CN104684002A - 移动网络流量测量系统的校准装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及网络流量的测量技术领域，公开一种移动网络流量测量系统的校准装置，包括：校准箱体、校准装置电路，校准装置电路包括系统主机板、无线模块组、触摸屏显示器、锂电电池组，系统主机板一侧设置有无线模块组，所述系统主机板上方设置有触控屏幕面板，触控屏幕面板上设置有SIM卡插槽组及外置的USB接口；另一侧上设置有设备重启键开关、切换旋钮开关、主电源开关；本发明采用源端与目的端共同监测的方式来对三网移动终端的流量进行校准，实现从用户终端对消费者实际使用的数据流量进行精确统计，与运营商计费数据进行对比，实现对移动运营商计费系统进行计量校准及监督，以维护消费者合法权益。

Description

移动网络流量测量系统的校准装置

技术领域

本发明涉及移动网络流量的校准技术领域，尤其涉及一种移动网络流量测量系统的校准装置。

背景技术

随着无线通信技术的迅速发展，以及智能终端的普及，越来越多的人正通过移动终端，如手机、平板电脑等，接入互联网。工信部网站日前公布了通信业经济运行情况，截止2014年1月移动互联网用户总数达到8.38 亿户，在移动电话用户中的渗透率达到67.8%，移动互联网接入流量1.33亿G，同比增长46.9%，户均移动互联网接入流量达到165.1M，其中手机上网流量占比提升至80.8%，月户均手机上网流量达到139.3M。蓬勃发展的移动互联网我们的日常工作和生活带来了巨大的方便性。

但运营商的计费系统通常以发出的数据流量进行计费，由于数据在传输过程中存在信号强弱不稳、丢包、数据抖动等因素产生数据损失，造成了用户实际使用流量经常小于运营商计费流量，这种用户实际使用流量与运营商计费流量差值导致用户多付流量使用费，由此引发的用户和运营商之间纠纷不断。

目前,国内市场上只有有线网络的流量检测设备及移动网络的流量检测软件,没有移动网络流量系统、移动终端网络流量校准装置,不能实际反映用户流量使用情况。而市面上已经存在的移动网络流量分析仪器及流量分析的方法，均采取本地端监测方式，并不能解决上述技术问题；具体存在以下缺陷：

对数据源样本大小的不确定，导致监测不准；

无法保证发送端对样本数据的正常发送；

无法在测量完毕后关闭流量数据，从而测量的精确性无法保证。

发明内容

为解决背景上所述技术问题，本发明提供一种移动网络流量测量系统的校准装置，能够实现从用户终端对消费者实际使用的数据流量进行精确统计，能够与运营商计费数据进行对比，实现对移动运营商计费系统进行计量校准及监督；

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种移动网络流量测量系统的校准装置，包括：校准箱体、校准装置电路，所述校准箱体内的校准装置电路，包括系统主机板、无线模块组、触摸屏显示器、锂电电池组，系统主机板一侧设置有无线模块组，所述系统主机板上方设置有触控屏幕面板，触控屏幕面板由固定面板框与框内的触摸屏显示器组成，触摸屏显示器一侧的固定面板框上设置有SIM卡插槽组及外置的USB接口；触摸屏显示器另一侧的固定面板框上设置有设备重启键开关、切换旋钮开关、主电源开关；校准箱体内设置有锂电电池组。

一种移动网络流量测量系统的校准装置，所述系统主机板上设置有嵌入式处理器arm、内存、存储器、USB接口、VGA接口、R145接口；嵌入式处理器arm通过网络切换控制器与无线模块组3.4相连，每个无线模块通过SIM卡插槽组与SIM卡相连；嵌入式处理器arm的信号传输接口端分别通过电缆与USB接口、VGA接口、R145接口相连；嵌入式处理器arm的数据接口端通过电缆与触摸屏显示器相连；嵌入式处理器arm的电源接口端通过电缆与锂电电池组相连。

