CN101998425A - 一种无线网络优化测试方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种实现移动网络无线优化自动测试的方法、装置及系统。在车辆上部署车载无线通信终端装置VWT，该装置通过移动网络和位于移动核心网的RNO服务器实现消息交互。RNO服务器根据无线优化测试需求自动选取执行测试任务的VWT并向其发送测试指令消息，VWT解析并执行测试任务并上报测试结果，RNO服务器汇总整理多个VWT测试结果形成最终测试报告。应用本发明可以方便地实现移动网络无线优化自动测试，为网络优化工作节省大量的人力和时间成本。

Description

一种无线网络优化测试方法和系统

技术领域

本发明涉及无线网络优化测试的方法和系统，尤其涉及利用车载无线通信终端自动进行移动网络无线优化测试的方法和系统。

背景技术

对于移动无线网络，为了保障网络服务质量，控制网络运营成本，增强企业核心竞争力，网络优化工作尤为重要，持续优化工作的成效将对网络质量和效益产生重大的影响。网络优化有两个目的：从运营商效益方面考虑，在现有网络资源下，合理配置资源，提高设备利用率以及优化网络运行质量；从用户满意度方面考虑，满足用户对于服务质量的要求，通过优化改善接通率、掉话率等直接影响用户主观感受的关键指标，为用户提供更加可靠、稳定、优质的网络服务。

无线网络优化工作主要是通过大量DT(Drive Test，路测)和CQT(Call Quality Test，呼叫质量测试)主动测试，模拟用户行为，了解和验证网络性能，以便据此排除网络故障、提出优化措施、改善网络服务质量。目前DT和CQT测试主要是通过人工测试的方式进行，即先制定一个测试计划，交由测试人员携带测试专用手机，按照指定测试路线或者到指定地点进行测试，这种测试过程中所得的数据都是由测试人员手工记录而来，再由他们来对数据进行统计整理，最后手工录入记录并制作出分析报告。由此可见，目前的无线网络优化测试工作需要耗费大量的人力和时间成本，很难对无线网络覆盖区域的每个角落实现完全的优化测试，并且很难排除测试中的主观因素干扰。

美国专利US7263351提出一种无线网络优化的方法和系统，该发明的基本思想是基于无线终端上报的网络状态参数和终端状态参数产生网络优化数据并进而根据网络优化数据对无线网络进行优化、改变无线终端性能。但该发明未涉及如何通过DT或CQT测试获取具体的网络状态参数和终端状态参数。

中国专利CN200710091084.4提出一种通信网络优化的方法和装置，使得通信网络优化过程自动实现。其基本发明思想是通过预先设定并存储一个或多个历史网络优化相关性矩阵，将当前网络优化相关性矩阵和存储的历史网络相关性矩阵对应项进行对比分析，确定如何进行网络优化。但该发明未涉及如何通过DT或CQT测试获取网络优化相关性矩阵。

中国专利CN200710004535.6提出一种基于DT测试数据的网络优化告警方法，该方法首先采集测试手机上报的网络参数测量结果，然后按照预先设定的公式计算网络指标并比较指标是否超过阈值，当指标超过阈值时发出告警。该方法提高了大规模组网的网络优化工作效率，但是其测试的网络参数有限，主要限于体现TD-SCDMA网络导频污染情况的若干参数，同时DT测试工具仍然是专用的测试手机，数据采集过程仍然需要测试人员全程参与。

发明内容

本发明针对目前无线网络优化领域存在的问题提出了一种可自动完成DT和CQT等网络优化测试工作的方法和系统。

具体地，根据本发明的一个实施方式，提供一种移动网络无线优化自动测试系统，所述系统由RNO服务器和至少两台车载无线终端VWT装置构成，其中RNO服务器位于移动网络核心网一侧，包括网络优化业务处理服务器和相应的数据库服务器，负责管理所有VWT装置和网络优化测试；VWT装置可通过无线链路接入移动网络，负责执行网络优化测试任务并上报测试结果。

