摘要：介绍td-scdma系统的ue结构以及根据实际工作经验提出利用sdl开发td-scdma高层信令系统的方法。

１ ｓｄｌ语言介绍

ｓｄｌ（规范描述语言）广泛地用于描述通信系统的行为。它是ｃｃｉｔｔ推荐的规范描述语言。经过ｉｔｕ－ｔ的发展和标准化，定义在兰皮书ｚ．１００建议中。ｉｔｕ－ｔ在１９８８年推出了第一个正式版，以后每四年进行一次增补更新。作为国际标准化的正式语言，它被用来规范实时多任务系统的描述。ｓｄｌ与其它一些相关技术如ｚ．１２０建议——消息序列图和ｚ．１０５建议及抽象语法符号一起形成一个完整的描述语言。

在协议软件的开发流程中，ｓｄｌ被应用在系统规范描述和设计阶段。它完全独立于硬件实现与操作系统。ｔｅｌｅｌｏｇｉｃ ｔａｕ公司提供的ｓｄｌ软件不仅可以用于规范描述和设计，还可以把ｓｄｌ的描述和设计直接生成标准的ｃ代码。用户也可以直接在ｓｄｌ描述和设计中嵌入ｃ代码，从而完成图１中的实现部分的功能。经ｓｄｌ描述产生的ｃ代码（包括嵌入的ｃ代码）可以直接与多种嵌入式（或非嵌入式）实时多任务操作系统集成，如ｎｕｃｌｕｅｓ、ｐｓｏｓ、ｓｏｌａｒｉｓ、ｖｒｔｘ、ｏｓｅ等，集成后的代码可以直接在目标板上运行，从而方便用户进行协议软件的开发。

与ｓｄｌ相对应的ｍｓｃ（信息序列图），是ｉｔｕ－ｔ规范中用来表示信息序列的语言。在１９９１年，ｉｔｕ－ｔ对ｍｓｃ进行了标准化。用ｍｓｃ图可以方便地表示出信号的流向，即信号是从什么进程发送到什么进程，信号是否带有参数、具体的参数值等都可以直观地表示在ｓｄｌ ｍｓｃ图中，这对了解和分析信号在各个模块间的传递带来了很大的方便。不仅如此，通过ｍｓｃ图还可以将ｓｄｌ的各功能有机地联系在一起。在软件的跟踪及调试过程中，使用ｓｉｍｕｌａｔｏｒ和ｖａｌｉｄａｔｏｒ可以产生ｍｓｃ图。在软件的ｔｔｃｎ测试过程中，ｍｓｃ图还经常被用于分析测试的结果。通过ｍｓｃ图还可以直观地描述信号发送的先后次序，而这些在ｓｄｌ描述中是办不到的。

开发的最后一步是使用ｔｔｃｎ进行测试。ｔｔｃｎ（树表结合表示法）是由ｉｓｏ和ｉｔｕ定义在ｉｓｏ／ｉｅｃ ９６４６－３中的一个规范测试语言，是ｉｓｏ／ｉｅｃ ９６４６的第三部分标准，用于ｏｓｉ一致性测试集的测试表示法。树表结合表示法，顾名思义，就是采用以树和表格为表现形式的测试表示法，其中表格主要用于数据类型、原语、协议观察点、约束等，而树则用于描述测试集、测试例、测试步。对标准有效性的验证和通信软件的一致性测试就显得非常重要。

用ｓｄｌ设计的系统是一个等级结构的系统，它包括了系统、功能块和进程等。一个系统可以包含多个块，每个块可由一个或多个进程组成。进程是ｓｄｌ系统中的最小处理单元，采用ｅｆｓｍ描述，所有用户的处理和操作都在进程中完成。在系统级下定义的内容（信号、数据结构等）可以在该系统下所有的块和进程中使用，在块下定义的内容可以在该块的任何进程中使用。

