（电路与系统专业论文）tdscdma终端无线资源管理一致性测试例的研究和实现.pdf

摘要 作为第三代移动通信系统标准的t d s c d m a 以其t d d 特有的优势，吸引了国内外越 来越多设备商和运营商的关注。而t d s c d m a 终端无线资源管理( r r m ，r a d i or e s o u r c e s m a n a g e m e n t ) 一致性测试仪表是t d s c d m a 产业链中关键的一环，对保障t d s c d m a 终端性能和质量，促进t d s c d m a 终端技术的成熟具有重要意义。在此背景下，北京星 河亮点通信软件有限责任公司自主研发的“s p 6 2 0 0 t d s c d m a 终端r r m 一致性测试仪表” 可支持3 g p p ( t h i r dg e n e r a t i o np a r t n e r s h i pp r o j f c o t s ) t s 3 4 1 2 2 协议第八章中规定的测试项 目，对终端进行小区重选、切换，测量精度指标等的测试，既可用于终端厂商、芯片厂商 等研发生产，也可用于国家相关认证部门、运营商等的入网认证。 研发终端r r m 一致性测试仪表的基础是测试例的开发。本文利用1 t c n 具有独立于 协议、测试方法和测试设备，适用性和移植性良好的优点，对3 g p pt s 3 4 1 2 2 中关于i u u m 一致性测试例的描述进行深入研究，提出了一种基于树表联合表示法( t t c ! n ，t r e ea n d t a b u l a rc o m b i n e dn o t a t i o n ) 语言的t d s c d m ar r m 一致性测试例的开发方法，首次基于 t t c n 语言实现了对测试例引入了n 频点和接力切换，设计了测试例的具体实现过程。这 在t d s c d m a 领域尚属首次。r r m 一致性测试系统的研发保证了不同厂家的系统和移动 台在网络内能够互联互通，为运营商保证了质量，填补了一致性测试这一领域的空白，对 于t d s c d m a 的产业化发展和商业化运营具有重要现实意义。 关键词：t d s c d m a ，无线资源管理，一致性测试，t r c n ，测试例 a b s t r a c t t d s c d m ab e i n gt h et h i r d - g e n e r a t i o nm o b i l ec o m m u n i c a t i o ns y s t e ms t a n da n di t su n i q u e a d v a n t a g eo ft d d ，a r ca t t r a c t i n gm o l ea n dm o l ea t t a t i o no fd o m e s t i ca n df o r e i g ne q u i p m e n t m a u f a c t u r c r sa n do p e r a t o r s a sak e ya s p e c t , t d - s c d m at e r m i n a lr a d i or e $ o u l v 汜m a n a g e m e n t ( r r m ，r a d i or e s o u r c em a n a g e m e n t ) c o n f o r m a n c et e s t i n gi n s t r u m e n ti si m p o r t a n to nn o to n l y p r o t e c t i n gt d - s c d m at 锄_ i n a l sp e r f o r m a n c eb u t a l s op r o m o t i n gt d - s c d m at e r m i n a l s s o p h i s t i c a t e dt e c h n o l o g yo fg r e a ts i g n i f i c a n c e i nt h i sb a c k g r o u n d ，t h ex i n g h es t a r t p o i n tc o m m u n i c a t i o ns o f t w a r ec o ，l t d h a sd e v e l o p e d “s p 6 2 0 0t d s c d m at e r m i n a lr r mc o n f o r m a n c et e s t i n gi n s t r u m e n t s t os u p p o r tt h e 3 g p p ( t h i r dg e n e r a t i o np a r t n e r s h i pp r o j e c t s ) t s 3 4 1 2 2 p r o t o c o ls e tf o r t hi nc h a p t e rv i i io ft h e t e s ti t e m s ，t e