WCDMA系統(tǒng)的核心網測試

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

關鍵詞　WCDMA　測試　核心網　R99　R4

1、WCDMA系統(tǒng)核心網測試的主要內容

目前WCDMA系統(tǒng)的核心網測試包含了R99和R4兩個版本的設備。對R99設備的主要測試內容包括：在MtNet實驗室進行的電路域和分組域的核心網設備的業(yè)務功能測試，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上增加了對R99設備的智能網業(yè)務測試。對R4設備的主要測試內容包括：MSC Server和MGW的業(yè)務功能測試，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版本的核心網測試

圖1是R99版本的WCDMA系統(tǒng)核心網設備的網絡參考模型。與GSM/GPRS網絡相比，R99版本的WCDMA系統(tǒng)核心網設備的演進平滑，電路域的MSC/VLR和分組域的SGSN、GGSN設備與現(xiàn)有的GSM/GPRS網絡的設備功能基本相同。除在無線網絡上提供比GSM/GPRS系統(tǒng)更高的傳輸速率外，WCDMA系統(tǒng)在核心網絡的主要改進在于WCDMA系統(tǒng)對業(yè)務質量(QoS)和網絡安全的設計更加全面，其中包含用戶業(yè)務的QoS協(xié)商和變更、HLR鑒權數(shù)據組的增加，對信令和數(shù)據的傳輸進行完整性保護和加密功能等。

圖1　R99版本WCDMA系統(tǒng)核心網設備的網絡參考模型

在R99版本WCDMA系統(tǒng)的核心網測試中，位于核心網和無線接入網之間的Iu接口協(xié)議測試及和不同廠商無線網絡產品的IOT測試相對更受關注。Tektronix K1297或NetHawk 3G Analyser等網絡協(xié)議分析儀表在Iu接口的協(xié)議測試中經常會用到。由于在2001～2002年期間，R99版本的3GPP規(guī)范在無線網絡標準上增加了很多修改報告(CRs)，而各廠商在系統(tǒng)設備的實現(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技術試驗前期對Iu接口的協(xié)議測試進展不理想。經過在MtNet實驗室一年半的第一階段測試及對系統(tǒng)設備的軟件不斷進行升級，不同廠商的WCDMA核心網設備和無線網絡設備終于做到了業(yè)務互通良好。這個結果也說明了R99版本WCDMA核心網設備在功能上已經基本完善。

在網絡技術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設備基本業(yè)務和補充業(yè)務通話詳單(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。由于設備實現(xiàn)方式上的差別，不同廠商核心網設備生成的CDR中包含的信息不完全一致，尤其是對呼叫等待、呼叫轉移等補充業(yè)務形成的CDR話單類別、字段名稱等還存在一定的差異?？傮w來說，各廠家核心網設備生成的計費信息已經能夠比較完整的反映業(yè)務的實現(xiàn)狀況，但在運營商大規(guī)模商用WCDMA系統(tǒng)時，核心網設備的計費功能還需要根據運營商計費中心(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等其他網絡系統(tǒng)通過關口交換中心(GMSC)連接并采用成熟的MAP和ISUP協(xié)議進行業(yè)務互通，核心網設備只需要配置好相應的信令鏈路參數(shù)即可進行業(yè)務互通測試。而WCDMA系統(tǒng)的2G/3G漫游和切換測試還需取決于2G設備的接口協(xié)議升級、終端的搜網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。對核心網設備的告警處理、參數(shù)配置、性能統(tǒng)計的管理是今后網絡運營和維護工作的重要內容。實現(xiàn)在集中網管環(huán)境下對各局站的故障處理、業(yè)務升級以及網絡參數(shù)的調配是今后運營商快速提供新業(yè)務和提高勞動生產效率的有效手段，因此各運營商對網管測試給予了很高的關注。但實現(xiàn)移動通信網絡統(tǒng)一網管的難度相當大，移動網管的標準化程度相對較弱，各廠家對不同網絡設備能實現(xiàn)的管理功能和程度也不同。從目前看，設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)一網管平臺對核心網設備進行遠程參數(shù)配置還有很大的難度。

3、R4版本的核心網測試

圖2是R4版本WCDMA系統(tǒng)核心網設備的網絡參考模型。

圖2　R4版本WCDMA系統(tǒng)核心網設備的網絡參考模型

比較圖1和圖2可以看到，R4和R99版本WCDMA核心網設備的主要不同在于電路域的MSC在R4版本中演變成為MSC Server和媒體網關(MGW)兩個設備，從而實現(xiàn)了業(yè)務控制和業(yè)務承載的分離。MSC Server設備主要完成呼叫控制、媒體網關接入控制、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設備主要完成將一種網絡中的媒體格式轉換成另一種網絡所要求的媒體格式的功能。除了MSC Server和MGW外，其他R4版本的核心網設備，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架構的設備并按照R99設備的功能要求進行組網和測試的。

MSC Server和MGW設備的引入，使得R4版本的WCDMA核心網設備增加了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版本的核心網測試中，對MSC Server和MGW的業(yè)務功能以及Mc、Nc和Nb接口的協(xié)議是重點測試。

與R99相比，R4版本WCDMA系統(tǒng)的核心網設備在選擇多種的承載網絡以及建立承載方式上有很大的自由度。MSC Server和MGW的1:N的網絡結構可以使基于R4架構的WCDMA系統(tǒng)組網靈活，系統(tǒng)設備占用機房面積小；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絡用戶之間的呼叫MGW不再使用編解碼處理，從而提高話音質量，優(yōu)化網絡帶寬，節(jié)省設備資源。對R4版本核心網設備功能的測試需要重點關注上述典型業(yè)務功能。只有在設備普遍實現(xiàn)這些功能的基礎上才能真正發(fā)揮R4設備的組網優(yōu)勢。

目前，對R4版本WCDMA系統(tǒng)核心網的全面測試仍在進行之中，R4版本核心網設備應具有的典型業(yè)務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，但在短期內實現(xiàn)不同廠家的MSC Server和MGW設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版本設備組網方案時加以關注。