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問(wèn)題已開(kāi)啟 (普通問(wèn)題)

TD的信令中GMM什么意思

提問(wèn)者: wsxzgz 提問(wèn)時(shí)間: 2013-07-08

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問(wèn)題答案 ( 2 )

TD-SCDMA終端GMM實(shí)體一致性測(cè)試研究

協(xié)議測(cè)試是一種典型的黑盒測(cè)試，目前協(xié)議測(cè)試主要有4個(gè)方面：一致性測(cè)試、互操作性測(cè)試、性能測(cè)試和堅(jiān)固性測(cè)試。協(xié)議一致性測(cè)試是協(xié)議軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中最基本也是十分重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，它是依據(jù)協(xié)議的描述對(duì)協(xié)議的某個(gè)實(shí)現(xiàn)進(jìn)行測(cè)試，判別一個(gè)協(xié)議的實(shí)現(xiàn)與所對(duì)應(yīng)的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)是否相一致，是否符合協(xié)議規(guī)范的要求，也就是通過(guò)測(cè)試執(zhí)行活動(dòng)來(lái)檢查測(cè)試實(shí)現(xiàn)（IUT）是否符合協(xié)議規(guī)范的要求。

在實(shí)現(xiàn)TD-SCDMA終端高層協(xié)議時(shí)，采用集仿真、開(kāi)發(fā)、測(cè)試于一體的SDLandTTCNSuite 4.0作為開(kāi)發(fā)工具，采用TTCN編寫(xiě)測(cè)試?yán)�，通過(guò)SDL和TTCN的協(xié)仿真功能來(lái)進(jìn)行一致性測(cè)試，完成錯(cuò)誤的修改。文章將就GMM的功能編寫(xiě)測(cè)試?yán)ㄟ^(guò)仿真的MSC圖、TRACE文檔并結(jié)合程序來(lái)檢查和驗(yàn)證GMM程序，完成GMM一致性測(cè)試。

一、GMM協(xié)議規(guī)范介紹

GMM是非接入層中MM子層的一個(gè)實(shí)體，是為PS域的移動(dòng)性管理服務(wù)的，因此主要完成與用戶(hù)移動(dòng)性相關(guān)的一些任務(wù)，同時(shí)還進(jìn)行加密識(shí)別等。GMM的各種任務(wù)的實(shí)現(xiàn)都是通過(guò)GMM的各種特殊過(guò)程和一般過(guò)程來(lái)完成的。

ATTACH過(guò)程、DETACH過(guò)程和路由區(qū)更新過(guò)程是GMM的幾大特殊過(guò)程，而特殊過(guò)程一般都會(huì)觸發(fā)一般過(guò)程，GMM一般過(guò)程包括鑒權(quán)過(guò)程、身份識(shí)別過(guò)程、P-TMSI重分配等過(guò)程。一般過(guò)程可以獨(dú)立進(jìn)行，也可以伴隨著GMM的特殊過(guò)程進(jìn)行。

1.ATTACH過(guò)程

ATTACH過(guò)程就是附著登記過(guò)程，每次開(kāi)機(jī)建立了PS信令連接之后，還必須進(jìn)行ATTACH注冊(cè)過(guò)程，建立起GMM的上、下文，這樣PS域的功能才能正常使用。ATTACH過(guò)程主要有以下兩種。

(1)正常的GPRSATTACH過(guò)程，這種過(guò)程無(wú)論是網(wǎng)絡(luò)操作模式I還是網(wǎng)絡(luò)操作模式II的情況下都被UE用于ONLYGPRS業(yè)務(wù)的IMSI附著。

(2)組合的GPRSATTACH過(guò)程，這種過(guò)程則用于網(wǎng)絡(luò)操作模式I時(shí)支持COMBINED的GPRS和非GPRS業(yè)務(wù)附著過(guò)程。

無(wú)論是哪一種ATTACH過(guò)程都是由UE端發(fā)起的。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)收到UE發(fā)的ATTACHREQUEST消息，將根據(jù)REQUEST中的消息發(fā)起GMMauthenticationand ciphering procedure。假如網(wǎng)絡(luò)和UE的鑒權(quán)參數(shù)匹配，鑒權(quán)加密過(guò)程通過(guò)，則網(wǎng)絡(luò)就會(huì)發(fā)送ATTACH ACCEPT消息并分配新的GMM消息參數(shù)；若參數(shù)不匹配，鑒權(quán)過(guò)程失敗，接著就會(huì)引發(fā)GMM identification procedure。

