LTE-A载波聚合终端一致性测试TTCN-3代码接口设计

金毅敦，王晰，陈晓忠,2

（1.TD产业联盟，北京 100191；2.电信科学技术研究院，北京 100191）

1 引言

载波聚合（CA，Carrier Aggregation）是LTE-A提出的关键技术之一，用以满足LTE-A下行峰速1Gbps、上行峰速500Mbps的要求，提供最大100MHz的传输带宽，实现了灵活的传输带宽扩展、有效地利用了频谱资源。所以，对载波聚合的一致性测试是LTE-A重点关注的测试内容。LTE/LTE Advanced协议一致性测试TTCN-3标准测试集代码由ETSI和TDIA合作开发，被发布在3GPP 36.523-3协议中。

在LTE R8/R9的基础上，TD-LTE/TD-LTEAdvanced协议一致性测试集针对载波聚合特性，设计用于RRC层和MAC层测试的测试模型和新的ASP接口定义。测试集支持单频段连续、单频段非连续和多频段非连续3类聚合方式的测试条件要求。CA的引入，只对MAC层和RRC层的功能和过程有进一步扩展，以支持多载波管理与操作。由于多载波的可见性被限制在MAC层，所以RLC、PDCP、RRC层对于所有成员载波CC（Component Carrier）都是公共的。TD-LTE/TD-LTE-Advanced TTCN测试集增加了SCell/PCell的概念及其参数配置、MAC层激活/去激活（Activation/Deactivation）SCell的MAC控制单元定义及功能、RRC层对SCell添加/删除的RRC重配置等一系列相关内容。根据CA-RRC和CA-MAC测试模型，对CA在3类聚合方式下，测试终端在RRC层对SCell的添加、修改、删除、测量等功能和MAC层对SCell的HARQ、功率余量上报PHR、缓存状态报告BSR、SCell激活数据传输等功能进行研究。

2 LTE-A终端一致性载波聚合的测试模型

载波聚合CA-MAC和CA-RRC测试模型与一般的LTE MAC和RRC测试模型的设计思想一致，使用运行于HostPC上的TTCN-3代码，控制系统模拟器SS的行为，来对终端协议栈进行测试。

2.1 CA-MAC层测试模型

CA-MAC测试模型如图1所示：

图1 CA-MAC测试模型

CA-MAC层的测试模型中，系统模拟器SS区分PCell/SCell小区，SS可配置PCell only或PCell/SCell两种测试情况，每种测试情况又分为DL/UL透传模式和DL only透传模式。其中对于透传模式的处理方法基本与LTE MAC测试模型的处理类似。PCell/SCell情况下SRB的BCCH/PCCH的配置与CA-RRC测试模型的处理相同。由TTCN代码通过系统控制端口进行上行调度授权和下行调度分配，SS通过系统指示接口上报PCell的PUCCH调度信息接收和PCell/SCell的RACH preambles接收。在激活的SCell上配置的RACH过程由SCell控制，PDCCH order在控制SCell的PDCCH上发送。由SCell接收PRACH preamble，由PCell发送其相关的激活SCell的RAR。

2.2 CA-RRC层测试模型

CA-RRC测试模型如图2所示。

CA-RRC层测试模型中，系统模拟器SS区分PCell/SCell小区，L1（PCell/SCell）、MAC（PCell/SCell）、RLC（PCell）和PDCP（PCell）均为正常配置。其中PCell的RLC层具有BCCH/PCCH/CCCH对应的UM模式、DCCH对应的AM模式和DTCH对应的AM/UM模式，而SCell仅仅具有BCCH/PCCH/CCCH对应的UM模式。TTCN代码通过系统控制端口进行上行调度授权和下行调度分配，SS通过系统指示接口上报PCell的PUCCH调度信息接收和PCell/SCell的RACH preambles接收。在激活的SCell上配置的RACH过程由SCell控制，PDCCH order在控制SCell的PDCCH上发送。由SCell接收PRACH preamble，由PCell发送其相关的激活SCell的RAR。

3 LTE-A终端一致性TTCN-3载波聚合测试接口设计

为了配合载波聚合的测试模型和测试需求，TDLTE/TD-LTE-Advanced协议一致性TTCN-3代码测试集在EUTRAN ASP EUTRA_PTC中添加了如下新的接口定义设计，下述的发送与接收都是以TTCN或者EUTRA_PTC为参照的。

（1）初始化小区类型（PCell/SCell）：在载波聚合的情景下，当初次添加一个CC相关的小区时，可预设小区的属性为主小区PCell或辅小区SCell。对于辅小区SCell，可能是被激活的Scell_Active或者是从未被激活的Scell_Inactive。

图2 CA-RRC测试模型

（2）配置服务小区相关参数：当通过RRCConnectionReconfiguration过程为CA添加、修改、删除小区之后，将PCell、SCell相关的参数配置给服务小区或者将其释放Release恢复为非载波聚合的普通小区。

（3）配置PCell：为SS配置PCell相关参数。AssociatedScellList配置本PCell相关联的SCell列表，需要与对应的SCell关联PCell信息一致。MeasSubframe-PatternPCell（可选）配置PCell在对本身功率进行测量时的测量子帧图案，可以建立或者释放测量图案。

