的s c t p ( s t r e a mc o n t r o lt r a n s m i s s i o np r o t o c o l ：流控制传输协议) ，为上层应用部分即控 制平面协议提供有保证的可靠传输并能支持i p 网络上的s s 7 信令系统功能，从 而可以实现v o i p 业务。s c t p 的另一个重要特点是对多重联外线路的支持，一 个端点可以由多于一个p 地址组成，使得传输可在主机间做到透明的网络容错 备援。 第2 页 北京邮电大学硕i ：学位论文第一章绪论 e n b 之间通过x 2 接口互相连接，形成了所谓m e s h 型网络，这是l t e 相对 原来的传统移动通信网的重大变化，产生这种变化的原因在于网络结构中没有了 r n c ，原有的树型分支结构被扁平化，使得基站承担更多的无线资源管理责任， 需要更多地和其相邻的基站直接对话，从而保证用户在整个网络中的无缝切换。 x 2 接口也分为用户平面和控制平面。 由于没有了r n c ，空中接口协议的p h y 、m a c 、r l c 和r r c 功能都由e n b 进行管理和控制，包括完成基站之间的切换。由于少了一层节点，用户平面的数 据传送和无线资源的控制，变得更为迅捷，其中，分组数据汇聚子层放在了e n b ， 而无线接口和核心网相关的n a s 处理，则放在了e p c 主要节点m m e ，使得接 入网和核心网的功能划分变得更加清晰。 u ee n bm m e n a s 卜 哇 n a s i d o t l 。 l l i c ， k k 、。k k x - i ， p d c pl r 一，、- r 1 1 r l c 卜 l b 一 7 l o 、o 、一 l m a c i - 、i 产 7 l ”。 l p 州 l 一 - l ，li 、，i r i l 图1 3协议栈 作为第三代移动通信标准( 包括 和w c d m a ) 的演 进性技术，近年来已获得全球移动通信产业，包括运营商和设备厂商、通信仪表 厂商的普遍关注，已成为下一代移动通信领域最重要的演进性技术，其标准化工 作在组织内进展顺利。将编号3 6 的标准号分给 ， 与 的规范制定同步进行，目前已基本完成无线接入网的核心规范的制定 工作。规范分别由 组负责制定。各规范名称和编号可参见表 1 1 。 表1 1规范名称 l ：作规范编 技术规范名称 组1 了 2 0 l 物理层一总体描述 2 l l 物理信道和调制 r a n l2 1 2 复j j 和信道编码 2 1 3 物理层过程 2 l 物理层测餐 物理层提供的业务 r a n 2 空闲模式卜得 过程 第3 页 北京邮电人学硕l 学位论文 第一章绪论 3 6 3 0 6 u e 无线接入能力 3 6 3 2 lm a c 3 6 3 2 2r l c 3 6 3 2 3p d c p 3 6 3 3 lr r c 3 6 4 0 le u t r a n 架构描述 3 6 4 l o s l 总体表述和原理 3 6 4 1 l s l 层1 3 6 4 1 2 s l 信令传输 3 6 4 1 3 s l 信令规范 r a n 33 6 4 1 4 s 1 数据传输 3 6 4 2 0 x 2 总体表述和原理 3 6 4 2 l x 2 层l 3 6 4 2 2 x 2 信令传输 3 6 4 2 3x 2 信令规范 3 6 4 2 4 x 2 数据传输 u e 无线发送和接 核一t l , 要求 3 6 1 0 1 收 性能要求 3 6 1 0 4 b s 无线发送和接核心要求 r a n 4 收性能要求 对无线资源管理 核心要求 3 6 1 3 3 的支持要求 性能要求 核心要求 3 6 1 4 1b s 一致性测试 性能要求 3 6 5 0 8 用丁u e 一致性测试的公共测试环境 r a n 53 6 5 2 lu e 一致性规范：无线发送和接收( 射频) 3 6 5 2 3 u e 一致性规范( 信令) 终端测试规范由g h n s ( 终端一致性测试任务组) 负责制定，包括t s 3 6 5 0 8 、 t s 3 6 5 0 9 、t s 3 6 5 2 1 、t s 3 6 5 2 3 等规范的制定工作。同时3 g p p 还负责l t e 协 议一致性t t c n 测试例开发的发布和管理。 目前，国内研究机构也在长期在跟踪t d l t e 技术发展，并积极参与3 g p p 的l t e 规范制定工作，2 0 0 8 年，我国启动了“新一代宽带无线移动通信网”国 家科技重大专项就是针对t d l t e 技术进行研究。