一種TD-LTE終端搜網(wǎng)功能的實(shí)現(xiàn)方法*

王 瓊，瞿傳帥

（重慶郵電大學(xué)3G研究院 重慶400065）

1 引言

TD-LTE（time division long term evolution，分時(shí)長期演進(jìn)）為國際4G標(biāo)準(zhǔn)之一，目前各大移動(dòng)通信公司對(duì)TD-LTE的研究如火如荼。面對(duì)TD-LTE終端搜網(wǎng)功能的設(shè)計(jì)，普遍存在的難題是搜網(wǎng)花費(fèi)的時(shí)間較長，終端在搜網(wǎng)過程中可能丟失網(wǎng)絡(luò)的尋呼，造成無法獲得服務(wù)小區(qū)系統(tǒng)消息變化的通知以及無法響應(yīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)起的MT（mobile terminated，終端接收的流程）請(qǐng)求，也可能丟失對(duì)服務(wù)小區(qū)和鄰小區(qū)的監(jiān)測，造成終端不能重選到最佳小區(qū)上獲取服務(wù)，因此在搜網(wǎng)過程中保證監(jiān)視尋呼、測量、讀系統(tǒng)消息等常規(guī)任務(wù)的正常進(jìn)行成為搜網(wǎng)功能設(shè)計(jì)的熱點(diǎn)和難點(diǎn)，本文重點(diǎn)研究了一種有效解決這一問題的搜網(wǎng)實(shí)現(xiàn)方法。

2 TD-LTE終端協(xié)議棧架構(gòu)

TD-LTE控制平面協(xié)議棧架構(gòu)如圖1所示。

TD-LTE終端協(xié)議棧架構(gòu)[1]分為AS（access-stratum，接入層）和NAS（non-access-stratum，非接入層）。

AS包括RRC（radio resource control，無線資源控制）、PDCP（packet data convergence protocol，分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議）、RLC（radio link control，無線鏈路控制）和MAC（medium access control，媒體訪問控制）4個(gè)子層。RRC是AS的最高層，對(duì)PDCP、RLC、MAC起著控制作用，對(duì)無線資源進(jìn)行管理和控制，接受NAS的控制和傳輸NAS信息，PDCP、RLC、MAC的功能是數(shù)據(jù)頭壓縮、加密、調(diào)度和混合自動(dòng)重傳請(qǐng)求。

NAS負(fù)責(zé)核心網(wǎng)功能，包括ESM（evolved packet system session management，演進(jìn)分組系統(tǒng)會(huì)話管理）和EMM（evolved packet system mobility management，演進(jìn)分組系統(tǒng)移動(dòng)性管理）兩個(gè)子層，主要功能有SAE（system architecture evolution，系統(tǒng)架構(gòu)演進(jìn)）承載管理、鑒權(quán)、信令加密控制及移動(dòng)性管理。

3 搜網(wǎng)功能概述

觸發(fā)搜網(wǎng)的原因有很多，除了手動(dòng)搜網(wǎng)和周期性搜網(wǎng)必然觸發(fā)搜網(wǎng)流程之外，其他觸發(fā)搜網(wǎng)流程的場景由終端廠商自行選擇，比如終端在丟失覆蓋定時(shí)器超時(shí)后可以觸發(fā)搜網(wǎng)流程，也可以觸發(fā)選網(wǎng)流程。

3.1 手動(dòng)搜網(wǎng)

手動(dòng)搜網(wǎng)由用戶發(fā)起，按照以下順序?qū)⑺阉鞯降腜LMN（public land mobile network，公共陸地移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)）上報(bào)給用戶，其中包含“forbidden PLMN”列表中的PLMN和提供MS（mobile station，移動(dòng)臺(tái)）不支持服務(wù)的PLMN：

·EHPLMN（如果USIM卡中EFEHPLMN列表存在且不為空列表）或者HPLMN（如果EFEHPLMN列表不存在或者是一個(gè)空列表）；

·USIM卡EFPLMNwACT（user controlled PLMN selector with access technology，用戶控制的PLMN及接入技術(shù)）列表中的所有PLMN（按照優(yōu)先級(jí)順序）；

·USIM卡EFOPLMNwACT（operator controlled PLMN selector with access technology，運(yùn)營商控制的PLMN及接入技術(shù)）列表中的所有PLMN（按照優(yōu)先級(jí)順序）；