s tc e l lr e - e l e c t i o n ，s w i t c h ，i n d i c a t o r sm e a s u r e m e n ta c c u r a c yo ft e s t i n go ft 豇m i n a l , n o t o n l y b eu s e dr e s e a r c ha n dd e v e l o p m e n tp r o d u c t i o no ft e r m i n a lm a n u f a c t u r e r s ，c h i p m a n u f a c t u l e 稻，b u t a l s ob eu s e df o r t h en e t w o r ko p e r a t o rc e r t i f i c a t i o no fn a t i o n m c e r t i f i c a t i o n - r e l a t e dd e p a r t m e n t s t h ed e v e l o p m e n to ft e s tc a s ei sb a s e do nr&d t e n n i n a lr r mc o n f o r m a n c et e s t i n g i n s t r u m e n t u s e di 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 sa n dt e s te q u i p m e n t ，g o o da p p l i c a b i l i t y a n dp o r t a b i l i t ya d v a n t a g e so ft t c n t h i sp a p e rs t u d yd e p t h y3 g p pt s 3 4 12 2f o rr r m c o n f o r m a n c et e s t i n g0 1 1t h ed e s c r i p t i o no fc a g e s ，at a b l eb a s e do nt h et r e e , s a i dd e v e l o p m e n t m e t h o do ft d s c d m ar r mc o n f o r m a n c et e s tc a s e so ft h ej o i n tl a w ( t r c n ，t r e ea n d t a b u l a rc o m b i n e dn o t a t i o n ) l a n g u a g e ，a c h i e v et e s tc a s e $ f o rt h ei n e d u c t i o no ft h enf r e q u e n c y p o i n ta n dt h er e l a ys w i t c hb a s e dt t c nf i r s t l y , d e s i g n et oa c h i e v es p e c i f i ct e s tc a s e $ p r o c e s s t h i s i st h ef i e l do ft d s c d m ai st h ef i r s tt i m e r r mc o n f o r m a n c et e s ts y s t e mr & d e n s u r 鹊t h a t d i f f e r e n tm a n u f a c t l h e f ss y s t e m sa n dm o b i l es t a t i o na tt h en e t w o r ki n t c r c o n n e c t i o n e n s u r i n gt h e q u a l i t yf o ro p e r a t o r s t of i n i n t h ef i e l do fc o n f o r m a n c et e s t i n go ft h eb l a n k , f o rt d - s c d m a i n d u s t r i a l i z a t i o na n dd e v e l o p m e n ta n dc o m m e r c i a lo p e r a t i o n h a sa l l i m p o r t a n tp r a c t i c a l s i g n i f i c a n c e k e yw o r d s ：t d - s c d m a ，r a d i o r e s o u r c em a n a g e m e n t , c o n f o r m a n c et e s t i n g , t t c n ， t e s tc a s e i i 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得宁夏大学或其它教育机构 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。 