一种lte终端综测仪状态机的实现方法
【专利摘要】本发明提供了一种LTE终端综测仪状态机的实现方法，属于移动通信【技术领域】，所述状态机包含三个稳态：初始态、空闲态和连接态，三个稳态之间可以通过执行初始化、注册、呼叫、挂机、释放流程相互迁移，其中空闲态既可以执行注册流程回到空闲态又可以执行呼叫流程迁移到连接态；状态机通过执行根据LTE标准协议构建的状态表实现LTE终端综测仪与终端的信令交互过程。本发明能够保证LTE终端综测仪中高层协议栈功能的正确性和兼容性，考虑了不同协议状态终端的接入，能够响应非正常流程的终端消息，具有很好的兼容性和鲁棒性，能够极大提高终端测试效率。
【专利说明】一种LTE终端综测仪状态机的实现方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及移动通信【技术领域】，尤其涉及一种LTE终端综测仪状态机的实现方法。
【背景技术】
[0002]在LTE产业快速发展的进程中，通信测试仪表是关键环节之一。其中终端综合测试仪由于能对终端的全部射频性能和基础的呼叫/音频功能进行准确测试，成为LTE终端研发、生产、认证等工作的重要基础工具。
[0003]高层协议栈模块是LTE终端综测仪的核心模块，一方面提供3GPP协议规范的非接入式/无线资源控制(NAS/RRC)层基本功能，完成对仪表侧低层协议栈和物理层的配置以及与终端对等层的空口信令交互，另一方面还需受控制模块指令控制，执行相应的参数配置事件或信令交互流程，支持终端测试仪表的基本测试功能。
[0004]然而，现有综测仪的状态机在终端发起非正常流程的空口消息时很容易进入异常状态，导致高层协议栈功能错误，并且现有的状态机只能响应特定的终端接入消息，具有很大的局限性。
[0005]为了保证LTE终端综测仪中高层协议栈功能的正确性和兼容性，本发明提供了一种高效的LTE终端综测仪状态机实现方法，该方法考虑了不同协议状态终端的接入，所述状态机能够响应非正常流程的终端消息，具有很好的兼容性和鲁棒性。
【发明内容】
[0006](一)要解决的技术问题
[0007]本发明所要解决的技术问题是:如何提供一种LTE终端综测仪状态机的实现方法，以提高LTE终端综测仪状态机的兼容性和正确性以及提高测试效率。
[0008](二)技术方案
[0009]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种LTE终端综测仪状态机的实现方法，具体为:
[0010]所述状态机包括三个稳态:
[0011]初始态:LTE终端综测仪完成上电，各模块启动运行，低层协议栈和物理层参数未配置；
[0012]空闲态:LTE终端综测仪中高层协议模块完成对低层协议栈和物理层的参数配置，仪表生成系统消息广播并发送，可接收终端发送的空口信令和综测仪内部控制模块的指令；
[0013]连接态:LTE终端综测仪与终端完成业务连接，建立好终端测试要求的参考测量信道。
[0014]所述三个稳态之间可通过以下步骤互相迁移:
[0015]A、LTE终端综测仪在初始态下通过初始化流程迁移到空闲态；[0016]B、LTE终端综测仪在空闲态下执行完注册流程后回到空闲态；
[0017]C、LTE终端综测仪在空闲态下执行完呼叫流程后迁移到连接态；
[0018]D、LTE终端综测仪在连接态下执行完挂机流程后迁移到空闲态；
[0019]E、LTE终端综测仪在空闲态或者连接态下执行完释放流程后迁移到初始态；
[0020]具体地，所述步骤B、C、D属于LTE终端综测仪和终端执行信令交互流程，在执行所述B、C、D流程时:
[0021]在执行信令交互的过程之前，状态机会预先根据标准协议流程，构建出和空口消息 对应的状态表，根据状态表的内容实现信令交互过程；
[0022]在执行信令交互的过程中，高层协议栈会根据消息内容实时地对低层协议栈进行本端重配置，保持和终端空口资源的一致性。
[0023]具体地，当所述状态机迁移至空闲态时，既可以执行注册流程又可以执行呼叫流程，具体执行哪一个流程由一个开关值来控制，过程如下:
[0024]检测空闲态的开关值，当开关值为off状态时，执行注册流程，然后将开关值设为on ；
[0025]当开关值为on，检测状态表的源端和目的端，若源端是综测仪则执行MT呼叫流程，若源端是终端则执行MO呼叫流程；
[0026]所述MT呼叫是指综测仪发起的呼叫，所述MO呼叫是指终端发起的呼叫。
[0027]具体地，所述状态表包括以下信息:当前瞬态、当前稳态、源端、目的端、消息、下一瞬态、下一稳态；
[0028]所述的根据状态表的内容实现信令交互过程的具体步骤包括:
[0029]Gl:状态机根据当前瞬态值和当前稳态值查找相应的状态表；