網(wǎng)絡(luò)如果接受此次附著，就會(huì)發(fā)送一個(gè)ATTACHACCEPT消息，消息中將包含新的各種參數(shù)，UE收到之后，發(fā)送ATTACHCOMPLETE進(jìn)行確認(rèn)，ATTACH過(guò)程成功結(jié)束，GMM上、下文建立。

如果網(wǎng)絡(luò)拒絕附著，發(fā)送ATTACHREJECT消息。網(wǎng)絡(luò)拒絕附著的原因有非法UE、GPRS服務(wù)不允許、GPRS和非GPRS服務(wù)不允許、PLMN不允許、位置區(qū)不允許、漫游不允許、沒(méi)有適合的小區(qū)等等，針對(duì)每一種情況，UE都會(huì)根據(jù)拒絕的原因進(jìn)行相應(yīng)的處理。

2.路由區(qū)更新過(guò)程

路由區(qū)更新過(guò)程就是為了能夠及時(shí)準(zhǔn)確地向網(wǎng)絡(luò)報(bào)告所處的路由區(qū)域，更新路由信息和各種識(shí)別信息。路由區(qū)更新過(guò)程只能由UE發(fā)起。在路由區(qū)更新的過(guò)程中，UE和網(wǎng)絡(luò)端的數(shù)據(jù)傳輸都將繼續(xù)進(jìn)行。

以下幾種情況會(huì)觸發(fā)路由區(qū)更新過(guò)程。

(1)當(dāng)檢測(cè)到路由區(qū)發(fā)生變化時(shí)；

(2)當(dāng)檢測(cè)到路由區(qū)/位置區(qū)發(fā)生變化時(shí)；

(3)由定時(shí)器T3312觸發(fā)周期性路由區(qū)更新；

(4)當(dāng)UE已成功進(jìn)行PS域的IMSI附著，需要進(jìn)行CS域的IMSI附著時(shí)，進(jìn)行組合的路由區(qū)更新過(guò)程；

(5)UMTS系統(tǒng)與GSM系統(tǒng)間改變時(shí)；

(6)由“直接信令連接重建”引起的RRC連接釋放后，UE和網(wǎng)絡(luò)之間的重同步。

UE通過(guò)向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送ROUTINGAREAUPDATEREQUEST消息來(lái)觸發(fā)路由區(qū)更新過(guò)程，消息中將指明路由區(qū)更新的類(lèi)型，根據(jù)不同的類(lèi)型進(jìn)行相應(yīng)的更新。路由區(qū)更新的類(lèi)型主要有以下4種：RA updating，combined RA/LA updating，combined RA/LA updating with IMSI attach和Periodic updating。

網(wǎng)絡(luò)收到消息后，根據(jù)消息中的參數(shù)，可能觸發(fā)其它GMM的一般過(guò)程，這與GPRS附著過(guò)程相類(lèi)似。如果網(wǎng)絡(luò)接受了UE的更新請(qǐng)求，將向UE端回ROUTINGAREAUPDATEACCEPT消息。反之，則回ROUTING AREA UPATE REJECT消息來(lái)拒絕UE的更新請(qǐng)求。

UE收到網(wǎng)絡(luò)發(fā)來(lái)的ROUTINGAREAUPDATEACCEPT消息后，將分析消息中所包含的內(nèi)容。若消息中包含P-TMSI（路由區(qū)更新時(shí)），UE將使用該P(yáng)-TMSI作為GPRS的新臨時(shí)標(biāo)識(shí)，同時(shí)存儲(chǔ)該P(yáng)-TMSI；若消息中包含IMSI（組合路由更新時(shí)），UE將刪除任何的TMSI；若消息中包含TMSI，UE將刪除老的TMSI，使用新的TMSI作為臨時(shí)標(biāo)識(shí)；若消息中包含P-TMSI/TMSI或者N-PDU號(hào)，則UE將用ROUTING AREA UPDATE COMPLETE消息來(lái)給網(wǎng)絡(luò)以應(yīng)答。