以工业和信息化部t d l t e 工 作组为核心，组织国内系统厂家进行t d l t e 关键技术验证和网络侧设备性能验 证测试，积极推动t d l t e 技术发展。 1 1 2 课题项目 本课题依托的是“新一代宽带无线移动通信网”国家科技重大专项在一致性 测试领域的两个分项目“t d l t et t c n 测试集开发”和“ r d l t et t c n 规范研 究 。 其中专项“t d l t et t c n 测试集开发 是由我国的t d 产业联盟牵头，联 合了工业和信息化部电信研究院、大唐移动、天基芯片，本人作为参与者主要是 第4 页 ， 北京邮电人学硕 ：学位论文第一章绪论 从事n a s 层的t t c n 代码开发，并参与完成了1 5 个测试例的开发工作。项目 所开发的t t c n 代码是由3 g p p 组织委托e t s it f l 6 0 工作组负责代码的开发， e t s i 向全球召集开发人员。 专项“t d l t et t c n 规范研究”是由工业和信息化部电信研究院牵头，联 合了包括中国移动、大唐移动、中兴通信、华为等厂商，主要是研究3 g p p t d l t e 测试规范，以向3 g p p 提交c r 的数量和质量来评估项目。本人由于参与n a s 层t t c n 代码的开发工作，主要对于n a s 层的测试规范进行研究，并设计出一 个测试例提交3 g p p 组织并且获得r a n 5 专家组的审议通过。 1 1 3 课题研究的意义 终端一致性测试是商用终端走向市场进行的入网测试的重要内容，同时，终 端一致性测试对提高和保证不同厂商终端( 芯片) 的互连互通有十分积极的作用。 作为3 g p p 终端一致性测试标准的一部分，各测试实验室使用不同厂商提供的测 试仪表测试终端时，不同芯片终端厂商对核心协议的理解与实现难免有所偏差； 只有通过运行3 g p p 发布的唯一的t t c n 代码脚本而实现的一系列测试例，才能 对被测厂商的终端对核心协议的理解的一致性和互联互通性做出有效验证，保证 商用终端与不同厂商的网络设备的互联互通。 终端一致性测试t t c n 代码的开发需要专门的工具和专业人员，t t c n 代码 的开发和验证对3 g 产业十分重要，但周期长、投资大，而且短时间内对企业并 不能产生明显的经济效益。国外只有有限的几家大的终端一致性测试仪表厂商 和设备商才敢于投入人力物力去做。为适应l t e 标准和产业发展的需要，开发 和建立一套完整的能用于t d l t e 终端一致性测试t t c n 测试集，不仅可以应用 于t d l t e 商用终端的认证测试中，以保证t d l t e 终端的一致性和互连互通性， 而且可以在t d l t e 产品开发前期，有效地促进不同厂商t d l t e 终端( 芯片) 间的互连互通测试，从而提早发现对协议理解和处理不一致问题，规避后期影响 终端( 芯片) 问的互连互通问题，因此对t d l t e 产业化的发展具有十分显著的 现实意义。 目前，在终端一致性测试规范及t t c n 代码丌发领域，t d l t e 与f d dl t e 处于相同的起步阶段，t d l t e 具备了在该领域实现全面突破，完全达到与f d d l t e 相同水平的难得机遇。t t c n 测试集作为3 g p p 标准和认证组织推荐的测试 验证代码，对t d l t e 终端一致性测试的认证与国际接轨，为各大认证组织所承 认起着必不可少的作用，其对t d l t e 终端协议一致性符合程度的验证是其他验 证方法所不能取代的。 第5 页 北京邮电人学硕+ l 学位论文 第一章绪论 使t d l t e 具备3 g p p 国际化标准通行的终端一致性测试规范及t t c n 测试 集，不仅可以应用于t d l t e 商用终端的认证测试中，以保证t d l t e 终端的一 致性和互连互通性，而且测试集的开发是t d l t e 终端一致性测试仪表在开发及 使用中重要的软件支撑，t t c n 代码集是终端测试仪表唯一的运行脚本和调试参 考，t t c n 代码集对核心协议的理解与实现，直接影响并左右了终端一致性测试 仪表的开发，各终端一致性测试仪厂商均以在不同终端上调试通过尽量多的 t t c n 测试例代码为产品最终衡量要求。作为与商用终端互联互通的最终实体， 开发t t c n 代码集对系统网络设备理解协议实现，与模拟终端商用终端间互联 互通的调试均有重要的参考作用，具有十分显著的现实意义。 终端协议一致性测试是验证终端对标准的符合程度、是面向终端产品设计方 案的全面测试，是终端产品进入市场前验证其是否具备商用水平的最关键手段。 通过研究和开发t d l t e 终端协议一致性测试例，可极大促进和提高终端的成熟 水平。