一种移动网络流量测量系统的校准装置，所述无线模块组包括：中国移动通信模块、中国联通通信模块、中国电信通信模块；每个无线模块组的SIM卡插槽分别为：中国电信SIM卡插槽、中国联通SIM卡插槽、中国移动SIM卡插槽；所述存储器为64G的SSD固态硬盘；所述USB接口为2路USB接口。

一种移动网络流量测量系统的校准装置，所述网络切换控制器为三大运营商的切换旋钮开关。

一种移动网络流量测量系统的校准装置，所述触摸屏显示器的屏幕尺寸为:12寸LCD触摸屏显示器，分辨率为：1024x768。

一种移动网络流量测量系统的校准装置，所述锂电电池组设置有连接220V交流电源的电源适配器接口；所述锂电电池组为1万毫安时。

一种移动网络流量测量系统的校准装置，所述系统主机板的PCB板为8层沉金工艺制作的PCB板。

一种移动网络流量测量系统的校准装置，所述嵌入式处理器arm为嵌入式操作系统平台的arm嵌入式处理器，通信制式为多制式通信。

一种移动网络流量测量系统的校准装置，所述校准箱体，包括：上盖、基箱，所述基箱通过铰轴与上盖铰接，上盖内设置有锂电电池组，锂电电池组上方设置有矩形的触控屏幕保护海绵，触控屏幕保护海绵四周设置有主机箱安全密封槽，主机箱安全密封槽9外的上盖边位置设置有与基箱边位置对应的主机箱安全锁孔；基箱内设置有系统主机板，系统主机板一侧设置的无线模块组为三个无线模块：移动无线模块、联通无线模块、电信无线模块，系统主机板上方设置有触控屏幕面板。

一种移动网络流量测量系统的校准装置，所述触控屏幕面板包括固定面板框、触控液晶显示屏，所述固定面板框由主机保护面板框内固定的屏幕钢制金属边框结合构成，屏幕钢制金属边框内固定有触控液晶显示屏；所述主机保护面板框上设置有扬声器；所述主机保护面板框为高强度铝合金面板框。

由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性：

  一种移动网络流量测量系统的校准装置，是插入三大运行商SIM卡后，能够利用相对应的无线网络收取流量数据，实现从用户终端对消费者实际使用的数据流量进行精确统计，与运营商计费数据进行对比，实现对移动运营商计费系统进行计量监督。对移动运营商计费装置的进行检定，使计量技术机构对各地的移动网络流量计费装置的检定有据可依，以维护消费者合法权益；具体优点如下：

本发明能够对移动、联通、电信三网的移动终端流量进行全覆盖检测。如对移动GPRS(2G)、联通GPRS(2G)、联通WCDMA（3G）、移动TD-CDMA（3G）、电信CDMA1X(2G)、电信CDMA2000(3G) 制式全覆盖检测。

  本发明利用相对应的无线网络收取流量数据，实现从用户终端对消费者实际使用的数据流量进行精确统计，与运营商计费数据进行对比，实现对移动运营商计费系统进行计量校准。

本发明的移动网络流量校准装置为该流量校准系统中的测量设备，采用arm嵌入式操作系统平台，支持多制式通信。该测量设备负责校准流程的发起、接收流量数据并稽核计算，提供友好的人机交互功能。具有上下行流量测量功能，速率显示功能，测量结果显示功能，报表生成功能，测量点设置，测量日志记录等主要功能。

  本发明的“移动网络流量校准服务器”为整个网络流量校准系统的标准服务器，提供流量校准所使用的样本数据、数据传输服务以及服务器侧的流量数据稽核功能，对于整个系统的流量统计具有进一步校准的功能，

 本发明的PCB板采用8层沉金工艺设计，具有良好的电气特性和抗干扰性，运行稳定可靠。

本发明采用源端与目的端共同监测的方式来对移动终端计算流量，如：手机、平板电脑等的网络流量进行测量与校准；插入三大运行商SIM卡后，利用相对应的三大运行商无线网络收取流量数据，实时统计并显示上行下行流量；实时统计并显示上行下行IP包总数；实时统计并显示IP包内数据段总长度；数据精确到1BYTE；显示信号强度；统计并显示丢包率；保留历史测量数据；实现从用户终端对消费者实际使用的数据流量进行精确统计，与运营商计费数据进行对比，实现对移动运营商计费系统进行计量校准及监督；使计量技术机构对各地的移动网络流量计费装置的检定有据可依，以维护消费者合法权益。并且具有自动存储功能；具有流量分析功能，并将结果呈现给操作人员。

