CN103533665A - 一种lte终端综测仪状态机的实现方法 - Google Patents

Abstract

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。

Description

一种LTE终端综测仪状态机的实现方法

技术领域

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

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。

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。

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。

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

（一）要解决的技术问题

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。

（二）技术方案

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：

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***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；

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：

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。

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：

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。

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；

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：

G1：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G1；若没有下一瞬态，则更新至下一稳态。

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：

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（PDCP）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。

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：

C1、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***（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。

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：

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。

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。

具体地，所述步骤A实现的具体步骤为：

A1、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PDCP层的配置；

A6、高层协议模块生成***广播消息块，通过MAC和物理层处理后发送。

具体地，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。。

（三）有益效果

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。

附图说明

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；

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；

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；

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；

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；

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；

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；

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；

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；

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

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。

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。

图1给出了LTE终端综测仪的结构示意图。

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PDCP、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。

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***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。

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：

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。

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。

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：

当前瞬态

当前稳态

源端

目的端

消息

下一瞬态

下一稳态

上述状态表中“消息”表项用于记载LTE终端综测仪与终端之间交互消息的具体内容。“源端”和“目的端”分别记录消息的来源设备和对象设备。在本实施例中，所述设备主要是指LTE终端综测仪或者终端，在下面的表述中用SS代表综测仪，UE代表终端。在本实施例中所述状态机中的消息都是采用立即执行的方式，即立即发送，接收后立即回复，所以不包含时间值，本领域的技术人员在此技术方案的基础上能够容易地将其扩展到有发送延迟和∕或接收延迟的情形。

状态机在运行中执行哪一个状态表是由状态机的当前稳态值和当前瞬态值共同决定的，当状态机的当前稳态值和当前瞬态值与某一状态表的“当前稳态”和“当前瞬态”这两个表项的值相同时，状态机即执行该状态表的内容。

如前所述，所述状态机包含一系列相互关联的状态表，当前稳态一致时，状态表之间能够通过当前状态表的“下一瞬态”表项和下一个状态表“当前瞬态”表项实现关联。当状态机完成当前状态表中的“消息”表项中消息的转发后，继续执行“当前瞬态”表项值和当前状态表中“下一瞬态”表项的值相同的状态表，此过程会反复执行，直至当前状态表中的“下一瞬态”为空，状态机完成稳态间的迁移，将“下一稳态”表项的值赋予状态机的当前稳态值。

附图3给出了状态机通过执行状态表完成稳态迁移的详细流程：

步骤1：状态机将初始瞬态值赋予其当前瞬态值；

步骤2：状态机在状态表中查找“当前瞬态”和“当前稳态”的表项值与状态机当前瞬态值，当前稳态值都相同的状态表；

在当前稳态的当前瞬态下，如果状态机中存在多个状态表与其对应，则状态机选择其中一个状态表作为当前状态表，该状态表可以是通过开关值预先规定的，或者是根据所接收消息遍历法选择出来的。

步骤3：根据该状态表“源端”和“目的端”的内容来判断状态机是要发送消息还是接收消息。如果“源端”记录的内容为SS，“目的端”记录的是UE，说明是状态机要向终端发送消息，则执行步骤4；如果“源端”记录的内容为UE，“目的端”记录的是SS,说明在当前瞬态下状态机是要接收消息时，则执行步骤6;

步骤4：状态机将“消息”表项记录的消息发送给终端设备；

步骤5：状态机检查当前状态表的“下一瞬态”表项，若其值为空，状态机瞬态运行结束，将“下一稳态”的表项值赋予当前稳态值；否则，将当前状态表“下一瞬态”表项值赋予当前瞬态值，返回步骤2；

步骤6：状态机接收来自终端的消息，并将其与状态表中“消息”表项进行匹配，如果匹配成功，则执行步骤5。否则进入异常保护处理，执行步骤7；

步骤7：过滤掉接收到的无用消息，并且启动保护计时器，执行步骤8；

步骤8：状态机检查计时器是否超时，如果在计时器计时时间内收到匹配的消息，则执行步骤5；如果计时器超时则判断状态迁移失败，状态机恢复至当前所处的稳态。

上述步骤B、C、D是LTE终端综测仪与终端按照LTE标准协议进行空口信令交互的执行步骤，在执行信令交互的过程中，高层协议模块还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。而步骤A、E是在用户控制下，所述综测仪的高层协议模块对低层协议模块的配置过程。下面具体描述各个步骤中高层协议模块对低层协议模块的配置过程。