研究生签名： 俞起 时间：为矿年j 月6 h 关于论文使用授权的说明 本人完全了解宁夏大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保 留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或 扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同意宁夏大学可以用不同方式在不同媒 体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此协议) 研究生签名：荫r 彼里 导师签名： 时间：砷 时间： 年ca ，6 b 哆也属 宁夏人学硕f j 学位论文 第一章引言 第一章引言 1 1t d s c d m a 技术的发展 第三代移动通信【l l 系统在国际上统称为i m t - 2 0 0 0 ( i n t e r n a t i o n a lm o b i l e t e l e c o m m u n i c a t i o n ) ( 简称3 g ) ，是国际电信联盟( u ，i n t e m a t i o n a lt e l e c o m m u n i c a t i o n u n i o n ) 在1 9 8 5 年提出的工作在2 0 0 0 m h z 频段的系统。与第一代模拟移动通信和第二代数 字移动通信系统相比，第三代移动通信的最主要特征是可提供移动多媒体业务。它将高速 移动接入和基于互联网协议的服务结合起来，在提高无线频率利用率的同时，为用户提供 更经济、内容更丰富的无线通信服务。 t d s c d m a 2 1 ( t i m e - d i 、，i s i o ns y n c h r o n i z a t i o nc o d ed i v i s i o n - m u l t i p l e - a c c e s s ) 是我国 自主创新且拥有知识产权的第三代移动通信技术标准，采用了t d m a ( t i m ed i v i s i o n m u l t i p l e a c c e s s ) 、c d m a ( c o d ed i v i s i o nm u l t i p l e a c c e s s ) 、f d m a ( f r e q u e n c yd i v i s i o nm u l 却l e a c c e s s ) 等多种多址接入方式和智能天线、联合检测等先进技术，具有较高的频谱利用率和 系统容量大，抗干扰性强等特点，理论最高传输速率可达2 m b i t s s ，单载波仅占1 6m h z ， 利用5m h z 带宽就可以组网。不需要成对的工作频段，可以充分利用分散、零碎的空闲频 段。 t d s c d m a 技术自提出以来，很快获得了广泛关注，在短短的l o 年内，t d s c d m a 完成了由零到完整产业链的全面突破。 目前t d s c d m a 已经建立起较为完整的产业链【3 l ，在产业链的各个环节都已形成多厂 家供货的局面。从系统设备上来说，有大唐、普天、中兴、鼎桥等提供核心网和接入网设 备。从芯片角度来说，有凯明、天薯、重邮信科、展讯通信等芯片厂家可提供商用芯片供 终端厂家开发手机。终端产品上已经有中兴、大唐、三星、i x ；等厂家的数十款t d s c d m a 终端出现。智能天线方面已有海天、中山通宇、十四所等厂家供货。从业务上说，除了基 本的语音和数据业务以外，t d s c d m a 已经实现了p s 域1 2 8 k b i f f s 和3 8 4 k b i t s 的视频点播、 在线电视、w e b 浏览以及高速f 1 r p 下载等丰富多彩的业务。在终端测试仪表开发方面，目 前有星河亮点、中创信测、湖北众友、威尔泰克、r & s 、安捷伦等多家测试仪表厂商进入， 推出了t d s c d m a 终端综合测试仪、终端射频一致性测试系统、t d s c d m a 网络仿真器 等仪表。 t d s c d m a 虽然已经基本具备了商用能力【】，但相对其它几种3 g 标准而言，终端的 成熟度尚需要进一步验证，尤其是终端测试仪表较为缺乏和单一，无法满足t d s c d m a 终端测试和认证的需要，成为影响t d s c d m a 发展速度的瓶颈。 目前，尚没有任何厂家推出t d s c d m a 终端协议致性测试仪表和r r m 一致性测试 仪表，因此，北京星河亮点自主研发了r r m 一致性测试仪表，填补了一致性测试这一领 域的空白，对n ) s c d m a 系统的发展有重要意义。 1 2t d s c d m a 终端一致性测试领域现状【5 】 近年来，一致性测试是国际上非常关注的，也是发展较快的一个研究领域。t d s c d m a 宁夏大学硕卜学位论文第一章引育 作为中国首次提出的具有自主知识产权的国际3 g 标准，采用了智能天线、接力切换、动 态信道分配、上行同步等先进技术，从开始就显示出了许多不可比拟的优势。