·按隨機(jī)順序上報(bào)高質(zhì)量的PLMN/接入技術(shù)組合（高質(zhì)量準(zhǔn)則：PLMN下小區(qū)的RSRP（reference signal receiving power，參考信號(hào)接收功率）測量值大于或等于-110 dBm）；

·按信號(hào)質(zhì)量從高到低的順序上報(bào)其他PLMN/接入技術(shù)組合。

3.2 周期性搜網(wǎng)

自動(dòng)選網(wǎng)模式下，當(dāng)MS駐留在VPLMN（visited PLMN，訪問PLMN）時(shí)，周期性地嘗試從如下PLMN上獲取服務(wù)：

·HPLMN（如果EFEHPLMN列表不存在或者是一個(gè)空列表）或EHPLMN（如果EFEHPLMN列表存在且不為空列表）；

·優(yōu)先級(jí)比當(dāng)前VPLMN高的EFPLMNwAcT列表中的PLMN；

·優(yōu)先級(jí)比當(dāng)前VPLMN高的EFOPLMNwACT列表中的PLMN。

USIM卡中EFHPPLMN保存了周期性搜網(wǎng)的時(shí)間間隔T值，范圍為6 min～8 h，步長n是6 min或者指示不進(jìn)行周期性搜網(wǎng)。如果沒有保存該值，則默認(rèn)周期性搜網(wǎng)的時(shí)間間隔為60 min。USIM卡中保存的參數(shù)值代表的意義如下[2]：′00′代表不進(jìn)行周期性搜網(wǎng)，′YZ′代表T=（16Y+Z）n min，16Y+Z大于8 h的其他取值都認(rèn)為T為60 min。

周期性搜網(wǎng)和嘗試選擇到更高優(yōu)先級(jí)的網(wǎng)絡(luò)時(shí)，遵循以下原則[3]：

·只在自動(dòng)網(wǎng)絡(luò)選擇模式下發(fā)起；

·開機(jī)后第一次周期性搜網(wǎng)之前，需要經(jīng)過至少2 min，至多T min；

·MS駐留在VPLMN中，且距離最后一次周期性搜網(wǎng)已過T min；

·只有空閑模式下的MS才會(huì)進(jìn)行周期性搜網(wǎng)；

·如果沒有搜索到更高優(yōu)先級(jí)的PLMN，MS仍駐留在當(dāng)前VPLMN中；

·MS只嘗試選擇到與當(dāng)前VPLMN有相同MCC（mobile country code，移動(dòng)國家號(hào)碼）的PLMN上；

·與當(dāng)前VPLMN有相同MCC的EPLMN（equivalent PLMN，等價(jià)PLMN）參與優(yōu)先級(jí)的比較，優(yōu)先級(jí)比它們都高的PLMN才可以被選擇；

·如果最高優(yōu)先級(jí)的PLMN是當(dāng)前的VPLMN，或者是其EPLMN列表中的一個(gè)，那么MS仍駐留在當(dāng)前VPLMN。

3.3 搜網(wǎng)模塊和接口設(shè)計(jì)

為了更方便地處理搜網(wǎng)功能及實(shí)現(xiàn)以后多模下的搜網(wǎng)，從EMM[4]剝離出一個(gè)模塊MMC（mobility management control，移動(dòng)性管理控制）來負(fù)責(zé)搜網(wǎng)功能的控制，搜網(wǎng)條件的判斷和搜網(wǎng)流程的觸發(fā)由MMC負(fù)責(zé)。搜網(wǎng)功能的實(shí)現(xiàn)由MMC、RRC、MAC和L1（物理層）共同協(xié)作完成，當(dāng)MMC判斷滿足搜網(wǎng)條件時(shí)，就會(huì)下發(fā)搜網(wǎng)請(qǐng)求信號(hào)ERR_GET_PLMN_REQ到RRC觸發(fā)AS和L1的搜網(wǎng)過程。圖2給出了基于圖1協(xié)議棧架構(gòu)的與搜網(wǎng)相關(guān)的模塊和接口設(shè)計(jì)。

