发明内容
针对上述缺点,本发明的目的是在不使用外部测试设备网络性能分析仪和WIMAX用户站的情况下,测试WIMAX基站的网络性能,这样实现成本低,测试和维护方便。本发明提出了一种能够单独对WIMAX基站网络性能进行评估的测试方法和系统。该方法通过模拟被测对象WIMAX基站的数据输入,察看数据输出,在WIMAX基站中AGW(无线接入网网关)模块、MAC(媒体接入控制)模块和数据转换模块各模块之间的接口处设立监控点,对数据包在WIMAX基站中各个模块流动过程实施监控,以获取WIMAX基站中各个模块的输入输出数据包流量,从而确定WIMAX基站内部模块产生性能瓶颈的位置以及WIMAX基站网络性能是否满足IEEE 802.16协议要求。
为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
本发明所述的一种独立的WIMAX基站网络性能测试方法,其步骤包括:
(一)下行链路性能测试方法:
1)模拟数据包发送模块产生用于下行链路的模拟数据包;
2)模拟数据包发送模块经过A口发送数据包至AGW模块,并在A口处设立接收监控点;
3)AGW模块对收到的数据包进行DPF处理;
4)AGW模块经过B口发送经过处理的数据包至MAC模块,并在B口处设立接收监控点,监控和统计的数据包上报给监控B口数据包统计模块;
5)MAC模块对收到的数据包进行MAC组帧处理;
6)MAC模块经过C口发送数据帧至数据转换模块,并在C口处设立接收监控点,监控和统计的数据帧上报给监控C口数据帧统计模块;
7)数据转换模块对收到的数据帧进行数据格式转换和下行链路数据帧缓存,为了达到速率比配,采用存储器进行数据帧缓存;
8)数据转换模块经过D口发送数据帧至模拟数据帧接收模块,以进行数据帧的接收、统计,并在D口处设立接收监控点;
9)监控、计算和比较A、B、C、D四个口中的至少一个口的数据,以达到下行链路性能测试目的;
(二)上行链路性能测试方法:
1)模拟数据帧发送模块产生用于上行链路的模拟数据帧;
2)模拟数据帧发送模块经过E口发送数据帧至数据转换模块,并在E口处设立发送监控点;
3)数据转换模块对收到的上行链路数据帧进行缓存处理和数据格式转换;
4)数据转换模块经过F口发送数据帧至MAC模块,并在F口处设立发送监控点,监控和统计的数据帧上报给监控F口数据帧统计模块;
5)MAC模块对收到的数据帧进行MAC拆帧处理;
6)MAC模块把经拆帧处理后得到的数据包经过G口发送至AGW模块,并在G口处设立发送监控点,监控和统计的数据包上报给监控G口数据包统计模块;
7)AGW模块进行数据包的路由转发处理;
8)AGW模块经过H口发送数据包至模拟数据包接收模块,以进行数据包的接收、统计、并在H口处设立发送监控点;
9)监控、计算和比较E、F、H、G四个口中的至少一个口的数据,以达到上行链路性能测试目的。
本发明所述的一种独立的WIMAX基站网络性能测试系统,包括测试计算机和WIMAX基站;其中WIMAX基站包括网络处理器、数据转换模块、存储器、物理层模块和板级处理器;
测试计算机:负责发送数据包测试命令至网络处理器从而进行下行链路性能测试,发送数据帧测试命令至板级处理器从而进行上行链路性能测试,以及从网络处理器接收数据包统计结果和从板级处理器接收数据帧统计结果、从而观察测试结果;
网络处理器:包括模拟数据包接收模块、模拟数据包发送模块、AGW模块、MAC模块、监控B口数据包统计模块和监控G口数据包统计模块;其中模拟数据包发送模块负责产生用于下行链路的模拟数据包、并经A口发送模拟数据包至AGW模块,模拟数据包接收模块负责经H口从AGW模块接收上行链路模拟数据包;AGW模块负责对从模拟数据包发送模块接收的数据包进行DPF处理、并把经处理后的数据包经B口发送至MAC模块,和负责经G口从MAC模块接收数据包、并对接收的数据包进行路由转发处理、然后发送至模拟数据包接收模块;MAC模块负责把从AGW模块接收的数据包进行MAC组帧处理、并把生成的数据帧经C口发送至数据转换模块,和负责经F口从数据转换模块接收数据帧、并对接收的数据帧进行拆帧处理、然后发送至AGW模块;监控B口数据包统计模块和监控G口数据包统计模块分别统计B口和G口的数据包数量;
数据转换模块:主要实现数据格式转换和数据帧的缓存,为了达到速率匹配,另外挂了所述存储器;
物理层模块:主要实现WIMAX基站的物理层功能;