在下面的描述中L3协议是指高层协议，L2协议是指低层协议。所述低层包括PDCP、RLC和MAC层。

附图4具体说明了LTE终端综测仪状态机的初始化流程中高层协议模块对低层协议模块的配置过程：

A1：控制模块接收用户指令，发送命令通知高层协议模块执行初始化配置；

本步骤中状态机LTE_L3协议栈接收主控控制指令激活小区，此时其他指令将视为异常被丢弃，在本状态机中有一个异常模块用来处理异常的控制模块指令和异常的LTE终端上行消息。

A2：高层协议模块发送控制命令，完成物理层配置；

本步骤中，状态机LTE_L3协议栈对物理层协议栈进行配置，包括物理信道的初始功率，天线，传输方式，TDD子帧格式，以及物理层探测参考信号（SRS），信道质量指示（CQI），调度请求（SR）和上行功率控制等的配置。

A3：高层协议模块发送控制命令，完成媒体接入控制层（MAC）的配置；

本步骤中，对MAC层的配置主要包括：HARQ过程，随机接入过程，传输信道和逻辑信道的配置，***广播消息的调度方式配置。

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；

本步骤中，RLC子层介于MAC层和PDCP层之间。它的功能主要包括自动重复应答，重排序和重复检测，对业务数据单元进行串接、分段和重组的功能。LTE_L3协议栈配置每一个RLC实体为以下3种数据传输模式中的一种：透明模式（TM），无确认模式（UM）和确认模式(AM)。并且配置相应的最大重传次数，触发探询的PDU（协议数据单元）累计个数和PDU累计的字节数等。

A5：高层协议模块发送控制命令，完成媒体接入控制层（PDCP）的配置；

本步骤中，对PDCP的配置主要包括：配置每一个与无线承载相关联的PDCP实体使用无头压缩的模式，配置其对用户平面和控制平面的数据的加密和完整性保护功能为关闭状态。

其中上述步骤中的A3，A4和A5在L3协议栈建立信令无线承载(SRB0，SRB1，SRB2)和数据无线承载(DRB1)时均有涉及，每一个无线承载对应这三个子层有一套独立的配置。其中SRB0使用TM模式，映射到逻辑信道CCCH上，在MAC和RLC层透传；SRB1和SRB2使用AM模式，映射到逻辑信道DCCH上在MAC和RLC层进行加头的处理。DRB1使用AM模式，映射到逻辑信道DTCH上，用于在接入网中传输核心网缺省EPS承载中的业务数据。

A6：高层协议模块生成***广播消息块，通过MAC和物理层处理后发送。

本步骤中，高层协议栈下发的广播消息经过编码生成的码流由MAC层按照高层协议栈配置的广播调度方式周期的下发给物理层，由物理层处理后发给射频，调制到高频，从天线发出去，但是广播中的MIB块在MAC层第一次发送给物理层后由物理层周期性的发送，不再受MAC层的调度，状态机的信令状态为物理层在空口上发送广播消息。至此，完成LTE终端综测仪中小区建立，状态机的当前稳态值为空闲态，将开关值设为off的状态，当前瞬态重置，不失一般性，在本实施例中，稳态迁移后的初始瞬态标号为1，下同。协议栈状态机可以与终端进行连接。

下面参照附图5，具体说明LTE终端综测仪状态机的注册流程中高层协议模块对低层协议模块的配置过程：

B1:高层协议模块发送控制命令，指示L2的MAC层分配上行资源的方式；

本步骤中，由于状态机初始化过程中，配置MAC层为不分配上行资源，没有下发下行控制信息DCI0（终端只有解到自己的下行控制信息DCI0才能使用相应的上行资源），故LTE终端将没有能够发送上行数据的资源，此时，为了接收终端的注册连接请求，L3协议栈必须配置MAC层根据终端的调度请求(SR)下发DCI0，并且开启周期性发送上行控制信道同步的TA值。