本发明进一步提出一种移动网络无线优化自动测试方法，所述方法包括下列步骤：

1)RNO服务器根据网络优化测试目标区域信息搜索数据库，寻找合适的VWT装置作为测试执行者；

2)RNO服务器向各被选VWT发送测试指令消息；

3)VWT装置接收并解析测试指令消息，然后根据测试指令消息中触发条件、测试内容、测试要求执行测试任务并上报测试结果；RNO服务器分析整理这些测试结果，剔除无效数据，并判断测试数据是否足够完备，如是则执行下一步，否则执行第1)步；

4)RNO服务器综合每个VWT上报的正确测试结果，形成最终的测试报告。

本发明进一步提出一种移动网络无线优化自动测试装置RNO服务器，该装置包括网络优化业务处理单元和相应的数据库单元，由一台或多台服务器构成。

本发明进一步提出一种移动网络无线优化自动测试的装置VWT，包括：

1)基本功能单元，完成一个移动无线终端的基本通信功能和应用扩展基础功能；

2)应用扩展接口单元，在基本功能单元基础上向上层应用提供统一的无线通信应用接口；

3)网络优化测试应用单元，通过无线通信应用接口驱动基本功能单元完成网络优化测试任务并上报测试结果。

应用本发明可以方便地实现移动网络无线优化自动测试，大大减轻了网络优化测试的工作量和人为主观因素干扰，可为网络优化工作节省大量的人力和时间成本。

结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1表示本发明系统的一个应用场景示意图。

图2表示本发明系统中车载无线终端VWT装置与无线网络优化服务器之间交互消息的构成方式。

图3表示根据本发明的一个实施方式的CQT(Call Quality Test，呼叫质量测试)测试指令消息构成方式。

图4表示根据本发明的一个实施方式，车载无线终端VWT装置按照来自网络优化服务器的指令消息进行CQT测试的流程图。

图5表示本发明系统中网络优化服务器的功能框图。

图6表示根据本发明的一个实施方式的网络优化服务器进行一轮无线网络优化测试的流程。

图7表示根据本发明的一个实施方式，网络优化服务器通过交互消息指示一台VWT装置完成一次DT(Drive Test，路测)测试的流程。

图8表示根据本发明的一个实施方式，网络优化服务器通过交互消息指示两台VWT装置完成一次CQT拨打测试的流程。

图9表示本发明系统中车载无线终端VWT装置的功能框图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式。

图1给出了本发明系统一个实施例的应用场景，在公交车、地铁、出租车等公共交通工具上安装车载无线终端(Vehicular WirelessTerminal，VWT)装置，它们通过无线信号接入移动网络；网络优化服务器及相应的数据库服务器(以下统称RNO服务器)位于移动核心网一侧，负责管理所有VWT和RNO测试。RNO服务器可通过移动网络向各VWT发送指令消息，包括DT(Drive Test，路测)测试指令消息、CQT(Call QualityTest，呼叫质量测试)拨打测试指令消息、状态汇报指令消息、系统升级指令消息等等；反之各VWT可同样通过移动网络向RNO服务器发送反馈消息，包括对指令消息的确认消息、执行指令的结果报告消息、VWT装置的状态报告消息等等。上述消息由预先定义的格式进行封装，图2给出了一个实施例，在这个实施例中RNO服务器和VWT之间交互的所有消息由标识符和消息体两部份构成，其中标识符由6位十进制数字组成，消息体的长度不定。6位标识符中第一位数字表示消息发送自哪一方，0表示RNO服务器向VWT发送的消息，1表示VWT向RNO服务器发送的消息；第二至第三位数字表示消息类型，如01表示DT测试，02表示CQT拨打测试等等；第四至第六位表示上述消息类型下的子类型，如CQT拨打测试类型下001表示主叫拨打测试，002表示被叫拨打测试等等，在此不再一一列举赘述。总之，消息标识符和随后的消息体格式具有唯一的映射关系，接收方可通过这6位消息标识符进一步识别消息体内的具体内容。消息体内则包含本次消息的具体内容，如测试指令中必须的测试参数、执行指令的时间周期、测试触发条件等等。图3给出了一个CQT拨打测试指令消息的实施例，其中消息标识符002001表示该消息是由RNO服务器向VWT发送的CQT主叫拨打测试指令消息。对应的消息体由8个字段组成，分别是：

