TD-SCDMA Femtocell 的终端协议一致性
自动化测试方法
吴晓慧，王玉良**
作者简介：吴晓慧，（1988-），女，硕士研究生，异构网络融合
通信联系人：王玉良，（1945-），男，教授，宽带移动通信与网络融合. E-mail: wangyl1588@163.com
5 （北京邮电大学信息与通信工程学院，北京 100876）
摘要：随着移动多媒体业务的发展，为推动家庭信息化的应用，提高室内覆盖质量，
Femtocell 技术逐渐成为人们的研究热点。本文介绍了TD-SCDMA Femtocell 的主要功能实
体及其作用，给出了由脚本语言来控制测试流程的终端协议一致性自动化测试方法。该方法
可有效提高整个系统信令流程的测试效率，对现存测试方法的设计有一定的参考价值，有利
10 于加快新技术的推广应用。
关键词：TD-SCDMA；Femtocell；自动化测试
 0 引言
TD-SCDMA 作为我国提出的具有自主知识产权的第三代移动通信标准，其技术日益成
30 熟，应用领域得以也迅速推广。随着手机终端的不断完善，人们对移动多媒体业务流畅性提
出了更高的要求。有调查发现：70%的语音呼叫和90%的数据业务发生在室内，而室内的信
号质量仍然有待提高。为了更好地利用频谱资源，提高室内信号覆盖， Femtocell（家庭基
站）逐渐引起运营商们的普遍关注。Femtocell [1]通过传统的Internet 和标准的IP 协议传输数
据到运营商的核心网，能有效保证室内覆盖的质量要求，保障手机和数据卡用户的有效接入。
35 同时，Femtocell 发射功率低，对宏蜂窝的频谱干扰小，比较适用于家庭用户或小型商业机
构，可以很好地补充TD-SCDMA 系统的信号覆盖。
Femtocell 可以由用户根据需要配置安装，使用方便，但也使网络结构更加复杂，对终
端的协议一致性[2]要求更高。由于不同的厂商对协议标准有不同的理解，加上某些标准可选
以及参数范围广泛等因素的影响，不同厂商的终端有不同的实现方法。为了提高不同厂商的
40 终端成功互联概率，需要通过一致性测试充分检查设备实现与相应协议标准的符合程度。
随着TD-SCDMA 的商用化日益推进，基本测试用例的编写也已经很完善。但在传统的
测试中，往往需要工作人员手动发消息。流程比较复杂时，人工测试则需要消耗大量的人力
 和时间，测试效率也很不理想。由于测试用例具有很强的重复性，如果能用脚本文件（例如
Python 等）使测试流程自动化，将极大地提高测试质量，节省测试时间。还可以完成更高
45 要求的测试，如压力测试等。
在此背景下，本文提出了一种协议一致性自动化测试方法，其基本思想是将在自动化测
试领域广泛使用的python 与已成熟的模拟消息资源相结合，针对不同的信令流程编写python
脚本文件，使测试的执行部分自动化，进而提高了测试效率，推动Femtocell 技术更好、更
快地发展。
50 1 协议一致性测试
1.1 一致性测试简介
所谓一致性测试就是验证设备实现与相应协议标准的一致性[3]，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。通过一个标准配置的试验环境，多厂家根据协议规定的测试例来进行标准的、实用的协
55 议一致性测试，以准确地验证移动终端设备的各项技术、信令和性能要求，具有十分重要的
意义。
一致性测试的原理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。
60 1.2 协议一致性测试
协议一致性测试内容主要包括三部分：TD-SCDMA 网络的基本功能、电路域（CS）基
本过程和分组域（PS）基本过程[4]：
1）TD-SCDMA 网络的基本功能
在UE 的Idle 模式下的基本操作：对不同PLMN 选择、小区选择；系统信息接收；RRC
65 层功能，安全模式控制和功率控制（包括了上行闭环功率控制和上行开环功率控制等相关项
目）。
2）CS 基本过程
包括位置更新和呼叫控制。其中位置更新包括IMSI 附着，周期性位置更新和正常位置
更新等。呼叫控制要求UE 应支持呼叫的建立及释放过程，包括UE 发起呼叫（MOC）、
70 UE 被呼（MTC）、UE 发起语音呼叫释放、数据呼叫及网络发起的语音呼叫释放等项目。
3）PS 基本过程
包括移动性管理和会话管理。移动性管理主要有GPRS 附着/分离和周期性路由区更新。
会话管理包括UE 发起的PDP 上下文激活、UE 发起的PDP 上下文去激活、PS 域UE 主叫、
PS 域UE 发起呼叫释放等项目。
75 2 测试系统
2.1 系统架构
本文根据TD-SCDMA Femtocell 网络中各实体的功能，将系统分为四个模块：HMS 仿
真仪、Femtocell、Iuh Tester 和网关Gateway。各模块之间的关系如图1 所示。在对系统架
构有整体认识的基础上，下面详细介绍各模块的作用。
 80
图1 测试系统架构
Fig. 1 the structure of testing system
I. Femtocell 的网元构成
85
图2 Femtocell 的参考模型
Fig. 2 Femtocell reference model
HNB（Home Node B）：属用户端设备。集合了3G 系统中Node B 的功能以及RNC 的
90 无线资源管理及RANAP 协议的主要功能[1]：

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