3.4 搜網(wǎng)請(qǐng)求的處理

RRC收到搜網(wǎng)請(qǐng)求后的通用流程為：啟動(dòng)L1掃頻，讀取掃頻結(jié)果中每個(gè)頻點(diǎn)上最強(qiáng)小區(qū)的SIB1[5]（system information block type 1，系統(tǒng)消息塊1），收集S>0且not bared的小區(qū)的SIB1中的PLMN，向MMC上報(bào)搜索到的PLMN。但RRC在各個(gè)狀態(tài)下對(duì)搜網(wǎng)請(qǐng)求的處理不盡相同，下面詳細(xì)分析RRC在各種狀態(tài)下對(duì)搜網(wǎng)請(qǐng)求信號(hào)的處理。

RRC有 以 下 幾 個(gè) 狀 態(tài)：NUL、LIM、IDL、DCH、SEL和RES。

剛開機(jī)或丟失覆蓋的情況下RRC處于NUL狀態(tài)，此狀態(tài)下不會(huì)收到周期性搜網(wǎng)請(qǐng)求，當(dāng)收到手動(dòng)搜網(wǎng)請(qǐng)求后按照上述通用流程處理，因?yàn)樵诖藸顟B(tài)下沒有監(jiān)視尋呼、測量、讀系統(tǒng)消息等任務(wù)，所以不使用GAP搜網(wǎng)，搜網(wǎng)過程是連續(xù)不間斷的，直到搜網(wǎng)結(jié)束為止。

UE（user equipment，用戶設(shè)備）駐留到合適小區(qū)以后，處于IDL狀態(tài)下，如果沒有合適小區(qū)則駐留到可接受小區(qū)，進(jìn)入LIM狀態(tài)，在這兩種狀態(tài)下需要監(jiān)視尋呼、測量和讀系統(tǒng)消息，收到手動(dòng)搜網(wǎng)或者高優(yōu)先級(jí)搜網(wǎng)的請(qǐng)求后使用GAP搜網(wǎng)流程，保證監(jiān)視尋呼、測量和讀系統(tǒng)消息等任務(wù)能夠正常進(jìn)行。

當(dāng)RRC連接成功后，處于DCH狀態(tài)，DCH狀態(tài)還有兩個(gè)子狀態(tài)，即發(fā)起隨機(jī)接入過程的ACC狀態(tài)和RRC連接釋放過程的RLE狀態(tài)，在DCH、ACC、REL狀態(tài)下不會(huì)收到高優(yōu)先級(jí)搜網(wǎng)請(qǐng)求，收到手動(dòng)搜網(wǎng)請(qǐng)求后，直接向MMC上報(bào)搜網(wǎng)拒絕信號(hào)ERR_GET_PLMN_REJ，表明此次搜網(wǎng)失敗。

小區(qū)選擇和小區(qū)重選時(shí)，RRC分別處于SEL和RES狀態(tài)，IDL下由于服務(wù)小區(qū)不可用或者發(fā)現(xiàn)更好的鄰小區(qū)，會(huì)觸發(fā)小區(qū)選擇和重選過程；DCH狀態(tài)下由于無線鏈路失敗，也可能觸發(fā)小區(qū)選擇和重選過程。當(dāng)處于IDL下觸發(fā)的SEL和RES狀態(tài)時(shí)，收到手動(dòng)搜網(wǎng)或高優(yōu)先級(jí)搜網(wǎng)請(qǐng)求，則延遲到小區(qū)選擇或重選過程結(jié)束回到IDL后再處理；當(dāng)處于DCH下觸發(fā)的SEL和RES狀態(tài)時(shí)，收到手動(dòng)搜網(wǎng)請(qǐng)求后則向MMC上報(bào)搜網(wǎng)拒絕信號(hào)，表明此次搜網(wǎng)失敗。

由以上分析可知，RRC只有在LIM和IDL狀態(tài)下才啟動(dòng)GAP搜網(wǎng)流程。

4 GAP搜網(wǎng)原理和流程設(shè)計(jì)

LIM、IDL狀態(tài)下，需要完成監(jiān)視尋呼、測量和讀取系統(tǒng)消息等常規(guī)任務(wù)，在收到搜網(wǎng)請(qǐng)求后，搜網(wǎng)任務(wù)是作為外加任務(wù)插入以上任務(wù)流程里的，搜網(wǎng)過程中必須保證以上任務(wù)的正常進(jìn)行。下面以IDL狀態(tài)下搜網(wǎng)為例，詳細(xì)介紹GAP搜網(wǎng)的原理和流程設(shè)計(jì)。

