LTE-Uu接口協(xié)議棧中ASN.1模塊的設計與應用

1、文章編號：（）宰接口協(xié)議棧中模塊的設計與應用李校林文小強（重慶信科設計有限公司，重慶；重慶郵電大學，通信新技術(shù)應用研究所，重慶）【摘實用設計要】基于及其編碼規(guī)則的理論，提出了接口協(xié)議棧中編解碼模塊的設計與應用方案。設計過程首先包含完整編譯碼所需信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并通過調(diào)用獨立的編解碼函數(shù)庫。從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中提取相應的參數(shù)完成解析。通過檢驗編解碼模塊在協(xié)議一致性測試中的應用，該模塊能夠達到協(xié)議實際測試的要求。【關(guān)鍵詞】接口協(xié)議棧；編解碼器；【中圖分類號】【文獻標識碼】“（翻，明，；，【，）【】，【】；，引言隨著移動通信技術(shù)的蓬勃發(fā)展，以及移動通信與寬帶高的通信效率。需要指出的是，中數(shù)據(jù)類型的編碼，具體

2、實現(xiàn)時必須嚴格按照協(xié)議來完成。否則即使是無線接人技術(shù)的相互融合。開展了長期演進（，）技術(shù)的研究。與以往的，等移動通信系統(tǒng)相比能提供對各種數(shù)編解碼過程中的差錯，也可能使整個系統(tǒng)無法正常運行。文獻【棚討論了提出開發(fā)自動編澤器和新運行庫等的解決方法。但這些都主要針對及其他協(xié)議標準。而且一方面接口協(xié)議棧的大部分功能與等相比已經(jīng)有了很大的變化，另一據(jù)傳輸?shù)闹С趾捅纫酝幸苿油ㄐ畔到y(tǒng)更高的數(shù)據(jù)傳輸率。這必然會加大用戶設備（）與之間的信令交互。在制定的標準中，引入了使用編碼規(guī)則的語言來描述接口協(xié)議棧信令消息。的數(shù)據(jù)類型可分為簡單類型和復合類型兩大類。簡方面信令消息隨著協(xié)議版本的變化仍然在不斷改變。因此，筆

3、者結(jié)合文獻卜】各自方案具有的優(yōu)點，對接口協(xié)議棧中語言描述信令消息的編碼和解碼技術(shù)及在此基礎上的一致性測試應用做了探索性的研究。單類型是通過直接規(guī)定一組該類型值而定義的不可分解的基本數(shù)據(jù)類型，包括，等。復合類型是引用一個或多個其他類型構(gòu)成的任意復雜的數(shù)據(jù)類型。這里的其他類型可以接口協(xié)議棧結(jié)構(gòu)在協(xié)議中。接口協(xié)議棧從功能和任務是簡單類型，也可以是復合類型。復合類型有，等。接口協(xié)議棧上來看，分為物理層（）、數(shù)據(jù)鏈路層（）和無線資源控制層（）。數(shù)據(jù)鏈路層又分為媒介接入控制（信令消息采用的均是緊湊而快的編碼方式從而能獲得更宰國家科技重大專項（）萬方數(shù)據(jù)，）層、無線鏈路控制（，）將該協(xié)議棧中用記法描述的消息

4、（￥）編譯成語言描述的源文件（）；）生成記法描述的消息（）中對應數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的編解碼函數(shù)（）。）層和分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議（，）層罔。編解碼模塊處于層中信息的最關(guān)鍵部分，是接口協(xié)議棧信息塊重組過程的核心之一【。層消息在發(fā)送端首先經(jīng)過編解碼模圖中的編譯是指將記法描述的文件編譯成文件以及與對應的文件。其中文件用于聲明編譯之后生成的數(shù)據(jù)類型和編解碼函數(shù)，文件用于實現(xiàn)編解碼函數(shù)。這些編解碼函數(shù)再調(diào)用圖塊的編碼。形成的模塊，再分別經(jīng)也的，層和層處理后，經(jīng)物理層發(fā)送出去。在接收端，則需要進行發(fā)送端的逆過程，經(jīng)物理層接收中的編解碼基本函數(shù)庫（，）實現(xiàn)編解碼功能。最后得到用于接口協(xié)議棧的可執(zhí)行文件從而完成從描述到二進制

