TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)模擬儀核心網(wǎng)模擬功能分析

摘要： TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)模擬儀是杰脈通信最新推出的一款具有TD-SCDMA基站和核心網(wǎng)模擬功能的調(diào)測設(shè)備。它不僅支持終端系統(tǒng)級(jí)的功能測試，也支持單獨(dú)的核心網(wǎng)模擬的功能部分，能夠?yàn)榻K端芯片和解決方案的研發(fā)提供便利的調(diào)測平臺(tái)和手段。本文對(duì)TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)模擬儀系統(tǒng)和核心網(wǎng)模擬部分的原理和功能作簡單介紹。

1. 概述

隨著中國自主創(chuàng)新的TD-SCDMA 標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)的不斷成熟與發(fā)展，尤其中國移動(dòng)建設(shè)的TD-SCDMA 網(wǎng)絡(luò)日益完善， 越來越多的企業(yè)參與TD-SCDMA終端芯片和解決方案的研發(fā)。目前，由于市場上還沒有專門針對(duì)TD-SCDMA終端開發(fā)和調(diào)測的儀表，多數(shù)企業(yè)基本上是租借或者購買商用基站和綜合測試儀表搭建開發(fā)和測試環(huán)境，不僅費(fèi)用高昂，而且參數(shù)配置復(fù)雜、不靈活，不能滿足開發(fā)過程中對(duì)終端上行數(shù)據(jù)跟蹤（Trace）和分析的需求。TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)模擬儀可以為終端芯片及產(chǎn)品開發(fā)提供一個(gè)高效而經(jīng)濟(jì)的環(huán)境，解決了TD-SCDMA終端開發(fā)的薄弱環(huán)節(jié)。

2. TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)模擬儀系統(tǒng)構(gòu)成

TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)模擬儀是在遵循3GPP和CCSA標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合了杰脈通信自主的FemtoCell技術(shù)所開發(fā)的產(chǎn)品。它具有TD-SCDMA基站平臺(tái)及核心網(wǎng)的模擬功能，支持終端系統(tǒng)級(jí)的功能測試，還可以為終端芯片開發(fā)提供調(diào)測手段。其主要功能包括：L1/L2/L3信令的跟蹤、調(diào)試、回放；系統(tǒng)上、下行參數(shù)的配置；支持單用戶和多用戶的語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等相關(guān)測試用例等。

TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)模擬儀由兩大部分組成：平臺(tái)系統(tǒng)和PC端軟件。平臺(tái)系統(tǒng)通過以太網(wǎng)口與PC端連接。

TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)模擬儀平臺(tái)系統(tǒng)主要完成TD-SCDMA基站側(cè)的信號(hào)處理，其功能等效于TD-SCDMA的基站設(shè)備。其硬件部分為TD-SCDMA的無線信號(hào)和基帶信號(hào)處理提供平臺(tái)，包括射頻收發(fā)信機(jī)、源發(fā)生器、模數(shù)/數(shù)模變換、數(shù)字中頻信號(hào)處理、基帶信號(hào)處理等主要功能；其系統(tǒng)軟件指運(yùn)行于硬件平臺(tái)上的軟件，主要完成對(duì)TD-SCDMA L1和接入層信令的處理，以及硬件平臺(tái)的操作和維護(hù)等。

PC端軟件主要完成TD-SCDMA非接入層的信令處理功能、負(fù)責(zé)對(duì)L1/L2/L3各層間的信息和信令進(jìn)行Trace和監(jiān)控，以及對(duì)整套系統(tǒng)進(jìn)行配置、數(shù)據(jù)回放和分析等功能。其中的“核心網(wǎng)模擬儀”軟件部分就是運(yùn)行在PC端的軟件之一，其功能涵蓋業(yè)務(wù)仿真、上下行信令監(jiān)測解析、核心網(wǎng)參數(shù)配置等，可用于業(yè)務(wù)支持、信令監(jiān)測、綜合測試等多個(gè)方面。其中圖 1 核心網(wǎng)模擬儀在TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)模擬儀中的位置。

圖1：核心網(wǎng)模擬儀在TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)模擬儀中的位置。

2.1 TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)模擬儀的平臺(tái)系統(tǒng)

圖2：TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)模擬儀平臺(tái)系統(tǒng)。

TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)模擬儀平臺(tái)系統(tǒng)主要包括硬件平臺(tái)、物理層PHY信號(hào)處理、TD-SCDMA高層和應(yīng)用軟件信號(hào)處理三個(gè)部分，其中：

