CN100472988C

CN100472988C - 一种对基站NodeB进行测试的系统和方法

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Publication number: CN100472988C
Application number: CNB2005101264258A
Authority: CN
Inventors: 罗连洪; 谢澜涛; 余擎旗
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2005-12-09
Filing date: 2005-12-09
Publication date: 2009-03-25
Anticipated expiration: 2025-12-09
Also published as: CN1980448A

Abstract

一种对基站NodeB进行测试的系统和方法，用于测试NodeB基带板连接用户设备的Uu口和连接基站控制器的Iub口的处理能力和稳定性，该系统，包括：模拟用户设备模块，用于生成上行I/Q数据，并分析下行I/Q数据；模拟Uu接口的NodeB测试板，用于获取所述上行I/Q数据，发送所述上行I/Q数据到NodeB基带板，并采集所述NodeB基带板的下行I/Q数据；控制台，与模拟基站控制器连接，用于通过交互信息，控制测试的启动或停止；模拟基站控制器，用于与所述NodeB测试板、控制台和模拟用户设备模块进行控制消息的交互，并实现Iub接口的用户面和控制面数据的传输和处理分析。

Description

一种对基站NodeB进行测试的系统和方法

技术领域

本发明涉及通讯领域的WCDMA系统，具体涉及对基站(NodeB)的测试系统和方法。

背景技术

整个WCDMA系统由基站(NodeB)122、基站控制器RNC(Radio NetworkController)121、核心网CN(Core Network)110和用户设备UE(User Equipment)130四部分组成，如图1所示。

WCDMA系统的无线接入网由一个或多个RNS(Radio Network Subsystem无线网络子系统)120组成，每个RNS120包括1个RNC121以及一个或多个NodeB(类似GSM中的基站)122。一个Node B122可以支持一个或多个小区、每个小区又可以支持一个或多个载波。各个组件的功能具体描述如下

RNC121是RNS120的控制部分，负责对各种接口的管理，承担无线资源和无线参数的管理。主要功能包括：系统信息广播与接人控制功能、切换、RNC121迁移、功率控制、宏分集合并、无线资源分配及管理等功能。

Node B122是WCDMA系统的基站，受RNC121控制，由一个或多个小区的无线收发信设备组成，完成RNC121与无线信道之间的编码转换，实现空中接口与物理层间的相关处理如无线信道编码、交织、速率匹配和扩频等，并完成一些无线资源管理功能。

RNS120内部的各功能实体之间或RNS120与外部功能实体之间的通信都采用开放的、标准的接口，包括Iu140、Iub123、Uu150和Iur160接口，通过这些标准接口可实现不同厂家设备间的互联互通。在RNS120内部，NodeB122和RNC121之间通过Iub123接口相连，RNC121与RNC121之间通过Iur160相连。在RNS120与外部功能实体的通信中，NodeB122通过空中接口Uu150与UE130通信。

对于WCDMA系统而言，RNS120负责控制所辖各小区的资源。NodeB122通过Iub接口123与RNC121相连，通过Uu接口150，将RNC121的Iub接口123的下行数据发送到UE130和小区，同时也通过Uu接口150，接收UE130的上行数据，通过Iub接口123传送到RNC121。NodeB122透传UE130和RNC121之间的数据，包括业务数据和信令数据。

通常，NodeB至少包括如下单板：

主控板BMC，用于控制面处理，管理分配NodeB的资源；

用户面数据处理板BBP，用于基带处理，基本包括NodeB的所有关键技术；

传输板BII，用于Iub接口传输处理；

时钟板BCK，用于为NodeB提供精确的时钟参考源。

对NodeB的测试包括：

Iub接口的测试，Iub接口处理能力和稳定性；

Uu接口的测试，Uu接口的处理能力和稳定性。Uu接口的基带处理，是整个NodeB的关键技术所在。

使用模拟RNC和模拟UE模块测试系统的必要性：

1.开局后，NodeB的异常，轻则引起某些用户不能接入，语音图形质量差，重则导致NodeB瘫痪，停止工作。

2.真实环境测试，需要有全套的RNC和CN设备，以及大量的WCDMA手机，维护人员多，人和物的成本高。按照一个小区123路语音，一个NodeB支持三个扇区，三个载频，整个NodeB可支持的语音用户数为3*3*123＝1107，不可想象，作饱和测试时，要维护如此多的手机。