本发明能够对移动终端网络运营商网络流量的计量准确与否进行检测。能够准确的测量出用户终端实际使用的网络流量，将对维护消费者的合法权益起到重要作用。克服了网络流量计费只能由移动运营商单方面提供，没有第三方监管和过程均不透明的计费方式缺陷，填补了国内该领域的空白；该系统在质检部门可以大力推广，实现对运营商计费系统的有效监督。

附图说明

图1为移动终端网络流量测量系统的结构示意图；

图2为移动终端网络流量测量系统的校准工作示意图；

图3为移动终端网络流量测量系统的校准流程图；

图4为移动网络流量校准装置的结构示意图；

图5为移动网络流量校准装置箱体的打开结构示意图；

图6为移动网络流量校准装置箱体的闭合结构示意图；

图7为移动网络流量校准装置的电路方框图。

图中：1、移动网络流量校准服务器，2、通信运营商数据传输网络，3、移动网络流量校准装置，3.1、上盖，3.2、基箱，3.3、系统主机板，3.4、无线模块组，3.5、触摸屏显示器，3.6、锂电电池组，3. 7、SIM卡插槽，3.8、USB接口，3.9、设备重启键开关，3.10、切换旋钮开关，3.11、主电源开关，3.12、扬声器，3.13、电源适配器接口，3.14、固定支架，3.15、主机箱安全锁孔，3.16、触控屏幕保护海绵，3.17、主机保护面板框，3.18、屏幕钢制金属边框，3.19、主机箱安全密封槽,4、移动运营商计费系统。

具体实施方式

如图1、2、3、4、5、6、7所示，一种移动网络流量测量系统的校准装置，包括：校准箱体、校准装置电路，所述校准箱体内的校准装置电路，包括系统主机板3.3、无线模块组3.4、触摸屏显示器3.5、锂电电池组3.6，系统主机板3.3一侧设置有无线模块组3.4。

所述系统主机板3.3上方设置有触控屏幕面板，触控屏幕面板由固定面板框与框内的触摸屏显示器3.5组成，触摸屏显示器3.5一侧的固定面板框上设置有SIM卡插槽3.7及外置的USB接口3.8；触摸屏显示器另一侧的固定面板框上设置有设备重启键开关3.9、切换旋钮开关3.10、主电源开关3.11；校准箱体内设置有锂电电池组3.6。

所述系统主机板上设置有嵌入式处理器arm、内存、存储器、USB接口、VGA接口、R145接口；嵌入式处理器arm通过网络切换控制器与无线模块组3.4相连，每个无线模块通过SIM卡插槽3.7与SIM卡相连；嵌入式处理器arm的信号传输接口端分别通过电缆与USB接口、VGA接口、R145接口相连；嵌入式处理器arm的数据接口端通过电缆与触摸屏显示器相连；嵌入式处理器arm的电源接口端通过电缆与锂电电池组3.6相连。

所述网络切换控制器为三大运营商的切换旋钮开关3.10。

所述SIM卡插槽组包括：中国电信SIM卡插槽、中国联通SIM卡插槽、中国移动SIM卡插槽。

所述锂电电池组3.6设置有连接220V交流电源的电源适配器接口；所述锂电电池组为1万毫安时。

所述无线模块组3.4包括：中国移动通信模块、中国联通通信模块、中国电信通信模块。

所述嵌入式处理器arm为嵌入式操作系统平台的arm嵌入式处理器，通信制式为多制式通信。

所述触摸屏显示器3.5的屏幕尺寸为:12寸LCD触摸屏显示器，分辨率为：1024x768。所述存储器为：64G的SSD固态硬盘。所述USB接口3.8为：2路USB接口。所述系统主机板的PCB板为8层沉金工艺制作的PCB板。