板极处理器:包括模拟数据帧接收模块、模拟数据帧发送模块、监控C口数据帧统计模块和监控F口数据帧统计模块;其中模拟数据帧发送模块负责产生用于上行链路的模拟数据帧、并经E口发送模拟数据帧至数据转换模块,模拟数据帧接收模块负责经D口从数据转换模块接收下行链路模拟数据帧,监控C口数据帧统计模块和监控F口数据帧统计模块分别统计C口和F口的数据帧数量;
测试计算机与网络处理器之间的通信接口为I接口,测试计算机与板级处理器之间的通信接口为J接口
其中数据转换模块由可编程逻辑控制(FPGA)实现。
本发明的测试方法和系统,不但在WIMAX基站硬件调试和测试阶段能够帮助我们对错误进行分析、跟踪、快速定位,对加快WIAMX基站的开发进度提供极大帮助,而且在WIMAX基站实际运行过程中也可以帮助我们对数据流进行采集、监控、汇总,以便于对整个网络的业务流进行统计,为WIMAX网络设备研究人员和网络经营者提供第一手资料。
具体实施方式
下面根据附图来说明本发明的具体实施例:
本发明为了不使用外部测试设备性能分析仪和WIMAX用户站的情况下,实现对WIMAX基站的网络性能进行独立测试和评估,尤其是对WIMAX基站中AGW模块和MAC模块的性能测试所采用的方法是通过模拟被测对象WIMAX基站的数据输入,察看数据输出,在WIMAX基站中AGW(无线接入网网关)模块、MAC(媒体接入控制)模块、数据转换模块各模块之间的接口处设立监控点,对数据包在WIMAX基站中各个模块流动过程实施监控,以获取WIMAX基站中各个模块的输入输出数据包流量,从而确定WIMAX基站内部模块产生性能瓶颈的位置以及WIMAX基站网络性能是否满足IEEE 802.16协议要求。
本发明所述的一种独立的WIMAX基站网络性能测试系统,如图2-4所示,包括测试计算机102和WIMAX基站101,其中WIMAX基站包括网络处理器201、数据转换模块202、存储器203、物理层模块205和板级处理器204等。试计算机:负责发送数据包测试命令至网络处理器从而进行下行链路性能测试,发送数据帧测试命令至板级处理器从而进行上行链路性能测试,以及从网络处理器接收数据包统计结果和从板级处理器接收数据帧统计结果、从而观察测试结果。网络处理器:包括模拟数据包接收模块、模拟数据包发送模块、监控B口数据包统计模块、监控G口数据包统计模块、AGW模块和MAC模块,其中模拟数据包发送模块负责用于下行链路的模拟数据包的产生和发送,模拟数据包接收模块负责上行链路模拟数据包的接收,监控B口数据包统计模块和监控G口数据包统计模块分别统计B口和G口的数据包数量,AGW模块负责上行IP数据包的路由转发处理和下行IP数据包的DPF(data path function,数据通道功能)处理和MAC模块负责MAC组帧和拆帧处理。数据转换模块主要实现数据格式转换和MAC帧的缓存,为了达到速率匹配,另外挂了一个存储器。物理层模块主要实现WIMAX基站的物理层功能。板级处理器:包括模拟数据帧接收模块、模拟数据帧发送模块、监控C口数据帧统计模块和监控F口数据帧统计模块,其中模拟数据帧发送模块负责模拟数据帧的产生和发送,模拟数据帧接收模块负责模拟数据帧的接收,监控C口数据帧统计模块和监控F口数据帧统计模块分别统计C口和F口的数据帧数量。测试计算机与网络处理器之间的通信接口为I接口,测试计算机与板级处理器之间的通信接口为J接口。
其中,所述数据包统计结果可以是对A、B、G、H四个口的数据进行监控和统计的结果,也可以是对A、B、G、H四个口中的任一个或任两个或任三个口的数据进行监控和统计的结果;所述数据帧统计结果可以是对C、D、E、F四个口的数据进行监控和统计的结果,也可以是对C、D、E、F四个口中的任一个或任两个或任三个口的数据进行监控和统计的结果。
其中,数据包可以为IPV4或IPV6包。
优选地,所述模拟数据包发送模块和模拟数据包接收模块还分别负责统计A口和H口的数据包数量;所述模拟数据帧接收模块和模拟数据帧发送模块还分别负责统计D口和E口的数据帧数量。
优选地,所述网络处理器外挂一存储器206,所述模拟数据包发送模块预先产生模拟数据包并把所产生的模拟数据包存储至该外挂的存储器;当进行下行链路性能测试时,网络处理器从该外挂的存储器中读取模拟数据包并发送。
优选地,所述板级处理器外挂一存储器207,所述模拟数据帧发送模块预先产生模拟数据帧并把所产生的模拟数据帧存储至该外挂的存储器;当进行上行链路性能测试时,板级处理器从该外挂的存储器中读取模拟数据帧并发送。
优选地,所述的I接口和J接口为串口或通信网口。
优选地,数据转换模块由可编程逻辑控制(FPGA)实现。
本发明的下行链路网络性能测试具体实现过程,如图3所示,
1)首先在模拟数据包发送模块201a1产生预先设定好的下行链路数据包;
