CN103379519B - 一种基于智能手机的移动通信网络测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于智能手机的移动通信网络测试方法，包括以下步骤：A）手机的上层应用程序通过AT指令应用接口调用AT指令中间文件；B）AT指令源文件的头文件通过AT指令应用接口与AT指令中间文件对应；C）AT指令源文件通过AT调用API的函数调用手机操作系统内的无线通讯模块接口，操纵无线通讯模块，获得返回信息；D）AT指令中间文件将AT指令应用接口、AT指令应用源文件和AT调用API进行文件联编，生成库文件，手机内的上层应用程序以动态链接库形式调用，获得无线通讯模块返回信息。本发明通过在智能手机上通过AT指令采集网络数据，替换专门测试系统，使得测试者可自由进出写字楼和居民小区等场所进行测试工作。

Description

一种基于智能手机的移动通信网络测试方法

技术领域

本发明涉及一种基于智能手机的移动通信网络测试方法，属于移动通信网络测试技术领域。

背景技术

在移动通信的无线网络优化工作中，网络测试（又称路测，Drive Test）是不可替代的日常工作之一，用于收集并掌握无线网络的覆盖情况和信号质量。目前用于无线网优的网络测试技术工具是专用的测试手机设备及装有专用的网络软件的计算机系统。该种方案存在两个主要问题：第一、测试工具和系统是手机与计算机的集成，较为笨重，不方便进行写字楼、居民小区等场所的信号测试，测试工作容易受到居民和物业管理者的干扰；第二、测试所得的网络数据需经过计算机系统的处理、分析、存储等操作后集中收集起来供运营商网优运维部门综合分析，数据从采集到综合分析跨度周期较长，无法做实时性的分析处理。

发明内容

本发明为了克服现有技术存在的不足，提供一种基于智能手机的移动通信网络测试方法。

本发明可以通过采取以下技术方案予以实现：

一种基于智能手机的移动通信网络测试方法，包括以下步骤：

A）手机内的上层应用程序通过AT指令应用接口调用AT指令中间文件；

B）AT指令源文件的头文件通过AT指令应用接口与AT指令中间文件对应；

C）AT指令源文件通过AT调用API的函数调用手机操作系统肉的无线通讯模块接口，操纵无线通讯模块，获得返回信息；

D）AT指令中间文件将AT指令应用接口、AT指令应用源文件和AT调用API进行文件联编，生成库文件，手机内的上层应用程序以动态链接库形式调用，获得无线通讯模块返回信息。

在上述基础上，本发明的基于智能手机的移动通信网络测试方法还包括以下步骤：

E）在手机内存中开辟内存缓存区，用于存放信号测试采集数据，当内存缓存区满时将信号测试采集数据压缩成文件存放到外部存储卡中并清空内存缓存区以存放下批数据。

与现有技术相比较，本发明的有益效果是：通过在普通智能手机上通过AT指令采集网络数据，替换专门的测试系统，使得测试者可以自由进出写字楼和居民小区等敏感场所进行测试工作；同时，智能手机预置了数据存储和实时回传方案，能及时将采集到的数据进行处理和回传上报，使得运营商网优运维部门能较为及时地获得所测的网络数据并对其进行综合分析。

附图说明

图1是本发明的基于智能手机的移动通信网络测试方法的架构图；

图2是本发明的基于智能手机的移动通信网络测试方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的最佳实施例作详细描述。

如图1所示，本发明的基于智能手机的移动通信网络测试方法的构架如下：

（1）上层应用程序。

手机软件开发的上层应用程序，通过调用AT指令中间件接口的方法，获取所需返回值。

（2）AT指令中间件。

通过以库文件的形式，并开放应用接口，供手机上层应用程序调用。中间件的生成由一个固定编译框架程序负责,将AT指令应用接口、AT指令应用源文件、AT调用API此三类文件联编，最后生成库文件。此固定编译框架程序在手机软件开发的工具集中均具备，比如：Android手机操作系统JNI编程中，采用make程序进行库文件生成。

（3）AT指令应用接口。

实现AT指令中间件开放接口与AT指令应用源文件的头文件的对应关系，手机上层应用程序通过其调用AT指令中间件提供的功能。

（4）AT指令应用源文件。

管理无线通讯模块支持的AT指令集。由头文件和源文件组成。每一个AT指令应用为一个独立函数。我们可根据实际无线通讯模块型号及版本对AT指令应用函数进行增加、删除、修改等维护操作。每个独立AT指令应用函数均需调用AT调用API中的函数，通过判断逻辑后，返回结果。

（5）AT调用API。

根据无线通讯模块返回值的形式，主要有初始化无线通讯模块API、正常关闭无线通讯模块API、无返回值直接执行AT指令API、返回数字字串值AT指令API、返回一行字符值AT指令API、返回多行字符值AT指令API。其对应API名称分别为ATOPEN、ATCLOSE、at_send_command、at_send_command_numeric、at_send_command_singleline、at_send_command_multiline。此6个API中，前两个无输入参数，内容固定，后4个的输入参数为AT指令。此6种API基于原手机操作系统源码，经过适当扩充、增加系统异常情况处理、与其相关的C/C++源码文件整理归类，方便开发人员使用。