3.真实环境测试，难以全自动运行及全自动发现错误，难以对任意时段的呼损、性能上的异常、功能上的异常进行精确检测，而这些功能对系统攻关是至关重要的，并且不能在出现异常时，自动停止测试，自动定位故障，保护现场。

4.真实环境测试，很难作到高强度的冲击测试。冲击测试力度小，复现外场问题的周期长。

5.真实环境测试，由于输入不可控导致输出不可预期，并导致不可回溯等一系列问题；

6.如果开发测试用UE，包括软件和硬件的开发，必须符合3GPP协议的要求，开发、制作、使用维护的成本高，稳定性差。

业内需要寻求新的测试方案，既不能太复杂而导致难以实现，而又可以解决上述所有的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服通常对基站NodeB的测试方法的缺陷，提出一种成本低、使用方便、全自动的对基站NodeB进行测试的系统和方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种对基站NodeB进行测试的系统，用于测试NodeB基带板连接用户设备的Uu口和连接基站控制器的Iub口的处理能力和稳定性，其特点在于，包括：

模拟用户设备模块，用于生成上行I/Q数据，并分析下行I/Q数据；

模拟Uu接口的NodeB测试板，用于获取所述上行I/Q数据，发送所述上行I/Q数据到NodeB基带板，并采集所述NodeB基带板的下行I/Q数据；

控制台，与模拟基站控制器连接，用于通过交互信息，控制测试的启动或停止；

模拟基站控制器，用于与所述NodeB测试板、控制台和模拟用户设备模块进行控制消息的交互，并实现Iub接口的用户面和控制面数据的传输和处理分析。

上述的对基站NodeB进行测试的系统，其特点在于，所述模拟基站控制器还包括：

主控板，用于所述Iub接口控制面数据的处理，处理B节点应用协议消息，并同时对各个节点进行控制；

用户面数据处理板，用于接收所述NodeB上行的用户面数据，并进行处理分析，同时生成下行各个信道的数据；

传输板，用于所述Iub接口数据的传输处理，在所述NodeB和所述模拟基站控制器之间进行所述用户面和控制面数据的传输；

时钟板，用于为模拟基站控制器的各个单板提供时钟参考源。

上述的对基站NodeB进行测试的系统，其特点在于，所述控制台还包括：

脚本配置模块，用于设置所述模拟基站控制器发起B节点应用协议消息所需的各种信令参数；

人机界面模块，用于设置呼叫流程，上行的无线环境，手动控制测试过程和显示测试中的信息。

上述的对基站NodeB进行测试的系统，其特点在于，所述模拟用户设备模块还包括：

高层模块，用于从所述控制台获取脚本参数和预定义的呼叫流程信息；

基带模块，用于根据所述获得的脚本参数和预定义的呼叫流程信息生成所述上行I/Q数据，并对所述NodeB测试板采集的下行I/Q数据按照所述控制台配置的脚本参数和定义的B节点应用协议流程，作物理信道和传输信道的分析。

上述的对基站NodeB进行测试的系统，其特点在于，所述主控板还包括：

主控模块，用于从所述控制台获取脚本参数，生成小区实例，通知业务模块发起公用面的过程，建立小区和公共传输信道，按照所述控制台中定义的呼叫流程，生成用户设备实例，填写B节点应用协议，通知所述业务模块发起B节点应用协议过程；

业务模块，用于接受所述主控模块的B节点应用协议消息发送请求，将B节点应用协议消息发送到传输模块；

传输模块，用于将B节点应用协议消息转发到所述传输板。

上述的对基站NodeB进行测试的系统，其特点在于，所述用户面数据处理板还包括：

FP模块，用于接收所述NodeB上行的FP包，分析其中传输信道的数据，对物理信道的误码率和传输信道的误块率作统计，将统计结果上报所述控制台，并生成下行各个信道的数据，通过所述传输板发送到所述NodeB。

上述的对基站NodeB进行测试的系统，其特点在于，所述NodeB测试板还包括：

微处理器，用于获取所述模拟用户设备模块生成的上行I/Q数据，转存到现场可编程门阵列，并将所述现场可编程门阵列采集的下行I/Q数据存储到所述模拟用户设备模块所在的PC机上；

