K1297-G20协议测试仪

UMTS软件

主要特点和优点

• 在Iu, Iub, Iur, Iu-BC, Iu-PC, Nb, Mc和Nc接口上监测和模拟/仿真信令协议，保证优质实现协议定义和行为
• 强大的UMTS网元开发和测试工具，率先经济地提供相邻网络节点功能
• 同时处理AAL2和AAL5虚拟通道，同时测试控制层协议和用户层协议
• 支持3GPP R99、R4、R5和R6中的1800多种协议和变通方案
• 厂商特定协议解码(北电, 诺基亚)
• 生成MOC(手机发起的呼叫)和MTC (手机终止的呼叫)呼叫
• 切换测试(3G-3G HO, 3G-2G HO)和位置服务测试功能
• 生成IP业务数据，支持QoS和端到端测试
• 多种测试方案，支持AMR编码语音
• 支持接口板ATM E1/DS1 (Rx/Tx和Rx/Rx)和ATM STM1/SONET OC3光接口 (Rx/Tx和Rx/Rx)，满足UMTS网络需求
• 使用IMA (ATM承载的反向复用)和部分ATM，无缝接入PCM线路
• TDD LCR (时分双工, 低芯片速率) R4测试解决方案

应用

• 协议实现功能测试
• 网络节点系统测试
• 模拟RNC、CN (SGSN/MSC)、媒体网关控制器、媒体网关和Node B
• 全IP UTRAN测试程序
• 适用于Iub、Iu-CS和Iu-PS的呼叫跟踪功能
• Iub解密
• Iu-PS容量测试

UMTS软件

作为第三代移动通信标准，UMTS通过最新的CDMA和网络技术提供了各种完善的服务。由于这些移动网络的开发、部署和运行正在不断发展，其复杂性正在不断提高，人们日益要求全面的模拟和监测工具。作为移动测量行业中的领导者，泰克公司为应对协议测试挑战提供了各种解决方案。

K1297-G20协议测试仪软件支持在UMTS R99、R4、R5和R6系统开发中进行功能测试及在系统集成中进行系统测试。它为相关的UMTS信令协议和用户层协议提供了监测、模拟和仿真功能。它还为最具挑战性的测试功能提供了解决方案，如PER编码RANAP、NBAP和RNSAP协议。

UMTS Iu、Iub和Iur测试软件可以在Iu接口两侧模拟和测试RNC或CN，并模拟和测试RNC和Node B。通过这一软件，电信设备制造商可以检验RNC、CN和Node B的软件实现情况，保证产品开发质量，最大限度地降低开发时间，减少UMTS项目的风险。

泰克连续更新协议版本，以符合最新的3GPP规范。为快速解决问题，K1297-G20基本软件为Iub、Iu-CS和Iu-PS接口提供了单接口呼叫跟踪功能。Calltrace (呼叫跟踪功能)捕获与某个用户或某个事务处理有关的一个接口上的所有相关消息。移动运营商可能希望挑出与某个网络有关的所有事务处理，如拥塞或临时失效。

该软件支持下述测试功能(本处只列出了部分功能)：

• 监测和模拟Iu UP (TS25.415)
• 监测和模拟Iub FP (TS25.427, TS25.435)
• 监测和模拟MAC (TS25.321)
• 监测和模拟RLC (TS25.322)
• 监测和模拟RANAP (TS25.413)
• 监测和模拟NBAP (TS25.433)
• 监测和模拟RNSAP (TS25.423)
• 监测和模拟SABP (TS25.419)
• 监测和模拟RRC (TS25.331)
• 监测和模拟MM/CC/RR/GPRSMM/SM (TS24.008)
• 监测和模拟SMS (TS23.040, TS24.011)
• 监测和模拟BMC (TS25.324)
• 监测和模拟PCAP (TS25.453)
• 监测和模拟辅助服务 (TS24.080)
• 监测、模拟和仿真M3UA和SCTP
• 监测、模拟和仿真ALCAP (Q.2630.1, Q.2630.2和Q.2150.1/2)
• 监测、模拟和仿真GTP (TS29.060)
• 监测、模拟和仿真PDCP (TS 25.323)
• 监测和模拟BICC
• 监测和仿真RTP/RTCP
• 在UMTS Iu. Iub, Nb, GSM A和PSTN等接口上发送和接收语音
• 仿真IPv6
• 在Iu接口上模拟RNC或CN，为电路交换呼叫和分组交换呼叫生成手机发起的呼叫
• 位于GTP顶部的IP分组发生器和比较器