B2:LTE终端综测仪在空闲状态下接收终端发起的的连接请求开始注册并建立RRC连接；

本步骤中，终端获取全部***广播信息后，得到当前小区的公共资源信息，开始发起竞争随机接入过程，终端发送随接入前导码Preamble，称为Msg1；网侧（仪表侧）回复随机接入响应RAR，包括上行调度信息，称为Msg2；终端收到RAR后，使用其中的上行调度信息发送终端标识，称为Msg3；网侧收到Msg3消息后，回复终端竞争随机接入的解决，即Msg4。Msg1和Msg2交互完全由低层协议栈完成，而Msg3中携带RRC层消息，即RRC连接请求消息，它不仅作为终端的标识，同时也发起RRC连接的建立过程，连接建立原因为mo_Signalling。网络侧接收到回复RRC连接建立消息，配置终端侧的SRB1等专用无线资源信息。Msg4有两种配置方式，一种在Msg4中携带RRC连接建立消息，也就需要L3协议栈提前就将RRC连接建立消息的内容配置给L2协议栈；另一种将Msg4和RRC连接建立消息分开发送。在本文的状态机中是使用的前者。在RRC连接建立完成消息中携带有NAS消息，即NAS层的附着请求消息和PDN（数据分组网）连接建立请求。在LTE信令交互过程中有一个特点就是，终端和网侧在信令无线承载SRB2建立之前，会由SRB1承载NAS消息的传输，即RRC消息中携带NAS消息。

B3:高层协议模块发起与LTE终端的鉴权过程，和NAS层的安全模式控制过程；

本步骤中，网络侧发起鉴权和密钥协商（AKA）过程，在鉴权请求消息中，发送随机数和鉴权标识（AUTN），其中包括网络侧的身份标识验证码MAC等，终端收到该消息后，对MAC等参数进行验证，若验证成功，则完成对网络侧的鉴权，回复鉴权响应消息，其中携带终端的身份验证参数RES，网侧对RES验证成功，则完成对终端的身份鉴权；同时网侧和终端各自按密钥等级生成基础密钥KASME，完成密钥协商过程。在本状态机的发明中，可支持两种鉴权算法，一种是空算法（dummy），另一种是商用算法；两种算法的扩展支持对不同终端的性能测试；

随后网络侧发起NAS层的安全模式控制流程，NAS层指的是非接入层，激活对NAS消息的加密和完整性保护。首先发送NAS安全模式命令，其中配置NAS消息使用的加密和完整性保护算法类型，并反馈安全上下文信息；若该消息的完整性保护验证成功，则终端回复NAS安全模式完成消息。NAS消息的加密和完整性保护是由L3协议栈内部模块完成的，使用协议规定的标准算法。

B4:高层协议模块发起激活测试回环模式过程；

本步骤中，测试回环模式的激活是可选的，激活测试回环模式，是为了在连接态下终端把接收到仪表下行发送的数据回环发送给仪表，用以测试终端的误比特率（BER）。该过程是网侧发送激活测试模式消息并对回环测试模式进行配置。其中，测试回环模式A用于E-UTRAN内的单模测试，测试回环模式B用于E-UTRAN，UTRAN和GSM等多模测试。终端激活测试模式后，回复激活测试模式完成消息，完成测试模式激活流程。

B5:高层协议模块发送控制命令，配置PDCP安全保护功能，并发起与LTE终端的AS层安全模式控制过程；

本步骤中，AS层指的是接入层，AS层的安全模式控制功能是由L2协议栈的PDCP完成的，所以在空口消息中激活了加密和完整性保护则必须激活网侧协议栈的保护功能，且有激活时间是在对应的空口消息过程完成后才生效。发送消息AS层安全模式控制命令，配置RRC消息使用的加密和完整性保护算法类型；若该消息的完整性保护验证成功，终端回复安全模式完成消息。

B6：高层协议模块发起对LTE终端的能力查询过程；

本步骤中，网侧使用终端能力询问消息获取终端的能力信息，终端对其回复终端能力信息消息，其中包括终端等级（UE Category），加密和完整性保护支持的算法，PDCP层IP报头压缩（ROHC）支持算法，物理层天线选择等终端能力信息。

B7：高层协议模块发起与LTE终端间专用无线资源的配置过程；

本步骤中，网络侧通过RRC重配置消息，配置终端侧的SRB2和DRB1等专用无线资源信息。同时对终端的附着请求消息进行响应，在RRC重配置消息中携带附着接收附着接收消息和激活默认EPS承载上下文请求。附着接收消息中，告知终端网络设置，网络能力以及TAI（跟踪区域标识）列表，并为终端分配在网内附着后的唯一临时标识GUTI，此后终端可使用此临时标识作为其身份标识。在激活默认EPS承载上下文请求消息中，为终端分配接入点名称，服务质量（QoS）配置以及分组数据网（PDN）地址信息等。终端执行其中的配置，并回复RRC重配置完成消息作为响应。在SRB2建立起来后，终端在SRB2上承载附着完成消息和激活默认EPS承载上下文响应消息告知网侧。终端完成附着过程后，网络侧得到终端的基本上下文信息。