触发条件类型，1位十进制数字，指在哪类触发条件下触发本次测试，如时间触发、位置坐标触发等等；

触发条件，16位十进制数字，指某种类型的触发条件，如由经纬度坐标标明的位置触发条件、几点几分几秒表示的时间触发条件等等；

被叫号码，12位十进制数字，指呼叫哪个号码进行本次拨打测试，该被叫号码可能是另一个VWT的号码，也可能是核心网的一个测试专用虚拟号码；

测试次数，2位十进制数字，指该测试共进行几次；

间隔时间，3位十进制数字，指间隔多长时间进行一次测试，单位为分钟；

拨打次数，2位十进制数字，指每次测试进行多少次拨打动作；

连续拨打间隔时间，3位十进制数字，指从上一次拨打挂断到下一次拨打之间的间隔时间，单位为秒；

呼叫保持时间，3位十进制数字，指每次拨打成功后保持呼叫的时间，单位为分钟。

按照此实施例，当一个VWT收到一条CQT拨打测试指令消息后，将首先解析该消息体，识别出上述各测试参数，然后进行如图4所示的测试流程：

1)开始执行测试指令后首先判断是否满足测试触发条件，直到满足条件转下一步骤；

2)拨打被叫号码，呼通后保持呼叫A分钟，然后挂断；

3)挂断后等待B秒，同时统计拨打测试结果，包括呼通率、掉话率、呼叫建立延时等等；

4)判断是否完成了C次拨打测试，如完成则执行下一步，否则回到第2)步；

5)判断是否完成了D次CQT测试，如完成则执行下一步，否则等待至下一次测试时间到达后回到第2)步；

6)上报本次测试的结果给RNO服务器，最后结束本次测试。

上述第2)步骤中，如果呼叫没有成功，则等待B秒，同时统计拨打测试结果，然后执行第4)步骤。各步骤中所需参数，如触发条件、A、B、C、D、被叫号码、测试间隔时间等均通过解析指令消息体获得。

网络优化(RNO)服务器包括业务处理单元以及相应的数据库单元，在实现时采用分布式、模块化的架构，可视应用规模灵活采用一台或多台服务器群组构成。图5给出其功能框图，其中，

数据库单元是多种逻辑数据库的综合，包括终端管理(TM_DB)及网络优化数据库(RNO_DB)。TM_DB存储的终端管理数据包括所有VWT的识别号、VWT所搭载车辆的运行路线和范围、VWT所搭载车辆的运行时间等属性信息和VWT执行测试任务的历史记录等业务数据。RNO_DB存储的网络优化数据包括RNO目标区域的地理信息系统(数字地图、地物地貌信息、基站信息、GPS坐标信息等)、所有VWT上报的原始测试报告、经综合分析输出的网络优化测试报告、根据网络优化测试报告得出的网络优化调整措施等等；

接口适配单元IF负责基于TCP/IP协议或短信SMS完成RNO服务器和VWT终端以及其它移动网络单元(如短信应用服务器)之间的通信，完成RNO服务器和VWT之间交互消息的封装与拆封；

VWT终端管理单元TM负责管理所有VWT终端的工作状态监测统计、升级维护、测试任务执行历史、属性数据管理更新；

用户接口单元UI负责通过Web方式向用户提供使用本系统的界面，提供用户安全管理、RNO测试业务目录、业务需求输入、业务定制、RNO结果查询、VWT终端信息登记、维护和查询等界面，按照用户的业务需求向RNO管理单元RNO_M发起RNO测试请求；

RNO管理单元RNO_M负责解析并响应UI提交的RNO测试请求，管理和控制RNO测试引擎RNO_E完成对业务的处理流程；

RNO测试引擎RNO_E实现主要业务逻辑，负责按照RNO_M的指令，搜索TM_DB数据库，匹配出合适的VWT来执行RNO测试任务，完成RNO_DB检索和记录、测试指令消息的组合、RNO测试报告消息的解析和数据统计综合处理、输出RNO测试综合报告等业务处理流程。

