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在亚洲、欧洲和南美洲不同专用移动集群通信网（PMR）技术的激烈竞争中，欧洲电信标准化协会（ETSI）制定的开放TETRA标准是明显的胜利者。欧洲标准EN 300 392描述的TETRA空中接口协议符合ISO-OSI参考模式，旨在保证可靠性和工作安全性；这也是为什么行业企业以及管理部门都倾向于在公共安全机构（PSS）中采用它的原因。
当开发新的TETRA 终端或基站时，采用空中接口协议分析仪保证网络单元符合TETRA标准要求非常关键。然而，为保证已运营TETRA 网络在安全性可用性方面的苛刻要求，类似空中接口协议分析仪的测量设备对于保证服务质量极端重要（参见图框）。
图 1：TETRA移动台协议栈（话音和数据）
只需要快速浏览不同协议层的每一条消息就可以快速发现并解决可能会导致移动服务故障的与协议不符的终端行为。
协议层
TETRA协议分为多层：做为最低层的物理层是位传输层，也就是无线传输的实际接口。所有与数据链路层有关的任务都在第2层，而第3层用于连接控制（网络层）。用户数据被转发到应用层。此处简要描述了与空中接口分析相关的协议层任务。
物理层
物理层或位传输层是TETRA协议的实际空中接口。要发送或接收数据，物理层要与较低层的MAC层通信。调制和解调、接收和发送间的转换、频率和时间同步以及移动较功率控制都属于物理层的范围。
下层媒体访问控制层（Lower MAC）
下层MAC是数据保护层（第2层）的子层。其工作是从接收到猝发信号中过滤用户数据、完成信道解码、校正任何传输错误并将解码数据指定到逻辑信道。然后数据被传送到较高MAC。
在猝发发送时，下层MAC必须对接收自上层MAC的逻辑信道中的用户数据进行编码，适配到猝发包中并发送到物理层。
上层媒体访问控制层（Upper MAC）
上层MAC也是第2层的一部分，主要根据逻辑信道处理接收自下层MAC的数据。如果数据是信令数据（控制平面），那么会被转发到逻辑链路控制子层。另一方面，业务信道的数据（用户平面）则直接提供到更高的用户层（4至7层）。在发送一侧，业务数据和信令数据被分配到相应的逻辑信道并转发到下层MAC。对于信令消息的发送，上层MAC需要控制复杂的随机访问过程。
在上层MAC，基站也管理控制帧协议。此协议负责发送基础信道，并每18个帧数据发送同步和系统信息。
逻辑链路控制（LLC）
做为安全层（第2层）的子层，LLC的任务是对接收到的数据进行真实性检查。对MLE发送来的需要发送的信令数据，LLC为其加上一个头。如果另一方的模块没有接收到或确认，LLC则重新发送。在此过程中，持续告知更高层数据传输的状态。
移动链路控制实体（MLE）
做为网络层（第3层）的子层，MLE根据地址信息将接收到信令数据馈送到数据包数据控制、移动管理或电路模式控制实体子层。这一过程称为协议路由。MLE扮演的另一个角色是选择适当的单元，以及持续监控相信单元的状态。
此外，下行链路中的基站MLE创建D-MLE-SYNC 和 D-MLE-SYSINFO消息，为创建基础信道提供重要信息。
移动管理（MM）
移动管理子层保证移动台可以登录到网络并可以访问。其任务覆盖网络注册（登入）直至认证和防止不正当使用在内的多种功能。
电路模式控制实体（CMCE）
电路模式控制实体任务可分为三个不同的方面。包括附加服务、短数据服务以及呼叫控制。
附加服务是在正常的话音和数据传输之外，可由网络运营商提供的更多更高层应用层。短数据服务是支持发送短消息的特殊服务。呼叫控制负责建立呼叫。
子网相关会聚协议（SNDCP）
SNDCP支持用户传输分组数据。这些服务一般用来为笔记本提供访问计算网络的能力，例如访问TETRA网络。
完成测试
TETRA协议通常采用离线分析方式，即选定传输信道上的所有消息首先被实时记录下来，然后再进行评估。为做到这一点，协议测试仪通常需要直接置于射频信道，即配备一个接收器。所有接收到的原始数据都用适当的文件格式保存，可以进行编辑，供以后评估用。
例如，当连接建立时在不同的协议层之间有多种消息交换，因此必须找到一种适当的显示流程有序地分析这一信息。消息序列表（MSC）已经成为标准，并且能够提供清楚的消息时间序列图以及相应的发送层和目的层。在此视图中，消息转发的协议层以列的形式显示出来。这意味着只需浏览一下就可以检查出不完整或丢失的信令消息，并确定这些错误。例如如图2所示。