本项目的开展，将为t d l t e 后续产品的研发、实验、验证、测试奠定良 好基础。 1 2 课题主要工作 本课题首先需对t d l t e 技术有深入了解。目前，t d l t e 的核心规范都已 经基本完成，项目首先需要研读这些规范，对t d l t e 的物理层技术、协议内容、 信令流程等进行深入仔细的研究。 同时，在终端一致性测试规范的撰写过程中，我们需要深入研究终端的测试 点和问题点。此时，我们需要参考l t ef d d 的测试规范和t d s c d m a 技术的 测试规范，对此，我们将通过与相关标准制定组织和相关厂家进行交流沟通和研 读相关技术规范来达到目的。 t d l t e 终端协议一致性测试规范也包括三个分册。其中第一分册 t s 3 6 。5 2 3 1 为协议测试例的文字描述，包括测试结构、测试目的和测试过程描述 等；第二分册t s 3 6 5 2 3 2 为协议测试实现一致性声明，与u e 能力和测试例适用 性相关；第三分册t s 3 6 5 2 3 3 为测试例的t t c n 描述，这部分工作由m c ct f l 6 0 ( m c c - e t s im o b i l ec o m p e t e n c ec e n t r e ) 负责。 1 3 课题主要成果 本课题成果主要体现为两部分，一部分是t d l t en a s 层终端协议一致性 测试例设计，本人完成测试例9 2 1 1 1 8a t t a c h r e j e c t e d n o ta u t h o r i z e df o rt h i s 第6 页 ， 北京邮电人学硕一 ：学位论文第一章绪论 c s g 的设计工作，并提交3 g p p 组织获得通过。另一部分是t d 。l t en a s 层终 端协议一致性t t c n 测试例研究及开发。本人共参与编写1 5 个t t c n 测试例并 提交e t s it f l 6 0 工作组。如下表所示： 表1 2 编写测试例名称编号 测试例编号测试例名称 9 2 1 1 7a t t a c hp r o c e d u r e s u c c e s s l i s to fe q u i v a l e n tp l m n si nt h e a t t a c h a c c e p tm e s s a g e 9 2 1 1 9 a t m c h r e j e c t e d i m s ii n v a l i d 9 2 1 1 1 0 a t t a c h r e j e c t e d i l l e g a lm e 9 2 1 1 1 4 a t t a c h r e j e c t e d t r a c k i n ga r e an o ta l l o w e d 9 2 1 1 1 3 a t t a c h r e j e c t e d p l m nn o ta l l o w e d 9 2 1 1 1 2 a t t a c h r e j e c t e d e p ss e r v i c e sn o ta l l o w e d 9 2 1 1 1 1 a t t a c h r e j e c t e d g p r ss e r v i c e sa n dn o n g p r ss e r v i c e sn o t a l l o w e d 9 2 1 1 1 5 a t t a c h r e j e c t e d r o a m i n gn o ta l l o w e di nt h i st r a c k i n g a r e a 9 2 1 1 1 7 a t t a c h r e j e c t e d n os u i t a b l ec e l l si nt r a c k i n ga r e a 9 2 1 1 1 2 a t t a c h r e j e c t e d e p ss e r v i c e sn o ta l l o w e d 9 2 3 1 4n o r m a lt r a c k i n ga r e au p d a t e l i s to fe q u i v a l e n tp l m n si nt h e t r a c k i n ga r e au p d a t ea c c e p tm e s s a g e 9 1 2 5a u t h e n t i c a t i o nn o ta c c e p t e db yt h eu e ，s q nf a i l u r e 9 3 1 3s e r v i c er e q u e s t m o b i l eo r _ i g j n a t i n gc sf a l l b a c k 9 2 3 2 1l o c a t i o nu p d a t es u c c e s s f u l l y 9 1 3 1u ea c c e p tn a s s e c u r i t ym o d e 1 4 内容安排 本文具体的组织结构如下： 第一章绪论。