要達(dá)到以上目的，首先要規(guī)劃好IDL下監(jiān)視尋呼、測量和讀系統(tǒng)消息等任務(wù)，計(jì)算出這些任務(wù)占用的時(shí)間以及還剩余多少時(shí)間可以用來搜網(wǎng)。UE在IDL模式下啟用DRX（discontinuous reception，非連續(xù)接收）周期來監(jiān)視尋呼以減少功耗[6]，PO（paging occasion，尋呼塊出現(xiàn)時(shí)刻）是由尋呼信息中P_RNTI（paging radio network temporary identity，尋呼無線網(wǎng)絡(luò)臨時(shí)標(biāo)識(shí)）標(biāo)識(shí)的PDCCH[7]（physical downlink common channel，下行公共物理信道）所在的子幀位置。一個(gè)DRX周期內(nèi)只有一個(gè)尋呼幀，即一個(gè)無線幀，包含一個(gè)或多個(gè)PO，一個(gè)DRX周期內(nèi)只需要監(jiān)視一個(gè)PO。每個(gè)DRX周期監(jiān)視尋呼的PO是通過協(xié)議規(guī)定和以一定算法計(jì)算得到的[8]，測量任務(wù)在監(jiān)視尋呼任務(wù)完成后緊接著進(jìn)行，測量任務(wù)結(jié)束到下個(gè)PO之間的時(shí)間（GAP長度）用來做搜網(wǎng)任務(wù)，下面首先詳細(xì)介紹PO的計(jì)算以及IDL下監(jiān)視尋呼、測量與搜網(wǎng)任務(wù)的規(guī)劃，然后進(jìn)行GAP搜網(wǎng)的流程設(shè)計(jì)。

4.1 PO的計(jì)算

DRX有兩種：default paging cycle和UE specific DRX。UE從SIB2的IE（information element，信息元素）PCCH-Config中可以得到default paging cycle。UE specific DRX是存儲(chǔ)在UE內(nèi)存中的值，可以通過NAS信令傳遞到網(wǎng)絡(luò)。DRX共有4種取值32rf、64rf、128rf、256rf，rf代表一個(gè)無線幀，一個(gè)無線幀分組含10個(gè)子幀。UE在計(jì)算PO時(shí)，使用default paging cycle和UE specific DRX二者之中的小者。

SFN（system frame number，尋呼幀號(hào)）由以下計(jì)算式得出：

尋呼時(shí)機(jī)子幀圖樣指數(shù)i_s由如下計(jì)算式得出：

以下參數(shù)用于計(jì)算SFN和i_s：T=min（default paging cycle,UE specific DRX）；UE_ID=IMSI mod 1 024；IMSI存儲(chǔ)在USIM卡中；N為min（T,nB），取值為｛T、T/2、T/4、T/8、T/16、T/32｝；nB的 取 值 為｛4T、2T、T、T/2、T/4、T/8、T/16、T/32｝，在SIB2中給出；Ns為max（1,nB/T），取值為｛1、2、4｝。

由i_s和表1可確定PO的位置，表1中Ns表示尋呼幀中出現(xiàn)PO的個(gè)數(shù)。比如Ns=4、i_s=2，表示在尋呼幀中有4個(gè)PO，需要監(jiān)視的PO在尋呼幀中的子幀號(hào)為5。

表1 子幀圖樣

下面舉例說明如何計(jì)算PO：由IMSI=460076004600016、default paging cycle=256 rf、UE specific DRX=128 rf、nB=2T可以計(jì)算出UE_ID=208、T=128、N=128、Ns=2，再由以上兩個(gè)計(jì)算式可以計(jì)算出SFN=80+128n（n是自然數(shù)），i_s=1。由計(jì)算結(jié)果可知，在SFN為80的無線幀中子幀號(hào)為5的子幀位置為PO，每隔128個(gè)無線幀重復(fù)出現(xiàn)一次，PO的位置如圖3所示。

4.2 IDL狀態(tài)下任務(wù)的規(guī)劃

當(dāng)IDL狀態(tài)下有搜網(wǎng)任務(wù)時(shí)，監(jiān)視尋呼、測量和搜網(wǎng)任務(wù)的規(guī)劃如圖4所示。