硬件子系統(tǒng)為TD-SCDMA的無線信號(hào)和基帶信號(hào)處理提供平臺(tái)，包括射頻收發(fā)信機(jī)、源發(fā)生器、模數(shù)/數(shù)模變換、數(shù)字中頻信號(hào)處理、基帶信號(hào)處理等主要功能。

PHY物理層信號(hào)處理，實(shí)現(xiàn)3GPP協(xié)議定義的TD-SCDMA 物理層信號(hào)處理功能。

TD-SCDMA高層和應(yīng)用軟件信號(hào)處理，實(shí)現(xiàn)3GPP 協(xié)議定義的TD-SCDMAL2和L3的功能、NAS的部分功能以及硬件平臺(tái)的控制、調(diào)度等。

2.2 TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)模擬儀核心網(wǎng)模擬儀功能分析

在PC端軟件中，除了平臺(tái)操作維護(hù)信令分析軟件之外，最重要的部分就是核心網(wǎng)模擬儀軟件部分。核心網(wǎng)模擬儀是運(yùn)行于PC上的模擬核心網(wǎng)（CN）基本功能的軟件，其功能涵蓋業(yè)務(wù)仿真、上下行信令監(jiān)測解析、核心網(wǎng)參數(shù)配置等，可用于業(yè)務(wù)支持、信令監(jiān)測、綜合測試等多個(gè)方面。

核心網(wǎng)模擬儀部分的主要功能如下：

1. 跟蹤Ium接口上傳輸?shù)乃行帕?，包括上下行信令?

2. Ium消息、NAS消息信令的跟蹤、解析功能。對(duì)各種信令可以記錄和回放；

3. CS語音信令面、用戶面功能；

4. 支持移動(dòng)性管理功能，包括支持CS的MM實(shí)體和支持PS的GMM實(shí)體；

5. 支持連接管理功能，包括CC、SM實(shí)體等；

6. 支持上行語音單向播放；

7. 支持彩鈴語音功能；

8. 支持PS信令面功能；

9. 支持鏈路檢測功能；

10. 支持多RNC及多UE同時(shí)工作；

11. 支持CNSim發(fā)起的尋呼及業(yè)務(wù)釋放功能；

12. 主要支持的配置：核心網(wǎng)模擬儀基本參數(shù)，（例如：PLMN、HPLMN、UDP端口及各類定時(shí)器等）；用戶信息并可觀察用戶狀態(tài)信息（例如：注冊用戶及激活用戶）；配鏈路檢測時(shí)間間隔；RNC基本信息；彩鈴語音功能等。

示例：Ium消息跟蹤

通過Ium消息跟蹤窗口可以跟蹤在Ium接口上交互的所有信息，如圖 3所示：

圖3：Ium消息跟蹤窗口。

Ium消息顯示窗口能夠顯示每條Ium消息的全部內(nèi)容，如圖 4所示

圖4：Ium消息IE顯示窗口。

從圖中可知，該消息為初始直傳消息，攜帶的NAS消息為location updating request。該消息的各IE取值也得到詳盡的解析，從而可以容易的判斷各值是否合理，進(jìn)而判斷終端的狀態(tài)及參數(shù)設(shè)置是否正常。

通過示例也可以看出，TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)模擬儀的核心網(wǎng)模擬部分可以給終端高層協(xié)議調(diào)測提供與核心網(wǎng)有關(guān)的詳盡信息，為TD-SCDMA終端的L2/L3開發(fā)提供有效手段。

3. 總結(jié)

本文通過對(duì)TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)模擬儀和其主要部分”核心網(wǎng)模擬”的原理和功能的介紹可以看出，TD-SCDMA核心網(wǎng)模擬儀可以化解當(dāng)前TD-SCDMA終端及相關(guān)產(chǎn)品開發(fā)所面臨的高層協(xié)議調(diào)試環(huán)境缺乏、調(diào)試手段復(fù)雜、無法跟蹤和分析上行數(shù)據(jù)等問題，對(duì)TD-SCDMA終端產(chǎn)業(yè)的發(fā)展必將起到積極的推動(dòng)作用。