主要介绍课题的研究背景、意义及本人的主要工作。 第二章- t d l t e 终端协议一致性测试例开发环境及架构设计。主要从开 发环境、开发工具、开发架构角度进行设计阐述。 第三章一d l t e n a s 层终端协议一致性测试例设计。从n a s 层协议的 阐述出发，对于n a s 层的常用功能进行说明，并举例介绍测试例的设计过程。 第四章加l t en a s 层终端协议一致性测试例研究及开发。本章详细介 绍t d l t e 测试例的开发方案，并举例对测试例的开发进行说明 第五章结论。对论文工作进行总结，并对下一步工作提出自己的想法。 第7 页 北京邮电人学硕十学位论文 第一二章t d - l t e 终端协议一致性测试例开发环境及架构设计 第二章t d l t e 终端协议一致性测试例开发环境及架构设 计丌 2 1 一致性测试 终端一致性测试始于g s m 。在g s m 推出之际，为了保证g s m 终端的质量， 对各制造厂家生产的g s m 终端设备及其附件实行了全面型号认证( f t a ) 制度， 由第三方测试机构对各制造厂商生产的移动终端进行一致性测试。随后， w c d m a 和t d s c d m a 也都采用了类似的认证制度，制定了终端的一致性测试 规范，并决定统一采用t t c n 语言编写一致性测试例。 终端一致性测试实质上是利用一组特定的测试例，在特定的网络环境下，对 被测终端进行黑箱测试，通过比较终端的实际输出与预期输出的异同，判定待测 终端在多大的程度上与标准描述相一致，并借此来保证通过一致性测试的终端在 不同网络中的表现一致。 开展终端一致性测试是为了保证不同厂家的终端在网络内的表现一致并能 够互联互通。终端只有通过了一致性测试，才能保证其在变化的环境中始终都做 出同样的处理，从而有效保证在同一个网络内的其他实体不会发生由此带来的异 常情况，带来“连锁反应”，确保所有设备在网络中表现的一致性。 2 2 t t c n 开发语言 2 2 1t t c n 语言 t t c n 是i s o i e c9 6 4 6 标准体系的一部分。i s o i e c9 6 4 6 定义了对o s i 和 i t u 协议实现进行一致性测试的框架和方法。到目前为止，t t c n 语言已经有了 3 个版本，从版本1 到版本3 ，并在不断向前演进。其中，版本l 和版本2 由i s o 于1 9 8 4 年至1 9 9 7 年开发出来，版本3 由e t s i 于1 9 9 8 年至2 0 0 0 年开发出来的。 t t c n 语言是一种抽象的、标准的、无二义性的语言，也是一种专门用来描 述测试集的半形式化描述语言，它独立于协议、测试方法和测试设备，可在不同 的硬件平台上重用，有良好的适用性和移植性。目前，国际国内的标准化组织、 第8 页 北京邮i 乜人学硕上学位论文第二二章t d l t e 终端协议一致怍测试例开发环境及架构设计 运营商、设备制造商已达成共识，将采用t t c n 语言作为l t e 阶段的终端一致 性测试开发语言，使用t t c n 开发t d l t e 终端一致性测试用例集。各仪表厂家 将基于统一发布的t t c n 测试用例集进行t d l t e 终端一致性测试系统开发，以 保证t d l t e 终端一致性测试系统的标准化和统一性。1 7 1 t t c n 语言能够对服务原语和消息提供很好的支持。协议测试的主要目的是 测试网络侧和终端侧的各协议层次之间服务原语与信令消息的交互。对于同一实 体不同协议层面间通信，如终端协议栈的r r c 层与r l c 层之间的信息交互，通 常采用服务原语a s p ；而对于不同实体的对端协议层面之间的通信，如网络侧的 r r c 层与终端的r r c 层之间的信息交互，通常采用p d u 信令消息。t r c n 语 言在描述和规范这些服务原语和消息时非常有效，准确而唯一，从而避免了对于 测试规范的不同理解。 