專利名稱：一種測(cè)試基站控制器時(shí)延的系統(tǒng)及其測(cè)試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動(dòng)通信領(lǐng)域，特別是涉及一種測(cè)試基站控制器時(shí)延的系統(tǒng)及其測(cè)試方法。
背景技術(shù)：
在寬帶碼分多址(WCDMA)系統(tǒng)中，業(yè)務(wù)種類非常豐富，包括了電路交換(CS)的流類(STREAMING)業(yè)務(wù)、會(huì)話類(CONVERSION)業(yè)務(wù)，以及分組交換(PS)的背景類(BACKGROUND)業(yè)務(wù)、交互類(INTERACTIVE)業(yè)務(wù)。對(duì)于PS業(yè)務(wù)而言，用戶比較關(guān)心的一個(gè)服務(wù)質(zhì)量(QOS)參數(shù)就是用戶面時(shí)延，用戶下載2兆比特(bit)數(shù)據(jù)，花費(fèi)10秒鐘時(shí)間與花費(fèi)10分鐘的時(shí)間，其滿意度顯然是不一樣的。在端到端的PS業(yè)務(wù)中，用戶面的時(shí)延開銷分布在很多地方，包括空口時(shí)延、基站(NodeB)內(nèi)部傳輸處理時(shí)延、基站控制器與核心網(wǎng)之間的接口(IU)時(shí)延等，但是較大的一部分時(shí)延開銷位于基站控制器(RNC)內(nèi)部。RNC作為WCDMA系統(tǒng)中最為復(fù)雜的網(wǎng)元，如何測(cè)試IUB接口到IU接口之間用戶面處理的時(shí)延，即RNC內(nèi)部的用戶面處理時(shí)延，對(duì)于分析RNC的整體性能，優(yōu)化和改善RNC內(nèi)部用戶面的處理有著重要的意義，準(zhǔn)確的時(shí)延測(cè)試值也是判斷RNC是否合乎WCDMA系統(tǒng)整體性能的依據(jù)。
目前現(xiàn)有技術(shù)所采用的測(cè)試RNC內(nèi)部處理時(shí)延的方法有兩種。方法一是在真實(shí)的WCDMA系統(tǒng)環(huán)境中，用真實(shí)的移動(dòng)終端發(fā)起各種PS數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，通過另一個(gè)移動(dòng)終端接收PS數(shù)據(jù)，來(lái)檢測(cè)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)在WCDMA系統(tǒng)中的整體時(shí)延。通過這種測(cè)試方法獲得的時(shí)延測(cè)試值顯然不準(zhǔn)確，WCDMA系統(tǒng)中PS用戶面時(shí)延一般在幾十到幾百個(gè)毫秒(MS)之間，通過移動(dòng)終端測(cè)試的方式很難得到準(zhǔn)確的值；而且不能準(zhǔn)確測(cè)出RNC在數(shù)據(jù)處理過程中產(chǎn)生的時(shí)延，該方案的測(cè)試值包含了全系統(tǒng)的時(shí)延，所以不能用該值評(píng)估RNC用戶面的處理時(shí)延。
方法二RNC對(duì)于PS用戶面處理的時(shí)延較大一部分集中在層2(L2)實(shí)體的處理上面，一般RNC會(huì)通過一種專用的處理芯片，例如數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)來(lái)處理L2實(shí)體。測(cè)試方案是需要在DSP中增加測(cè)試模塊1和測(cè)試模塊2，首先測(cè)試模塊1通過10MS、20MS或者40MS的硬件中斷觸發(fā)，周期性模擬產(chǎn)生數(shù)據(jù)包，并發(fā)送給RNC處理的L2實(shí)體，L2實(shí)體處理完畢后，發(fā)給測(cè)試模塊2，由該模塊檢測(cè)數(shù)據(jù)包的發(fā)送序列號(hào)和時(shí)間標(biāo)記，統(tǒng)計(jì)出DSP對(duì)數(shù)據(jù)包的處理時(shí)間。但這種方法處理不靈活，需要在RNC內(nèi)部構(gòu)建測(cè)試模塊，添加相應(yīng)的測(cè)試代碼；而且同樣不能得到RNC真實(shí)的時(shí)延，測(cè)試值只是反映了DSP對(duì)于用戶面數(shù)據(jù)處理的時(shí)間開銷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種測(cè)試基站控制器時(shí)延的系統(tǒng)及其測(cè)試方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)存在構(gòu)建測(cè)試系統(tǒng)較復(fù)雜，而且不能準(zhǔn)確獲得RNC時(shí)延的問題。