所述校准箱体，包括：上盖3.1、基箱3.2，所述基箱3.2通过铰轴与上盖3.1铰接，上盖3.1内设置有锂电电池组3.6，锂电电池组3.6上方设置有矩形的触控屏幕保护海绵3.16，触控屏幕保护海绵3.16四周设置有主机箱安全密封槽3.19，主机箱安全密封槽3.19外的上盖3.1边位置设置有与基箱3.2边位置对应的主机箱安全锁孔3.15。

基箱3.2内设置有系统主机板3.3，系统主机板3.3一侧设置的无线模块组3.4为三个无线模块：移动无线模块、联通无线模块、电信无线模块，系统主机板3.3上方设置有触控屏幕面板。

所述触控屏幕面板包括固定面板框、触控液晶显示屏3.5，所述固定面板框由主机保护面板框3.17内固定的屏幕钢制金属边框3.18结合构成，屏幕钢制金属边框内3.18固定有触控液晶显示屏3.5；所述主机保护面板框3.17上设置有扬声器3.12；所述主机保护面板框3.7为高强度铝合金面板框；见图6。

一种移动网络流量测量系统的校准方法，采用移动网络流量测量系统3对移动网络2传输的流量进行测量及校对，即采用源端与目的端共同监测的方式来计算流量；移动网络流量的测量系统，包括：移动网络流量校准服务器1、移动网络流量校准装置3、通信运营商数据传输网络2，所述移动网络流量校准服务器1通过通信运营商数据传输网络2与移动网络流量校准装置3无线网络相连；见附图1。

测量及校对是指在移动网络流量校准服务器1内放置200个1-200M大小的标准流量包，移动网络流量校准装置3通过移动网络2收取流量数据，即从标准流量包中下载一个选定流量包产生的数据流量，并且将移动网络流量校准装置3测量出的流量数据与移动运营商计费系统4统计的流量数据进行对比，从而实现对移动网络流量计费系统进行校准；包括：

1）、流量数据校准的操作方法，其步骤如下：

（1）操作人员通过“移动网络流量校准装置3”通过“移动通信网络2”接入提供下载功能的移动网络流程校准服务器1；

（2）选择测量范围：移动GPRS(2G)、联通GPRS(2G)、电信CDMA1X(2G)、移动TD-CDMA（3G）、联通WCDMA（3G）、电信CDMA2000(3G) 的制式；

（3）选择样本数据：标准流量包最小为1M，最大为200M；

（4）请求下载:a.移动网络流量校准装置3发出接入请求；移动网络流程校准服务器1 发出接入请求确认；b.移动网络流量校准装置3发出数据传输请求；移动网络流程校准服务器1 发出数据传输请求确认；