t t c n 语言与其他语言，如a s n 1 ，c 语言等，有良好的接口，许多参数或 者数据类型可以直接从a s n 1 中加以引用，不需要重新定义，并且可以以模块 化的方式重复使用，这样不仅保证了在核心标准演进过程中各版本之间的兼容 性，还节省了大量的重新开发的时间。 t t c n 语言独立于协议、测试方法和测试设备，可在不同的硬件平台上重用， 有良好的适用性和移植性。通常t t c n 测试例由相关国际组织发布，仪表开发 厂家不需要自行开发t t c n 测试例，从而可节约仪表开发厂家的研发成本、节 省仪表研发时间。 t t c n 3 测试语言已成为目前世界先进通讯厂商通讯协议测试的主流，支持 任何的黑箱测试作业，可以进行多种通讯界面上的各种系统测试。典型的应用领 域有：移动通信协议测试( 例如g s m 、3 g ) 、因特网协议测试( 例如i p v 6 、s i p 、 h 3 2 3 、o s p 、s i g t r a n ) 、宽带技术测试( 例如a t m 、b i s d n ) 、服务测试、模 块测试、c o r b a 平台及a p i s 等测试。舳 采用t t c n 语言进行一致性测试例开发，是移动通信行业对过去几十年中 通信设备测试工作总结后得出的经验。通信设备非常注重设备间的互联互通性， 在2 g 时代，由于缺乏统一的测试例，仪表厂家各自采用不同编程语言和丌发方 法进行测试系统的研发，这导致经过不同厂家的测试系统测试和验证的通信设备 之间的互联互通依然存在较大问题。为此，3 g p p 从第三代移动通信系统开始， 决定采用t t c n 语言开发统一的终端协议一致性测试例以保证测试仪表及测试 系统间的一致性和统一性，其目的为通信设备只需通过任何一款基于t t c n 语 言开发的测试系统的测试，其性能质量和互联互通性就可以得到保证。 需要注意的是，以前两个版本的t t c n 代表t r e ea n dt a b u l a rc o m b i n e d n o t a t i o n ，而在第三版中t t c n 代表t e s t i n ga n dt e s tc o n t r o ln o t a t i o n 。 第9 页 北京邮电人学硕j ：学位论文 第二章t d - l t e 终端协议一致住测试例开发环境及架构设计 2 2 2t t c n - 3 主要特点 t t c n 3 是一种灵活和强有力的语言，可用于描述在多种通信端口上的各种 响应系统测试。它应用的典型领域是协议测试( 包括移动和互联网协议) 、服务 测试、基于平台的c o r b a 测试、a p i 测试等等。t t c n 3 并不仅限于一致性测 试，它可以用于许多其他种类的测试，如互操作性测试、健壮性测试、回归测试、 系统和集成测试。 从语法的角度看，t t c n 3 与在i s o i e c9 6 4 6 3 4 】中定义的该语言的早期版 本有很大区别。然而，它保留了大量t t c n 的经证实的基本功能性，并在某些 方面做了改进。t t c n 3 包括以下重要特性： 描述动态并发测试配置的能力； 支持基于过程的操作和基于消息的通信； 描述编码信息和其他属性( 包括用户扩展性) 的能力； 描述数据和带有强有力的匹配机制的属性模板的能力； 支持类型和值的参数化； 支持赋值和测试判定的处理； 支持测试套参数化和测试例选择机制； t t c n 3 可与a s n 1 结合使用，并可以扩展支持与其他语言的结合使用， 如与s d l 的结合) ； t t c n 3 具有良好定义的语法，格式的互换以及静态语义； 不同的表示格式( 如：表格和图形表示格式) ； 精确的执行算法( 操作语义) 。 从t t c n 的产生和发展看，t t c n 总是和一致性测试联系在一起。为了在标 准和工业两个领域把该语言的应用范围扩展到更为广泛的测试应用范围， t t c n - 3 被分为多个部分进行说明：第一部分由本文定义，是t t c n 3 的核心语 言；第二部分在e s2 0 18 7 3 2 中定义，是t t c n 3 的表格表示格式，在外部特征 和功能性方面与t t c n 的早期版本相似；第三部分在t r1 0 18 7 3 3 中定义，是 。 t t c n 3 的图形表示格式；第四部分包含t t c n 3 的操作语义。 t t c n 3 核心语言有三个目的： a ) 作为广义的基于文本的t t c n 一3 测试语言； b ) 作为t t c n 工具之间t i c n 测试套的标准化互换格式； c ) 作为各种表示格式的语义基础。 核心语言使用时可以独立于表示格式。但是，表格格式和图形格式却不能独 立于核心语言使用。这些表示格式的使用和实现应该基于核心语言。 第l o 页 ， ， 北京邮l 乜大学硕