WCDMA系統(tǒng)的核心網(wǎng)測試

摘要　對WCDMA系統(tǒng)核心網(wǎng)的測試目前成為信息產(chǎn)業(yè)部3G技術(shù)試驗中的重要組成部分。文中介紹了對WCDMA系統(tǒng)核心網(wǎng)測試的考慮以及測試內(nèi)容。

關(guān)鍵詞　WCDMA　測試　核心網(wǎng)　R99　R4

1、WCDMA系統(tǒng)核心網(wǎng)測試的主要內(nèi)容

目前WCDMA系統(tǒng)的核心網(wǎng)測試包含了R99和R4兩個版本的設(shè)備。對R99設(shè)備的主要測試內(nèi)容包括：在MtNet實驗室進行的電路域和分組域的核心網(wǎng)設(shè)備的業(yè)務(wù)功能測試，MAP、GTP、Iu接口協(xié)議測試，2G/3G系統(tǒng)間漫游和切換測試，性能測試，Iu接口的IOT測試；在運營商外場試驗環(huán)境的計費、網(wǎng)管功能及接口模型測試、WCDMA系統(tǒng)與PSTN、GSM、TD-SCDMA和cdma2000系統(tǒng)的互通測試。此外，一些移動運營商在此基礎(chǔ)上增加了對R99設(shè)備的智能網(wǎng)業(yè)務(wù)測試。對R4設(shè)備的主要測試內(nèi)容包括：MSC Server和MGW的業(yè)務(wù)功能測試，Nb、Nc、Me接口測試，Nc、Nb接口的IOT測試，性能測試。此外對Mc接口的IOT測試也正在考慮之中。

2、R99版本的核心網(wǎng)測試

圖1是R99版本的WCDMA系統(tǒng)核心網(wǎng)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)參考模型。與GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)相比，R99版本的WCDMA系統(tǒng)核心網(wǎng)設(shè)備的演進平滑，電路域的MSC/VLR和分組域的SGSN、GGSN設(shè)備與現(xiàn)有的GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備功能基本相同。除在無線網(wǎng)絡(luò)上提供比GSM/GPRS系統(tǒng)更高的傳輸速率外，WCDMA系統(tǒng)在核心網(wǎng)絡(luò)的主要改進在于WCDMA系統(tǒng)對業(yè)務(wù)質(zhì)量(QoS)和網(wǎng)絡(luò)安全的設(shè)計更加全面，其中包含用戶業(yè)務(wù)的QoS協(xié)商和變更、HLR鑒權(quán)數(shù)據(jù)組的增加，對信令和數(shù)據(jù)的傳輸進行完整性保護和加密功能等。

圖1　R99版本W(wǎng)CDMA系統(tǒng)核心網(wǎng)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)參考模型

在R99版本W(wǎng)CDMA系統(tǒng)的核心網(wǎng)測試中，位于核心網(wǎng)和無線接入網(wǎng)之間的Iu接口協(xié)議測試及和不同廠商無線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的IOT測試相對更受關(guān)注。Tektronix K1297或NetHawk 3G Analyser等網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析儀表在Iu接口的協(xié)議測試中經(jīng)常會用到。由于在2001～2002年期間，R99版本的3GPP規(guī)范在無線網(wǎng)絡(luò)標準上增加了很多修改報告(CRs)，而各廠商在系統(tǒng)設(shè)備的實現(xiàn)過程中采納3GPP規(guī)范版本的差異以及選擇實現(xiàn)CRs的程度不同，在3G技術(shù)試驗前期對Iu接口的協(xié)議測試進展不理想。經(jīng)過在MtNet實驗室一年半的第一階段測試及對系統(tǒng)設(shè)備的軟件不斷進行升級，不同廠商的WCDMA核心網(wǎng)設(shè)備和無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備終于做到了業(yè)務(wù)互通良好。這個結(jié)果也說明了R99版本W(wǎng)CDMA核心網(wǎng)設(shè)備在功能上已經(jīng)基本完善。

在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)試驗的外場測試階段對WCDMA的計費功能進行了完整的測試，包括對MSC設(shè)備基本業(yè)務(wù)和補充業(yè)務(wù)通話詳單(CDRs)的檢查；對SGSN、GGSN的CDRs檢查以及計費中心(Charging Gateway)話單處理能力的檢查。由于設(shè)備實現(xiàn)方式上的差別，不同廠商核心網(wǎng)設(shè)備生成的CDR中包含的信息不完全一致，尤其是對呼叫等待、呼叫轉(zhuǎn)移等補充業(yè)務(wù)形成的CDR話單類別、字段名稱等還存在一定的差異?？傮w來說，各廠家核心網(wǎng)設(shè)備生成的計費信息已經(jīng)能夠比較完整的反映業(yè)務(wù)的實現(xiàn)狀況，但在運營商大規(guī)模商用WCDMA系統(tǒng)時，核心網(wǎng)設(shè)備的計費功能還需要根據(jù)運營商計費中心(Billing Center)統(tǒng)一要求進行簡單的二次開發(fā)。