MAC在IDL狀態(tài)下收到RRC發(fā)來的IDL_Config信息后，立即發(fā)送IDL_TASK給L1規(guī)劃下個(gè)DRX周期內(nèi)的任務(wù)（主要是監(jiān)視尋呼和測量的任務(wù)），當(dāng)收到RRC的搜網(wǎng)任務(wù)SearchTask時(shí)，延遲到下個(gè)DRX周期內(nèi)的監(jiān)視尋呼和測量任務(wù)完成后處理，測量完成后收到L1上報(bào)的測量結(jié)果MEAS_IND，MAC將狀態(tài)轉(zhuǎn)到SNW同時(shí)通過GAP_INFO將可用GAP長度告知L1，開始做搜網(wǎng)任務(wù)，L1在GAP用完之前要上報(bào)GAP_END通知MAC，上報(bào)時(shí)間點(diǎn)與下一個(gè)PO之間預(yù)留一定數(shù)量的子幀用于L1做上行同步調(diào)整[9]和MAC組裝下個(gè)DRX周期的任務(wù)IDL_TASK，組裝完成后MAC將狀態(tài)轉(zhuǎn)移到IDL同時(shí)下發(fā)IDL_TASK給L1規(guī)劃下個(gè)DRX周期內(nèi)的任務(wù)，然后進(jìn)行下個(gè)DRX周期內(nèi)的監(jiān)視尋呼和測量的任務(wù)，測量完成后收到L1上報(bào)的測量結(jié)果MEAS_IND，MAC將狀態(tài)轉(zhuǎn)到SNW同時(shí)通過GAP_INFO將可用GAP長度告知L1，開始做搜網(wǎng)任務(wù)，如此一直循環(huán)，直到搜網(wǎng)過程結(jié)束。

4.3 IDL狀態(tài)下正常搜網(wǎng)流程的設(shè)計(jì)

IDL狀態(tài)下，MMC將搜網(wǎng)請(qǐng)求發(fā)給RRC，RRC觸發(fā)AS和L1的搜網(wǎng)過程，完成后RRC將搜網(wǎng)結(jié)果通過ERR_GET_PLMN_CNF上報(bào)給MMC，如果是手動(dòng)搜網(wǎng)，MMC將搜索到PLMN上報(bào)給用戶，如果是周期性搜網(wǎng)，MMC將根據(jù)搜網(wǎng)結(jié)果判斷是否需要發(fā)起到更高優(yōu)先級(jí)PLMN的選網(wǎng)流程。搜網(wǎng)流程設(shè)計(jì)如圖5所示。

RRC收到搜網(wǎng)請(qǐng)求后將盲搜的搜網(wǎng)任務(wù)通過CMAC_PLMN_SEARCH_REQ下發(fā)給MAC，MAC此時(shí)已通過EL1_IDL_TASK_REQ規(guī)劃好下個(gè)DRX周期內(nèi)的監(jiān)視尋呼和測量任務(wù)，在下個(gè)DRX周期的監(jiān)視尋呼和測量任務(wù)完成后收到L1上報(bào)的測量結(jié)果EL1_IDL_MEAS_IND，MAC將狀態(tài)轉(zhuǎn)移到SNW狀態(tài)，通過EL1_GAP_INFO_REQ將GAP長度提供給L1，然后通過EL1_PWR_SWEEP_REQ發(fā)起盲搜，將盲搜到的頻段通過CMAC_ICS_MEAS_IND報(bào)給RRC，RRC然后將精掃盲搜到的頻段的搜網(wǎng)任務(wù)通過CMAC_PLMN_SEARCH_REQ發(fā)給MAC，MAC通過EL1_FINE_PWR_SWEEP_REQ發(fā)起精掃，將精掃到的頻點(diǎn)通 過CMAC_ICS_MEAS_IND報(bào) 給RRC，此時(shí)L1上報(bào)EL1_GAP_END_IND，MAC將狀態(tài)轉(zhuǎn)移到IDL同時(shí)下發(fā)EL1_IDL_TASK_REQ給L1規(guī)劃下個(gè)DRX周期的任務(wù)，此時(shí)RRC將在精掃到的頻點(diǎn)上搜索最強(qiáng)小區(qū)的搜網(wǎng)任務(wù)，通過CMAC_READ_NCELL_SI_REQ發(fā) 給MAC，在下個(gè)DRX周期的監(jiān)視尋呼和測量任務(wù)完成后，MAC將狀態(tài)轉(zhuǎn)移到SNW同時(shí)將下一個(gè)GAP長度提供給L1，通過EL1_CELL_SEARCH_REQ信號(hào)請(qǐng)求L1在指定頻點(diǎn)上搜索小區(qū)，MAC將搜索到的所有頻段的所有頻點(diǎn)的小區(qū)的系統(tǒng)消息上報(bào)給RRC，RRC收集S>0且not bared的小區(qū)的SIB1中的PLMN，向MMC上報(bào)搜網(wǎng)結(jié)果，此時(shí)MAC處于SNW狀態(tài)，已經(jīng)將所有的搜網(wǎng)任務(wù)完成，RRC通過CMAC_ABORT_PLMN_REQ通 知MAC搜網(wǎng)結(jié)束，MAC通過EL1_IRAT_INACTIVE_REQ通知L1搜網(wǎng)結(jié)束，收到L1的確認(rèn)響應(yīng)后，MAC將狀態(tài)轉(zhuǎn)移到IDL，同時(shí)將下一個(gè)DRX周期的任務(wù)規(guī)劃發(fā)給L1，繼續(xù)進(jìn)行常規(guī)任務(wù)。

