</a></a>TD-SCDMA" title="TD-SCDMA">TD-SCDMA" title="TD-SCDMA">TD-SCDMA" title="TD-SCDMA">TD-SCDMA終端高層協(xié)議時，采用集仿真、開發(fā)、測試于一體的SDLandTTCNSuite 4.0作為開發(fā)工具，采用TTCN編寫測試例，通過SDL和TTCN的協(xié)仿真功能來進行一致性測試，完成錯誤的修改。文章將就GMM" title="GMM">GMM的功能編寫測試例，通過仿真的MSC圖、TRACE文檔并結合程序來檢查和驗證GMM程序，完成GMM一致性測試。

一、GMM協(xié)議規(guī)范介紹

        GMM是非接入層中MM子層的一個實體，是為PS域的移動性管理服務的，因此主要完成與用戶移動性相關的一些任務，同時還進行加密識別等。GMM的各種任務的實現(xiàn)都是通過GMM的各種特殊過程和一般過程來完成的。

        ATTACH過程、DETACH過程和路由區(qū)更新過程是GMM的幾大特殊過程，而特殊過程一般都會觸發(fā)一般過程，GMM一般過程包括鑒權過程、身份識別過程、P-TMSI重分配等過程。一般過程可以獨立進行，也可以伴隨著GMM的特殊過程進行。

1.ATTACH過程

        ATTACH過程就是附著登記過程，每次開機建立了PS信令連接之后，還必須進行ATTACH注冊過程，建立起GMM的上、下文，這樣PS域的功能才能正常使用。ATTACH過程主要有以下兩種。

(1)正常的GPRS" title="GPRS">GPRSATTACH過程，這種過程無論是網(wǎng)絡操作模式I還是網(wǎng)絡操作模式II的情況下都被UE用于ONLYGPRS業(yè)務的IMSI附著。

(2)組合的GPRSATTACH過程，這種過程則用于網(wǎng)絡操作模式I時支持COMBINED的GPRS和非GPRS業(yè)務附著過程。

        無論是哪一種ATTACH過程都是由UE端發(fā)起的。當網(wǎng)絡收到UE發(fā)的ATTACHREQUEST消息，將根據(jù)REQUEST中的消息發(fā)起GMMauthenticationand ciphering procedure。假如網(wǎng)絡和UE的鑒權參數(shù)匹配，鑒權加密過程通過，則網(wǎng)絡就會發(fā)送ATTACH ACCEPT消息并分配新的GMM消息參數(shù)；若參數(shù)不匹配，鑒權過程失敗，接著就會引發(fā)GMM identification procedure。

         網(wǎng)絡如果接受此次附著，就會發(fā)送一個ATTACHACCEPT消息，消息中將包含新的各種參數(shù)，UE收到之后，發(fā)送ATTACHCOMPLETE進行確認，ATTACH過程成功結束，GMM上、下文建立。

         如果網(wǎng)絡拒絕附著，發(fā)送ATTACHREJECT消息。網(wǎng)絡拒絕附著的原因有非法UE、GPRS服務不允許、GPRS和非GPRS服務不允許、PLMN不允許、位置區(qū)不允許、漫游不允許、沒有適合的小區(qū)等等，針對每一種情況，UE都會根據(jù)拒絕的原因進行相應的處理。

2.路由區(qū)更新過程 

        路由區(qū)更新過程就是為了能夠及時準確地向網(wǎng)絡報告所處的路由區(qū)域，更新路由信息和各種識別信息。路由區(qū)更新過程只能由UE發(fā)起。在路由區(qū)更新的過程中，UE和網(wǎng)絡端的數(shù)據(jù)傳輸都將繼續(xù)進行。

以下幾種情況會觸發(fā)路由區(qū)更新過程。

(1)當檢測到路由區(qū)發(fā)生變化時；

(2)當檢測到路由區(qū)/位置區(qū)發(fā)生變化時；

(3)由定時器T3312觸發(fā)周期性路由區(qū)更新；

(4)當UE已成功進行PS域的IMSI附著，需要進行CS域的IMSI附著時，進行組合的路由區(qū)更新過程；

(5)UMTS系統(tǒng)與GSM系統(tǒng)間改變時；

(6)由“直接信令連接重建”引起的RRC連接釋放后，UE和網(wǎng)絡之間的重同步。 

        UE通過向網(wǎng)絡發(fā)送ROUTINGAREAUPDATEREQUEST消息來觸發(fā)路由區(qū)更新過程，消息中將指明路由區(qū)更新的類型，根據(jù)不同的類型進行相應的更新。路由區(qū)更新的類型主要有以下4種：RA updating，combined RA/LA updating，combined RA/LA updating with IMSI attach和Periodic updating。