正是ｓｄｌ的这些特点，在开发协议软件中起着不可比拟的作用，下面以ｓｄｌ开发ｔｄ－ｓｃｄｍａ高层信令简单说明ｓｄｌ的使用。

２ ｔｄ－ｓｃｄｍａ系统结构

首先介绍一下ｔｄ－ｓｃｄｍａ系统结构。根据ｔｓｍ协议的要求和实际开发产品的需要，可将ｔｄ－ｓｃｄｍａ系统用户终端协议软件分成图２所示的系统结构（没有包括分组数据业务部分）。整个系统结构满足ｔｓｍ协议的分层结构，同时根据控制和软件的需要增添了ｔｓｒ、ｈｌ１模块，是一个ｓｄｌ块级的ｔｄ－ｓｃｄｍａ的ｕｅ端高层信令结构。整个系统共有六个模块，每个模块对应ｓｄｌ中的一个块，每个模块分别完成不同的功能。下面简要介绍每个模块的功能和接口。

ｃｍ模块完成连接管理功能，包括呼叫控制、短消息和附加业务三部分，即图２中的ｃｍ块。

ｍｍ模块完成在电路交换模式下的移动性管理功能，实现ｕｅ的移动性、安全性以及连接管理，即图２中的ｍｍ块。

ｔｓｒ模块是一个信号中转模块，是ｍｍ子层的一部分，主要实现信号路由的功能；同时基于ｃｍ子层中各实体的多实例（如建立多个呼叫）特性，对ｃｍ模块进行多实例的管理。

ｒｒｍ模块完成无线资源管理和控制功能。在空闲模式下，ｒｒｍ模块执行小区选择和小区重选、为响应网络寻呼或高层的ｒｒ建立请求而发起ｒｒ连接建立以及切换等任务；在ｒｒ连接建立过程中，ｒｒｍ控制ｈｌ１模块发起立即指派过程、主信令链路的建立过程；在连接模式下，ｒｒｍ主要完成连接模式的资源管理，如指派、信道模式改变和切换等控制过程；处理随路信令，如分析和处理系统信息类型５、类型６；发送测量报告以及对在ｆａｃｃｈ信道上接收到的层３消息进行分析和处理等任务。另外ｒｒｍ模块还控制ｈｌ１模块对服务小区和邻近小区的测量等过程。

ｄｌ模块完成无线连接控制功能，主要包括：信道上提供一个或多个数据链路的连接，不同的连接通过数据链路连接标识ｄｌｃｉ区分；提供帧类型的识别机制；允许层３消息在２个层３对等实体之间进行透明传输；顺序控制，以保持帧通过一条数据链路连接后的顺序；具有在数据链路上对格式和操作性错误的检测功能；当出现数据链路的不可恢复性错误时，具有向层３实体报告错误的机制；具有流量控制的功能；在ｒａｃｈ上完成接入请求后，当需要建立一条数据链路时具有解决冲突的功能。

ｈｌ１模块是连接协议层与物理层的桥梁。按系统的硬件设计，协议层和应用层的任务由ａｒｍ处理器完成，ｄｓｐ处理器负责完成具体的物理层底层任务，如信源和信道的编解码、交织、各种物理层参数的测量、扩频及调制等。两种处理器之间通过中断交换数据。ｈｌ１根据协议层的请求，通过对协议层的任务分解和规划，对物理层资源进行调度和控制。主要包括：在小区选择过程中，ｈｌ１模块控制物理层进行邻近小区的码功率的测量，解读ｂｓｉｃ，解读ｄｗｐｔｓ的相位，读取ｂｃｃｈ块等任务；在空闲状态下，ｈｌ１模块控制物理层执行服务小区和邻近小区的测量，解读服务小区的系统信息和最强６个邻近小区的系统信息类型１，并把测量结果和读取的系统信息报告给ｒｒｍ模块；在随机接入过程中，根据ｒｒｍ模块的控制信号，ｈｌ１模块控制并调度物理层执行随机接入过程的消息发送与接收；在连接模式下ｈｌ１控制物理层执行数据的收发、服务和邻近小区的测量以及切换过程等。 图２中，每个模块对应ｓｄｌ描述中的一个块级结构，在每个块级结构中又可以分成很多个进程，高层信令可以通过ｐｈｉ信道和物理层进行通信。向上可以通过ｍｍｉ、ｃｍｍｉ、ｍｍｓｉｍ信号和人机界面进行信息交互。而人机界面可以由ｗｉｎｃｅ系统完成，硬件驱动部分可以直接编程实现[３]。