CrossCarrierScheduledCells-List（可选）配置可能由PCell跨载波调度的小区列表。上述参数若配置则

需要与RRCConnectionReconfigura-tion消息中的内容保持一致。

（4）配置SCell：配置SCell相关参数。Associated-PcellId配置与本SCell相关联的PCell，需要与对应的PCell相关联的SCell列表对应；SCellIndex配置SCell的索引号；Scell_Capability（可选）配置SCell的载波聚合功能仅仅是下行DlOnly还是上下行UL_DL都存在；ScellDeactivationTimer （可选）配置SCell的去激活定时器，当有多于1个SCell与同一个PCell相关联时，该定时器将用于所有的SCell；CrossCarrierSchedulingConfig（可选）配置跨载波调度时，该SCell可由其本身Own调度并且可能调度其他SCell或者该SCell由其他Serving Cell调度配置CrossScheduled；STAG_Id由R11 CA版本Timing Advance MCE引入，配置该SCell相关的TAG（Timing Advance Group）Identity。上述参数若配置则需要与RRCConnectionReconfiguration消息中的内容保持一致。

（5）激活SCell：SS激活/去激活SCell。在RRCConnectionReconfiguration过程添加SCell之后，SS通过在PCell上发送MAC Control Element PDU来激活相关联的SCell。ScellActivation设置该MAC CE的比特字符串，其中需要激活的SCell的比特位置与SCellIndex一致；SendMCE表示控制SS发送或不发送该MAC CEPDU。是否发送MAC CE PDU的设置更加灵活地适用于CA-MAC层的测试。

（6）R10及以后协议版本配置RACH/PUSCH/SRS/CQI/UplinkPowerControl R10接口内容增加：使用R10及以后TS 36.331协议ASN.1中的相关配置内容更新与载波聚合相关的RACH/PUSCH/SRS/CQI/UplinkPowerControl等接口定义。

4 LTE-A终端一致性TTCN-3载波聚合测试流程模块设计

TD-LTE协议一致性测试集利用了通用的函数模块以简化测试例的编写，降低阅读的难度。例如小区初始化、注册、重配、测量、切换、重选、关机等过程。对于包括单频段连续载波聚合、单频段非连续载波聚合和多频段非连续载波聚合这3类聚合方式下的LTE-A载波聚合测试例，同样需要增加相应的通用流程。例如载波聚合3类聚合方式下测试频段和带宽的配置、PCell小区的配置、SCell的建立和配置、SCell的添加/修改/删除（包括RRC连接重配置过程和SS本身配置）、服务小区和邻小区功率测量上报、SCell的激活和去激活等通用函数模块。TD-LTE/TD-LTEAdvanced协议一致性TTCN-3测试集将载波聚合测试过程中的常用流程编写为公共模块，引导具有载波聚合能力的终端完成注册、建立/释放连接、添加/修改/删除PCell或SCell、测量等活动，将终端置于测试体所需的状态，极大地简化了载波聚合测试例开发的代码，突出了主测试体内容的测试流程。

5 LTE-A载波聚合的终端一致性测试集

LTE-A载波聚合的终端一致性测试例集中在TS 36.523-1第7章MAC层测试和第8章RRC层测试。MAC层测试内容涵盖了随机接入过程、上行定时调整、HARQ过程处理、功率余量上报、缓存状态报告、SCell激活与去激活。RRC层测试内容涵盖了SCell的添加/修改/释放、SCell SI修改、无UL的SCell添加、sTAG添加/修改/释放、MIMO的建立和修改、LTE同频异频小区切换的各种场景（切换过程中PCell改变SCell添加、SCell释放、PCell改变SCell不变、SCell改变、PCell链路断开或SCell链路断开）、A1、A2、A6测量事件上报以及UTRAN切换到EUTRA添加SCell过程。

根据TDIA的最新统计，LTE-A终端一致性测试集载波聚合部分测试例有66个，包括CA Rel-10的36个和CA Enhancements的30个。其中对于CA Rel-10有FDD 34个，TDD 31个已通过验证，CA Enhancements有FDD 17个，TDD 15个已通过验证。

6 结束语

载波聚合作为LTE-A提速的核心技术，使得TDLTE/TD-LTE-Advanced可以更充分地利用不对称频谱资源，且峰值速率较相同系统带宽FDD来说更高。TD-LTE/TD-LTE-Advanced协议一致性TTCN-3测试集中载波聚合测试功能的实现，促进了终端对载波聚合功能的完善并推动了TD-LTE/TD-LTE-Advanced产业的发展。

[1] 3GPP TS 36.523-1. Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) and Evolved Packet Core (EPC);User Equipment (UE) conformance specification; Part 1:Protocol conformance specification [S]. 2015.

[2] 3GPP TS 36.523-3. Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) and Evolved Packet Core (EPC); User Equipment (UE) conformance specification; Part 3: Test Suites [S]. 2015.

[3] 3GPP TS 36.321. Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Medium Access Control (MAC)protocol specification [S]. 2015.

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[5] 3GPP TS 36.523-2. User Equipment (UE) conformance specification; Part 2: Implementation Conformance Statement (ICS) proforma specification [S]. 2015.

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