随着3 g 标 准的商用，研究终端标准和终端系统设备的一致性测试成了当务之急的任务。参考3 g p p 的文件、w c d m a ( w i d e b a n dc o d ed i v i s i o nm u l 卸l ea c c e s s ) 的测试规范和l i e 测试仪表的开 发进展，结合工业与信息化部m t n e t 实验室的现有环境，工业与信息化部制定适合中国国 情的测试项目的计划正在稳步进行中。在完成基本电信业务和数据业务的同时，发挥 t d s c d m a 特有的技术完成更强大的功能。 所谓一致性测试【6 】就是对终端的设计方案与相应标准是否相符进行验证，是对终端整 体性能的考察。这项测试的开展是为了适应c d m a 蜂窝技术在我国的发展，保证不同厂家 的系统和移动台在网络内能够互联互通，保证中国的国内一致性测试开发有据可依，对于 t d s c d m a 的产业化发展和商业化运营具有重要的意义。 目前，随着t d s c d m a 商用步伐的加快，进行t d s c d m a 终端一致性测试变得关键 和紧迫，而解决1 i ) s c d m a 移动终端设备协议非一致性问题将成为整个系统演进过程中 一个不可忽略的因素。因此，积极开展t d s c d m a 移动终端一致性测试技术的研究，提 供标准的、实用的一致性测试方法和工具，以准确地验证移动终端设备的各项技术、信令 和性能要求，建立t d s c d m a 终端一致性测试试验环境。 1 3t d s c d m a 砌洲一致性测试 无线资源管理。刀( r r m ) 是指对移动通信系统的空中接口资源的规划和调度，涉及到 一系列与无线资源分配有关的内容。1 d s c d m a 无线资源管理包括：频率、时隙、码字、 功率和空间角度等。无线资源管理主要是监测系统中所有无线资源的使用情况，并根据业 务需求，信令需求以及各种测量报告，进行无线资源的调整，并且能够通过一些算法对系 统的性能和质量进行优化和控制。 t d s c d m a 终端r r m 一致性测试是对终端整体性能的测试。主要包括：1 空闲状态 下小区重选；2 u r r r a n 连接模式下的切换与小区重选：3 r r c 连接控制；4 终端测量报告： 5 终端测量性能要求。通过对终端进行r r m 测试，可验证t d s c d m a 终端在小区重选、 切换、测量精度等方面的性能，确保t d s c d m a 终端的可靠性和稳定性。同时，也有利 于促进t d 终端尽快达到商用水平，促进t d s c d m a 产业链的进一步完善，加速 t d s c d m a 技术的最终商用。早期，在北京、上海等城市进行的外场测试中，测试人员发 现一些t d s c d m a 终端的接通率和切换成功率偏低、性能不稳定，而如果进行了r r m 方 面的测试验证，则终端在这方面的性能可以得到极大提高。 国际上非常重视终端i 瀑m 相关的测试。w c d m a 领域已经具备了多款可进行w c d m a 终端r r m 一致性测试的测试系统，并已开展与终端融u m 性能相关的测试及认证工作 鉴于t d s c d m ar r m 一致性测试仪表的缺乏和进行相关测试的必要行和紧迫性，星 河亮点公司对t d s c d m ar r m 一致性测试系统展开了开发。 1 4t d s c d m ai 汛m 测试例开发的作用和意义 在整个t d s c d m a 眦泓一致性测试系统开发中，基于删( t r e ea n dt a b i l l 缸 2 宁夏大学硕 = 学位论文 第一章引言 1 i i i ii !ii _ i n 一皇皇皇曼量曼 c o m b m e d n o t a t i o n ) 实现r r m 一致性测试例是其中最关键的环节，整个测试系统的软硬件 开发都需要围绕着测试例的开发进行，测试例居于测试系统的顶端，是整个r r m 一致性 测试仪表开发中的核心。 t d s c d m ar r m 一致性测试例由3 g p p 组织在其技术规范t s 3 4 1 2 2 的第八章提出。 中国在t s 3 4 1 2 2 的基础上对原测试例进行了修改和增加新的测试例，加入了对终端支持n 频点和接力切换性能的考察，并列入中国t d s c d m a 行业标准之中。由于3 g p pt s 3 4 1 2 2 和相关行业标准都是使用自然语言来描述r r m 测试例，无法直接被电脑编译和识别，故 必须用更严谨的编程语言对测试例进行二次开发。目前国际上的主要测试仪表厂商和认证 机构都是基于t r c n 语言来进行测试例的二次开发工作，为了让t d s c d m a 在其国际化 道路上走得更远，故也应该与国际接轨，考虑到此，本项目采用t t c n - 2 语言作为 t d s c d m ar r m 一致性测试例二次开发的语言。 t d s c d m a r r m 一致性测试例的开发将填补国内外在此领域的空白，为t d s c d m a r r m 一致性测试系统的开发打下良好基础。