（6）SOCKET调用。

AT指令中间件通过SOCKET方式(由上面定义的AT调用API函数负责)调用手机操作系统内嵌的厂家无线通讯模块接口,操纵无线通讯模块，获得返回信息。

如图2所示，本发明的方法流程如下：

A）手机内的上层应用程序通过AT指令应用接口调用AT指令中间文件；

B）AT指令源文件的头文件通过AT指令应用接口与AT指令中间文件对应；

C）AT指令源文件通过AT调用API的函数调用手机操作系统肉的无线通讯模块接口，操纵无线通讯模块，获得返回信息；

D）AT指令中间文件将AT指令应用接口、AT指令应用源文件和AT调用API进行文件联编，生成库文件，手机内的上层应用程序以动态链接库形式调用，获得无线通讯模块返回信息；

E）在手机内存中开辟内存缓存区，用于存放信号测试采集数据，当内存缓存区满时将信号测试采集数据压缩成文件存放到外部存储卡中并清空内存缓存区以存放下批数据。

基于智能手机的信号测试会生成大量的数据，需要在SD卡等介质上进行数据存储，但受制了智能手机的存储空间、电源供应时长、I/O资源的因素，这就要求一种压缩率高、耗用资源小、耗电小的数据编码和存储方案。信号测试的过程，通常会设置定时采集数据，采集返回的数据实时存储在手机的外部存储卡中。由于信号测试采集数据的过程中，经常需要与外部存储卡交互操作，频繁的读写存储卡操作会导致I/O资源、电源资源消耗大,影响用户使用感受。同时，采集后数据的明文存储，也将大大占用存储卡资源。

本发明采用的方法是通过在手机内存中，开辟一块可自定义大小的内存缓冲区，存放信号测试采集到的二进制数据，当内存缓冲区满时，自动压缩成ZIP文件存放在外部存储卡中,文件以“年月日时分秒加顺序号”命名。存放完毕后，内存缓冲区清空，再存放下一批采集结果,如此循环，直至设定的数据存放空间阀值已达到,信号测试采集过程中止，并在手机当前UI界面上通知用户“采集数据大小已超过设定的空间阀值”。

通过上述方法，通过开辟内存缓冲区，减小了与存储卡的I/O次数，其生成的二进制数据文件，再压缩成ZIP文件格式，比原数据量至少可节省5倍存储空间。

数据格式说明:

我们在信号测试中，获取的无线网络指标返回值通常为数字和ASCII字符型，且数字型占绝大部分。

比如执行一次AT指令“AT+CCED，0，1”测试时，

返回值为208,20,0002,9a29,48,1015,7,1,1,1,2,1,2

为节约数据存储空间，我们采用二进制文件形式存放信号测试数据。

其二进制与数字字符对应关系为： {0000,0001,0010,0011,0100,0101,0110,0111,1000,1001}={0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 }

其它非数字字符型采用ASCII码的8位二进制存储方式。

则上例的存放结果为:

0010 0000 1000 0010 0000 0000 0000 0000 0010 1001 0110 0001 0010 10010100 1000 0001 0000 0001 0101 0111 0001 0001 0001 0010 0001 0010

由于AT指令返回数据的格式不尽相同，我们定义每个AT指令返回的格式,并进行编号，编号以10位二进制数表示，最多支持可达1023种格式。并写入到每一行AT指令返回数据中，哪么后台程序解析此类数据时，可按编号格式解析。

比如:AT指令“AT+CCED，0，1”

返回数据的格式为“解析方法编号1”，哪么其二进制表示为0000 0000 01，则最终二进制存放的数据结果为“解析方法编号1＋测试数据内容”:

0000 0000 01 0010 0000 1000 0010 0000 0000 0000 0000 0010 1001 01100001 0010 1001 0100 1000 0001 0000 0001 0101 0111 0001 0001 0001 0010 00010010

最终生成的数据按ZIP高压缩文件格式存储。例如命名为20120101142120000000001.zip。

现时手机用户在电信运管商(中国移动、中国联通、中国电信)的无线通信网络传递数据时，需按流量收费。并且各种网络制式，数据传输的速度不同。现时的GSM无线通信网络中，GPRS、EDGE网络制式传输数据理论上分别为57.6Kbps（上行）、177Kbps（上行）；3G无线通信网络中,TD-SCDMA、CDMA2000、WCDMA网络制式传输速度理论上分别为2.8Mbps、5.4Mbps、5.75Mbps、WIFI网络的上行速度根据接入网的速率而定，普通企业用户如果光纤到户，基本使用4M的网络,上下行速度一致。

通过由于手机信号采集到的数据量大，如果通过GPRS或EDGE网络回传，速度肯定跟不上，但可通过此种网络回传实时性数据；如通过3G网络回传，则需要考虑流量收费的问题，在不考虑紧急任务的时候，可以通过WIFI的模式上传，是最经济、最可行的方法。