现场可编程门阵列，用于发送所述上行I/Q数据到所述NodeB基带板，并采集所述NodeB基带板的下行I/Q数据。

上述的对基站NodeB进行测试的系统，其特点在于，所述控制台、模拟用户设备模块和所述模拟基站控制器中的主控板、用户面数据处理板中都设有运行支持系统模块，所述控制台、模拟用户设备模块和用户面数据处理板通过所述运行支持系统模块与所述主控板通讯，传递控制消息，通讯机制采用TCP/IP方式。

上述的对基站NodeB进行测试的系统，其特点在于，所述模拟基站控制器与NodeB之间通过所述Iub接口的通讯，遵循标准的第三代合作伙伴计划协议。

使用本测试系统进行测试，可以满足下列需求：

1.由于是在PC机上生成上行I/Q数据，可以生成任意多UE的上行数据。减少了使用大量UE的成本。

2.由于下行I/Q数据能够保存到PC机，可以事后由模拟UE程序或MATLAB等工具反复分析，定位下行的故障。

3.控制台能够精确定义呼叫流程，模拟RNC的BBP中的FP模块，可以根据物理信道BER和传输信道BLER设定的门槛值，作到上行异常判决，停止测试，保护测试现场。

4.通过在控制台修改脚本参数的方式，可以达到各种测试效果，使用方便。

5.通过在控制台定义大量UE的各种业务的呼叫，和呼叫间隔，实现对NodeB的大容量测试

附图说明

图1为WCDMA系统的结构示意图；

图2为本测试系统的结构示意图；

图3为本测试系统的各个模块分布示意图。

其中，附图标记：

110 核心网 120 无线网络子系统

130 用户设备 140 Iu接口

150 Uu接口 160 Iur接口

121 基站控制器 122 NodeB

123 Iub接口 2100 本发明中的NodeB

2200 PC 2300 模拟基站控制器

2110 WCDMA NodeB测试板

2120 NodeB中的用户面数据处理板BBP

2130 NodeB中的传输板BII 2210 模拟用户设备

2220 控制台 2310 主控板BMC

2320 模拟基站控制器中的用户面数据处理板BBP

2330 时钟板BCK

2340 模拟基站控制器中的传输板BII

2111 MPC8260芯片

2112 FPGA 2211 高层模块

2212 基带模块 2221 脚本配置模块

2213 模拟用户设备的OSS模块

2222 人机界面模块

2223 控制台的OSS模块 2311 主控模块

2312 业务模块 2313 传输模块

2314 BMC的OSS模块 2321 FP模块

2322 BBP的OSS模块

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

对上面描述的测试系统的各个部分，再作详细描述。

为了节省开发成本，模拟RNC可使用版本较旧的的NodeB，只使用BMC、BII、BBP、BCK，其中BII和BCK的软硬件可继承NodeB，不作改动。BMC和BBP的高层软件需要按照3GPP(The 3rd Generation Partnership Project，第三代合作伙伴计划)协议，作修改。

图2为本测试系统的结构示意图。如图所示，包括：

本测试系统中的NodeB2100中增加了模拟Uu接口的单板WBT(WCDMANodeB Tester)2110，此板插入NodeB2100，占一个基带板BBP2120的槽位上。此外，基带板上还包含有用户面数据处理板BBP2120和传输板BII2130。

模拟RNC2300包括BII2340、BCK2330、BBP2320、BMC2310等主要单板，各个单板的功能如下：

1)时钟板BCK2330为模拟RNC2300的各个单板提供时钟参考源

2)传输板BII2340作Iub接口123的传输处理，中转NodeB2100和模拟RNC2300间，用户面和控制面的数据。将BMC2310构造的NBAP消息发送到NodeB2100，接收NodeB2100发送过来的NBAP(Node B ApplicationProtocol，节点B应用协议)消息，转发到BMC2310。BII2340接收NodeB2100上行的FP包，转发到对应的BBP板2320，将BBP板2320上构造的下行FP包，发送到NodeB2100。

3)用户面数据处理板BBP2320作Iub接口用户面的FP数据处理，接收BII2340转发来的NodeB2100各个上行信道的FP(Frame Protocol)包，同时构造各个信道的下行FP包。按照测试的UE容量需要，可配置多块。