t d s c d m ar r m 一致性测试例在开发完毕后 将由整个t d s c d m a 行业共享，不同仪表厂家均可以基于这些测试例进行t d s c d m a r r m 一致性测试系统的开发，从而可加快仪表厂家推出t d s c d m ar r m 测试系统的速 度，降低其开发成本，另外也可以保证不同厂家生产的r r m 测试系统的一致性。 1 5 本文主要研究内容和内容安排 本文提出了一种基于t r c n 语言开发t d s c d m a r r m 一致性测试例的方法，并进行 了具体实现，开发工具为t e l e l o g i c 公司提供的t e l e l o g i ct f c ns u i t e 。t d s c d m a 行业标 准中共有2 9 个r r m 相关的测试例，本文在介绍测试例开发相关背景后，提出了关于r r m 一致性测试例的开发方案最后有重点地描述了其中几个较有代表性的测试例以及一些非 常关键的测试步的实现过程。 本文章节安排如下： 第一章分析了t d s c d m a 发展和终端一致性测试领域的现状及开展t d s c d m a 无线 资源管理一致性测试的重要性和必要性，从而引出t d s c d m ar r m 一致性测试例开发的 作用和意义。第一章最后对本文的主要研究内容和文章结构做了介绍。 第二章是对本文所需要涉及的相关背景知识的描述，包括无线资源管理涉及的关键技 术及测试，一致性测试的必要性和实施方法等方面，以及本文所使用的开发工具和开发语 言，最后介绍了有关行业标准的两次升级。 第三章阐述了t d s c d m ar r m 一致性测试例的开发依据，提出了t d - s c d m ar r m 一致性测试系统的设计方案。然后分析了测试例中测试集的构成的和测试例的开发步骤。 第四章描述了t d s c d m ar r m 一致性测试例中所含测试例及测试例中的一些关键 a s p ( a b s t r a c ts e r v i c ep r i m i t i v e s ) 、p d u ( p r o t o c o ld a t au n i t ) 的用途和一些关键测试步， 然后介绍了一些具有代表性的测试例的实现方法等，重点介绍了测量过程与测试性能、小 区重选与切换等几类测试例的实现过程。 第五章为全文的总结，并对下一步应该开展的工作进行了展望。 3 宁夏大学硕i ：学位论文第一二章t d s c m ar r m 一致忭测试例开发相关 第二章t d s c d m ar r m 一致性测试例开发相关 2 1t d s c d m a 终端一致性测试 致性测试是验证设备实现与相应协议标准的一致性，检验不同的待测设备是否能够 满足一个统一的要求，从而在相同的外部条件下进行相同的动作，并且输出相同的结果。 终端一致性测试的开展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， 保证终端的开发人员有据可依。 终端一致性【8 】测试始于g s m ( g l o b a ls y s t e mf o rm o b i l ec o m m u n i c a t i o n ) 系统。在g s m 系 统推出之际，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 ，f r e et r a d ea g r e e m e n t ) 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 r 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，在一定的网络环境下，对待测设备 进行黑箱测试，通过比较实际输出与预期输出的异同，判定待测设备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设备在不同网络中的表现一致。同一类待 测设备只有在通过了一致性测试后，才能保证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处理，确保了所有设备在 公共部分实现的一致性。 一般来讲，t d s c d m a 终端一致性测试包括射频一致性测试，r r m 一致性测试和协 议一致性测试，其中前两种测试在3 g p pt s 3 4 1 2 2 中规定，后一种测试在3 g p pt s 3 4 1 2 3 中规定。1 9 1 射频一致性测试主要包括：1 发射机特性测试。包括l i e 最大输出功率、频率容限、 最小输出功率、占用带宽、邻道泄漏抑制比、杂散辐射、发射互调、矢量幅度误差( e v m ) 、 峰值码域误差等；2 接收机特性测试。包括参考灵敏度电平、最大输入电平、邻信道选择 性、杂散辐射等。 r r m 一致性测试主要包括：1 空闲状态下小区重选；2 u t r a n 连接模式下的切换与 小区重选；3 r r c 连接控制；4 终端测量报告；5 终端测量性能要求 协议一致性测试主要包括：r l c 、m a c 、r r c 、n a s 等各层协议的一致性测试。 