         網(wǎng)絡收到消息后，根據(jù)消息中的參數(shù)，可能觸發(fā)其它GMM的一般過程，這與GPRS附著過程相類似。如果網(wǎng)絡接受了UE的更新請求，將向UE端回ROUTINGAREAUPDATEACCEPT消息。反之，則回ROUTING AREA UPATE REJECT消息來拒絕UE的更新請求。

         UE收到網(wǎng)絡發(fā)來的ROUTINGAREAUPDATEACCEPT消息后，將分析消息中所包含的內(nèi)容。若消息中包含P-TMSI（路由區(qū)更新時），UE將使用該P-TMSI作為GPRS的新臨時標識，同時存儲該P-TMSI；若消息中包含IMSI（組合路由更新時），UE將刪除任何的TMSI；若消息中包含TMSI，UE將刪除老的TMSI，使用新的TMSI作為臨時標識；若消息中包含P-TMSI/TMSI或者N-PDU號，則UE將用ROUTING AREA UPDATE COMPLETE消息來給網(wǎng)絡以應答。

3.GPRS分離過程

GPRS分離有兩種情況。

(1)UE端發(fā)起的GPRS分離過程 

        UE端發(fā)起的GPRS分離過程也有兩種情況，一種是由于關機引起的GPRS分離，另一種是非關機引起的GPRS分離。UE通過向網(wǎng)絡發(fā)送消息DETACHREQUEST來啟動GPRS分離過程。在消息中，GMM指定了GPRS分離的類型：是否由于關機引起的GPRSDETACH、IMSIDETACH或組合GPRS/IMSI DETACH。

        關機引起的GPRS分離過程，當UE向網(wǎng)絡發(fā)送了DETACHREQUEST消息之后，不會等到網(wǎng)絡回消息就關機了。

不是因為關機引起的GPRS分離過程，網(wǎng)絡收到UE端的DETACHREQUEST消息后，根據(jù)相應的分離類型作相應的處理，并發(fā)送DETACHACCEPT/DETACH REJECT消息給UE端，表示接受/拒絕GPRS分離。

(2)網(wǎng)絡發(fā)起的GPRS分離過程

        網(wǎng)絡為了自己的特定目的需要進行GPRS分離過程。它也是通過給UE發(fā)送DETACHREQUEST消息來觸發(fā)GPRS分離過程。消息中也將指示進行GPRS分離的原因和分離類型。網(wǎng)絡發(fā)起的GPRS分離類型有re-attachrequired，re-attachnot required和IMSI detach三種情況。

        到網(wǎng)絡發(fā)來的DETACHREQUEST消息后，UE將根據(jù)其分離類型進行相應的處理，如有可能需要去激活PDP和其他相關連接，然后發(fā)送DETACHACCEPT消息給網(wǎng)絡。

4.P-TMSI重分配

        P-TMSI是GPRS業(yè)務的臨時移動臺識別符，只在[c1]當前的路由區(qū)內(nèi)有效。在路由區(qū)外，它必須和RAI結合起來才能表示惟一的識別信息。

        P-TMSI重分配的目的是為了提供用戶身份的保密性，防止用戶被入侵者識別和定位。PTMSI的重新分配常常和其他過程同時發(fā)生。通常，在路由區(qū)的更新和ATTACH過程中，都伴隨著P-TMSI重分配過程，但具體的實施過程由網(wǎng)絡運營商確定。

5.鑒權加密過程

        鑒權加密過程的主要目的是為了允許網(wǎng)絡對UE身份的合法性進行檢查，向UE提供參數(shù)使之能夠計算出新的GPRS密鑰和讓網(wǎng)絡設置加密模式和加密算法。該過程有三種使用方式：

*僅進行鑒權；

*僅進行加密模式和算法的設置；

*鑒權及加密模式和算法的設置。

        為了允許在沒有鑒權的時候可以在本地鏈路上進行加密，引入了GPRS加密序列號。這個加密序列號由網(wǎng)絡管理，在鑒權的時候發(fā)送給UE，一個加密序列號對應一個加密密鑰。當UE先前的加密算法已知，而且如果UE所給的加密序列號與網(wǎng)絡存儲的加密序列號相同，則網(wǎng)絡可能選擇該加密序列號對應的密鑰進行加密。如果UE所給的加密序列號與網(wǎng)絡的存儲加密序列號不同，網(wǎng)絡可能進行相應的鑒權過程。對于一個已經(jīng)附著TD-PRS的UE而言，它時刻對網(wǎng)絡的“鑒權加密請求”消息做出響應。

二、GMM的狀態(tài)

        3GPP協(xié)議規(guī)定，GMM主要有三大業(yè)務狀態(tài)：PMMDETACHED、PMMIDLE和PMMCONNECTED。 

        三大狀態(tài)之間的轉換如圖1所示。 
                       
 