[0030]G2:在当前瞬态下是要发送消息时，状态机发送状态表中的消息给终端，执行G3 ；在当前瞬态下是要接收消息时，状态机接收终端的上行消息，若所接收消息与当前状态表中的消息不匹配，则进入异常保护模式，过滤掉此无用消息；若所接收消息与当前状态表中的消息一致，则执行G3;
[0031]G3:判断状态机是否有下一瞬态，若有则将下一瞬态值赋予当前瞬态值，执行Gl ；若没有下一瞬态，则更新至下一稳态。
[0032]具体地，所述步骤B中，高层协议栈对低层协议栈进行本端重配置具体包括以下步骤:
[0033]B1、高层协议模块发送控制命令，向媒体接入控制(MAC)层指示分配上行资源的方式；
[0034]B2、LTE终端综测仪接收终端发起的连接请求空口信令并建立RRC连接；
[0035]B3、高层协议模块发起与LTE终端的鉴权过程，以及非接入(NAS)层的安全模式控制过程；
[0036]B4、高层协议模块发起激活测试回环模式过程；
[0037]B5、高层协议模块发送控制命令，配置分组数据汇聚(H)CP)层安全保护功能，并发起与LTE终端的接入(AS)层安全模式控制过程；
[0038]B6:高层协议模块发起与LTE终端间的专用无线资源配置过程。
[0039]具体地，所述步骤C中，高层协议栈对低层协议栈进行本端重配置具体包括以下步骤:
[0040]Cl、根据状态表中的“源端”表项，选择执行MT流程还是MO流程；
[0041]C2、完成RRC连接后，高层协议模块发起与LTE终端的AS层安全模式控制过程；
[0042]C3、高层协议模块发起与LTE终端间专用无线资源的配置和演进分组系统(EPS)承载上下文激活请求；
[0043]C4、高层协议模块获取LTE终端的EPS上下文信息；
[0044]C5、高层协议模块发送控制命令，配置MAC层对上行资源的分配方式和随机接入过程。
[0045]具体地，所述步骤D中，高层协议模块对低层协议模块进行本端重配置具体包括以下步骤:
[0046]D1、控制模块接收用户指令，发送命令通知高层协议模块执行挂机流程；
[0047]D2、高层协议模块发送控制指令，指示MAC层对上行资源的分配方式；
[0048]D3、高层协议模块发起与LTE终端的RRC连接释放消息；
[0049]D4、高层协议模块发送控制指令，指示低层协议栈回到初始配置，状态机迁移到空闲态。
[0050]所述步骤A和E是在用户控制下通过执行特定步骤实现的。
[0051]具体地，所述步骤A实现的具体步骤为:
[0052]Al、控制模块发送命令通知高层协议模块执行初始化配置；
[0053]A2、高层协议模块发送控制命令，完成物理层配置；
[0054]A3、高层协议模块发送控制命令，完成MAC层的配置；
[0055]A4、高层协议模块发送控制命令，完成无线链路控制层(RLC)的配置；
[0056]A5、高层协议模块发送控制命令，完成HXP层的配置；
[0057]A6、高层协议模块生成系统广播消息块，通过MAC和物理层处理后发送。
[0058]具体地，所述步骤E实现的具体步骤为:
[0059]E1、控制模块接收用户指令，发送命令通知高层协议模块执行释放操作；
[0060]E2、高层协议模块发送控制指令，指示低层协议栈的MAC，RLC, PDCP释放所有配置以及资源；
[0061]E3、高层协议模块发送控制指令，指示物理层释放所有配置以及资源回到初始
O O
[0062](三)有益效果
[0063]本发明所记载的技术方案覆盖了综测仪所需的NAS/RRC功能最小集，确保协议功能正确性的同时大大降低了软件开发和维护成本，此外在状态机中设计的空闲态能够兼容不同协议状态下终端的行为，大幅提高综测仪的测试效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0064]图1为本发明技术方案所提供的LTE终端综测仪的模块结构示意图；
[0065]图2为本发明技术方案所提供的LTE终端综测仪状态机的稳态迁移示意图；
[0066]图3为本发明技术方案所提供的LTE终端综测仪状态机与终端交互的稳态迁移流程图；[0067]图4为本发明技术方案所提供的LTE终端综测仪中状态机初始化流程执行过程的信令时序图；
[0068]图5为本发明技术方案所提供的LTE终端综测仪状态机注册流程执行过程的信令时序图；
[0069]图6为本发明技术方案所提供的LTE终端综测仪状态机呼叫流程因MT发起的RRC连接建立的信令时序图；
[0070]图7为本发明技术方案所提供的LTE终端综测仪状态机呼叫流程由MO发起的RRC连接建立的信令时序图；
[0071]图8为本发明技术方案所提供的LTE终端综测仪状态机呼叫流程RRC连接建立后的后续信令时序图；
[0072]图9为本发明技术方案所提供的LTE终端综测仪状态机挂机流程执行过程的信令时序图；