R99版本的WCDMA系統(tǒng)與PSTN等其他網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通過關(guān)口交換中心(GMSC)連接并采用成熟的MAP和ISUP協(xié)議進行業(yè)務(wù)互通，核心網(wǎng)設(shè)備只需要配置好相應的信令鏈路參數(shù)即可進行業(yè)務(wù)互通測試。而WCDMA系統(tǒng)的2G/3G漫游和切換測試還需取決于2G設(shè)備的接口協(xié)議升級、終端的搜網(wǎng)能力以及無線信號環(huán)境等多個因素，實現(xiàn)起來相對困難。對核心網(wǎng)設(shè)備的告警處理、參數(shù)配置、性能統(tǒng)計的管理是今后網(wǎng)絡(luò)運營和維護工作的重要內(nèi)容。實現(xiàn)在集中網(wǎng)管環(huán)境下對各局站的故障處理、業(yè)務(wù)升級以及網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的調(diào)配是今后運營商快速提供新業(yè)務(wù)和提高勞動生產(chǎn)效率的有效手段，因此各運營商對網(wǎng)管測試給予了很高的關(guān)注。但實現(xiàn)移動通信網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一網(wǎng)管的難度相當大，移動網(wǎng)管的標準化程度相對較弱，各廠家對不同網(wǎng)絡(luò)設(shè)備能實現(xiàn)的管理功能和程度也不同。從目前看，設(shè)備制造廠商對告警管理和維護的功能比較重視，如果要做到在統(tǒng)一網(wǎng)管平臺對核心網(wǎng)設(shè)備進行遠程參數(shù)配置還有很大的難度。

3、R4版本的核心網(wǎng)測試

圖2是R4版本W(wǎng)CDMA系統(tǒng)核心網(wǎng)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)參考模型。

圖2　R4版本W(wǎng)CDMA系統(tǒng)核心網(wǎng)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)參考模型

比較圖1和圖2可以看到，R4和R99版本W(wǎng)CDMA核心網(wǎng)設(shè)備的主要不同在于電路域的MSC在R4版本中演變成為MSC Server和媒體網(wǎng)關(guān)(MGW)兩個設(shè)備，從而實現(xiàn)了業(yè)務(wù)控制和業(yè)務(wù)承載的分離。MSC Server設(shè)備主要完成呼叫控制、媒體網(wǎng)關(guān)接入控制、移動性管理、資源分配、協(xié)議處理、路由、認證、計費等功能。而MGW設(shè)備主要完成將一種網(wǎng)絡(luò)中的媒體格式轉(zhuǎn)換成另一種網(wǎng)絡(luò)所要求的媒體格式的功能。除了MSC Server和MGW外，其他R4版本的核心網(wǎng)設(shè)備，如HLR、VLR、SGSN、GGSN等都繼承了R99的功能。由于R4版本的WCDMA系統(tǒng)在Iu、MAP和GTP接口上沒有明顯的改動，一些廠家在第一階段測試以及外場測試階段上實際也采用了R4架構(gòu)的設(shè)備并按照R99設(shè)備的功能要求進行組網(wǎng)和測試的。

MSC Server和MGW設(shè)備的引入，使得R4版本的WCDMA核心網(wǎng)設(shè)備增加了3個接口，即MSC Server與MGW間的Mc接口、MSC Server間的Nc接口、MGW間的Nb接口。在R4版本的核心網(wǎng)測試中，對MSC Server和MGW的業(yè)務(wù)功能以及Mc、Nc和Nb接口的協(xié)議是重點測試。

與R99相比，R4版本W(wǎng)CDMA系統(tǒng)的核心網(wǎng)設(shè)備在選擇多種的承載網(wǎng)絡(luò)以及建立承載方式上有很大的自由度。MSC Server和MGW的1:N的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以使基于R4架構(gòu)的WCDMA系統(tǒng)組網(wǎng)靈活，系統(tǒng)設(shè)備占用機房面積??；此外，3GPP在R4版本中要求實現(xiàn)話音編碼的帶外協(xié)商(TrFO)功能，對于采用相同話音編碼的移動網(wǎng)絡(luò)用戶之間的呼叫MGW不再使用編解碼處理，從而提高話音質(zhì)量，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)帶寬，節(jié)省設(shè)備資源。對R4版本核心網(wǎng)設(shè)備功能的測試需要重點關(guān)注上述典型業(yè)務(wù)功能。只有在設(shè)備普遍實現(xiàn)這些功能的基礎(chǔ)上才能真正發(fā)揮R4設(shè)備的組網(wǎng)優(yōu)勢。

目前，對R4版本W(wǎng)CDMA系統(tǒng)核心網(wǎng)的全面測試仍在進行之中，R4版本核心網(wǎng)設(shè)備應具有的典型業(yè)務(wù)功能還有待進一步充分地驗證。不同廠家的MSC Server之間的互通相對簡單、可行，但在短期內(nèi)實現(xiàn)不同廠家的MSC Server和MGW設(shè)備間的互通還有很多工作要做，這些問題也值得運營商在選擇R99或R4版本設(shè)備組網(wǎng)方案時加以關(guān)注。