         根據(jù)協(xié)議一致性要求，在協(xié)議實現(xiàn)過程中可以將GMM劃分為如下狀態(tài)：PMMDETACHED，NULDNSDLSDAA DNI DNC DPS；PMMIDL，RNS RAU RNC RLS RAM DIN；PMMCONNECTED，RNS RAM RIN SRI RID AUI。 

        GMM實體在實現(xiàn)其各種功能的過程中將向相應的狀態(tài)轉移，在測試過程中檢查其狀態(tài)轉移是否正確也是一個非常重要的環(huán)節(jié)。根據(jù)其狀態(tài)轉移情況，也能很大程度上幫助我們在測試工作中發(fā)現(xiàn)和分析問題。

三、GMM一致性測試

1.測試模型

        在UE的協(xié)議軟件結構圖中，GMM作為整個系統(tǒng)的一個子模塊。對GMM來說，其它模塊、系統(tǒng)等都可看作環(huán)境。仿真模型是通過TTCN與SDL描述系統(tǒng)協(xié)仿真進行構造的，如圖2所示，SDL將被測系統(tǒng)GMM同SDL自帶的接口適配模塊（即通信模塊，SDL用SOCKET編寫的）一起編譯，生成一個可以同TTCN進行消息通信的協(xié)仿真程序；測試系統(tǒng)側TTCN采用樹形結構及其獨特的語法建立聲明部分（主要是消息結構的聲明）、約束部分、動態(tài)測試例部分；測試時先在SDL的SIMULATOR中運行編譯好的協(xié)仿真程序，再通過SIMULATOR的命令建立與測試工具TTCN的通信相連，然后運行TTCN中構造好的測試例與被測系統(tǒng)GMM進行消息交互，觀察測試中生成的MSC圖來檢驗被測系統(tǒng)的正確性，從而達到仿真測試的目的。

2.測試例：ATTACH過程（伴隨隱式的P-TMSI重分配過程）

(1)測試目的：驗證網(wǎng)絡接受ATTACH過程，重新分配了新的P-TMSI，并以新的P-TMSI作為識別。

(2)測試過程：GMM ATTACH過程（伴隨隱式的P-TMSI重分配過程）如圖3所示，UE向網(wǎng)絡發(fā)送ATTACHREQUEST，網(wǎng)絡接受附著，返回一個ATTACHACCEPT消息，消息中指示了重新分配一個新的P-TMSI，UE通過發(fā)送ATTACH COMPLETE以確認，在以后的通信中都將用新分配的P-TMSI。

ATTACH REQUEST消息內(nèi)容為：08,01,02, 45, 00, 71 ，*。具體見表1所示。 
               
(3)測試仿真結果（見圖2）。 
              


        此仿真過程是從開機開始的，必須注意到UE接口的各個層次結構，任何一個高層模塊必須都是在低層信令建立好之后才可用。開機時GMM處于NUL狀態(tài)，也就是PMMDETACHED狀態(tài)，MMC開始讀取SIM卡；隨后GMM通過GMMAS_ESTABLISH_REQ原語請求建立Ps信令連接，GMM狀態(tài)跳轉到RIN狀態(tài)，即進入了PMMCONNECTED狀態(tài)；GMM通過GMM_ATTACH_IND原語向MMC報告GPRS附著結果，同時GMM進入RNS狀態(tài)；最后MMC把注冊結果報告給MMI，GMM注冊過程結束。把仿真得到的信號流圖與各種測試例中設計的信號流圖比較，發(fā)現(xiàn)在TTCN和仿真軟件模塊之間的信號交互是完全一致的。測試例中的數(shù)據(jù)與通過TTCN仿真所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)也基本是一致的,GMM狀態(tài)轉移也是完全正確的。

四、結束語

        在協(xié)議開發(fā)過程中，對實體要進行大量的測試，限于篇幅，在此僅列出對GMM特殊過程中的ATTACH過程進行的協(xié)仿真測試過程。3GPP有關非接入層部分（尤其是GMM部分）的規(guī)范主要從原GSM系統(tǒng)的規(guī)范文檔修改而來，而在修改過程中，由于多人修改，造成不同文檔之間的術語及一些業(yè)務描述并不統(tǒng)一，因此在協(xié)議的開發(fā)和測試過程中要特別注意。本文參照3GPP標準，結合自己的經(jīng)驗就GMM的一般過程和特殊過程進行了研究測試，對于了解TD-SCDMA系統(tǒng)的GMM功能實體有一定的參考價值，對該系統(tǒng)標準的完善和一些今后從事研發(fā)和測試的人員也有一定借鑒意義。