本發(fā)明采用一種測(cè)試基站控制器時(shí)延的方法，其特征在于，包括下述步驟A、在被測(cè)基站控制器(RNC)與基站之間的接口(IUB)側(cè)模擬移動(dòng)終端和基站(NodeB)，并建立業(yè)務(wù)鏈接；B、所述模擬移動(dòng)終端向被測(cè)基站控制器發(fā)送可被識(shí)別的特征數(shù)據(jù)包；C、在所述基站控制器IUB口以及被測(cè)基站控制器與核心網(wǎng)(CN)之間的接口(IU)獲取該數(shù)據(jù)包，并分別記錄獲取時(shí)間；D、將獲得的兩次時(shí)間相減，得出被測(cè)基站控制器處理該數(shù)據(jù)包的時(shí)延。
所述可被識(shí)別的特征數(shù)據(jù)包是具有符合網(wǎng)絡(luò)協(xié)議版本4(IPV4)的完整包頭的TCP/IP數(shù)據(jù)包。所述可被識(shí)別的特征數(shù)據(jù)包是在該數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)域中添加特征值。所述特征值的內(nèi)容是按數(shù)據(jù)包發(fā)送順序遞增的序號(hào)。
通過提取并修改被測(cè)基站控制器的協(xié)議棧模擬所述移動(dòng)終端和基站；或者，預(yù)先在被測(cè)基站控制器的IUB口及IU口分別定制模板消息，當(dāng)IUB口或IU口收到被測(cè)基站控制器發(fā)來(lái)的消息后通過回應(yīng)相應(yīng)的模板消息來(lái)模擬所述移動(dòng)終端和基站。
所述的業(yè)務(wù)鏈接為分組交換(PS)業(yè)務(wù)連接，或者為電路交換(CS)業(yè)務(wù)連接。
本發(fā)明還提供一種測(cè)試基站控制器時(shí)延的系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括模擬設(shè)備和測(cè)試儀；所述模擬設(shè)備用于模擬移動(dòng)終端和基站來(lái)向被測(cè)基站控制器發(fā)送特征數(shù)據(jù)包；所述測(cè)試儀用于在被測(cè)基站控制器的IUB口和IU口獲取所述特征數(shù)據(jù)包并記錄獲取時(shí)間。
所述測(cè)試系統(tǒng)還包括可為所述模擬移動(dòng)終端提供特征數(shù)據(jù)包的用戶面測(cè)試模塊(UPAM)。
所述的測(cè)試儀為一臺(tái)，通過轉(zhuǎn)接設(shè)備與被測(cè)基站控制器的IUB口和IU口連接，或者所述的測(cè)試儀為兩臺(tái)，分別與被測(cè)基站控制器的IUB口和IU口連接。
所述的轉(zhuǎn)接設(shè)備是異步傳輸模式(ATM)交換單元。
本發(fā)明有益效果如下本發(fā)明方法構(gòu)建了一種對(duì)基站控制器時(shí)延測(cè)試的系統(tǒng)，無(wú)需在RNC內(nèi)部構(gòu)建測(cè)試模塊和添加相應(yīng)的測(cè)試代碼，只需利用現(xiàn)有設(shè)備在被測(cè)RNC的入口側(cè)虛擬一個(gè)測(cè)試環(huán)境，使模擬移動(dòng)終端與被測(cè)RNC之間可以建立業(yè)務(wù)鏈接，并可向被測(cè)RNC發(fā)送可被識(shí)別的特征數(shù)據(jù)包；同時(shí)在被測(cè)RNC的入口和出口各連接一個(gè)用于獲取所述特征數(shù)據(jù)包的測(cè)試儀，并記錄獲取時(shí)間；根據(jù)數(shù)據(jù)包中“可被識(shí)別的特征值”，可以獲得同一數(shù)據(jù)包進(jìn)入被測(cè)RNC以及經(jīng)被測(cè)RNC處理完成后被輸出的時(shí)間，將兩個(gè)時(shí)間相減即可獲得準(zhǔn)確的RNC對(duì)于用戶面數(shù)據(jù)處理的時(shí)延。


圖1為本發(fā)明的測(cè)試系統(tǒng)原理圖；圖2為RNC內(nèi)部功能模塊信令交互圖；圖3為本發(fā)明方法步驟流程圖。
具體實(shí)施例方式
為了能夠準(zhǔn)確獲得被測(cè)基站控制器(RNC)的真實(shí)時(shí)延，本發(fā)明構(gòu)建如圖1所示的測(cè)試系統(tǒng)，該測(cè)試系統(tǒng)包括與被測(cè)RNC的IUB口相連的模擬設(shè)備，還包括與被測(cè)RNC的IUB口和IU口相連的測(cè)試儀。
所述測(cè)試系統(tǒng)還包括一用于給所述模擬設(shè)備提供模擬TCP/IP數(shù)據(jù)包的用戶面測(cè)試模塊(UPAM)。在所述模擬UE的用戶面中，從上至下包含UPAM、分組數(shù)據(jù)匯聚層協(xié)議(PDCP)模塊、無(wú)線鏈路控制協(xié)議(RLC)模塊、媒質(zhì)接入控制協(xié)議(MAC)模塊、幀協(xié)議(FP)模塊。其中UPAM與PDCP之間存在消息接口，可進(jìn)行滿足網(wǎng)絡(luò)協(xié)議版本4(IPV4)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)傳輸。所以可為所述模擬設(shè)備提供模擬TCP/IP數(shù)據(jù)包。