３ 利用ｓｄｌ系统开发ｔｄ－ｓｃｄｍａ方法

在图２的ｔｄ－ｓｃｄｍａ系统描述中，可以利用ｔｅｌｅｌｏｇｉｃａ ｔａｕ ａｂ公司的ｓｄｌ ｅｄｉｔｏｒ将其描述成标准的ｓｄｌ描述形式。但不是系统所有的部分都可以使用ｓｄｌ开发。在硬件驱动、物理层具体的算法、信道的编解码以及ｓｉｍ卡的操作等都需要ｃ语言（或者其他语言）完成。最后将所有的代码编译成一个可以执行的目标代码。具体过程如图３所示。系统开发代码运行平台是ａｒｍ，操作系统是ｎｕｃｌｕｅｓ ｐｌｕｓ。

利用ｓｄｌ实现ｔｄ－ｓｃｄｍａ高层信令软件过程如下：

第一步：首先根据详细报告的描述，定义出所有的数据结构。例如保存系统信息的结构体、ｉｍｓｉ码结构、ｔｍｓｉ码以及任务规划等结构定义，这些数据结构可以ｃ／ｃ＋＋语言格式或是ａｎｓ．１格式完成，它们都可以被ｓｄｌ使用。ｃ／ｃ＋＋描述可以被ｓｄｌ提供的ｃｐｐ２ｓｄｌ．ｅｘｅ工具很方便地转换成ｓｄｌ，可以直接使用ｐｒ文本[８]。

第二步：利用ｓｄｌ工具将图２中完成的ｔｄ－ｓｃｄｍａ系统描述和生成相关的ｐｒ描述，根据需要编译成不同的ｃ／ｃ＋＋代码，最常用的有两种：一种是在目标板上运行的代码?穴通常选用ｃａｄｖａｎｃｅｄ模式?雪，另一种是可以提供给ｔｔｃｎ测试的代码。

第三步：由于生成的目标代码和测试代码具有很好的一致性，利用ｔｔｃｎ可以检查出ｓｄｌ设计中的问题，以保证ｓｄｌ设计的正确性。这也是利用ｓｄｌ进行ｔｄ－ｓｃｄｍａ系统开发的优势之一。根据ｔｓｍ １１(ｔｄ－ｓｃｄｍａ系统测试规范)系列所编写的测试例，方便进行协议的一致性测试，最大可能地发现开发中出现的问题，避免了这些错误带到板级调试中，从而加快了软件开发速度。

第四步：ｓｄｌ描述生成的ｃ源代码要在ａｒｍ硬件系统上运行，还需要与选定的ｒｔｏｓ操作系统进行集成。ｓｄｌ可以与多种ｒｔｏｓ系统相互集成，它们的集成原理相同。根据 ｓｄｌ的进程任务，在ｒｔｏｓ系统中的处理情况可以分成两种，一种是深度集成，另外一种是轻度集成。它们的效果相同，其区别在于深度集成将ｓｄｌ描述中的每一个进程作为ｒｔｏｓ中的一个进程来处理，而轻度集成则将整个ｓｄｌ系统作为一个ｒｔｏｓ进程进行处理。在实际应用中，大多使用第二种方法。这种方法便于ｓｄｌ和ｒｔｏｓ系统的集成，集成时只需要修改ｓｄｌ的接口文件ｓｅｔｅｎｖ．ｃ。在该接口文件中，增加下列ｎｕｃｌｅｕｓ的函数：

ｎｕ＿ｃｒｅａｔｅ＿ｍｅｍｏｒｙ＿ｐｏｏｌ（）

ｎｕ＿ａｌｌｏｃａｔｅ＿ｍｅｍｏｒｙ（）

ｎｕ＿ｃｒｅａｔｅ＿ｔａｓｋ（）

前两个函数被ｎｕｃｌｅｕｓ用来分配内存，保存ｓｄｌ进程控制块。ｎｕ＿ｃｒｅａｔｅ＿ｔａｓｋ（）函数用于创建ｎｕｃｌｅｕｓ的任务，它是ｓｄｌ进程与ｎｕｃｌｅｕｓ接口的关键函数。该函数共有１１个参数：ｔａｓｋ＿ｐｔｒ、“ｓｄｌ＿ｆｎ”、ｓｄｌ＿ｍａｉｎ、０、ｎｕｌｌ、ｓｔａｃｋ＿ｐｔｒ、ｍａｎａｇｅｒ＿ｓｔａｃｋ＿ｓｉｚｅ、ｍａｎａｇｅｒ＿

