金毅敦，王晰，陳曉忠,2

（1.TD產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，北京 100191；2.電信科學(xué)技術(shù)研究院，北京 100191）

1 引言

載波聚合（CA，Carrier Aggregation）是LTE-A提出的關(guān)鍵技術(shù)之一，用以滿足LTE-A下行峰速1Gbps、上行峰速500Mbps的要求，提供最大100MHz的傳輸帶寬，實(shí)現(xiàn)了靈活的傳輸帶寬擴(kuò)展、有效地利用了頻譜資源。所以，對(duì)載波聚合的一致性測(cè)試是LTE-A重點(diǎn)關(guān)注的測(cè)試內(nèi)容。LTE/LTE Advanced協(xié)議一致性測(cè)試TTCN-3標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試集代碼由ETSI和TDIA合作開(kāi)發(fā)，被發(fā)布在3GPP 36.523-3協(xié)議中。

在LTE R8/R9的基礎(chǔ)上，TD-LTE/TD-LTEAdvanced協(xié)議一致性測(cè)試集針對(duì)載波聚合特性，設(shè)計(jì)用于RRC層和MAC層測(cè)試的測(cè)試模型和新的ASP接口定義。測(cè)試集支持單頻段連續(xù)、單頻段非連續(xù)和多頻段非連續(xù)3類(lèi)聚合方式的測(cè)試條件要求。CA的引入，只對(duì)MAC層和RRC層的功能和過(guò)程有進(jìn)一步擴(kuò)展，以支持多載波管理與操作。由于多載波的可見(jiàn)性被限制在MAC層，所以RLC、PDCP、RRC層對(duì)于所有成員載波CC（Component Carrier）都是公共的。TD-LTE/TD-LTE-Advanced TTCN測(cè)試集增加了SCell/PCell的概念及其參數(shù)配置、MAC層激活/去激活（Activation/Deactivation）SCell的MAC控制單元定義及功能、RRC層對(duì)SCell添加/刪除的RRC重配置等一系列相關(guān)內(nèi)容。根據(jù)CA-RRC和CA-MAC測(cè)試模型，對(duì)CA在3類(lèi)聚合方式下，測(cè)試終端在RRC層對(duì)SCell的添加、修改、刪除、測(cè)量等功能和MAC層對(duì)SCell的HARQ、功率余量上報(bào)PHR、緩存狀態(tài)報(bào)告BSR、SCell激活數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ苓M(jìn)行研究。

2 LTE-A終端一致性載波聚合的測(cè)試模型

載波聚合CA-MAC和CA-RRC測(cè)試模型與一般的LTE MAC和RRC測(cè)試模型的設(shè)計(jì)思想一致，使用運(yùn)行于HostPC上的TTCN-3代碼，控制系統(tǒng)模擬器SS的行為，來(lái)對(duì)終端協(xié)議棧進(jìn)行測(cè)試。

2.1 CA-MAC層測(cè)試模型

CA-MAC測(cè)試模型如圖1所示：

圖1 CA-MAC測(cè)試模型

CA-MAC層的測(cè)試模型中，系統(tǒng)模擬器SS區(qū)分PCell/SCell小區(qū)，SS可配置PCell only或PCell/SCell兩種測(cè)試情況，每種測(cè)試情況又分為DL/UL透?jìng)髂Ｊ胶虳L only透?jìng)髂Ｊ?。其中?duì)于透?jìng)髂Ｊ降奶幚矸椒ɑ九cLTE MAC測(cè)試模型的處理類(lèi)似。PCell/SCell情況下SRB的BCCH/PCCH的配置與CA-RRC測(cè)試模型的處理相同。由TTCN代碼通過(guò)系統(tǒng)控制端口進(jìn)行上行調(diào)度授權(quán)和下行調(diào)度分配，SS通過(guò)系統(tǒng)指示接口上報(bào)PCell的PUCCH調(diào)度信息接收和PCell/SCell的RACH preambles接收。在激活的SCell上配置的RACH過(guò)程由SCell控制，PDCCH order在控制SCell的PDCCH上發(fā)送。由SCell接收PRACH preamble，由PCell發(fā)送其相關(guān)的激活SCell的RAR。

