TD-SCDMA网络模拟仪核心网模拟功能分析

  摘要： TD-SCDMA网络模拟仪是杰脉通信最新推出的一款具有TD-SCDMA基站和核心网模拟功能的调测设备。它不仅支持终端系统级的功能测试，也支持单独的核心网模拟的功能部分，能够为终端芯片和解决方案的研发提供便利的调测平台和手段。本文对TD-SCDMA网络模拟仪系统和核心网模拟部分的原理和功能作简单介绍。

1. 概述

   随着中国自主创新的TD-SCDMA 标准和技术的不断成熟与发展，尤其中国移动建设的TD-SCDMA 网络日益完善，越来越多的企业参与TD-SCDMA终端芯片和解决方案的研发。目前，由于市场上还没有专门针对TD-SCDMA终端开发和调测的仪表，多数企业基本上是租借或者购买商用基站和综合测试仪表搭建开发和测试环境，不仅费用高昂，而且参数配置复杂、不灵活，不能满足开发过程中对终端上行数据跟踪（Trace）和分析的需求。TD-SCDMA网络模拟仪可以为终端芯片及产品开发提供一个高效而经济的环境，解决了TD-SCDMA终端开发的薄弱环节。

2. TD-SCDMA网络模拟仪系统构成

  TD -SCDMA网络模拟仪是在遵循3GPP和CCSA标准的基础上，结合了杰脉通信自主的FemtoCell技术所开发的产品。它具有TD-SCDMA基站平台及核心网的模拟功能，支持终端系统级的功能测试，还可以为终端芯片开发提供调测手段。其主要功能包括：L1/L2/L3信令的跟踪、调试、回放；系统上、下行参数的配置；支持单用户和多用户的语音和数据业务等相关测试用例等。

TD-SCDMA网络模拟仪由两大部分组成：平台系统和PC端软件。平台系统通过以太网口与PC端连接。

TD -SCDMA网络模拟仪平台系统主要完成TD-SCDMA基站侧的信号处理，其功能等效于TD-SCDMA的基站设备。其硬件部分为TD-SCDMA的无线信号和基带信号处理提供平台，包括射频收发信机、源发生器、模数/数模变换、数字中频信号处理、基带信号处理等主要功能；其系统软件指运行于硬件平台上的软件，主要完成对TD-SCDMA L1和接入层信令的处理，以及硬件平台的操作和维护等。

PC端软件主要完成TD-SCDMA非接入层的信令处理功能、负责对L1/L2/L3各层间的信息和信令进行Trace和监控，以及对整套系统进行配置、数据回放和分析等功能。其中的“核心网模拟仪”软件部分就是运行在PC端的软件之一，其功能涵盖业务仿真、上下行信令监测解析、核心网参数配置等，可用于业务支持、信令监测、综合测试等多个方面。其中图 1 核心网模拟仪在TD-SCDMA网络模拟仪中的位置。

图1：核心网模拟仪在TD-SCDMA网络模拟仪中的位置。

2.1 TD-SCDMA网络模拟仪的平台系统

图2：TD-SCDMA网络模拟仪平台系统。

TD-SCDMA网络模拟仪平台系统主要包括硬件平台、物理层PHY信号处理、TD-SCDMA高层和应用软件信号处理三个部分，其中：

硬件子系统为TD-SCDMA的无线信号和基带信号处理提供平台，包括射频收发信机、源发生器、模数/数模变换、数字中频信号处理、基带信号处理等主要功能。

PHY物理层信号处理，实现3GPP协议定义的TD-SCDMA 物理层信号处理功能。

TD-SCDMA高层和应用软件信号处理，实现3GPP 协议定义的TD-SCDMAL2和L3的功能、NAS的部分功能以及硬件平台的控制、调度等。
2.2 TD-SCDMA网络模拟仪核心网模拟仪功能分析

在PC端软件中，除了平台操作维护信令分析软件之外，最重要的部分就是核心网模拟仪软件部分。核心网模拟仪是运行于PC上的模拟核心网（CN）基本功能的软件，其功能涵盖业务仿真、上下行信令监测解析、核心网参数配置等，可用于业务支持、信令监测、综合测试等多个方面。

核心网模拟仪部分的主要功能如下：

1. 跟踪Ium接口上传输的所有信令，包括上下行信令；

2. Ium消息、NAS消息信令的跟踪、解析功能。对各种信令可以记录和回放；

3. CS语音信令面、用户面功能；

4. 支持移动性管理功能，包括支持CS的MM实体和支持PS的GMM实体；

5. 支持连接管理功能，包括CC、SM实体等；

6. 支持上行语音单向播放；

7. 支持彩铃语音功能；

8. 支持PS信令面功能；

9. 支持链路检测功能；

10. 支持多RNC及多UE同时工作；

11. 支持CNSim发起的寻呼及业务释放功能；

12. 主要支持的配置：核心网模拟仪基本参数，（例如：PLMN、HPLMN、UDP端口及各类定时器等）；用户信息并可观察用户状态信息（例如：注册用户及激活用户）；配链路检测时间间隔；RNC基本信息；彩铃语音功能等。

示例：Ium消息跟踪

通过Ium消息跟踪窗口可以跟踪在Ium接口上交互的所有信息，如图 3所示：

图3：Ium消息跟踪窗口。

Ium消息显示窗口能够显示每条Ium消息的全部内容，如图 4所示

图4：Ium消息IE显示窗口。

从图中可知，该消息为初始直传消息，携带的NAS消息为location updating request。该消息的各IE取值也得到详尽的解析，从而可以容易的判断各值是否合理，进而判断终端的状态及参数设置是否正常。

通过示例也可以看出，TD-SCDMA网络模拟仪的核心网模拟部分可以给终端高层协议调测提供与核心网有关的详尽信息，为TD-SCDMA终端的L2/L3开发提供有效手段。

3. 总结

本文通过对TD-SCDMA网络模拟仪和其主要部分”核心网模拟”的原理和功能的介绍可以看出，TD-SCDMA核心网模拟仪可以化解当前TD-SCDMA 终端及相关产品开发所面临的高层协议调试环境缺乏、调试手段复杂、无法跟踪和分析上行数据等问题，对TD-SCDMA终端产业的发展必将起到积极的推动作用。