5、比特流的轉(zhuǎn)換，后。經(jīng)過的，和層的處理，再送往層的編解碼模塊進行信令消息的解碼，完成信令消息的解析。其中。層的主要任務是完成邏輯信道與傳輸信道之間的映射。因此發(fā)送端的層實體需要通過對不同映射關(guān)系下的數(shù)據(jù)添加不同的頭來區(qū)分不同類型的數(shù)據(jù)。接收端則需要根據(jù)不同的傳輸信道指示及數(shù)據(jù)格式去掉相應的頭；層的功能主要完成數(shù)據(jù)使得其信息能在系統(tǒng)網(wǎng)絡中傳輸。圖的編譯過程比較繁雜。因為如果將空中接口的消息手工翻譯成文件則會多達數(shù)萬行，任務龐大。不過【的消息相對來說，簡化了很多。筆者通過剔除不必要的類型并設計特定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，將的這些消息經(jīng)過映射成文件后，再加上其他一些優(yōu)化措施。將整個消息的文件（玎，）壓縮至之。消息

6、編譯成代碼文件后，還需進行編解碼的分段、重組及確保數(shù)據(jù)的正確有序傳輸；層主要完成對信令消息的加密和完整性保護：最后是層進行消息編解碼的模塊化處理及解析。編解碼模塊設計與實現(xiàn)函數(shù)庫的編寫。模塊的比較核心部分就是編解碼函數(shù)庫。它包括的各個數(shù)據(jù)類型所對應的編解碼函數(shù)。具體實現(xiàn)必須嚴格根據(jù)協(xié)議中的編碼規(guī)則來目前國內(nèi)外通信軟件協(xié)議棧制造商對中各個接口協(xié)議棧都十分重視。和公司推出的軟件除了信令消息分析功能外有的還具備部分協(xié)議模擬功能。雖然編解碼部分在這些軟件中的形式各有千秋但其達到的效果是完全一致的。編解碼處理流程如圖所示。符合標準抽象語瑩描述的消息為具體語法止為傳贛語怯編寫。之后，再進行一系列的嚴格測試

7、才能確定其正確性。最后完整的編解碼函數(shù)庫的源代碼約為行。編解碼模塊的測試與應用由于的消息中包含很多協(xié)議數(shù)據(jù)單元（）。不同的下面又包含許多復雜結(jié)構(gòu)。因此使）用結(jié)構(gòu)測試的方法對編解碼模塊進行測試。同時通過觀察該模塊在一致性測試中的應用來進一步驗證編解碼模塊的可靠性。模塊的結(jié)構(gòu)測試結(jié)構(gòu)測試又稱為“白盒測試”或單元測試，它是基于軟件內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行測試的，其目的是通過執(zhí)行每條語句、遍歷程序的各個分支來檢查整個程序代碼的正確性。在測試的實現(xiàn)中采取了有步驟分層次的方法：先對簡單類型編解碼圖編解碼處理流程函數(shù)進行測試，然后對復雜類型編解碼函數(shù)進行測試。為確保測試的準確性和可靠性，在復雜類型測試中采用了兩種方法：

8、一種是采用手工對接口信令消息中包含消息的進行賦在對接口協(xié)議棧的編解碼模塊的設計中提出了軟件設計中模塊定義和代碼實現(xiàn)的方案，并給出了實際開發(fā)中遇到的某些困難的解決方法。要實現(xiàn)編解碼模塊，需要：值，先調(diào)用編解碼模塊進行編碼，對于編碼后的結(jié)果再調(diào)用編解碼模塊進行解碼。選取廣萬方數(shù)據(jù)消息是因為這種類型消息包含了幾乎所有的的數(shù)據(jù)類型，并且包含的復合結(jié)構(gòu)比較多。具有很強的通用性。經(jīng)多次符合標準的隨機賦值測試后發(fā)現(xiàn)，解碼后的結(jié)果與開始的賦值是完全一致的。另外一種方式是結(jié)合公司的軟件對消息賦值，通過該軟件生成符合編碼規(guī)則的比特流。先調(diào)用編解碼模塊解碼，對解碼后的結(jié)果再調(diào)用編解碼模塊進行編碼。最后將輸入的比特流