图6进一步给出了RNO服务器根据RNO测试需求发起完成一轮RNO测试的流程：

1)首先用户通过UI单元输入RNO测试需求信息，如对某城市内环线城区进行CDMA20001x道路覆盖情况的DT测试，要求测试的参数包括导频信号强度、E_c/I_o、误帧率FER、比特误码率BER、接收信号强度、发射信号强度、导频号PN、载波号等等；

2)RNO_M根据上述需求信息指示RNO_E单元搜索数据库，寻找运行线路位于目标区域的所有VWT，从中遴选出数量合适的VWT作为测试执行者；

3)RNO_E单元针对选择的VWT准备各自的测试指令消息，消息体中按照预先定义的格式包含测试触发条件、测试项目、测试要求等参数，然后通过IF单元向各被选VWT发送测试指令消息；

4)等待各VWT执行测试后上报测试结果，RNO_E单元分析整理这些测试结果，剔除不合格数据(如VWT工作状态不稳定时的测试数据、VWT超出目标区域的测试结果等)；

5)判断测试数据是否足够、完备，如是则执行下一步，否则执行第2)步；

6)综合每个VWT上报的有效测试结果，形成最终的测试报告，通过UI单元输出给用户，同时还可根据此测试报告给出网络优化措施建议。

图7进一步给出了RNO服务器通过消息交互使一台VWT完成DT测试的流程：RNO服务器首先向VWT-A发送测试指令1；VWT-A接收到指令消息并正确解析此消息后返回确认消息，随后按照指令内容开始执行测试任务；完成测试后VWT-A向RNO服务器发送测试结果报告。类似的，图8给出了RNO服务器通过消息交互使两台VWT之间完成CQT测试的流程：RNO服务器首先向主叫VWT-A发送测试指令1，向被叫VWT-B发送测试指令2；VWT-A和VWT-B接收到指令消息并正确解析此消息后返回确认消息，随后按照指令内容VWT-A和VWT-B之间开始执行CQT测试任务；完成测试后VWT-A和VWT-B分别向RNO服务器发送测试结果报告。

本发明系统中的VWT终端装置功能框图如图9所示，其中基本功能单元完成一个移动无线终端的基本通信功能，包括短信(SMS、MMS、EMS)功能、语音业务功能、数据业务功能、多媒体应用功能(音频、视频流的编解码)，同时为了便于上层应用扩展，基本功能单元还提供AT命令(AT Command)应用接口、JAVA编程应用接口和GPS功能；应用扩展接口单元则在基本功能单元基础上向上层应用提供统一的无线通信应用接口，用于屏蔽基于不同实现方案或不同移动网络制式的基本功能单元之间的差异；网络优化测试应用单元则通过无线通信应用接口驱动基本功能单元完成网络优化测试任务并上报测试结果，其中消息接口子单元负责按照预先定义的接口协议解析RNO服务器发来的测试指令消息，对即将发送给RNO服务器的确认消息和测试报告消息进行封装，而测试执行子单元则负责按照RNO服务器发来的指令消息配置测试参数、执行预先定义的测试流程并上报测试结果。

上述移动网络包括任何实现广域覆盖的移动通信网络，包括GSM网络、GPRS网络、EDGE网络、CDMA2000 1x网络、CDMA2000 EVDO网络、WCDMA网络、TD-SCDMA网络以及基于上述移动网络的演进网络，如LTE、4G网络等。上述RNO服务器和VWT装置之间的交互消息可承载在移动网络短信业务或数据业务之上。

应用本发明可方便地自动实现无线网络优化测试工作，通过在大量公共交通车辆上安装VWT装置，RNO服务器中预先记录各车辆的运行区域、运行线路、运行时间等信息，一旦有优化测试需求，即可根据数据库中存储的信息检索出运行线路位于目标区域或可能运行在目标区域(如出租车)的车辆，然后向这些车辆上的VWT装置发送测试指令，各VWT装置按照指令消息执行测试任务并上报结果，RNO服务器根据大量VWT的测试结果即可汇总整理出最终的测试报告。本发明方法充分利用了公交车辆运行线路复杂、覆盖范围广、长年持续运行等优势，使得网络优化测试任务由多辆公共交通车辆上的VWT自动分担执行，大大减轻了网络优化测试的工作量和人为主观因素干扰，可为网络优化工作节省大量的人力和时间成本。