所述的模擬設(shè)備可以模擬移動(dòng)終端和基站(NodeB)，模擬的原則是能夠使信令面和用戶面建立正確的鏈接。本發(fā)明可直接利用RNC的硬件設(shè)備來(lái)模擬所述模擬移動(dòng)終端(UE)和基站(NodeB)。如圖2所示為RNC內(nèi)部功能模塊信令交互圖。通常RNC的硬件設(shè)備包括信令處理部分和用戶面處理部分。
模擬設(shè)備用戶面的建立RNC的用戶面包括了PDCP、RLC、MAC、FP等協(xié)議處理模塊，而模擬UE包括PDCP、RLC、MAC協(xié)議處理模塊，模擬NodeB包括FP協(xié)議處理模塊。所以所述模擬設(shè)備可直接移植并集成RNC的上述幾個(gè)模塊，而且使MAC的下層是FP，用以屏蔽掉真實(shí)的空口。這樣即可實(shí)現(xiàn)模擬設(shè)備的用戶面的建立。
模擬設(shè)備信令面的建立對(duì)于模擬設(shè)備信令面的建立，本發(fā)明提供兩種方法一移植并修改RNC的協(xié)議棧。與上述用戶面的建立方式相同，由于模擬UE和模擬NodeB的協(xié)議棧全部包含在RNC所具有的協(xié)議棧中，所以可直接移植并集成RNC中的協(xié)議棧，來(lái)實(shí)現(xiàn)模擬設(shè)備信令面(RRC)，以及業(yè)務(wù)面(NBAP)承載的建立。
方法二構(gòu)造模板消息。預(yù)先在被測(cè)基站控制器的IUB口及IU口定制用于向被測(cè)RNC發(fā)送的模板消息。所述模版消息是標(biāo)準(zhǔn)口的信令消息，即RNC可辨認(rèn)的有效消息。所有標(biāo)準(zhǔn)口的信令消息都可預(yù)先做成模板消息，例如信令連接建立請(qǐng)求消息(RRC CONNECT REQUEST)，業(yè)務(wù)連接建立響應(yīng)消息(RBSETUP RESPONSE)。在被測(cè)RNC與所述模擬設(shè)備互發(fā)消息，建立信令面以及用戶面的過程中，當(dāng)所述模擬設(shè)備收到被測(cè)RNC發(fā)來(lái)的消息后，向被測(cè)RNC發(fā)送相應(yīng)的模板消息。在上述發(fā)送消息流程中，模擬設(shè)備收到被測(cè)RNC發(fā)來(lái)的消息后，保存所述消息中的部分信元，并在根據(jù)已定制好的模版消息構(gòu)造響應(yīng)消息時(shí)，將所述信元添加到所述響應(yīng)消息中，再發(fā)送給被測(cè)RNC。通過上述交互，所述模擬設(shè)備獲取了被測(cè)RNC的相關(guān)信息，再根據(jù)這些信息完成信令面，以及業(yè)務(wù)面承載的建立。
通過上述方法，利用被測(cè)RNC的相關(guān)資源，來(lái)構(gòu)建所述模擬設(shè)備，并能使信令面和用戶面建立正確的鏈接。
測(cè)試系統(tǒng)中所述的測(cè)試儀可在指定的永久虛連接(PVC)通道上進(jìn)行設(shè)置，并獲取對(duì)應(yīng)通道上的特征數(shù)據(jù)包和準(zhǔn)確記錄獲取數(shù)據(jù)包的時(shí)間。
若被測(cè)RNC對(duì)外只有一個(gè)數(shù)據(jù)接口，則采用一臺(tái)測(cè)試儀通過轉(zhuǎn)接設(shè)備與被測(cè)基站控制器的IUB口和IU口連接，該轉(zhuǎn)接設(shè)備可為ATM交換單元。若被測(cè)RNC對(duì)外有兩個(gè)數(shù)據(jù)接口，則可采用兩臺(tái)測(cè)試儀分別與被測(cè)基站控制器的IUB口和IU口連接。該測(cè)試儀可采用N2型網(wǎng)鷹(NetHawk)測(cè)試儀。
現(xiàn)以測(cè)試系統(tǒng)具有兩臺(tái)NetHawk測(cè)試儀，分別與被測(cè)RNC的IUB口和IU口連接為例。當(dāng)上述測(cè)試系統(tǒng)構(gòu)建好后，如圖3所示，執(zhí)行下述步驟對(duì)被測(cè)RNC的數(shù)據(jù)處理時(shí)延進(jìn)行檢測(cè)。
S1、當(dāng)在被測(cè)RNC的IUB口側(cè)完成了模擬移動(dòng)終端和NodeB后，使所述模擬移動(dòng)終端通過模擬NodeB與被測(cè)RNC的IUB口連接。在完成上述連接后開始進(jìn)行消息交互，在模擬移動(dòng)終端與被測(cè)RNC進(jìn)行消息交互的過程中完成RRC信令連接，并在RRC信令連接建立完畢后進(jìn)行用戶面承載的建立。