UMTS参考模型

图1. UMTS参考模型

UMTS可以视为2G和2.5G技术(GSM和GPRS)之上的下一个发展阶段。因此，UMTS并不会代替这些技术及其网元，而是会扩展网络结构。UMTS R99引入了新的网元，如无线网络控制器(RNC)和Node B，如图1所示。这两个新网元将构成三个UMTS专用接口：

• RNC和MSC/SGSN之间的Iu接口，电路交换(CS)和分组交换(PS)部分
• RNC和Node B之间的Iub接口
• RNC之间的Iur接口

UMTS R4引入了新的网元，如MSC服务器和媒体网关(MGW)，它还引入了新的接口，如Nc、Nb和Mc，如图1所示。此外，现有的UMTS/GPRS协议中还增加了新的功能。

这些新网元、其间的接口及大量的新协议对测试应用提出了巨大的需求。下面介绍了使用K1297-G20 UMTS解决方案可以处理的测试配置实例。

UMTS R5引入了全IP结构、VoIP端到端支持、独立式A-GPS SMLC (SAS)和新功能(如HSDPA)，这些新功能将实现新型服务，降低运营成本。Iu-PC接口把SAS与RNC连接起来。此外，UMTS R5中还支持TD-SCDMA技术。

UMTS Release 6支持多媒体广播/组播服务(MBMS)、网络共享、优先服务、无线LAN/UMTS互连互通、IMS第2阶段、推送服务和位置等关键功能。

图2. K1297-G20模拟无线网络控制器(RNC)

在图2中，K1297-G20模拟面向MSC和SGSN的RNC网元。根据测试目的，将模拟或仿真协议层。通过K1297-G20基本软件提供的消息顺序流程图(MSC)工具，通常可以以简单的方式定义要模拟的协议的消息流程。可以对被模拟的协议层以下的所有层，使用行为特点符合标准规定的仿真功能。

图3. K1297-G20模拟面向RNC和SGSN的MSC

在图3中，K1297-G20模拟面向SGSN和RNC的MSC。这一配置要求相应的GPRS软件进行Gs接口模拟。呼叫发生器等应用有助于测试基本呼叫处理结果。

图4. K1297-G20监测Iu接口

监测UMTS接口带来了额外的测试挑战。由于物理层通常具有光接口特点(如STM1光接口)，不可能在不断开网络节点之间的线路的情况下把设备挂在接口上，除非有专用监测点。此外，可能需要使用光耦合器(每个方向)，以支持无源监测。图4中的K1297-G20同时监测整个Iu接口(Iu-CS和Iu-PS)。

图5. K1297-G20监测Iub和Iur接口

在图5中，K1297-G20监测Iub和Iur接口。

Iu-PS容量测试

测试设备从Gi接口和IuPS接口上测试UMTS核心网络中的SGSN。测试设备仿真在IuPS接口上支持多个UE的RNC。UE和RNC进行建模，执行实际环境移动程序，如：

• 附加

• 分开

• PDP上下文激活

• PDP上下文去活

• PDP上下文修改

• SGSN内部/之间RAU，同时传输数据

• PTMSI重新分配

• 寻呼PS

• 上连/下连数据发送

• 上连/下连数据接收

• SMS发送

• SMS接收

配有和一个AP-4/ATM电路板的K1297-G20可以模拟最多100,000个移动用户。在Gi接口上测试SGSN非常重要，因为：

1. 它可以在两个方向上发送业务，更好地模拟实际环境上连和下连业务
2. 在Gi接口上收集净荷指标，分析SGSN处理IuPS上生成的用户层业务的性能
3. 这些指标可以包括总包数、好包数、丢包数和坏包数
4. 可以在Gi接口上生成下连业务，在相反方向上测试SGSN的用户层

