移动通信发展快速,应用需求逐渐多样化。以“增强型移动宽带”、“大规模机器类通信”和“超可靠低时延通信”这三大应用场景为基础的第五代移动通信技术(the 5th Generation,5G)脱颖而出,实现安全高效的通信是5G终端必然要实现的目标。无线资源控制层(Radio Resource Control,RRC)作为5G空口协议栈控制平面的核心成员,让终端快速连接到网络并稳定地工作在RRC连接态是其必然要完成的任务。本课题的设计与开发依托于重庆市科委重大主题专项“5G终端模拟设备的研发及应用”,结合第三代合作伙伴计划(the 3rd Generation Partner Project,3GPP)R15版本协议和项目需求分析,对5G终端系统RRC连接态下的功能进行设计与实现,最终采用灰盒测试方法对其测试。论文的主要工作和创新点如下:1.对5G系统架构和无线协议栈进行协议的学习和分析,分析5G终端系统RRC连接态下的RRC连接建立过程、RRC连接重建过程、RRC连接释放过程和RRC连接恢复过程。梳理5G终端系统协议栈和RRC的特点和难点,基于数字信号处理(Digital Signal Processor,DSP)芯片联合个人计算机(Personal Computer,PC)的跨平台解决方案来实现5G终端系统RRC连接态。2.根据5G终端系统RRC连接态下各主要过程的特征,利用有限状态机(Finite State Machine,FSM)的设计思想将RRC连接态进一步分解为多个状态处理器:随机接入态ACC(access)、连接态CON(connected)、连接重建态REE(reestablishment)和非激活态INA(inactive),这种方法能将复杂的功能进行分解并提高模块的可读性。3.设计并实现RRC连接态。完成原语模块、状态机模块、定时器模块的设计与实现,并在此基础上完成ACC、CON、REE和INA状态处理器下各个功能的设计和实现。分析上述4个状态涉及到的异常情况,利用分类处理的思想整合成异常处理机制模块并对其加以设计和实现。4.结合传统的测试方法和协议中的测试方法对已实现的5G终端系统RRC连接态的功能进行测试,编写正常测试例和异常测试例验证其功能和稳定性。尤其针对ACC、CON、REE和INA状态处理器的异常情况,分别编写了40个异常测试例逐个进行50次测试。测试结果表明,正常测试例和异常测试例的通过率均达到100%,参数变化符合预期,验证了设计方案的可行性,同时也验证了5G终端系统RRC连接态的设计与实现满足项目要求且符合协议一致性。