4)主控板BMC2310作Iub接口控制面处理，处理NBAP消息。同时，作为本系统的控制中心，对各个节点作控制。

模拟UE模块2210，用于模拟UE的上行和下行。按照控制台配置的脚本参数和定义的NBAP流程，生成WBT要发送到NodeB基带板的上行的I/Q数据文件。对WBT采集的NodeB基带板的下行I/Q数据，按照控制台配置的脚本参数和定义的NBAP流程，作物理信道和传输信道的分析。

控制台2220，在PC机上运行的一个程序，具有人机界面。可控制整个测试系统，配置构造NBAP消息所需的各种业务参数，定义NBAP呼叫流程，即模拟RNC发起各个小区建立，各个UE的无线链路建立、无线链路重配、压缩模式命令的时机。

控制台2220和模拟UE模块2210通常共同使用一台PC机2220。模拟RNC2300与NodeB2100间通过Iub接口123通讯，完全遵循标准的3GPP协议

处理流程如下描述：

测试前，在控制台，填写BMC2310构造NBAP消息所需的各种业务参数，定义呼叫流程，即模拟RNC2300发起各个小区建立，和各个UE的无线链路建立、无线链路重配、压缩模式命令的时机，这些参数配置和预定义的呼叫流程，以数据结构变量和数组的方式存放，控制台将它们存放到文件中。

开始启动测试时，BMC2310通过FTP(Transmission Control Protocol，传输控制协议)、NFS(Network File System，网络文件系统)等网络文件协议方式，读取PC控制台2220的参数配置和呼叫流程定义文件，从而获得控制台的各项配置参数和预定义的呼叫流程。此时，BMC2310通知模拟UE模块2210，模拟UE模块2210从控制台2220所在PC机2200，获取参数配置和呼叫流程定义，预先生成上行I/Q数据文件。然后，WBT(WCDMA NodeBTester，WCDMA NodeB测试板)2110通过FTP、NFS等网络文件协议方式，获取此数据文件内容，预先设置发送此I/Q数据的时刻，并且将此时刻通知BMC2310，到时WBT就循环发送此段上行I/Q数据到NodeB2100的基带板。

到了WBT2110发送上行I/Q数据的时刻，BMC2310就开始作呼叫流程处理。根据从控制台获取的预定义的呼叫流程，判定当前时刻，各个UE的呼叫配置，再根据从控制台获取的配置参数，即时构造NBAP消息。通过Iub接口123，发送到NodeB2100，同时，BMC2310接收NodeB2100通过Iub接口123发送过来的NBAP消息，为各个UE分配作用户面处理的BBP板2320。

按照此系统的框架，需要开发的节点如下：

1)模拟RNC2300中的BMC2310和BBP2320；

2)插在NodeB2100基带板槽位的WBT2110；

3)PC机2200上运行的模拟UE模块2210的程序；

4)PC机2200上运行的控制台2220的程序。

图3为本测试系统的各个模块分布示意图。如图所示：

在测试系统中，各个节点都使用网线连接到集线器HUB，各个节点的高层软件中，都存在OSS(Operations Support Systems，运行支持系统)模块，负责节点间的通讯，以及节点内模块间的通讯。其中BMC2310为服务器，其他节点为客户端。各个节点都通过OSS模块与BMC2310通讯，传递控制消息，通讯机制采用TCP/IP方式。

除OSS模块2223外，控制台2220还包括脚本配置模块2221和人机界面模块2222，脚本配置模块2221中放置模拟RNC2300发起NBAP消息的各种信令参数。人机界面模块2222设置呼叫流程，和上行的无线环境，手动控制测试过程，显示测试中的信息。

模拟RNC2300的BMC节点的高层包括主控模块2311、业务模块2312、传输模块2313、OSS模块2314。主控模块从控制台获取脚本参数，生成小区实例，通知业务模块2312发起公用面的过程，建立小区和公共传输信道。按照控制台2220中定义的呼叫流程，生成UE实例，填写NBAP消息，通知业务模块2312发起NBAP过程。业务模块2312接受主控模块2311的NBAP消息发送请求，将NBAP消息通过传输模块2313，转发到BII2340，通过Iub接口123，发送到NodeB2100。

模拟RNC2300的BBP节点2313的高层包括FP模块2321、OSS模块2322。FP模块2321接受NodeB2100上行的FP包，分析其中传输信道的数据，可对物理信道的BER(Bit Error Rate，误码率)和传输信道的BLER(Block ErrorRates，误块率)作统计，统计结果上报控制台。FP模块2321也生成下行各个信道的数据，通过BII2340，发送到NodeB2100。