3.GPRS分離過(guò)程

GPRS分離有兩種情況。

(1)UE端發(fā)起的GPRS分離過(guò)程

UE端發(fā)起的GPRS分離過(guò)程也有兩種情況，一種是由于關(guān)機(jī)引起的GPRS分離，另一種是非關(guān)機(jī)引起的GPRS分離。UE通過(guò)向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送消息DETACHREQUEST來(lái)啟動(dòng)GPRS分離過(guò)程。在消息中，GMM指定了GPRS分離的類(lèi)型：是否由于關(guān)機(jī)引起的GPRSDETACH、IMSIDETACH或組合GPRS/IMSI DETACH。

關(guān)機(jī)引起的GPRS分離過(guò)程，當(dāng)UE向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送了DETACHREQUEST消息之后，不會(huì)等到網(wǎng)絡(luò)回消息就關(guān)機(jī)了。

不是因?yàn)殛P(guān)機(jī)引起的GPRS分離過(guò)程，網(wǎng)絡(luò)收到UE端的DETACHREQUEST消息后，根據(jù)相應(yīng)的分離類(lèi)型作相應(yīng)的處理，并發(fā)送DETACHACCEPT/DETACH REJECT消息給UE端，表示接受/拒絕GPRS分離。

(2)網(wǎng)絡(luò)發(fā)起的GPRS分離過(guò)程

網(wǎng)絡(luò)為了自己的特定目的需要進(jìn)行GPRS分離過(guò)程。它也是通過(guò)給UE發(fā)送DETACHREQUEST消息來(lái)觸發(fā)GPRS分離過(guò)程。消息中也將指示進(jìn)行GPRS分離的原因和分離類(lèi)型。網(wǎng)絡(luò)發(fā)起的GPRS分離類(lèi)型有re-attachrequired，re-attachnot required和IMSI detach三種情況。

到網(wǎng)絡(luò)發(fā)來(lái)的DETACHREQUEST消息后，UE將根據(jù)其分離類(lèi)型進(jìn)行相應(yīng)的處理，如有可能需要去激活PDP和其他相關(guān)連接，然后發(fā)送DETACHACCEPT消息給網(wǎng)絡(luò)。

4.P-TMSI重分配

P-TMSI是GPRS業(yè)務(wù)的臨時(shí)移動(dòng)臺(tái)識(shí)別符，只在[c1]當(dāng)前的路由區(qū)內(nèi)有效。在路由區(qū)外，它必須和RAI結(jié)合起來(lái)才能表示惟一的識(shí)別信息。

P-TMSI重分配的目的是為了提供用戶(hù)身份的保密性，防止用戶(hù)被入侵者識(shí)別和定位。PTMSI的重新分配常常和其他過(guò)程同時(shí)發(fā)生。通常，在路由區(qū)的更新和ATTACH過(guò)程中，都伴隨著P-TMSI重分配過(guò)程，但具體的實(shí)施過(guò)程由網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商確定。

5.鑒權(quán)加密過(guò)程

鑒權(quán)加密過(guò)程的主要目的是為了允許網(wǎng)絡(luò)對(duì)UE身份的合法性進(jìn)行檢查，向UE提供參數(shù)使之能夠計(jì)算出新的GPRS密鑰和讓網(wǎng)絡(luò)設(shè)置加密模式和加密算法。該過(guò)程有三種使用方式：

*僅進(jìn)行鑒權(quán)；

*僅進(jìn)行加密模式和算法的設(shè)置；

*鑒權(quán)及加密模式和算法的設(shè)置。

為了允許在沒(méi)有鑒權(quán)的時(shí)候可以在本地鏈路上進(jìn)行加密，引入了GPRS加密序列號(hào)。這個(gè)加密序列號(hào)由網(wǎng)絡(luò)管理，在鑒權(quán)的時(shí)候發(fā)送給UE，一個(gè)加密序列號(hào)對(duì)應(yīng)一個(gè)加密密鑰。當(dāng)UE先前的加密算法已知，而且如果UE所給的加密序列號(hào)與網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)的加密序列號(hào)相同，則網(wǎng)絡(luò)可能選擇該加密序列號(hào)對(duì)應(yīng)的密鑰進(jìn)行加密。如果UE所給的加密序列號(hào)與網(wǎng)絡(luò)的存儲(chǔ)加密序列號(hào)不同，網(wǎng)絡(luò)可能進(jìn)行相應(yīng)的鑒權(quán)過(guò)程。對(duì)于一個(gè)已經(jīng)附著TD-PRS的UE而言，它時(shí)刻對(duì)網(wǎng)絡(luò)的“鑒權(quán)加密請(qǐng)求”消息做出響應(yīng)。