[0073]图10为本发明技术方案所提供的LTE终端综测仪状态机释放流程执行过程的信令时序图。
【具体实施方式】
[0074]为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合说明书附图和实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述，以下实施例仅用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0075]本发明提供了一种LTE终端综测仪状态机的实现方法，状态机的三个独立稳态之间能够灵活迁移，对不同厂家的LTE终端测试能够做到正确性和兼容性。以此状态机为基础还可扩展出其他测试模块，如LTE终端测量上报，同频和异频切换，FTP业务等(测试功能不在本文中进行阐述)，进一步提高终端测试效率。
[0076]图1给出了 LTE终端综测仪的结构示意图。
[0077]其中，LTE终端综测仪的控制模块负责仪表硬件环境和软件模块的上电启动，以及接收用户操作指令，如初始化、呼叫和挂机等；高层协议模块接收来自控制模块和终端上发的空口信令，对低层协议栈模块(包括H)CP、RLC和MAC)、物理层模块进行配置，完成协议规定的标准流程；高层协议栈模块与低层协议栈模块、高层协议栈模块与物理层模块、低层协议栈模块与物理层模块、物理层模块与射频模块间通过各自的接口进行空口信令和数据的交互。
[0078]本发明的LTE终端综测仪状态机主要包括初始态，空闲态和连接态三个稳态。初始态表现为LTE终端综测仪完成上电，各模块启动运行，这时低层协议栈和物理层未配置；空闲态表现为LTE终端综测仪中高层协议模块完成对低层协议栈和物理层的配置，仪表生成系统消息广播并发送，可接收终端发送的空口信令和综测仪内部控制模块指令；连接态表现为LTE终端综测仪与终端完成业务连接建立，完成终端测试要求的参考测量信道建立。
[0079]图2给出了 LTE终端综测仪状态机三个稳态之间的迁移图，按照LTE终端综测仪与终端进行交互的标准流程，所述稳态间的迁移主要包括以下步骤:
[0080]A.LTE终端综测仪在初始态下通过初始化流程迁移到空闲态；[0081]B.LTE终端综测仪在空闲态下执行完注册流程后回到空闲态；
[0082]C.LTE终端综测仪在空闲态下执行完呼叫流程后迁移到连接态；
[0083]D.LTE终端综测仪在连接态下执行完挂机流程后迁移到空闲态；
[0084]E.LTE终端综测仪在空闲态或者连接态下执行完释放流程后迁移到初始态。
[0085]在所述步骤B、C、D中，LTE终端综测仪的状态机和终端进行相应的信令交互。在执行信令交互的过程之前，状态机会预先根据LTE标准协议流程，构建出和空口消息一一对应的状态表，通过执行相应的状态表实现所述综测仪与终端的信令交互。另外，在执行信令交互的过程中，高层协议模块会根据消息内容实时的对低层协议模块进行本端重配置，保持和终端空口资源的一致性。
[0086]下面，首先对所述状态表进行介绍，如下表所示，状态机的每个状态表包含以下内容:
[0087]
【权利要求】
1.一种LTE终端综测仪状态机的实现方法，其特征在于，所述状态机包括三个稳态: 初始态=LTE终端综测仪完成上电，各模块启动运行，低层协议栈和物理层参数未配置； 空闲态:LTE终端综测仪中高层协议模块完成对低层协议栈和物理层的参数配置，仪表生成系统消息广播并发送，可接收终端发送的空口信令和综测仪内部控制模块的指令；连接态:LTE终端综测仪与终端完成业务连接，建立好终端测试要求的参考测量信道；所述三个稳态之间可通过以下步骤互相迁移: A、LTE终端综测仪在初始态下通过初始化流程迁移到空闲态； B、LTE终端综测仪在空闲态下执行完注册流程后回到空闲态； C、LTE终端综测仪在空闲态下执行完呼叫流程后迁移到连接态； D、LTE终端综测仪在连接态下执行完挂机流程后迁移到空闲态； E、LTE终端综测仪在空闲态或者连接态下执行完释放流程后迁移到初始态。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B、C和D是LTE终端综测仪和终端执行信令交互的流程，在执行所述B、C、D流程时: 在执行信令交互的过程之前，状态机会预先根据标准协议流程，构建出和空口消息一一对应的状态表，根据状态表的内容实现信令交互过程； 在执行信令交互的过程中，高层协议栈会根据消息内容实时地对低层协议栈进行本端重配置，保持和终端空口资源的一致性。`