9、和解碼后的比特流進行比較，看兩者是否一致。由于某些消息編碼后比特流比較龐大，因此改進的措施是將解碼之后的比特流輸出到文件，使用工具進行比較。通過反復多次隨機取值的結(jié)構(gòu)測試各個預輸入的比特流和編碼后比特流經(jīng)軟件比較仍然一致，這說明編解碼模塊通過了結(jié)構(gòu)測試。由于在實際的連接消息通信過程中，消息的各項參數(shù)值是很難預測的，所以僅通過結(jié)構(gòu)測試是不夠的還必須與一致性測試中編解碼模塊應用結(jié)合起來。編解碼模塊的應用對于協(xié)議棧的開發(fā)測試而言。比較關(guān)心的是開發(fā)是否滿足標準，是否能與其他基于同一個協(xié)議標準的產(chǎn)品實現(xiàn)互通等問題。而協(xié)議一致性測試可以檢測所實現(xiàn)的協(xié)議實體與協(xié)議規(guī)范是否一致，是協(xié)議實體之間互操作性和性能保

10、證的基本前提。在測試系統(tǒng)和被測實體之間通過發(fā)送、接收信令數(shù)據(jù)來完成協(xié)議一致性測試。根據(jù)圖所示過程在的環(huán)境下設計一個測試例，此環(huán)境同時支持和兩種語言。根據(jù)（）協(xié)議的過程。使用，】和語言在的兀平臺中構(gòu)造測試例、測試集，然后脫離工具平臺。完成與系統(tǒng)集成翻。被測系統(tǒng)測試系統(tǒng)圖基本協(xié)議通信中連接建立流程與系統(tǒng)集成時具體使用模擬出一個簡單的協(xié)議實體，被測實體為，它發(fā)送一條后，便會等待返回對應的響應消息，接收到此條消息萬方數(shù)據(jù)，。并進行相應配置成功后會回應消息。測試系統(tǒng)模擬基站（），通過執(zhí)行測試例發(fā)送或等待接收數(shù)據(jù)并比對得出測試結(jié)果。在進行協(xié)議一致性測試對匝基本協(xié)議通信仿真的過程中。編解碼模塊會取出其中包含

11、消息的數(shù)據(jù)流包。調(diào)用解碼函數(shù)進行解碼。如能正常解碼，再分析消息流程是否符合制定的標準流程這樣從另一個角度驗證了編解碼模塊的可靠性。對測試系統(tǒng)和被測系統(tǒng)的通信端口等正確配置后運行測試例，測試系統(tǒng)根據(jù)圖所示的過程進行流程測試。將編碼后的請求消息發(fā)送給測試系統(tǒng)，測試系統(tǒng)收到并解析為正確的請求消息后會返同條對應的響應消息被測系統(tǒng)接收到該消息后進行解析。并回應，測試系統(tǒng)接收到該消息后進行解析。得出判決結(jié)果。如圖所示。通過查看最后的判決結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)這與圖實際的基本協(xié)議通信中連接建立流程是一致的。由此可知，編解碼模塊能夠準確解析接收到的數(shù)據(jù)并且能準確地將描述的信息轉(zhuǎn)換成比特流的形式。因此，該方案是有效、可

12、行的。圖系統(tǒng)集成后運行結(jié)呆小結(jié)編解碼模塊在陋一接口協(xié)議棧中占有相當重要的地位。也是決定能否與系統(tǒng)中其他模塊之間達到互通的基礎。通過結(jié)構(gòu)測試和在一致性測試中的應用。文中所涉及的與編解碼模塊相關(guān)的協(xié)議描述及實現(xiàn)方法、通信協(xié)議一致性測試都是有效、可行的。對于的諸多應用領域而言，這些方法也具有一定的通用性。參考文獻：【】，；（下轉(zhuǎn)第頁）一一?。乎幩苄芗医M異地討論，實時點評；）運動賽事移動機位或其他特殊機位。但它的優(yōu)勢就是經(jīng)濟、便攜、及時與互動。其缺點是：編碼器為專用設備，受數(shù)量限制，同時需要專業(yè)人員操作使用。如果手機視頻通話質(zhì)量能夠提高到（），那么每一個使用視頻手機的人都有可能成為無所不在、無時不在的