4.4 IDL狀態(tài)下異常搜網(wǎng)流程的設(shè)計(jì)

GAP搜網(wǎng)過程中的異常流程是指當(dāng)前搜網(wǎng)任務(wù)被其他任務(wù)打斷，由于搜網(wǎng)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)較低，被打斷以后沒有恢復(fù)的機(jī)制，則RRC終止搜網(wǎng)流程同時(shí)向MMC上報(bào)搜網(wǎng)失敗信息ERR_GET_PLMN_ERR，如果是手動(dòng)搜網(wǎng)，MMC還要上報(bào)用戶搜網(wǎng)失敗信息。GAP搜網(wǎng)的過程中主要有以下幾種異常流程：

·用戶取消搜網(wǎng)任務(wù)；

·收到屬于自己的尋呼消息，尋呼消息中指示了服務(wù)小區(qū)的系統(tǒng)消息改變或者指示了有MT請(qǐng)求；

·RRC在搜網(wǎng)的過程中發(fā)現(xiàn)服務(wù)小區(qū)不可用或者發(fā)現(xiàn)更好的小區(qū)，發(fā)起小區(qū)重選；

·高層因業(yè)務(wù)需求發(fā)起接入請(qǐng)求；

·收到高層的去激活命令（如關(guān)機(jī)）。

圖6給出了GAP搜網(wǎng)過程中監(jiān)視的尋呼消息，指示了服務(wù)小區(qū)系統(tǒng)消息改變的異常流程設(shè)計(jì)。

GAP搜網(wǎng)過程中第一個(gè)GAP結(jié)束后，MAC回到IDL狀態(tài)規(guī)劃下個(gè)DRX周期的任務(wù)，下個(gè)DRX周期在PO收到L1上報(bào)的EL1_PDSCH_SIGNAL_READ_IND尋呼消息信號(hào)，然后通過CMAC_PCH_INFO_IND將尋呼消息上報(bào)給RRC，RRC解讀到尋呼消息指示了服務(wù)小區(qū)的系統(tǒng)消息改變，RRC向MAC下發(fā)終止搜網(wǎng)的請(qǐng)求CMAC_ABORT_PLMN_REQ，同時(shí)向MMC上報(bào)搜網(wǎng)失敗信號(hào)ERR_GET_PLMN_ERR，然后通過CMAC_READ_SI_REQ發(fā)起讀服務(wù)小區(qū)系統(tǒng)消息的流程，MAC將讀到的系統(tǒng)消息通過CMAC_BCH_INFO_IND上報(bào)給RRC，讀完所有系統(tǒng)消息后MAC通過EL1_STOP_SI_READ_REQ通知L1讀系統(tǒng)消息的任務(wù)結(jié)束，然后MAC將下一個(gè)DRX周期的任務(wù)規(guī)劃發(fā)給L1繼續(xù)進(jìn)行常規(guī)任務(wù)。