二、GMM的狀態(tài)

3GPP協(xié)議規(guī)定，GMM主要有三大業(yè)務(wù)狀態(tài)：PMMDETACHED、PMMIDLE和PMMCONNECTED。

三大狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換如圖1所示。

根據(jù)協(xié)議一致性要求，在協(xié)議實(shí)現(xiàn)過(guò)程中可以將GMM劃分為如下?tīng)顟B(tài)：PMMDETACHED，NULDNSDLSDAA DNI DNC DPS；PMMIDL，RNS RAU RNC RLS RAM DIN；PMMCONNECTED，RNS RAM RIN SRI RID AUI。

GMM實(shí)體在實(shí)現(xiàn)其各種功能的過(guò)程中將向相應(yīng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移，在測(cè)試過(guò)程中檢查其狀態(tài)轉(zhuǎn)移是否正確也是一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。根據(jù)其狀態(tài)轉(zhuǎn)移情況，也能很大程度上幫助我們?cè)跍y(cè)試工作中發(fā)現(xiàn)和分析問(wèn)題。

三、GMM一致性測(cè)試

1.測(cè)試模型

在UE的協(xié)議軟件結(jié)構(gòu)圖中，GMM作為整個(gè)系統(tǒng)的一個(gè)子模塊。對(duì)GMM來(lái)說(shuō)，其它模塊、系統(tǒng)等都可看作環(huán)境。仿真模型是通過(guò)TTCN與SDL描述系統(tǒng)協(xié)仿真進(jìn)行構(gòu)造的，如圖2所示，SDL將被測(cè)系統(tǒng)GMM同SDL自帶的接口適配模塊（即通信模塊，SDL用SOCKET編寫(xiě)的）一起編譯，生成一個(gè)可以同TTCN進(jìn)行消息通信的協(xié)仿真程序；測(cè)試系統(tǒng)側(cè)TTCN采用樹(shù)形結(jié)構(gòu)及其獨(dú)特的語(yǔ)法建立聲明部分（主要是消息結(jié)構(gòu)的聲明）、約束部分、動(dòng)態(tài)測(cè)試?yán)糠郑粶y(cè)試時(shí)先在SDL的SIMULATOR中運(yùn)行編譯好的協(xié)仿真程序，再通過(guò)SIMULATOR的命令建立與測(cè)試工具TTCN的通信相連，然后運(yùn)行TTCN中構(gòu)造好的測(cè)試?yán)c被測(cè)系統(tǒng)GMM進(jìn)行消息交互，觀察測(cè)試中生成的MSC圖來(lái)檢驗(yàn)被測(cè)系統(tǒng)的正確性，從而達(dá)到仿真測(cè)試的目的。

2.測(cè)試?yán)篈TTACH過(guò)程（伴隨隱式的P-TMSI重分配過(guò)程）

(1)測(cè)試目的：驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)接受ATTACH過(guò)程，重新分配了新的P-TMSI，并以新的P-TMSI作為識(shí)別。

(2)測(cè)試過(guò)程：GMM ATTACH過(guò)程（伴隨隱式的P-TMSI重分配過(guò)程）如圖3所示，UE向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送ATTACHREQUEST，網(wǎng)絡(luò)接受附著，返回一個(gè)ATTACHACCEPT消息，消息中指示了重新分配一個(gè)新的P-TMSI，UE通過(guò)發(fā)送ATTACH COMPLETE以確認(rèn)，在以后的通信中都將用新分配的P-TMSI。