S2、當(dāng)所述模擬移動(dòng)終端與被測(cè)RNC之間的用戶面承載建立完成后，模擬移動(dòng)終端通過所述用戶面測(cè)試模塊向被測(cè)基站控制器發(fā)送分組交換(PS)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)包。
所述的數(shù)據(jù)包是由用戶面測(cè)試模塊構(gòu)建的滿足IPV4的具有完整的包頭的TCP/IP數(shù)據(jù)包，該TCP包的數(shù)據(jù)域(DATA域)中填寫有可被NetHawk測(cè)試儀識(shí)別的特征值，例如按數(shù)據(jù)包發(fā)送順序遞增的數(shù)字。假設(shè)當(dāng)前發(fā)送的數(shù)據(jù)包為第一包，則在該數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)域中添加特征值內(nèi)容為1。
S3、當(dāng)該數(shù)據(jù)包通過已建立的用戶面承載鏈接，到達(dá)被測(cè)RNC的IUB口時(shí)，所述與被測(cè)RNC的IUB口連接的第一測(cè)試儀將獲取該數(shù)據(jù)包，并從該數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)域中識(shí)別出其特征值的內(nèi)容為1，同時(shí)以毫秒(MS)級(jí)的準(zhǔn)確度記錄下該數(shù)據(jù)包被獲取的時(shí)間戳，即該數(shù)據(jù)包到達(dá)被測(cè)RNC的IUB口，將要進(jìn)入被測(cè)RNC的時(shí)間戳。
S4、當(dāng)該數(shù)據(jù)包經(jīng)過一段時(shí)延在被測(cè)RNC中被處理完成后，將被輸出被測(cè)RNC。當(dāng)該經(jīng)處理的數(shù)據(jù)包到達(dá)被測(cè)RNC的IU口時(shí)，所述與被測(cè)RNC的IU口連接的第二測(cè)試儀將獲取該數(shù)據(jù)包，并從該數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)域中識(shí)別出其特征值的內(nèi)容為1，同時(shí)以毫秒(MS)級(jí)的準(zhǔn)確度記錄下該數(shù)據(jù)包被獲取的時(shí)間戳，即該數(shù)據(jù)包到達(dá)被測(cè)RNC的IU口，將要離開被測(cè)RNC的時(shí)間戳。
S5、從兩臺(tái)NetHawk測(cè)試儀上獲取數(shù)據(jù)包對(duì)應(yīng)的時(shí)間戳，并將獲得的同一數(shù)據(jù)包到達(dá)被測(cè)RNC的IUB口和IU口的時(shí)間相減，即可獲得該數(shù)據(jù)包在被測(cè)RNC中完整且準(zhǔn)確的時(shí)延，該時(shí)延不僅包括被測(cè)RNC中的數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)處理L2實(shí)體的時(shí)延，而且還包括在被測(cè)RNC中其它部分處理的時(shí)延，以及在其內(nèi)部傳輸?shù)臅r(shí)延等。
當(dāng)然本發(fā)明也可一次發(fā)送多個(gè)數(shù)據(jù)包進(jìn)行測(cè)試，那么就需要在測(cè)試儀獲取特征數(shù)據(jù)包時(shí)，在特征值內(nèi)容與獲取的時(shí)間戳之間建立一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，以便查詢到每一特征數(shù)據(jù)包對(duì)應(yīng)的兩個(gè)時(shí)間戳，從而獲得其在被測(cè)RNC中的準(zhǔn)確時(shí)延。
而且所述的特征值也可以用其它形式標(biāo)識(shí)，只要能夠達(dá)到區(qū)分每一特征數(shù)據(jù)包的目的，都應(yīng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
本發(fā)明同樣也可以擴(kuò)展到電路交換(CS)業(yè)務(wù)或其它相關(guān)業(yè)務(wù)發(fā)送的數(shù)據(jù)在RNC中的時(shí)延測(cè)試。
權(quán)利要求