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述状态机迁移至空闲态时，既可以执行注册流程又可以执行呼叫流程，具体执行哪一个流程由一个开关值来控制，过程如下: 检测空闲态的开关值，当开关值为off状态时，执行注册流程，然后将开关值设为on ；当开关值为on，检测状态表的源端和目的端，若源端是综测仪则执行MT呼叫流程，若源端是终端则执行MO呼叫流程； 所述MT呼叫是指综测仪发起的呼叫，所述MO呼叫是指终端发起的呼叫。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述状态表包括以下信息:当前瞬态、当前稳态、源端、目的端、消息、下一瞬态、下一稳态； 所述的根据状态表的内容实现信令交互过程的具体步骤包括: Gl:状态机根据当前瞬态值和当前稳态值查找相应的状态表； G2:在当前瞬态下是要发送消息时，状态机发送状态表中的消息给终端，执行G3 ;在当前瞬态下是要接收消息时，状态机接收终端的上行消息，若所接收消息与当前状态表中的消息不匹配，则进入异常保护模式，过滤掉此无用消息；若所接收消息与当前状态表中的消息一致，则执行G3 ； G3:判断状态机是否有下一瞬态，若有则将下一瞬态值赋予当前瞬态值，执行Gl ;若没有下一瞬态，则更新至下一稳态。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤B中，高层协议栈对低层协议栈进行本端重配置具体包括以下步骤: B1、高层协议模块发送控制命令，向媒体接入控制(MAC)层指示分配上行资源的方式； B2、LTE终端综测仪接收终端发起的连接请求空口信令并建立RRC连接； B3、高层协议模块发起与LTE终端的鉴权过程，以及非接入(NAS)层的安全模式控制过程; B4、高层协议模块发起激活测试回环模式过程； B5、高层协议模块发送控制命令，配置分组数据汇聚(TOCP)层安全保护功能，并发起与LTE终端的接入(AS)层安全模式控制过程； B6:高层协议模块发起与LTE终端间的专用无线资源配置过程。
6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤C中，高层协议栈对低层协议栈进行本端重配置具体包括以下步骤: Cl、根据状态表中的“源端”表项，选择执行MT流程还是MO流程； C2、完成RRC连接后，高层协议模块发起与LTE终端的AS层安全模式控制过程； C3、高层协议模块发起与LTE终端间专用无线资源的配置和演进分组系统(EPS)承载上下文激活请求； C4、高层协议模块获取LTE终端的EPS上下文信息； C5、高层协议模块发送控制命令，配置MAC层对上行资源的分配方式和随机接入过程。
7.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤D中，高层协议模块对低层协议模块进行本端重配置具体包括以下步骤: D1、控制模块接收用户指令，发送命令通知高层协议模块执行挂机流程； D2、高层协议模块发送控制指令，指示MAC层对上行资源的分配方式； D3、高层协议模块发起与LTE终端的RRC连接释放消息； D4、高层协议模块发送控制指令，指示低层协议栈回到初始配置，状态机迁移到空闲态。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A和E是在用户控制下通过执行特定步骤实现的。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤A实现的具体步骤为: Al、控制模块发送命令通知高层协议模块执行初始化配置； A2、高层协议模块发送控制命令，完成物理层配置； A3、高层协议模块发送控制命令，完成MAC层的配置； A4、高层协议模块发送控制命令，完成无线链路控制层(RLC)的配置； A5、高层协议模块发送控制命令，完成HXP层的配置； A6、高层协议模块生成系统广播消息块，通过MAC和物理层处理后发送。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤E实现的具体步骤为: E1、控制模块接收用户指令，发送命令通知高层协议模块执行释放操作； E2、高层协议模块发送控制指令，指示低层协议栈的MAC、RLC、PDCP释放所有配置以及资源； E3、高层协议模块发送控制指令，指示物理层释放所有配置以及资源回到初始态。
【文档编号】H04W76/00GK103533665SQ201310228764
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年6月8日 优先权日:2013年6月8日
【发明者】廖昕, 陈玲, 唐恬, 张治 , 刘胜伟, 范志成, 黄晨, 姜军 申请人:北京星河亮点技术股份有限公司