13、新聞采集者。當這樣的時代出現(xiàn)的時候，一個高品質(zhì)的海量新聞資訊頻道的實現(xiàn)將不再遙遠，小結(jié)電視節(jié)目的時效性、互動性要求越來越高，對節(jié)目的傳輸手段也提出了更高的要求僅靠現(xiàn)有的衛(wèi)星、光纖和微波手段及互聯(lián)網(wǎng)的文件傳輸，都無法滿足節(jié)目時效性、互動性的需求。就是互聯(lián)網(wǎng)的無線接入方式，讓信號采集端真正擺脫束縛，讓現(xiàn)場信號能夠真正及時地回到演播室。畫面質(zhì)量和鏈路的可靠性雖不能與傳統(tǒng)的光纖、微波相比更令人期待。責任編輯：丁疊收稿日期：“（上接第頁）；】。，（）；（）【】。，：（）：】，鈾（）（）；【】刪，：【（）】【】李小文。李貴勇，陳賢亮第三代移動通信系統(tǒng)、信令及實現(xiàn)】北京：人民郵電出版社，作者簡介：李校林（一

14、）。教授級高級工程師，研究生導師，長期從事第三】李小文，王寧系統(tǒng)中編譯碼器的設計和實現(xiàn)陰重慶郵電大學學報：自然科學版，（）：【】趙曉華，鄧秀蘭，余厚金協(xié)議棧中模塊的改進設計們電視技術(shù)，（）：【】，代移動通信系統(tǒng)硬等無線接入系統(tǒng)的研究：文小強（。碩士生，研究方向為卜協(xié)議棧。責任編輯：許盈收稿日期：加棚【】：，：（上接第頁）息比如，端口號和請求，狀態(tài)標志，而本軟件對呼叫流程圖進行了優(yōu)化，使流程圖更加清晰簡潔。其詳細信息通過點擊各流程狀態(tài)來展示。綜上所述。本軟件僅針對協(xié)議進行了監(jiān)聽，并且將該功能集成到整個實驗系統(tǒng)中，其功能和效果與一致，且更適合于教學的需求?！就跗G艷，房子河，郅晨，等基于數(shù)字網(wǎng)絡視頻

15、監(jiān)控的信令系統(tǒng)設計【電視技術(shù)，（）：【】盛志偉劉仕筠。李群以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包捕獲與轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)【】微計算機信息。（）：【】許愛軍，謝娟，張華基于的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)解析及其實現(xiàn)叭科學技術(shù)與工程，（）：【】王亞非通信網(wǎng)絡監(jiān)聽系統(tǒng)的設計與實覓北京：北京郵電大學，小結(jié)本系統(tǒng)實現(xiàn)了在交換網(wǎng)絡中捕獲和分析軟交換實驗【】孫鑫，余安萍“深入詳解（】北京：電子工業(yè)出版社，作者簡介：張毅，教授。主要從事電路交換等通信網(wǎng)絡方面的研究；馬丹，碩士生。研究方向為較交換系統(tǒng)；唐紅，教授主要從事網(wǎng)絡管理與信息系統(tǒng)應用、網(wǎng)絡測量與測系統(tǒng)數(shù)據(jù)包的功能，達到實驗教學的要求，使學生更容易理解軟交換和協(xié)議的知識。參考文獻：【】，：帆試等方面的研究。責

16、任編輯：許盈收稿日期：萬方數(shù)據(jù)面而忑麗而而蕊了塑塑燮LTE-Uu接口協(xié)議棧中ASN.1模塊的設計與應用作者：作者單位：李校林， 文小強， LI Xiao-lin， WEN Xiao-qiang李校林,LI Xiao-lin(重慶信科設計有限公司,重慶400065;重慶郵電大學,通信新技術(shù)應用研究所,重慶400065)， 文小強,WEN Xiao-qiang(重慶郵電大學,通信新技術(shù)應用研究所,重慶400065)電視技術(shù)VIDEO ENGINEERING2010,34(10)2次刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次數(shù)：參考文獻(9條)1.TRIVUNOVIC B D;POPOVIC M V;B

17、ASICEVIC I V A design and implementation of ASN.1 parser for H.323protocol stack 20072.3GPP TS 36.300 V9.2.0,Evolved universal terrestrial radio access(E-UTRA)and evolved universalterrestrial radio access network(E-UTRAN); overall description ; stage 2 20103.LV Q;HUANG Benxiong;WANG Furong The mecha

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