1.一種測(cè)試基站控制器時(shí)延的方法，其特征在于，包括下述步驟A、在被測(cè)基站控制器(RNC)與基站之間的接口(IUB)側(cè)模擬移動(dòng)終端和基站(NodeB)，并建立業(yè)務(wù)鏈接；B、所述模擬移動(dòng)終端向被測(cè)基站控制器發(fā)送可被識(shí)別的特征數(shù)據(jù)包；C、在所述基站控制器IUB口以及被測(cè)基站控制器與核心網(wǎng)(CN)之間的接口(IU)獲取該數(shù)據(jù)包，并分別記錄獲取時(shí)間；D、將獲得的兩次時(shí)間相減，得出被測(cè)基站控制器處理該數(shù)據(jù)包的時(shí)延。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的可被識(shí)別的特征數(shù)據(jù)包是具有符合網(wǎng)絡(luò)協(xié)議版本4(IPV4)的完整包頭的傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(TCP/IP)數(shù)據(jù)包。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述可被識(shí)別的特征數(shù)據(jù)包是在該數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)域中添加特征值。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述特征值的內(nèi)容是按數(shù)據(jù)包發(fā)送順序遞增的序號(hào)。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過提取并修改被測(cè)基站控制器的協(xié)議棧模擬所述移動(dòng)終端和基站；或者，預(yù)先在被測(cè)基站控制器的IUB口及IU口分別定制模板消息，當(dāng)IUB口或IU口收到被測(cè)基站控制器發(fā)來(lái)的消息后通過回應(yīng)相應(yīng)的模板消息來(lái)模擬所述移動(dòng)終端和基站。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的業(yè)務(wù)鏈接為分組交換(PS)業(yè)務(wù)連接，或者為電路交換(CS)業(yè)務(wù)連接。
7.一種測(cè)試基站控制器時(shí)延的系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括模擬設(shè)備和測(cè)試儀；所述模擬設(shè)備用于模擬移動(dòng)終端和基站來(lái)向被測(cè)基站控制器發(fā)送特征數(shù)據(jù)包；所述測(cè)試儀用于在被測(cè)基站控制器的IUB口和IU口獲取所述特征數(shù)據(jù)包并記錄獲取時(shí)間。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述測(cè)試系統(tǒng)還包括可為所述模擬移動(dòng)終端提供特征數(shù)據(jù)包的用戶面測(cè)試模塊(UPAM)。
9.如權(quán)利要求7或8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述測(cè)試儀為一臺(tái)，通過轉(zhuǎn)接設(shè)備與被測(cè)基站控制器的IUB口和IU口連接，或者所述的測(cè)試儀為兩臺(tái)，分別與被測(cè)基站控制器的IUB口和IU口連接。
10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述的轉(zhuǎn)接設(shè)備是異步傳輸模式(ATM)交換單元。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種測(cè)試基站控制器時(shí)延的系統(tǒng)及其測(cè)試方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)存在構(gòu)建測(cè)試系統(tǒng)較復(fù)雜，而且不能準(zhǔn)確獲得RNC時(shí)延的問題。本發(fā)明方法包括以下步驟在被測(cè)基站控制器(RNC)與基站之間的接口(IUB)側(cè)模擬移動(dòng)終端和基站(NodeB)，并建立業(yè)務(wù)鏈接；所述模擬移動(dòng)終端向被測(cè)基站控制器發(fā)送可被識(shí)別的特征數(shù)據(jù)包；在所述基站控制器IUB口以及被測(cè)基站控制器與核心網(wǎng)(CN)之間的接口(IU)獲取該數(shù)據(jù)包，并分別記錄獲取時(shí)間；將獲得的兩次時(shí)間相減，得出被測(cè)基站控制器處理該數(shù)據(jù)包的時(shí)延。
文檔編號(hào)H04W24/08GK1845627SQ20051006479
公開日2006年10月11日 申請(qǐng)日期2005年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月22日
發(fā)明者左彥忠 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司