一致性测试例由三部分构成：测试集( a t s , a b s t r a c tt e s ts u i t e ) 、协议实现一致性说明 ( p i e s , p r o t o c o li m p l e m e n t a t i o nc o n f o r m a n c es t a t e m e n t s ) 和协议实施附加信息( p i x l t , p r o t o c o li m p l e m e n t a t i o ne x t r ai n f o r m a t i o nf o rt e s t i n g ) ，其实现步骤如下： 1 研究协议规范，根据协议规定明确抽象测试套( a t s ) 结构以及测试目的； 2 明确p i c s p l x i t 。p i c s 是协议实现一致性说明，用来说明实施的要求，能力及 可选项实施的情况。p i x l t 是协议实施附加信息，用来提供测试时必须标明的协 议参数； 3 利用1 1 c n - 2 编写a t s ，a t s 中包含用于一致性测试的测试用例； 4 宁夏大学硕十学位论文 第二章t d s c m ar r m 一致t 牛测试例开发相关 4 利用a t s ，p i c s 以及p d ( r r ，针对不同的被测设备，进行相应转换与底层支持实 现，并进行相应的适配，形成可执行测试集( e t s ，e x e c u t a b l et e s ts u i t e ) ： 5 利用e t s 对被测设备进行测试，输出测试结果与测试报告。 上述步骤中，编写测试目的以及使用自然语言描述测试例的工作通常由相关国际通信 标准化组织3 g p 粥g p p 2 负责，而基于删的测试例的编写及发布工作由行业中的国际 认证组织负责，使用t t c n 测试例开发测试仪表的工作由仪表厂家负责。在w c d m a g s m 领域，全球认证论坛( g c f ) 负责刺测试例的开发和发布，并对仪表厂家基于删 测试例开发的测试仪表进行认证。在t d s c d m a 领域，由t d s c d m a 终端认证小组( t c g ) 负责相关终端一致性测试例以及一致性测试仪表的认证和审查工作。 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它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 2t d s c d m a 无线资源管理【1o 】( i u 泓) 无线资源管理( 删) 是对移动通信系统的空中接口资源的规划和调度，涉及到一系 列与无线资源分配有关的内容。无线资源管理主要是通过监测系统中所有无线资源的使用 情况，根据业务需求、信令需求以及各种测量报告，进行无线资源的调整，并且能够通过 一些算法对通信的性能和质量进行优化和控制。 无线资源管理的目标是在有限无线资源的条件下，灵活分配和动态调整系统的可用资 源，最大限度地提高无线频谱利用率，防止网络阻塞和保持尽可能小的信令负荷，同时又 为网络内无线用户终端提供业务服务质量( q o s ，q u a l i t y o f s e r v i c e ) 保证。 功率控制技术、接入控制技术、切换控制技术以及动态信道分配技术是无线资源管理 的关键技术。【l l l 1 功率控制 t d s c d m a 系统是一个干扰受限系统，由于“远近效应”，它的系统容量主要受限于系 统内各移动台和基站间的干扰，功率控制就是为了克服“远近效应”而采取的一项技术。 t d s c d m a 功率控制技术可分为开环功率控制、内环快速功率控制和外环功率控制3 种类 型。 开环功率控制是根据接收到的链路的信号衰落情况，估计自身发射链路的衰落情况， 从而确定发射功率。终端应该能够通过从广播信道接收到的网络侧的相关信息，计算得到 开环功率控制过程中的发射功率。也就是根据p - c c p c h ( p r i m a r yc o m m o nc o n t r o lp h y s i c a l c h a n n e l ) 信道的接收功率得到路径损耗后设定u p p c h ( u p l i n kp i l o tc h a n n e l ) 和p r a c h ( p h y s i c a lr a n d o ma c c e s sc h a n n e l ) 以及d p c h ( d e d i c a t e dp h y s i c a lc h a n n e l ) 信道的初始 发射功率。 上行内环功率控制是终端接收基站发出的功率控制命令控制本端的发射功率，基站的 功率控制命令的产生是通过测量终端的发射信号的功率和信干比，与预置的目标功率或信 5 宁夏大学硕l j 学位论文第二章t d s c m ar r m 一致性测试例开发相关 干比相比，产生功率控制命令以弥补测量值与目标值的差距。t d s c d m a 中在上、下行的 专用信道使用内环功率控制，每一子帧( 5 m s ) 进行一次，功率控制频率为2 0 0 h z ，功率控 制步长为l ，2 和3 d b 。 