如需更详细的信息，请参阅“Iu-PS容量测试应用指南”2FW-17575-0。

使用K1297-G20在Iub接口上动态分配AAL2链路

Iub接口协议结构由两个功能层组成，如图6所示：

• 无线网络层定义了与Node B操作有关的程序。它由无线网络控制层和无线网络用户层组成
• 传输层定义了在Node B和RNC之间建立物理连接使用的程序

图6. Iub接口协议结构

为解码动态打开的来自和朝向用户设备(UE)的信令无线载体(信令RAB)，必须跟踪Iub控制层(NBAP)和传输网络控制层(ALCAP)上的信令。

连接的每个Node B要求至少配置一对NBAP和ALCAP链路。

相应的应用程序会分析这一信令，打开相应的公共控制通道和专用控制通道。

图7. 公共传输通道集合

一个Node B为一定数量的小区服务。每个小区都有一套完整的公共控制通道，如PCCH、BCCH和CCCH。这些通道称为逻辑通道。参见图7。

Iub解密

在UMTS中，通过空中接口和Iub接口在UE和RNC之间进行加密。Iub协议堆栈结构请参阅图8。

加密功能根据下述规则在RLC子层或在MAC子层中执行：

• 如果无线载体使用非透明RLC模式(AM, UM)，那么在RLC子层中执行加密
• 如果无线载体使用透明RLC模式(TM)，那么在MAC子层(MAC-d实体)中执行加密

事实上，如果Iub接口上使用没有解密程序的协议测试仪，并激活加密功能，那么将不能再对所有RRC消息和上述数据及所有用户数据解码。

图8: 带有加密的Iub协议堆栈

在交换securityModeCommand和securityModeComplete消息后，将激活加密(参见图9)。K1297-G20的解密程序以自动模式和手动模式工作。为了在自动模式下捕获加密密钥CK，要求接入Iu接口。手动模式是为能够处理加密密钥CK的测试实验室设计的。在这种环境下，不必接入Iu接口。Iub加密应用将在Iu接口和Iub接口上跟踪最多1000条不同的连接(自动模式下)或50条不同的连接(手动模式下)。

图9: 加密激活

图10所示记录说明了Iu接口(蓝色)和Iub接口(黑色)上的认证和呼叫建立程序(MOC)。安全程序之后的所有NAS消息都在Iub接口上加密。因此如果没有解密程序，那么SETUP, CPROG消息将在Iu接口上解码，而不再在Iub接口上解码。

K1297-G20解码程序以联机模式和脱机模式工作，并跟踪复杂的程序，如更软切换和通道类型倒换。

图10: 加密认证和密钥协议

无缝接入IMA

要求更高的带宽及需要降低移动无线网络中的投资是界定IMA的推动因素。ATM论坛在20世纪90年代末定义了IMA标准，说明了怎样使用带宽较低的链路(如E1和DS1)构成带宽更高的“虚拟”链路。

为在3G网络部署的早期节约成本，运营商通过使用这种IMA技术，尽可能多地利用和重用现有网络设施。成功地采用这一技术要求非插入型监测工具，它检查所有线路，而不必利用额外的测试设备。通过把lub接口协议监测功能与IMA链路无缝接入能力结合起来，泰克的新型IMA监测软件使得用户能够进行上层协议分析，并从低层IMA链路中检索信息(统计数据、告警等)。尽管大多数IMA监测工具实际上中断承载活动网络业务的物理线路(在进行连接时切断链路上的业务)，但新的IMA解决方案是唯一能够以无源方式监测信号的工具。

图11. G20系统无源IMA监测概念

可以随时连接感兴趣的E1/DS1线路(使用IMA的线路)，而不会影响实时业务。用户不必断开或重启被监测的链路。泰克IMA软件自动确定构成IMA组的链路连接是否正确。它实时发现属于IMA组的链路。这种自动处理功能明显简化了连接E1/DS1电缆的任务，降低了连接不正确的风险。参见图12。

图12: 正确配置IMA池，IMA组投入运行

只要所有电缆正确连接到PCM线路，并设置了相应的配置(IMA池投入运行)，那么所有较高的协议层会“象往常一样”解码。Iub监测等应用会以预期方式工作。在IMA状态变化时(如增加/拆除IMA链路)，这些事件将在记录文件中显示为第一层告警。此外，还有数十个IMA专用计数器，可以详细分析IMA协议状态。

部分ATM

部分ATM技术允许网络运营商最大限度地降低基础设施成本，特别是在网络负荷低的UMTS部署阶段。UMTS UTRAN和GSM BSS共享相同的物理介质，并通过这个介质与核心网络交换用户和控制信息。K1297-G20时隙编辑器(参见图13)允许以任何组合分配ATM部分。这个ATM段构成了UMTS Iub-接口的监测部分。可以把其余时隙用于传统的PCM-30监测，如用于GPRS/GSM A接口监测。

图13: 部分ATM时隙编辑器

部分ATM是K1297-G20基本软件的一部分。它支持E1连接和T1连接

详细信息请参看<美国网站>