2)然后经过A口送给AGW模块201b并在A口处设立接收监控点;
3)AGW模块收到数据包进行DPF处理;
4)接着经过B口送给MAC模块201c并在B口处设立接收监控点,监控和统计的数据包上报给监控B口数据包统计模块201a3;
5)MAC模块收到来自AGW模块处理后的数据包进行MAC组帧处理;
6)接着经过C口送给数据转换模块202并在C口处设立接收监控点,监控和统计的数据帧上报给监控C口数据帧统计模块204c;
7)数据转换模块进行数据格式转换和下行链路数据帧缓存,为了速率比配,采用存储器203进行数据帧缓存;
8)最后经过D口送给模拟数据帧接收模块204a进行数据帧接收、统计,并在D口处设立接收监控点;
9)监控、计算和比较A、B、C、D四个口中的至少一个口的数据,达到下行链路性能测试目的。
本发明的上行链路网络性能测试具体实现过程,如图4所示,
1)先在模拟数据帧发送模块204b产生预先设定好的上行链路数据帧;
2)然后经过E口送给数据转换模块202并在E口处设立发送监控点;
3)数据转换模块收到上行链路数据帧进行缓存处理和数据格式转换;
4)接着经过F口送给MAC模块201c并在F口处设立发送监控点,监控和统计的数据帧上报给监控F口数据帧统计模块204d;
5)MAC模块收到来自数据转换模块处理后的数据帧进行MAC拆帧处理;
6)接着经过G口送给AGW模块201b并在G口处设立发送监控点,监控和统计的数据包上报给监控G口数据包统计模块201a4;
7)AGW模块进行IP数据包的路由转发处理;
8)最后经过H口送给模拟数据包接收模块201a2进行数据包接收、统计,并在H口处设立发送监控点;
9)监控、计算和比较E、F、G、H四个口中的至少一个口的数据,达到上行链路性能测试目的。
下面再利用上述本发明的WIMAX基站网络性能测试系统,对本发明的测试方法作具体描述:
首先,测试计算机102通过I接口向WIMAX基站101的下行链路下发数据包发送命令;
其次,网络处理器201从存储器206中读取模拟下行链路数据包,在网络处理器中将进行如下处理;
1)模拟数据包发送模块201a1经过A口发送读取的数据包至AGW模块201b并在A口处设立接收监控点;
2)AGW模块收到数据包进行DPF处理;
3)接着经过B口送给MAC模块201c并在B口处设立接收监控点,监控和统计的数据包上报给监控B口数据包统计模块201a3;
4)MAC模块收到来自AGW模块处理后的数据包进行MAC组帧处理;
再次,数据转换模块块202通过C口接收来自网络处理器的数据包,并在C口处设立接收监控点,监控和统计的数据帧上报给监控C口数据帧统计模块204c;同时,数据转换模块模块对这些数据帧进行缓存和数据格式转换,为了达到速率比配,另外挂了一个存储器203进行缓存;
然后,板级处理器204通过D口接收来自数据转换模块的数据帧,并在D口处设立接收监控点,将来自数据转换模块的数据帧写入存储器207中,板级处理器中的模拟数据帧接收模块204a进行数据帧接收、统计;
最后,测试计算机执行数据接收命令以通过I口获取数据包统计结果、通过J口获取数据帧统计结果,从而观察测试结果,以达到下行链路性能测试目的。
对于上行链路网络性能测试是下行链路网络性能测试的逆过程。
首先,测试计算机102通过J接口向WIMAX基站101的上行链路下发数据帧发送命令;
其次,板级处理器204从存储器207中读取模拟上行链路数据帧,板级处理器中的模拟数据帧发送模块204b经过E口发送上行链路数据帧至数据转换模块202,并在E口处设立发送监控点;
再次,数据转换模块对收到的上行链路数据帧进行缓存处理和数据格式转换;
然后,网络处理器通过F口接收来自数据转换模块的数据帧,在网络处理器中将进行如下处理;
1)来自数据转换模块的数据帧经过F口送给MAC模块201c并在F口处设立发送监控点,监控和统计的数据帧上报监控F口数据帧统计模块204d;
2)MAC模块对收到的来自数据转换模块处理后的数据帧进行MAC拆帧处理;
3)接着经过G口送给AGW模块201b并在G口处设立发送监控点,监控和统计的数据包上报给监控G口数据包统计模块201a4;
4)AGW模块进行数据包的路由转发处理;
5)经过H口送给模拟数据包接收模块201a2进行数据包接收、统计,并在H口处设立发送监控点;
最后,测试计算机执行数据接收命令以通过I口获取数据包统计结果、通过J口获取数据帧统计结果,从而观察测试结果,以达到上行链路性能测试目的。
以上所述,仅为本发明最佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。