内环功率控制虽然可以解决路径损耗以及远近效应的问题，使接收信号保持固定的信 干比( s 瓜) ，但是却不能保证接收信号的质量，这就需要进行外环功率控制，根据信道环 境的变化，调整接收信号的s i r 目标值。 这3 种功率控制中，开环功率控制和内环快速功率控制，在终端的射频测试部分设计 有测试用例对于相关功能进行验证；而外环功率控制在r n c 中进行，间接影响系统的用户 容量和通信质量，因此终端的测试中没有涉及相关的内容。 2 接入控制 采用c d m a 技术的移动通信系统中，由于存在多址干扰( m a j ) ，当大量的用户接入 系统时，由于采用闭环功率控制而会导致“天花板效应”，引起更为严重的干扰，也会增加 对相邻小区的干扰，影响已接入用户的通信质量( e b 烈o ) ，造成系统性能的下降。引入接 入控制的目的为保证c d m a 系统的稳定性和已接入用户的q o s ，这部分内容反映到 t d s c d m a 终端侧来看，最关键的就是终端联合检测算法性能问题。 目前，t d s c d m a 终端普遍采用的联合检测算法是一种线性叠代的多用户联合检测算 法m m s e ，由于其计算复杂度比较高，尤其是当扩频系数较大时( 比如6 4 ，1 2 8 ) 计算量 非常庞大，因此设备实现上比较困难。t d s c d m a 系统扩频系数较低( 最大只有1 6 ) ，有 利于采用联合检测技术。从实现来看，联合检测又分为单小区联合检测、多小区联合检测 两种。其中单小区联合检测指对本小区范围内的用户信号进行联合检测，多小区联合检测 则是同时针对多个小区( 包括本小区和若干邻小区) 的信号进行检测以降低甚至消除同频 小区间的干扰。为提高终端性能，多小区联合检测已被普遍采用，但由于t d s c d m a 仅 有1 6 个码道，而且码道是成对使用的，1 6 个码道最多对应8 个用户，因此t d s c d m a 终 端最多只能同时对8 个用户进行叠代计算，如果多于8 个用户，则需更多的叠代计算时间 和计算量。 这部分内容反映到测试上就是r r m 部分的小区重选( 针对公共信道的联合检测) 、切 换( 业务信道的联合检测) 。 3 切换控制 t d s c d m a 系统中切换控制是为了保证移动用户通信的连续性或者基于网络无线资 源的负载等原因，将用户从当前的通信链路转移到其它小区的过程。切换控制是无线资源 管理功能中的重要部分，当终端处于不合适的小区进行通信时，不但会影响自身的通信质 量，也会加重网络负荷，对其它用户造成干扰。 4 动态信道分配( d c a ，d y n a l n i cc h a n n e la s s i g n m e n t ) 由于采用t d d ( t n n ed i v i d e dd u p l e x ) 模式，t d s c d m a 的帧结构允许通过动态信道 分配( d c a ) 策略进行灵活的资源分配，满足未来用户对非称性i n t e r n e t 业务、多媒体业 务的需求。d c a 分配的无线资源的基本单位为r u ( r e s o u r c eu n i t ) ，单载频单业务时隙下 的一个码道就称为一个r u ，引入智能天线后，r u 还包括空间信息。 这部分功能是由r n c 和智能天线完成的，终端侧只需要按照系统的分配进行工作即 6 宁夏大学硕l ：学位论文第二章t d - s c m ar r m 一致件测试例开发相关 可，所以在测试方面没有体现。 t d s c d m a 的无线资源管理主要在系统侧的r n c 中进行，n o d eb 和终端也都协同 r n c 承担一定的无线资源管理功能。在终端侧，需要完成的无线资源管理功能主要为参与 功率控制以及协助r n c 对无线环境进行测量等内容。终端的联合检测算法对终端的无线资 源管理性能甚至对整个t d s c d m a 系统的性能意义重大，联合检测的性能决定了终端测 量的准确性，而测量的结果又是系统侧执行功率控制、切换控制、接入控制等无线资源管 理的重要依据，反过来又决定了终端的服务质量如小区切换、重选速度和成功率等。 终端的无线资源管理测试是对终端运算速度，各部分算法调度等终端整体性能的一种 测试，终端的射频性能或协议实现上的错误等任何问题都会影响到无线资源管理的性能， 故终端一般在通过射频一致性测试、协议一致性测试之后才进行无线资源管理一致性测试。 通过对终端进行无线资源管理测试，可以检验终端的实现成熟度，确保终端通过合理配置 各种无线资源提高资源利用效率，保证终端有较好的接通率和切换成功率。 2 3 开发工具t t c n 介绍 本文所说的t r c n 是t t c n - 2 ，树表结合表示法，其中表格主要用于数据类型、原语、 协议观察点、约束等，而树则用于描述测试集、测试例、测试步。它是一种专门用来描述 测试集的半形式化描述语言，具有明确的语法和语义，独立于测试系统硬件，是目前测试 领域应用最广泛的测试例开发语言。t r c n 最初由国际标准化组织( i s o ，i n t e r n a t i o n a l o r g a n i z a t i o nf o rs t a n d a r d i z a t i o n ) 定义【1 2 】，出现在i s o i e c9 6 4 6 中。