基于4G通信的嵌入式数据通信系统设计

　　GSM是第二代数字蜂窝移动通信系统中最有代表性和比较成熟的制式，它具有容量大、频谱利用率高、通信质量好、业务种类多、易于保密、用户设备小巧轻便、开放的网路结构(ONI)等优点。GSM系统的各种接口规程明确，既便于实现各通信公司移动设备间的互联，又便于GSM系统与ISDN、PSTN、PDN等电信网络的互通。目前GSM系统已经成为我国数字蜂窝移动通信网络的主体。

　　一、交换子系统(SSS)相关接口及协议

　　交换子系统主要完成GSM系统的基本交换功能、呼叫接续功能以及用户数据管理和移动性管理。它由MSC(移动业务交换中心)和VLR(访问用户位置寄存器)组成，并与BSS(基站子系统)和HLR(归属位置寄存器)等网络实体共同构成完整的GSM系统。GSM技术规范定义了不同的接口以保证各功能实体之间的接口标准化。

　　交换子系统相关接口之间的通信全部由7号信令系统支持，GSM系统与PSTN之间的通信优先采用7号信令系统。GSM特有的、与呼叫不相关的信令采用MAP(移动应用部分)，MAP协议使用7号信令系统TCAP(事务处理应用部分)提供的业务，而TCAP本身又使用SCCP(信令连接控制部分)提供的业务。与呼叫相关的信令则采用TUP(电话用户部分)和ISUP(ISDN用户部分)，分别用于MSC之间和MSC与PSTN、ISDN之间的通信。

　　二、交换子系统测试硬件配置

　　为完成交换子系统的测试，需要2个MSC/VLR，2个BSC(基站控制器)，2个以上BTS(基站)，1个HLR，1个短消息业务中心(SC)以及与被测交换子系统相连的PSTN交换机。另外还应有一部能同时监测四条信令链路的信令监测仪。若测试环境不具备测试相关接口所需的2个BSC，2个以上BTS，测试时可使用WG8610模拟仿真仪表同时仿真两个BSC实体，通过两个E1接口与被测移动交换子系统MSC/VLR相连。该交换子系统还通过另外两个E1接口分别与外部的HLR和PSTN交换机相连。信令监测仪分别使用安捷伦公司的Agilent37900D和ETP71信令监测仪，Agilent37900D信令监测仪不仅可以监测A接口和MAP信令，而且可以监测SCCP和TCAP消息，其最大配置可到16个2M口，可同时监测40条信令链路，完全可以满足测试需求。MSC之间及MSC与PSTN之间的MTUP信令则使用ETP71进行监视。需要说明的是，由于没有鉴权中心?AUC?，所有与鉴权相关的信令流测试皆不能进行。

　　三、交换子系统需测试的内容

　　在对交换子系统测试之前，应确保交换子系统相关接口间的传输链路正常工作，NO.7信令链路已被激活，MTP、SCCP和TCAP的测试已经完成，并已完成各种路由和局数据的设置。

　　交换子系统测试涉及许多内容，包括：A接口测试、业务能力测试、性能测试、MAP有效性测试、MTUP有效性测试、OMC操作维护功能测试。下面分别进行简单介绍，而对每一具体测试项目详细的消息流程和测试步骤则不再赘述。

　　(1)A接口测试

　　A接口是数字蜂窝移动通信网移动业务交换中心与基站子系统间接口，在测试中，使用Agilent37900D信令监测仪监测A接口上的信令流程，为保证对切换流程的准确分析，Agilent37900D需要同时监测两条信令链路(两个BSC各一条)，同时对与A接口信令相关的定时器时长加以协调。

　　(2)业务能力测试

　　业务能力测试的主要目的不是监测信令流程，而是在严格按照测试步骤进行之后，检验交换子系统对某项业务是否支持，相关数据是否正确。业务能力测试包括电信业务测试、承载业务测试、补充业务测试、运营者决定的闭锁业务测试及用户签约限制测试。

　　(3)性能测试

　　性能测试主要是为了检测交换子系统的移动网路功能，它包括基本呼叫能力测试、释放控制方式测试、移动性管理测试、安全性管理测试、系统计费功能测试、跟踪测试、双频支持能力测试及VLR性能测试。

　　(4)MAP有效性测试

　　MAP接口的有效性测试需要两套交换子系统，或者一套交换子系统和一部具有模拟仿真功能的测试仪，分别交替作为A方和B方。在测试中，使用Agilent37900D信令监测仪监测MAP各接口信令，为了在出现问题时全面分析原因，同时应监测A接口上的信令流程。MAP测试项包括版本兼容性、更新位置、补充业务处理、呼叫处理、切换、用户管理、操作维护、短消息业务及检验IMEI。

　　(5)MTUP有效性测试

　　根据GSM系统的特点，MTUP在TUP信令基础上做了某些具体规定，在测试中，使用ETP71信令监测仪监测MTUP消息流程时应注意以下几点：

　　·GSM只采用全自动接续，所以主叫用户类别中没有话务员的类别;

　　·GSM系统不建立国际局，因而MTUP消息中没有有关国际呼叫所用的消息和参数;

　　·　　由于频率资源宝贵，若移动被叫用户忙，则MSC不发SLB消息;

　　·GSM不提供保持，因而MSC不发CCL消息，且FSM和BSM消息中的比特G和E总为0;

　　MSC不发DPN消息，只接收和转发。

　　(6)OMC操作维护功能测试

　　OMC主要负责交换子系统网路操作和维护管理，并应有与高层电信管理网路的通信接口，其功能测试包括人机命令测试、数据管理测试、告警系统测试、系统实时控制测试、诊断及再启动测试、服务观察测试、公共设备倒换测试和话务统计测试。

　　以上测试应符合900/1800MHz TDMA数字蜂窝移动通信网相关技术规范和测试规范。