ATTACH REQUEST消息內(nèi)容為：08,01,02, 45, 00, 71 ，*。具體見(jiàn)表1所示。

(3)測(cè)試仿真結(jié)果（見(jiàn)圖2）。

此仿真過(guò)程是從開(kāi)機(jī)開(kāi)始的，必須注意到UE接口的各個(gè)層次結(jié)構(gòu)，任何一個(gè)高層模塊必須都是在低層信令建立好之后才可用。開(kāi)機(jī)時(shí)GMM處于NUL狀態(tài)，也就是PMMDETACHED狀態(tài)，MMC開(kāi)始讀取SIM卡；隨后GMM通過(guò)GMMAS_ESTABLISH_REQ原語(yǔ)請(qǐng)求建立Ps信令連接，GMM狀態(tài)跳轉(zhuǎn)到RIN狀態(tài)，即進(jìn)入了PMMCONNECTED狀態(tài)；GMM通過(guò)GMM_ATTACH_IND原語(yǔ)向MMC報(bào)告GPRS附著結(jié)果，同時(shí)GMM進(jìn)入RNS狀態(tài)；最后MMC把注冊(cè)結(jié)果報(bào)告給MMI，GMM注冊(cè)過(guò)程結(jié)束。把仿真得到的信號(hào)流圖與各種測(cè)試?yán)性O(shè)計(jì)的信號(hào)流圖比較，發(fā)現(xiàn)在TTCN和仿真軟件模塊之間的信號(hào)交互是完全一致的。測(cè)試?yán)械臄?shù)據(jù)與通過(guò)TTCN仿真所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)也基本是一致的,GMM狀態(tài)轉(zhuǎn)移也是完全正確的。

四、結(jié)束語(yǔ)

在協(xié)議開(kāi)發(fā)過(guò)程中，對(duì)實(shí)體要進(jìn)行大量的測(cè)試，限于篇幅，在此僅列出對(duì)GMM特殊過(guò)程中的ATTACH過(guò)程進(jìn)行的協(xié)仿真測(cè)試過(guò)程。3GPP有關(guān)非接入層部分（尤其是GMM部分）的規(guī)范主要從原GSM系統(tǒng)的規(guī)范文檔修改而來(lái)，而在修改過(guò)程中，由于多人修改，造成不同文檔之間的術(shù)語(yǔ)及一些業(yè)務(wù)描述并不統(tǒng)一，因此在協(xié)議的開(kāi)發(fā)和測(cè)試過(guò)程中要特別注意。本文參照3GPP標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合自己的經(jīng)驗(yàn)就GMM的一般過(guò)程和特殊過(guò)程進(jìn)行了研究測(cè)試，對(duì)于了解TD-SCDMA系統(tǒng)的GMM功能實(shí)體有一定的參考價(jià)值，對(duì)該系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的完善和一些今后從事研發(fā)和測(cè)試的人員也有一定借鑒意義。

回答者： xhy1331 回答時(shí)間：2013-07-08 19:11

TD-SCDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)的無(wú)線(xiàn)接口被劃分為3個(gè)協(xié)議層：物理層(L1)、數(shù)據(jù)鏈路層(L2)和網(wǎng)絡(luò)層(L3)。
　　物理層由下行物理信道和上行物理信道組成；數(shù)據(jù)鏈路層接受物理層的服務(wù)，并向網(wǎng)絡(luò)層提供服務(wù)，它分為媒質(zhì)接入子層(MAC)、無(wú)線(xiàn)鏈路控制子層 (RLC)、分組數(shù)據(jù)集中協(xié)議子層(PDCP)和廣播／多播控制子層(BMC)。MAC子層控制無(wú)線(xiàn)信道的接入信令過(guò)程。RLC子層提供無(wú)線(xiàn)接口的邏輯鏈路控制。BMC-SAP子層在無(wú)線(xiàn)接口的用戶(hù)平面對(duì)公共用戶(hù)數(shù)據(jù)提供廣播／多播服務(wù)。PDCP子層完成將上層協(xié)議映射成下層的無(wú)線(xiàn)接口協(xié)議特性，使上層的協(xié)議具有透明性，PDCP層還提供協(xié)議控制信息的壓縮和解壓縮。網(wǎng)絡(luò)層和RLC又分為控制平面和用戶(hù)平面，PDCP和BMC只存在于用戶(hù)平面中。網(wǎng)絡(luò)層控制平面的最低層為無(wú)線(xiàn)資源管理子層(RRC)，負(fù)責(zé)處理移動(dòng)終端和無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)(RAN)之間在網(wǎng)絡(luò)層控制面的信令，網(wǎng)絡(luò)層控制平面的高層為移動(dòng)性管理子層 (MM)、呼叫控制子層(CC)，分組交換移動(dòng)性管理子層(GMM)和會(huì)話(huà)管理子層(SM)，屬于非接入層。

回答者： OscarDon 回答時(shí)間：2013-07-08 22:23

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