i s o m c9 6 4 6 中定义了 一致性测试的框架和方法，t i c n 是这个标准中的第三部分i s o i e c 9 “每3 ，因此，t r c n 是一种专门为一致性测试设计，与一致性测试同时出现的的语言。 t t c n 语言出现后在一致性测试中得到了广泛应用，自身也被多次修订。目前已经有 三个版本，t t c n 1 、t f c n - 2 、t f c n - 3 。其中t r c n 1 、 i t c n - 2 由i s o 和n u 提出，被 称为树表联合表示法( t r e ea n d t a b u l a rc o m b i n e dn o t a t i o n ) ，后来e t s i ( e u r o p e a n t e l e c o m m u n i c a t i o n ss t a n d a r d si n s t i t u t e ) 在1 w n 2 的基础上又开发了1 可c n - 3 ，并命名为 测试和测试控制表示法( 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 ) 。 1 硎有两种表现形式： ( 1 ) 图形方式( t i c n g r ) ：该种方式采用表格方式，适合于人机交互时使用； ( 2 ) 机器处理方式( t t c n m 咿) ：该种方式通过使用定义的语法来生成测试集，适合于 在机器处理和其它自动方式之间进行转换。 在实现中，采用t e l e l o g i c 公司的t t c n 工具，将a t s 保存为m p 文件形式，并可以 利用编译器转化为c 代码，但利用该工具打开m p 文件时仍表现为图形方式 1 1 n 采用黑盒测试的方法，通过定义控制和观察点( p c o ，p o i n t so fc o n t r o la n d o b s e r v a t i o n ) ，在测试系统和被测试实体( i l r r ， i m p l e m e n t a t i o nu n d e rt e s t ) 之间交互抽象 服务原语( a s p ) 和协议数据单元( p d u ) 来实现对被测实体的测试。t c n 的测试模型 如图2 1 所示： 7 宁夏大学硕十学位论文 第二章下d s c m ar r m 一致性测试例开发相关 u p p e rt e s t e r i i f i i i l 与屯等 u n d e r l y i n gs e r v i c e 图2 - 1t r c n 的软件测试模型 t r c n 语言是一种抽象的、标准的、无二义性的语言，它采用树的形式来描述测试例 的组成结构和采用表格的形式来描述测试流程和数据类型及赋值，条理清楚，具有很强的 可观性。另外，t 1 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 e l e l o g i c 公司提供的t e l e l o g i ct t c ns u i t e 在全球范围内应用广泛，是事实上的通信系 统的标准测试环境。t e l e l o g i et t c ns u i t e 包括t r c n 编辑器、句法分析器、编译器和t t c n e x e r c i s e r 。 t t c n 编辑器是一个图形化的编辑器，通过它来实现i f c n 测试例的编写；句法分析 器可以对编写后的t r c n 测试例进行语法分析，可帮助查找编写过程中的语法错误；t t c n 编译器可实现从t t c n 到c 语言的自动转换，其产生的c 代码独立于目标操作系统和协议； 删e x e r c i s e r 是一个用来调试t r c n 测试例的工具，可对测试例进行一些简单的验证， 可检测测试例中存在的定时器错误、死锁、死循环等问题。 2 4t d s c d m a 行业标准两次升级的研究 2 4 1n 频点技术方案【1 3 1 1 产生背景 t d s c d m a 在3 g p pr 4 中完成的是一个小区对应一个单载频的技术方案。由于 t d s c d m a 的单载频带宽为1 6 m h z ，系统的整体容量受到限制。为了更好的扩充系统容 量来满足不断增长的市场需求，开始了对一个小区可以配置多于一个载频，即多载频技术 的研究。 t d - s c d m a 系统是c d m a 系统的一种，在理论上同样也可以采用同频组网。这样可 以提高频谱利用率从而提升系统用户容量。但由于t d s c d m a 系统的扩频因子最大只有 1 6 ，使得该系统容易产生同频干扰。 采用智能天线和联合检测技术，可以消除大部分用户信号的干扰，因而同频干扰的影 响对于业务信道来讲不是很大。然而公共信道的信息是向全小区发射的，所以小区内手机 用户接收本小区公共信道信息的同时很容易受到相邻小区公共信道信号的干扰。 综合考虑上述的因素，提出了t d s c d m an 频点技术的多载频方案。即每个 t d s c d m a 小区可以配置多个载频，称为一个n 频点小区。 8 宁夏大学硕f j 学位论文