5 仿真與測試

采用Telelogic Tau公司提供的TTCN按照預(yù)先設(shè)計(jì)好的流程編寫測試?yán)琓TCN將測試?yán)D(zhuǎn)換成C語言可執(zhí)行文件，然后利用SDL and TTCN Suite 4.0提供的SDL（specification description language，規(guī)范描述語言）和TTCN的協(xié)仿真功能進(jìn)行測試[10]。這是一套集仿真、開發(fā)和測試于一體的軟件工具，能滿足TD-LTE終端高層協(xié)議棧的開發(fā)和一致性測試需求。對(duì)協(xié)議棧高層軟件的測試，TTCN采用黑盒測試的方法，IUT（implementation under test，被測實(shí)體）可以看成一個(gè)黑盒子，里面裝載了使用SDL和C實(shí)現(xiàn)的協(xié)議軟件，對(duì)于TTCN測試系統(tǒng)而言，無須知道IUT這個(gè)黑盒子的內(nèi)部如何實(shí)現(xiàn)的，TTCN向IUT發(fā)送一個(gè)激勵(lì)信號(hào)，然后在觀察點(diǎn)來驗(yàn)證這個(gè)黑盒子在收到激勵(lì)信號(hào)后是否能產(chǎn)生預(yù)期的輸出效果，同時(shí)檢查生成的MSC（message sequence chart，消息序列圖），MSC中MTC與DSP之間記錄了協(xié)議棧MAC層與L1之間的流程交互，MTC與COM_TTCN之間記錄了協(xié)議棧與人機(jī)界面之間的交互，如果產(chǎn)生了預(yù)期的輸出效果，并且MSC中記錄的IUT與TTCN之間的消息序列與自己設(shè)計(jì)的流程一樣，則驗(yàn)證了此設(shè)計(jì)正確可行。圖7和圖8分別是按照?qǐng)D5和圖6流程編寫的測試?yán)臏y試MSC。對(duì)比流程設(shè)計(jì)圖和仿真測試的MSC可知，協(xié)議棧代碼運(yùn)行的消息序列和預(yù)先設(shè)計(jì)的流程完全一致，驗(yàn)證了本文GAP搜網(wǎng)的可行性和有效性。

6 結(jié)束語

本文首先介紹了TD-LTE終端協(xié)議棧架構(gòu)，設(shè)計(jì)了搜網(wǎng)相關(guān)的模塊和接口，概述了搜網(wǎng)功能，然后重點(diǎn)闡述了GAP搜網(wǎng)原理和實(shí)現(xiàn)，并給出了典型流程的設(shè)計(jì)，最后對(duì)GAP搜網(wǎng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了測試和驗(yàn)證，測試結(jié)果表明終端搜網(wǎng)功能的實(shí)現(xiàn)符合預(yù)期設(shè)計(jì)，能夠保證監(jiān)視尋呼、測量、讀系統(tǒng)消息等常規(guī)任務(wù)的正常進(jìn)行，能夠滿足TD-LTE終端對(duì)搜網(wǎng)功能的需求，充分驗(yàn)證了本文提出的GAP搜網(wǎng)方法的可行性和有效性。

1 沈嘉，索士強(qiáng)，全海洋等.3GPP長期演進(jìn)（LTE）技術(shù)原理與系統(tǒng)設(shè)計(jì).北京:人民郵電出版社，2008

2 3GPP TS 31.102 V9.6.0.Characteristics of the Universal Subscriber Identity Module（USIM）Application,2011

3 3GPP TS 23.122 V9.6.0.Non-Access-Stratum（NAS）Functions Related to Mobile Station（MS）in Idle Mode,2011

4 3GPP TS 24.301 V9.7.0.Non-Access-Stratum（NAS）Protocol for Evolved Packet System（EPS）,2011

5 3GPP TS 36.331 V9.6.0.Radio Resource Control（RRC）,2011

6 3GPP TS 36.321 V9.8.0.Medium Access Control（MAC）Protocol Specification,2011

7 3GPP TS 36.331 V10.0.3.Physical Channels and Modulation,2011

8 3GPP TS 36.304 V9.8.0.User Equipment（UE）Procedures in Idle Mode,2011

9 陳禹，溫向明，鄭偉.一種基于LTE TDD系統(tǒng)上行同步控制算法.電子與信息學(xué)報(bào)，2010,33(8):1 938～1 942

10 李小文，李貴勇，陳賢亮等.TD-SCDMA第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)、信令及實(shí)現(xiàn).北京:人民郵電出版社，2003