为此，我们通过发明一种智能手机上应用的无线网络信号采集数据回传模型，用于支持GSM网络（GPRS、EDGE）、3G网络(WCDMA、TD-SCDMA、CDMA2000）、WIFI网络的数据回传功能，满足用户的多种网络应用和经济性的要求。

该回传模型主要内容为：

1)回传策略定义

从经济性角度考虑，智能手机用户可根据手机资费包含的流量大小，设定无线网络（除WIFI网络）使用阀值，当无线网络（除WIFI网络）的通信流量达到阀值时，自动提示报警，并关闭数据回传。比如：如果用户使用600M包月流量套餐，哪么可设置当月的通信流量阀值为600M，当流量超过600M使用量时，自动提示报警当月流量使用超标，同时终止数据回传。其回传策略为：流量限制，包月阀值600M。

从网络可靠性考虑，手机用户当前使用环境网络信号强弱程度，影响数据回传。比如：如果在某个地理位置上，由于无法使用TD-SCDMA网络，但有EDGE网络，哪么在手机使用流量未达到流量阀值时，可根可自动选择EDGE网络进行数据传输。如果流量阀值已满,当前位置有可用的WIFI网络，哪么自动选择WIFI网络（流量免费）进行数据传输。这种自动选择网络的功能，通过其网络选择策略定义后执行。本例中，其定义策略为：WIFI优先->TD- SCDMA其次->EDGE次之->最后GPRS。

2)回传机制定义

可根据网络数据实时性的需要，选择数据回传机制。当选择实时回传方式时，通过HTTPS方式，加密POST回传数据至后台服务器。当选择非实时回传方式时，可设定数据存储阀值，数据保存超过阀值时，会提示是否需要批量回传数据到后台服务器，如不需要，则数据仍保存在智能手机本地存储卡，直至设定的存储卡空间使用阀值到达或空间已满，停止信号数据采集。其策略为：实时回传和非实时回传方式。

3)获取当前存在无线网络

支持智能手机的多种网络制式，包括GSM网络、3G网络、WIFI网络。

回传模型程序通过智能手机终端操作系统，调用API接口，进入智能手机所支持的网络。比如通过智能手机操作系统，进入当前手机的GPRS、EDGE、TD-SCDMA、WIFI四种无线通信网络。

后台数据解析程序，对回传的数据进行解压缩，根据AT指令返回的格式,二进制转译为明文，存储在后台的数据库，通过多种关联操作，实现按各种粒度查看测试指标，比如查看某段时间、IMEI、IMSI、CELL、经纬度、信号强度等情况，实现新的无线网络优化应用。

1)多用户测试信号情况分析

信号测试程序基于智能手机上开发，可仅广大手机用户下载安装，比起专业信号测试设备仅限于网络优化工程师使用的情况，其适用的人群更广泛。人手一台装了信号测试程序的智能手机，便是一台专业信号测试设备，可实现人人都是路测工程师的目标。运营商可根此进行用户类别、终端类别的信号情况进行分析。

2)真实信号覆盖图

通过用户的广泛参与测试，我们可以获取到某一区域的无线网络信号真实覆盖情况，结合GIS地理信息系统技术，能与平面图、三维地图、卫星图的形式，形象地显示信号覆盖情况。所有GSM基站、3G网络基站、WIFI热点的GIS地图信息一目了然。

3)动态信号覆盖图

通过多用户的数据实时回传，能实现某一区域网络设备调整后的实时信号监控，及时了解信号覆盖情况，以便及时作出网络调整建议。

4)VIP用户业务保障

运营商通过对VIP客户投诉，跟踪现场信号情况，参考其他用户某一时刻在某地理位置的信号质量情况，可以确认是否手机终端问题、网络传输问题导致。

惟以上所述者，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施之范围，即大凡依本发明权利要求及发明说明书所记载的内容所作出简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明权利要求所涵盖范围之内。此外，摘要部分和标题仅是用来辅助专利文件搜寻之用，并非用来限制本发明之权利范围。

Claims (2)

1.一种基于智能手机的移动通信网络测试方法，其特征在于包括以下步骤：

A）手机内的上层应用程序通过AT指令应用接口调用AT指令中间文件；

B）AT指令源文件的头文件通过AT指令应用接口与AT指令中间文件对应；

C）AT指令源文件通过AT调用API的函数调用手机操作系统内的无线通讯模块接口，操纵无线通讯模块，获得返回信息；

D）AT指令中间文件将AT指令应用接口、AT指令源文件和AT调用API进行文件联编，生成库文件，手机内的上层应用程序以动态链接库形式调用，获得无线通讯模块返回信息。

2.根据权利要求1所述的基于智能手机的移动通信网络测试方法，其特征在于还包括以下步骤：

E）在手机内存中开辟内存缓存区，用于存放信号测试采集数据，当内存缓存区满时将信号测试采集数据压缩成文件存放到外部存储卡中并清空内存缓存区以存放下批数据。