图 2：消息序列表（MSC）显示不同层间的通信
每条显示的消息都附加有时间戳，以及其它数据信息，如校验各、加密信息以及性能和时隙控制标记。因此所有这些数据都可用于分析，如果需要的话，也可以显示出来。
为进一步简化分析并使视图更清晰，可以利用专门的条件来过滤出单独的协议层或消息。这一标准协议分析仪功能支持仅显示某一层中的消息或仅显示某种消息类型，当然反过来也可以仅屏蔽某一层中的消息或某种消息类型。因此在分析过程中，用户可以将精力更准确地集中在记录中怀疑有问题的地方。
利用协议分析仪的评估软件功能，可以通过特定的过滤器功能标记中正常传输流中丢失或不完整的消息和错误消息。
此处提到的过滤功能不仅可以在离线模式下使用，还可以用于实时分析。
错误诊断
如图3所示的错误消息例子。其中注册流程的一部分出现问题，在记录的原始数据中相应的消息以红色标记出来。
图 3：协议分析仪还可以提供故障排除和错误分析支持
一部 TETRA移动设备试图触发基站的用户位置更新。消息做为信令被转发到移动管理协议层，并在这一层导致错误。有关这一消息的详细信息可在显示屏幕的下半部分看到；根据TETRA标准，在实际信令消息中增加了两位长的附加消息。然而，在解码过程中长度指示地表示仅有一位长附加信息。这种情况被做为纯文本错误消息（消息太短）。因此，由于消息太短不符合TETRA标准要求，用户位置更新失败，相应的TETRA移动设备将会被基站拒绝。
另一例子如图4所示。根据TETRA SDS（短数据服务）服务，应当传送一条短消息。为此，一条协议消息到达SDS-TL，同时生成一条确认接收报告。如果消息没有完全解码（如本例中的情况），确认消息没有发送。因此会导致发送设备白白等待确认消息。分析软件将决定性的“SDS report”信令标记为红色，从而可以容易地发现这一问题。
图 4：协议分析仪可以发现短消息中的错误
工作流程框图显示了网络和终端协议层间的空中接口检测到的消息。因此，空中接口也非常适于分析更高层的协议层，因为空中接口的信号可以访问并且协议是明确的，而一般网络基础设施中的设备通常都有非标准的私有接口。
TETRA AirAnalyzer
德国威尔泰克的系列产品中就包含一种现代TETRA协议分析仪（参看图5）。 Willtek 8140 TETRA AirAnalyzer为前向和反向链路配备了两个高灵敏度接收器，能够记录无线信道上的所有消息，包括从移动设备到基站和基站到移动设备两个方向。与基于简单的射频设备的解决方案不同， 8140 TETRA AirAnalyzer基于TETRA参考协议栈。因此可以解码所有信令和数据数据，并检查其一致性。语音解码器选件支持为了分析目的监控TETRA网络上的对话并以WAV文件格式记录下来。此外，8140还可以解码静态和/或动态加密的数据。设备本身通过以太网连接到控制PC，在分析软件上运行分析软件。因此，这使得TETRA AirAnalyzer成为评估TETRA网络服务质量的非常有用的工具。
图5（参考文本框1）
服务质量（QoS）
TETRA网络建成后一般由负有安全责任的部门和机构使用，因此不能与一般商用移动服务相比。员工的工作完全依赖于网络的功能和可用性，而在极端情况下，防火队员或警察的生命可能都有赖于网络可用性。因此，与普通商用移动无线网络相比，TETRA无线网络运营服务的质量有特别的要求，例如建立无线链路的时间非常重要。
由于这一原因，TETRA网络的“服务质量”分析必须根据安全服务部门服务的特殊情况和标准进行。在此过程中，首先对从接收信号电平到小区变化后呼叫恢复流程的成功率、调制质量、小区最大呼叫数据评估，直至呼叫建立时间或话音延迟在内的各个参数进行测量并进行统计评估。
此处的目标是发现移动服务提供的现有瓶颈或潜在威胁，如小区负载水平、呼叫建立时间（如图所示），或者呼叫中止的频率和错误原因。利用这些结果，移动电话网络可以始终保持在最佳的状态，从而尽最大可能达到其建设目标。
图6（参考文本框2）
作者简介：Thomas Riedl 在移动电话网络系统技术方面有8年的专业经验，目前担任德国威尔泰克通讯技术有限公司产品经理。