2.2 CA-RRC層測(cè)試模型

CA-RRC測(cè)試模型如圖2所示。

CA-RRC層測(cè)試模型中，系統(tǒng)模擬器SS區(qū)分PCell/SCell小區(qū)，L1（PCell/SCell）、MAC（PCell/SCell）、RLC（PCell）和PDCP（PCell）均為正常配置。其中PCell的RLC層具有BCCH/PCCH/CCCH對(duì)應(yīng)的UM模式、DCCH對(duì)應(yīng)的AM模式和DTCH對(duì)應(yīng)的AM/UM模式，而SCell僅僅具有BCCH/PCCH/CCCH對(duì)應(yīng)的UM模式。TTCN代碼通過(guò)系統(tǒng)控制端口進(jìn)行上行調(diào)度授權(quán)和下行調(diào)度分配，SS通過(guò)系統(tǒng)指示接口上報(bào)PCell的PUCCH調(diào)度信息接收和PCell/SCell的RACH preambles接收。在激活的SCell上配置的RACH過(guò)程由SCell控制，PDCCH order在控制SCell的PDCCH上發(fā)送。由SCell接收PRACH preamble，由PCell發(fā)送其相關(guān)的激活SCell的RAR。

3 LTE-A終端一致性TTCN-3載波聚合測(cè)試接口設(shè)計(jì)

為了配合載波聚合的測(cè)試模型和測(cè)試需求，TDLTE/TD-LTE-Advanced協(xié)議一致性TTCN-3代碼測(cè)試集在EUTRAN ASP EUTRA_PTC中添加了如下新的接口定義設(shè)計(jì)，下述的發(fā)送與接收都是以TTCN或者EUTRA_PTC為參照的。

（1）初始化小區(qū)類(lèi)型（PCell/SCell）：在載波聚合的情景下，當(dāng)初次添加一個(gè)CC相關(guān)的小區(qū)時(shí)，可預(yù)設(shè)小區(qū)的屬性為主小區(qū)PCell或輔小區(qū)SCell。對(duì)于輔小區(qū)SCell，可能是被激活的Scell_Active或者是從未被激活的Scell_Inactive。

圖2 CA-RRC測(cè)試模型

（2）配置服務(wù)小區(qū)相關(guān)參數(shù)：當(dāng)通過(guò)RRCConnectionReconfiguration過(guò)程為CA添加、修改、刪除小區(qū)之后，將PCell、SCell相關(guān)的參數(shù)配置給服務(wù)小區(qū)或者將其釋放Release恢復(fù)為非載波聚合的普通小區(qū)。

（3）配置PCell：為SS配置PCell相關(guān)參數(shù)。AssociatedScellList配置本PCell相關(guān)聯(lián)的SCell列表，需要與對(duì)應(yīng)的SCell關(guān)聯(lián)PCell信息一致。MeasSubframe-PatternPCell（可選）配置PCell在對(duì)本身功率進(jìn)行測(cè)量時(shí)的測(cè)量子幀圖案，可以建立或者釋放測(cè)量圖案。

CrossCarrierScheduledCells-List（可選）配置可能由PCell跨載波調(diào)度的小區(qū)列表。上述參數(shù)若配置則

需要與RRCConnectionReconfigura-tion消息中的內(nèi)容保持一致。

（4）配置SCell：配置SCell相關(guān)參數(shù)。Associated-PcellId配置與本SCell相關(guān)聯(lián)的PCell，需要與對(duì)應(yīng)的PCell相關(guān)聯(lián)的SCell列表對(duì)應(yīng)；SCellIndex配置SCell的索引號(hào)；Scell_Capability（可選）配置SCell的載波聚合功能僅僅是下行DlOnly還是上下行UL_DL都存在；ScellDeactivationTimer （可選）配置SCell的去激活定時(shí)器，當(dāng)有多于1個(gè)SCell與同一個(gè)PCell相關(guān)聯(lián)時(shí)，該定時(shí)器將用于所有的SCell；CrossCarrierSchedulingConfig（可選）配置跨載波調(diào)度時(shí)，該SCell可由其本身Own調(diào)度并且可能調(diào)度其他SCell或者該SCell由其他Serving Cell調(diào)度配置CrossScheduled；STAG_Id由R11 CA版本Timing Advance MCE引入，配置該SCell相關(guān)的TAG（Timing Advance Group）Identity。上述參數(shù)若配置則需要與RRCConnectionReconfiguration消息中的內(nèi)容保持一致。

（5）激活SCell：SS激活/去激活SCell。在RRCConnectionReconfiguration過(guò)程添加SCell之后，SS通過(guò)在PCell上發(fā)送MAC Control Element PDU來(lái)激活相關(guān)聯(lián)的SCell。ScellActivation設(shè)置該MAC CE的比特字符串，其中需要激活的SCell的比特位置與SCellIndex一致；SendMCE表示控制SS發(fā)送或不發(fā)送該MAC CEPDU。是否發(fā)送MAC CE PDU的設(shè)置更加靈活地適用于CA-MAC層的測(cè)試。

（6）R10及以后協(xié)議版本配置RACH/PUSCH/SRS/CQI/UplinkPowerControl R10接口內(nèi)容增加：使用R10及以后TS 36.331協(xié)議ASN.1中的相關(guān)配置內(nèi)容更新與載波聚合相關(guān)的RACH/PUSCH/SRS/CQI/UplinkPowerControl等接口定義。