ｔａｓｋ＿ｐｒｉｏｒｉｔｙ、ｍａｎａｇｅｒ＿ｔｉｍｅ＿ｓｌｉｃｅ、ｎｕ＿ｐｒｅｅｍｐｔ、

ｎｕ＿ｓｔａｒｔ；其中ｔａｓｋ＿ｐｒｔ是指向进程的控制块、“ｓｄｌ＿ｆｎ”是进程的名字、ｓｔａｃｋ＿ｐｔｒ是进程的堆栈指针、ｍａｎａｇｅｒ＿ｓｔａｃｋ＿ｓｉｚｅ是堆栈的大小；ｍａｎａｇｅｒ＿ｔｉｍｅ＿

ｓｌｉｃｅ是进程可以占用的最大时间（以ｔｉｃｋｓ来计算）。经过修改后的接口函数只要与ｓｄｌ生成的源代码和操作系统提供的代码一起编译即可。每次启动系统后，ｎｕｃｌｅｕｓ将ｓｄｌ描述当作是一个独立的任务进行处理。ｓｄｌ进程由ｓｄｌ内核管理，而整个ｓｄｌ系统则由ｎｕｃｌｅｕｓ管理。ｎｕｃｌｅｕｓ系统有自己一套完整的消息处理机制，同时ｓｄｌ生成的代码也有自己一套信号处理机制，它们相互独立，共同作用组成应用系统[９]。

最后将ｓｄｌ生成的代码、ｎｕｃｌｕｅｓ代码和所编写的硬件驱动统一编写成ａｒｍ运行代码。

在整个软件开发过程中，实际开发过程不是完全由第一步到第四步这么简单，有时它们交织在一起。在ｔｔｃｎ以及目标板测试中发现的问题反馈到设计过程，不断修正，直到系统的最后完善。

从以上过程描述可以看出ｓｄｌ有以下优势：

(１)ｓｄｌ工具可以同时支持图形(ｇｒ)和文本描述(ｐｒ)，并且可以相互转换。图形方式方便设计人员直观了解设计结果，而文本方式便于保存。

(２)便于软件设计，可以将详细设计报告和代码设计过程有机地结合在一起，ｓｄｌ可以把利用ｓｄｌ描述的详细报告部分直接生成所需要的代码。

(３) 由于ｓｄｌ具有一致性的目标源代码和测试代码，可以利用ｔｔｃｎ直接测试，大大提高了ｓｄｌ设计的源代码的正确性。同时ｓｄｌ具有丰富的ｍｓｃ接口，在测试的ｖａｌｉｄａｔｏｒ、ｓｉｍｕｌａｔｏｒ、ｔｔｃｎ过程中都有ｍｓｃ图输出，可以提供设计人员检查设计中存在的问题。

ｓｄｌ生成的代码可以在多种实时多任务平台上运行，可以方便地与ｐｓｏｓ、ｎｕｃｌｕｅｓ ｐｌｕｓ、ｓｏｌａｒｉｓ、ｖｘｗｏｒｋｓ、ｏｓｅｄｅｌｔａ等ｒｔｏｓ系统相互集成，具有较好的可一致性。

ｓｄｌ工具可以将整个软件开发过程、需求报告、总体设计报告、详细设计报告、代码设计及测试和维护集成一体。各个部分的设计都可以使用ｓｄｌ的不同功能来描述，最大限度地节省人力和物力。图3 利用sdl开发td-scdma系统模式（ue端） 本文没有介绍ｓｄｌ的ｕｍｌ部分可以完成软件开发的需求分析、总体或概要设计。结合ｓｄｌ的功能，ｔｅｌｅｌｏｇｉｃａｌ ｔａｕ ａｂ提供的ｓｄｌ工具将软件开发的全过程有机地结合在一起，从需求分析到代码生成。加快了软件开发速度，缩短了软件开发周期。在整个ｔｄ－ｓｃｄｍａ高层项目开发中，ｓｄｌ工具软件起关键作用。

但是ｓｄｌ在协议软件的开发中也不是万能的，虽然ｓｄｌ的描述直观、方便，但是ｓｄｌ生成的代码非常复杂，不便于修改和阅读。这也是惟一对ｓｄｌ担忧的地方。通常在生成代码中一个不起眼的ｂｕｇ，将永远都不会找到。