B8：高层协议模块紧随LTE终端的附着过程完成后发起RRC连接释放过程回到空闲态。

本步骤中，L3协议栈发送RRC连接释放消息，其中携带释放原因，重定向信息以及终

端在空闲模式下的移动性管理控制信息，释放与终端建立的无线承载，SRB1，SRB2和DRB1。在对低层协议栈的释放过程中，首先发送控制命令给MAC，指示其不再下发时间提前量（TA），这是用于保持终端与网侧PUCCH（物理上行控制信道）同步的重要参数，其次发送控制命令给PDCP释放其对RRC消息的加密和完整性保护功能。之后发送控制命令给L2协议栈（MAC,RLC,PDCP）重置所有SRB和DRB的配置。最终发送控制命令配置MAC分配上行DCI0的方式为周期性，为终端在寻呼过程中可能发起MO请求做准备。

至此，LTE终端综测仪在空闲态下执行完注册流程并回到了空闲态，将空闲态赋予当前稳态值，将开关值设为on的状态，初始化当前瞬态值为1，在当前瞬态值下有三个符合要求的状态表，在后续信令交互中会选定其中一个初始状态表作为当前状态表。

下面参照附图6,7,8，具体说明LTE终端综测仪状态机的呼叫流程中高层协议模块对低层协议模块的配置过程：

C1：LTE终端综测仪在注册后的空闲状态下进入呼叫流程的方式有两种：MT和MO；

本步骤中,MT是综测仪发起呼叫，与终端建立连接的过程，MO是终端发起呼叫。

下面结合图6，详细说明MT的过程：

第一步：控制模块接收用户的操作，向高层协议模块（处于注册后的空闲态）发来寻呼指令；

第二步：高层协议模块按照寻呼周期在有效时间点上，对终端发起寻呼，寻呼消息是直接发至MAC层，经过MAC层和物理层的处理后从空口发送出去。需要注意的是，使用该时间点发送的寻呼消息，可能被多个终端监听到，因此在寻呼消息Paging中，需要携带目的寻呼终端的标识，可以是终端的固定身份标识IMSI，也可以是注册过程中为终端配置的临时身份标识TMSI。接收到寻呼消息的终端，对其中携带的标识进行验证，若标识匹配，则发起后续寻呼流程；

第三步：高层协议模块发送控制命令配置MAC分配上行DCI0的方式由周期性发送变为根据上行的SR请求，并且开启周期性发送上行控制信道同步的TA值；

第四步：MAC层等待随机接入过程，具体过程与注册过程中的随机接入过程相似，但是RRC连接请求消息中的RRC连接建立原因为mt-Access；

第五步：终端向高层协议模块发送RRC连接建立完成消息，其中携带NAS消息业务连接建立请求。

下面结合图7，详细说明MO的过程：

第一步：终端向网侧发起随机接入，与MT呼叫过程中的随机接入相似，但RRC连接请求消息中的RRC连接建立原因为mo-Data；在完成随机接入的过程之前，也是在协议栈状态机收到RRC连接请求后会立即执行如下第二步的操作；

第二步：高层协议模块发送控制命令配置MAC分配上行DCI0的方式为根据上行的SR请求，并且配置周期性发送上行控制信道同步的TA值；

第三步：终端向高层协议模块发送RRC连接建立完成消息，其中携带NAS消息业务连接建立请求。

所述C1步骤中的MO和MT之间最主要的区别是发起呼叫建立的对象不同，以及连接建立的原因不同。但是在MO和MT之后的信令流程都是相同的，下面结合图8详细说明所述步骤C2-C5：

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；

本步骤中，需要重新激活AS层的安全保护，AS的安全保护与RRC连接建立相关，每次RRC连接被释放时，安全保护也被释放，因此再次重建RRC连接时，安全保护也需要重新激活，具体过程与注册过程中的AS层安全模式控制激活过程相同。