4 LTE-A終端一致性TTCN-3載波聚合測(cè)試流程模塊設(shè)計(jì)

TD-LTE協(xié)議一致性測(cè)試集利用了通用的函數(shù)模塊以簡(jiǎn)化測(cè)試?yán)木帉?xiě)，降低閱讀的難度。例如小區(qū)初始化、注冊(cè)、重配、測(cè)量、切換、重選、關(guān)機(jī)等過(guò)程。對(duì)于包括單頻段連續(xù)載波聚合、單頻段非連續(xù)載波聚合和多頻段非連續(xù)載波聚合這3類(lèi)聚合方式下的LTE-A載波聚合測(cè)試?yán)?，同樣需要增加相?yīng)的通用流程。例如載波聚合3類(lèi)聚合方式下測(cè)試頻段和帶寬的配置、PCell小區(qū)的配置、SCell的建立和配置、SCell的添加/修改/刪除（包括RRC連接重配置過(guò)程和SS本身配置）、服務(wù)小區(qū)和鄰小區(qū)功率測(cè)量上報(bào)、SCell的激活和去激活等通用函數(shù)模塊。TD-LTE/TD-LTEAdvanced協(xié)議一致性TTCN-3測(cè)試集將載波聚合測(cè)試過(guò)程中的常用流程編寫(xiě)為公共模塊，引導(dǎo)具有載波聚合能力的終端完成注冊(cè)、建立/釋放連接、添加/修改/刪除PCell或SCell、測(cè)量等活動(dòng)，將終端置于測(cè)試體所需的狀態(tài)，極大地簡(jiǎn)化了載波聚合測(cè)試?yán)_(kāi)發(fā)的代碼，突出了主測(cè)試體內(nèi)容的測(cè)試流程。

5 LTE-A載波聚合的終端一致性測(cè)試集

LTE-A載波聚合的終端一致性測(cè)試?yán)性赥S 36.523-1第7章MAC層測(cè)試和第8章RRC層測(cè)試。MAC層測(cè)試內(nèi)容涵蓋了隨機(jī)接入過(guò)程、上行定時(shí)調(diào)整、HARQ過(guò)程處理、功率余量上報(bào)、緩存狀態(tài)報(bào)告、SCell激活與去激活。RRC層測(cè)試內(nèi)容涵蓋了SCell的添加/修改/釋放、SCell SI修改、無(wú)UL的SCell添加、sTAG添加/修改/釋放、MIMO的建立和修改、LTE同頻異頻小區(qū)切換的各種場(chǎng)景（切換過(guò)程中PCell改變SCell添加、SCell釋放、PCell改變SCell不變、SCell改變、PCell鏈路斷開(kāi)或SCell鏈路斷開(kāi)）、A1、A2、A6測(cè)量事件上報(bào)以及UTRAN切換到EUTRA添加SCell過(guò)程。

根據(jù)TDIA的最新統(tǒng)計(jì)，LTE-A終端一致性測(cè)試集載波聚合部分測(cè)試?yán)?6個(gè)，包括CA Rel-10的36個(gè)和CA Enhancements的30個(gè)。其中對(duì)于CA Rel-10有FDD 34個(gè)，TDD 31個(gè)已通過(guò)驗(yàn)證，CA Enhancements有FDD 17個(gè)，TDD 15個(gè)已通過(guò)驗(yàn)證。

6 結(jié)束語(yǔ)

載波聚合作為L(zhǎng)TE-A提速的核心技術(shù)，使得TDLTE/TD-LTE-Advanced可以更充分地利用不對(duì)稱頻譜資源，且峰值速率較相同系統(tǒng)帶寬FDD來(lái)說(shuō)更高。TD-LTE/TD-LTE-Advanced協(xié)議一致性TTCN-3測(cè)試集中載波聚合測(cè)試功能的實(shí)現(xiàn)，促進(jìn)了終端對(duì)載波聚合功能的完善并推動(dòng)了TD-LTE/TD-LTE-Advanced產(chǎn)業(yè)的發(fā)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.

[4] 3GPP TS 36.331. Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Radio Resource Control (RRC);Protocol specification [S]. 2015.

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

[6] 3GPP TS 36.508. Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA) and Evolved Packet Core (EPC);Common test environments for User Equipment (UE)conformance testing [S]. 2015.

[7] 3GPP TS 36.509. Evolved Packet Core (EPC); Special conformance testing functions for User Equipment (UE)[S]. 2015.

[8] 3GPP TS 36.213. Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical layer procedures [S]. 2015.

[9] 王映民,孫韶輝. TD-LTE-Advanced移動(dòng)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M]. 北京: 人民郵電出版社, 2012: 291-301.