本领域的技术人员应当能够理解，虽然上述实施方式中仅以一个CQT测试和基于部分CDMA2000 1x系统参数的DT测试为例说明本发明方法和系统，但实际上本发明的方法和系统可适用于任何移动网络的无线网络状态、信号质量、呼叫质量、切换质量等网络优化自动测试。同样，上面仅以两个VWT终端之间的呼叫测试为例说明如何利用本发明系统实现CQT测试，但实际上本发明方法和系统同样适用于VWT终端和核心网号码之间的CQT测试。

本领域的技术人员应当能够理解，上述实施方式中给出的消息标识定义中没有包含VWT的识别号，这是由于VWT作为一个移动终端都拥有一个唯一的终端号码，系统很容易根据终端号码区分不同VWT装置。

不脱离本发明的范围和构思，上述无线网络优化测试的方法和系统可以做出多种改变和变形。比如，将VWT装置安装于室内或室外某个固定地点，同样可以应用本发明系统由RNO服务器通过指令消息控制VWT自动完成CQT测试。本发明的范围由所附权利要求书确定。

Claims (20)

1.一种提供移动网络无线优化自动测试的系统，其特征在于，所述系统由RNO服务器和至少两台车载无线终端VWT装置构成，其中RNO服务器位于移动网络核心网，包括网络优化业务处理服务器和相应的数据库服务器，负责管理所有VWT装置和网络优化测试；VWT装置可通过无线链路接入移动网络，负责执行网络优化测试任务并上报测试结果。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述RNO服务器和VWT装置可通过消息交互完成网络优化自动测试功能，包括RNO服务器通过移动网络向VWT装置发送的DT测试指令消息、CQT拨打测试指令消息、状态汇报指令消息、系统升级指令消息，VWT装置通过移动网络向RNO服务器发送的针对指令消息的确认消息、执行指令的结果报告消息、VWT装置的状态报告消息。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述RNO服务器和VWT装置之间的交互消息由预先定义的格式封装，由消息标识和消息体两部分构成，消息标识部分长度固定，其中包括消息发送方向、消息类型和消息子类型信息，消息体部分长度可变，其格式定义和消息标识之间存在唯一的映射关系。

4.根据权利要求1-3任一项所述的系统，其特征在于，所述RNO服务器通过移动网络向VWT装置发送的测试指令消息的消息体中包括测试触发条件、测试项目和测试要求信息。

5.根据权利要求1-4任一项所述的系统，其特征在于，所述移动网络包括GSM网络、GPRS网络、EDGE网络、CDMA2000 1x网络、CDMA2000 EVDO网络、WCDMA网络、TD-SCDMA网络以及基于上述移动网络的演进网络。

6.根据权利要求1-5任一项所述的系统，其特征在于，所述RNO服务器和VWT装置之间的交互消息承载于移动网络的短信业务或数据业务之上。

7.一种提供移动网络无线优化自动测试的方法，其特征在于，所述方法包括下列步骤：

5)RNO服务器根据网络优化测试目标区域信息搜索数据库，寻找合适的VWT装置作为测试执行者；

6)RNO服务器向各被选VWT发送测试指令消息；

7)VWT装置接收并解析测试指令消息，然后根据测试指令消息中触发条件、测试内容、测试要求执行测试任务并上报测试结果；RNO服务器分析整理这些测试结果，剔除无效数据，并判断测试数据是否足够完备，如是则执行下一步，否则执行第1)步；

8)RNO服务器综合每个VWT上报的正确测试结果，形成最终的测试报告。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述测试包括DT测试和CQT测试，CQT测试包括终端与终端以及终端和核心网之间的呼叫质量测试。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述第1)步骤中合适的VWT装置是指安装该VWT装置的车辆运行路线将经过优化测试目标区域。

10.根据权利要求7-9任一项所述的方法，其特征在于，所述第2)步骤中RNO服务器向VWT装置发送的测试指令消息包括测试触发条件、测试项目和测试要求信息。

11.根据权利要求7-10任一项所述的方法，其特征在于，所述第3)步骤中RNO服务器剔除的无效数据是指VWT工作状态不稳定时的测试数据或者VWT超出目标区域的测试数据。