C3：高层协议模块发起与LTE终端间专用无线资源的配置和EPS承载上下文激活请求；

本步骤中，高层协议模块发送RRC重配置消息，建立终端侧的SRB2和至少一个AM模式的DRB1等专用无线资源信息，同时在RRC重配置消息中，可以携带激活专用EPS承载上下文请求消息，用于建立专用EPS承载。终端回复RRC重配置完成消息，标识SRB2和DRB1的成功建立。

C4：高层协议模块获取LTE终端的EPS上下文信息完成呼叫流程进入连接态；

本步骤中，终端回复激活专用EPS承载上下文接收作为响应。LTE技术是保证提供永久在线服务的，因此在终端注册过程中，会建立默认EPS承载，提供一个缺省的QoS服务保障。在建立呼叫连接时，如有特殊业务需求，则可以选择建立1～7个专用EPS承载，若没有特殊需求，也可以不建立专用承载。需要注意的是，每一个EPS承载都与一个数据无线承载DRB相对应，因此在建立专用EPS承载时，需要保证已经建立了足够的DRB用于映射专用EPS承载。

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。

本步骤中，高层协议模块发送控制命令，配置MAC分配上行DCI0的方式为周期性。之所以采用这种方式，是因为连接态下，网侧需要和终端保持同步，如果双方长时间没有信令或数据上的交互，则终端可能会失步掉线。当L2周期性下发DCI0，终端就会在没有上行数据传输时发送空包，网侧可以据此调整终端的时间提前量（TA），使终端保持同步。另外，也配置MAC层的随机接入过程为msg4和高层的RRC连接建立消息分开发送。

至此，LTE终端综测仪完成业务连接，建立起来了参考测量信道迁移到连接态，将连接态赋予状态机的当前稳态值，初始化当前瞬态值为1。

下面参照附图9，具体说明LTE终端综测仪状态机的挂机流程中高层协议模块对低层协议模块的配置过程：

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；

本步骤中，L3协议栈发送控制命令给MAC，指示其根据终端的SR请求下发DCI0，停止对终端的周期性上行资源分配，终端将不再周期性发送数据给网侧。

D3：高层协议模块发起与LTE终端的RRC连接释放消息；

本步骤中，L3协议栈发送RRC连接释放消息，此消息不再需要接收终端的回复。即通知终端，仪表将和它断开业务连接，释放终端的无线资源配置，所有无线承载等。

D4：高层协议模块发送控制指令，指示L2回到初始配置，状态机迁移到空闲态。

本步骤中，L3协议栈发送控制命令给MAC层停止周期性下发上行控制信道同步的TA值，其次配置PDCP释放其对RRC消息的加密和完整性保护功能。然后发送控制命令给L2协议栈（MAC,RLC,PDCP）重置所有SRB和DRB的配置。最后配置MAC层的随机接入过程为msg4中携带RRC连接建立消息，便于终端下一次随机接入。

至此，LTE终端综测仪实现了对终端的挂机操作，完成了连接态和空闲态之间的迁移，可发起新的呼叫过程，将空闲态赋予状态机的当前稳态值，初始化当前瞬态值为1，在当前瞬态值下有三个符合要求的状态表，在后续信令交互中会选定其中一个初始状态表作为当前状态表。

面参照附图10，具体说明LTE终端综测仪状态机的释放流程中高层协议模块对低层协议模块的配置过程：

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；

本步骤中，在连接态和空闲态下，用户都可以通过控制模块发起释放操作来释放当前综测仪的配置。

E2：高层协议模块发送控制指令，指示L2的MAC、RLC、PDCP释放所有配置以及资源；

本步骤中，L3协议栈首先通过本端控制命令，释放PDCP层安全保护相关配置。其次发送控制命令释放本端建立的全部无线承载，包括SRB0、SRB1、SRB2和所有DRB。

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。

本步骤中，L3协议栈发送控制命令释放本端小区配置，主要是物理层协议栈的全部配置，小区释放后，物理层清除所有信号的发送，包括小区广播消息等。

至此，LTE终端综测仪完成释放操作，并关闭发射机，回到初始态。在这个稳态下状态机又能进行初始化操作，并在后续与终端的交互过程中迁移到不同的状态。

下面以本发明的状态机的核心稳态空闲态为例，给出一个具体的简化实例以帮助理解状态机根据状态表的运行方法。在本实例状态表中，根据注册流程，MT呼叫流程，MO呼叫流程使得空闲态下维护三套状态表，如下的实例状态表中，不是完整的信令流程状态表，而是为描述方便，简化过的：