WBT2110包括MPC82602111和FPGA2112两部分，MPC8260模块2111从模拟UE模块2210所在的PC机2200，获取上行I/Q数据，转存到FPGA(FieldProgrammable Gate Array，现场可编程门阵列)2112中，FPGA模块2112循环发送此数据到基带板。同时，FPGA2112也可采集基带板的下行I/Q数据，通过MPC8260模块2111存储到模拟UE模块2210所在的PC机，供模拟分析下行。

模拟UE模块2210包括高层模块2211、基带模块2212、OSS模块2213。高层模块2211从控制台2220获取脚本参数，和定义的呼叫流程，基带模块2212据此生成上行I/Q数据。并且对WBT2110采集的下行I/Q数据文件进行分析。

上面的OSS模块可以使用NodeB的相应模块，可不作任何改变。一般最初作NodeB开发时，相应开发了测试UE，基带模块可使用测试UE相应模块。

此外，从上述步骤可以看出，本发明方法的主要特征在于提出了同时模拟Iub接口和Uu接口，实现对NodeB上下行都能进行测试的一种方法。使用PC生成和分析下行I/Q数据，节省仪器。也可使用已有的NodeB，作为模拟RNC，进一步达到测试的需求和节省成本的目的。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的普通技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims

1.一种对基站NodeB进行测试的系统，用于测试NodeB基带板连接用户设备的Uu口和连接基站控制器的Iub口的处理能力和稳定性，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的对基站NodeB进行测试的系统，其特征在于，所述模拟基站控制器还包括：

3.根据权利要求1所述的对基站NodeB进行测试的系统，其特征在于，所述控制台还包括：

人机界面模块，用于设置呼叫流程、上行的无线环境，手动控制测试过程和显示测试中的信息。

4.根据权利要求1所述的对基站NodeB进行测试的系统，其特征在于，所述模拟用户设备模块还包括：

5.根据权利要求2所述的对基站NodeB进行测试的系统，其特征在于，所述主控板还包括：

主控模块，用于从所述控制台获取脚本参数，生成小区实例，通知业务模块发起公用面的过程，建立小区和公共传输信道，按照所述控制台中定义的呼叫流程，生成用户设备实例，填写B节点应用协议消息，通知所述业务模块发起B节点应用协议过程；

传输模块，用于将B节点应用协议消息转发到所述传输板。

6.根据权利要求2所述的对基站NodeB进行测试的系统，其特征在于，所述用户面数据处理板还包括：

FP模块，用于接收所述NodeB上行的FP包，分析其中传输信道的数据，对物理信道的误码率和传输信道的误块率作统计，将统计结果上报所述控制台，并生成下行各个信道的数据，通过所述传输板发送到所述NodeB，其中FP模块为帧协议模块。

7.根据权利要求1所述的对基站NodeB进行测试的系统，其特征在于，所述NodeB测试板还包括：

8.根据权利要求1所述的对基站NodeB进行测试的系统，其特征在于，所述控制台、模拟用户设备模块和所述模拟基站控制器中的主控板、用户面数据处理板中都设有运行支持系统模块，所述控制台、模拟用户设备模块和用户面数据处理板通过所述运行支持系统模块与所述主控板通讯，传递控制消息，通讯机制采用TCP/IP万式。

9.根据权利要求1所述的对基站NodeB进行测试的系统，其特征在于，所述模拟基站控制器与NodeB之间通过所述Iub接口的通讯，遵循标准的第三代合作伙伴计划协议。

10、一种利用权利要求1、2、3、4、5、6、7、8或9所述系统进行测试的方法，用于测试NodeB基带板连接用户设备的Uu口和连接基站控制器的Iub口的处理能力和稳定性，其特征在于，包括如下步骤：

设置一模拟用户设备模块，用于生成上行I/Q数据，并分析下行I/Q数据；

设置一模拟Uu接口的NodeB测试板，用于获取所述上行I/Q数据，发送所述上行I/Q数据到NodeB基带板，并采集所述NodeB基带板的下行I/Q数据；

设置一控制台，用于通过交互信息，控制测试的启动或停止；

设置一模拟基站控制器，用于与所述NodeB测试板、控制台和模拟用户设备模块进行控制消息的交互，并实现Iub接口的用户面和控制面数据的传输和处理分析。