12.根据权利要求7-11任一项所述的方法，其特征在于，所述移动网络包括GSM网络、GPRS网络、EDGE网络、CDMA2000 1x网络、CDMA2000 EVDO网络、WCDMA网络、TD-SCDMA网络以及基于上述移动网络的演进网络。

13.根据权利要求7-12任一项所述的系统，其特征在于，所述RNO服务器和VWT装置之间的交互消息承载于移动网络的短信业务或数据业务之上。

14.一种提供移动网络无线优化自动测试的装置RNO服务器，其特征在于，所述RNO服务器包括网络优化业务处理单元和相应的数据库单元，由一台或多台服务器构成。

15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述数据库单元是多种逻辑数据库的综合，包括终端管理(TM_DB)和网络优化数据库(RNO_DB)，TM_DB存储的终端管理数据包括VWT的属性信息和业务数据，其中VWT的属性信息包括所有VWT的识别号、VWT所搭载车辆的运行路线和范围、VWT所搭载车辆的运行时间，业务数据包括VWT执行测试任务的历史记录；RNO_DB存储的网络优化数据包括RNO目标区域的地理信息、所有VWT上报的原始测试报告、经综合分析输出的网络优化测试报告、根据网络优化测试报告得出的网络优化调整措施。

16.根据权利要求14或15所述的装置，其特征在于，所述业务处理单元包括：

接口适配单元IF，负责基于TCP/IP协议或短信SMS完成RNO服务器和VWT终端之间的通信，完成RNO服务器和VWT之间交互消息的封装与拆封；

VWT终端管理单元TM，负责管理所有VWT终端的工作状态监测统计、升级维护、测试任务执行历史、属性数据管理更新；

用户接口单元UI，负责通过Web方式向用户提供使用界面，包括用户安全管理、RNO测试业务目录、业务需求输入、业务定制、RNO结果查询、VWT终端信息登记、维护和查询界面，按照用户的业务需求向RNO管理单元RNO_M发起RNO测试请求；

RNO管理单元RNO_M，负责解析并响应UI提交的RNO测试请求，管理和控制RNO测试引擎RNO_E完成对业务的处理流程；

RNO测试引擎RNO_E，负责实现主要业务逻辑，按照RNO_M的指令，实现各种业务流程，包括搜索TM_DB数据库，匹配出合适的VWT来执行RNO测试任务、完成RNO_DB检索和记录、测试指令消息的组合、RNO测试报告消息的解析和数据统计综合处理、输出RNO测试综合报告。

17.一种提供移动网络无线优化自动测试的装置VWT，其特征在于，所述装置包括：

基本功能单元，完成一个移动无线终端的基本通信功能和应用扩展基础功能；

应用扩展接口单元，在基本功能单元基础上向上层应用提供统一的无线通信应用接口；

网络优化测试应用单元，通过无线通信应用接口驱动基本功能单元完成网络优化测试任务并上报测试结果。

18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述VWT基本功能单元的基本通信功能包括短信功能、语音业务功能、数据业务功能，应用扩展功能包括音频流视频流的编解码功能、AT命令(AT Command)应用接口、JAVA编程应用接口和GPS功能。

19.根据权利要求17或18所述的装置，其特征在于，所述VWT应用扩展接口单元支持基于不同移动通信网络的基本功能单元，所述移动通信网络包括GSM网络、GPRS网络、EDGE网络、CDMA2000 1x网络、CDMA2000 EVDO网络、WCDMA网络、TD-SCDMA网络以及基于上述移动网络的演进网络。

20.根据权利要求17-19任一项所述的装置，其特征在于，所述VWT的网络优化测试应用单元包括消息接口子单元和测试执行子单元，消息接口子单元负责按照预先定义的接口协议解析RNO服务器发来的测试指令消息，对即将发送给RNO服务器的确认消息和测试报告消息进行封装；测试执行子单元负责按照RNO服务器发来的指令消息配置测试参数、执行预先定义的测试流程并上报测试结果。

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