当前瞬态

源端

目的端

消息

下一瞬态

当前稳态

下一稳态

1

UE

SS

b1

2

空闲态

空闲态

当前瞬态

源端

目的端

消息

下一瞬态

当前稳态

下一稳态

1

SS

UE

c1

3

空闲态

连接态

当前瞬态

源端

目的端

消息

下一瞬态

当前稳态

下一稳态

1

UE

SS

c’1

4

空闲态

连接态

当前瞬态

源端

目的端

消息

下一瞬态

当前稳态

下一稳态

2

SS

UE

b2

5

空闲态

空闲态

当前瞬态

源端

目的端

消息

下一瞬态

当前稳态

下一稳态

5

UE

SS

b3

6

空闲态

空闲态

当前瞬态

源端

目的端

消息

下一瞬态

当前稳态

下一稳态

6

SS

UE

b4

7

空闲态

空闲态

当前瞬态

源端

目的端

消息

下一瞬态

当前稳态

下一稳态

7

UE

SS

b5

空闲态

空闲态

当前瞬态

源端

目的端

消息

下一瞬态

当前稳态

下一稳态

3

UE

SS

c2

8

空闲态

连接态

当前瞬态

源端

目的端

消息

下一瞬态

当前稳态

下一稳态

8

SS

UE

c3

9

空闲态

连接态

当前瞬态

源端

目的端

消息

下一瞬态

当前稳态

下一稳态

9

UE

SS

c4

11

空闲态

连接态

当前瞬态

源端

目的端

消息

下一瞬态

当前稳态

下一稳态

4

SS

UE

c’2

10

空闲态

连接态

当前瞬态

源端

目的端

消息

下一瞬态

当前稳态

下一稳态

10

UE

SS

c’3

11

空闲态

连接态

当前瞬态

源端

目的端

消息

下一瞬态

当前稳态

下一稳态

11

SS

UE

C1

12

空闲态

连接态

当前瞬态

源端

目的端

消息

下一瞬态

当前稳态

下一稳态

12

UE

SS

C2

13

空闲态

连接态

当前瞬态

源端

目的端

消息

下一瞬态

当前稳态

下一稳态

13

SS

UE

C3

14

空闲态

连接态

当前瞬态

源端

目的端

消息

下一瞬态

当前稳态

下一稳态

14

UE

SS

C4

空闲态

连接态

上述状态表中，表之间通过当前状态表的“下一瞬态”与下一状态表的“当前状态”相互关联，如对“当前瞬态”值为2的状态表，根据其“下一瞬态“值为5可以确定在该状态表之后的是“当前瞬态”值为5的状态表。状态表中“当前瞬态”的值在规定时需要保证不同协议流程使用不同消息时能相互分离。

在上述表中，注册流程使用的当前瞬态值有：1,2,5,6,7；MT呼叫流程使用的当前瞬态值有：1,3,8,9,11,12,13,14；MO呼叫流程使用的当前瞬态值有：1,4,10,11,12,13,14；其中由于MT和MO建立业务连接过程中，在RRC连接建立完成后的后续信令流程一致，所以使用了部分相同的状态表11,12,13,14。当状态机运行注册流程执行完当前瞬态值为7的状态表后，由于“下一瞬态”表项值为空，代表流程结束，状态机状态迁移成功，将“更新稳态”表项值空闲态赋予当前稳态值。当状态机执行业务建立流程完成当前瞬态值为14的状态表后，由于“下一瞬态”表项值为空，代表流程结束，状态机状态迁移成功，将“下一稳态”表项值连接态赋予当前稳态值。

在当前瞬态值为1的情况下，状态机可用的状态表有3个，此时状态机根据开关值选定一个状态表作为当前状态表。当开关值为on时，若选择发送消息，则消息交互依次为c1，c2，c3，c4，C1，C2,C3,C4。若选择接收消息则，根据终端的初始上行消息遍历b1，c’1这两条消息，根据消息内容的匹配原则，选择相应的状态表，进行后续的消息交互；当开关值为off时，状态机选择的第一个状态表是接收消息b1，根据这个状态表进行后续的消息交互。

Claims (10)

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***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：

G1：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G1；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（PDCP）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：

C1、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***（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：

A1、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PDCP层的配置；

A6、高层协议模块生成***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。

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