（5）开始数据流量检测统计：

a.“移动网络流量校准装置3”自动甄别出第一个含有数据的协议消息，并开始计算流量；

b.“移动网络流程校准服务器1”自动甄别出第一个含有数据的协议消息，并开始计算流量；

（6）循环直到整个样本数据传输完成：

a.“移动网络流量校准装置3”对含有数据的消息计算数据内容长度并不断累加；

b.“移动网络流程校准服务器1” 对含有数据的消息计算数据内容长度并不断累加；

c.“移动网络流量校准装置3”自动甄别出下载完毕的协议消息，并停止计算流量；

d.“移动网络流程校准服务器1”自动甄别出下载完毕的协议消息，并停止计算流量；

（7）“移动网络流量校准装置3”根据得到的结果:a.移动网络流程校准服务器1得到的流量结果校准,b.移动网络流量校准装置3得到的流量结果校准,

进行进一步计算，并将结果测量报告输出呈现给操作人员；

该“移动网络流量校准装置3”能够导出TXT表格，并支持reset恢复功能由服务器端检测的软件；

2）、采用流量数据的获取、分析及统计，进行的流量数据校准；其步骤如下：

（1）流量数据的获取：

a.“移动网络流程校准服务器”计算源端发出的数据总量a =   Total Sent Data

b.“移动网络流量校准设备”计算目的端接收的数据总量b =  Total Downloaded Data

c.“移动网络流程校准服务器”计算源端接收的数据总量 a1=Total Received Data；

d.“移动网络流量校准设备”计算目的端发送的数据总量b1 =  Total Uploaded Data

e.“运营商流量统计系统”所计算出的运营商流量c = Total Transmitted Data

f.样本数据大小 d= Standard Data

g.通过移动网络流量校准系统，得到：

Total Sent Data-----------a

Total Received Data-------a1

Total Downloaded Data-----b

Total Uploaded Data-------b1

h.通过运营商，得到： Total Transmitted Data-------c

i.已知数据：Standard Data数据流量包大小；

（2）获取流量数据的计算及分析：

a.采用以下两个比较式：

Total Sent Data ≥ Total Transmitted Data ≥ Total Downloaded Data

Total Uploaded Data ≥ Total Transmitted Data ≥ Total Received Data

在统计方式一致的情况下，必然成立；

b.若运营商流量c= Total Transmitted Data不满足如上比较式，有两种状态：

Total Transmitted Data > Total Sent Data 运营商侧有冗余数据统计；

Total Transmitted Data < Total Received Data 运营商侧有漏统计数据

令Δ = Total Sent Data - Total Received Data，若Δ越小，则流量校准越精确；

（3）对网络连接状态的判断：

采用如下两个比较式：

Total Downloaded Data ≥ Standard Data

Total Uploaded Data ≥ Standard Data

必然成立。

令 Δ1 = Total Sent Data - Standard Data，若Δ1越小，则下行传输质量越好；

   Δ2 = Total Uploaded Data - Standard Data，若Δ2越小，则上行传输质量越好；

（4）流量统计的分析：

根据网络状态的不同，经过统计获取的两个参数σ1，σ2（σ1<<1，σ2<<1）

令η1 = Total Downloaded Data/ Total Transmitted Data，若有1-σ1 < η1 <1+σ1，则认为运营商侧测量的下行数据量在合理范围为内；

令η2 ≤ Total Uploaded Data/ Total Transmitted Data，若有1-σ2 < η2 <1+σ2，则认为运营商侧测量的上行数据量在合理范围为内；

（5）在移动网络流量校准装置3的触摸屏上，能将实时统计的上行下行流量、上行下行IP包总数、IP包内数据段总长度的数据显示出来，显示数据精确到1BYTE；并能显示统计的丢包率、信号强度；本移动网络流量校准装置3具有保留历史测量数据、自动存储、流量分析及将结果呈现给操作人员的功能。

所述的结果测量报告，内容包括：下载状态、下载时间、文件大小、总传输流量、上传总流量、下载总流量、上传总包数、下载总包数、最大上传速度、最大下载速度、平均上传速度、平均下载速度。

如对中国电信流量的监测，采用电信CDMA1X(2G)卡，下载源文件为1550672bt，进行流量监测，方法步骤如下：

a.打开流量检测装置；

b.将中国电信数据sim卡插入流量装置中的标有“电信”字样的sim卡插槽中，以预激活电信SIM卡读取模块；

c.将网络切换开关调整至“电信”网络，以预激活电信网络通信模块；

d.打开装置开关，装置各个模块开始运行，等待设备开机并接入网络，时间约为90秒，以激活SIM卡读取模块和对应的网络通信模块；

e.选择屏幕左上角校准数据包,容量为：1M、5M、10M等；

f.点击屏幕右上角“start”按钮开始监测，网络通信模块开始运行，内部校准模块开始运行；

g.等待检测直到结束，网络通信模块停止运行，内部校准模块停止运行；

h.数据分析模块开始运行，自动生成测试结果报告。

触摸屏3.5显示的测量报告，内容包括：下载状态：完成；下载时间：16秒；文件大小：1550672bt；总传输流量：1736080bt；上传总流量：38078bt；下载总流量：1698002bt；上传总包数：926bt；下载总包数：1145bt；最大上传速度：5525.5254bt；最大下载速度：238738.73bt；平均上传速度：2.338369bt；平均下载速度：104.27425bt。

Claims (10)

1.一种移动网络流量测量系统的校准装置，其特征在于：所述移动网络流量校准装置，包括：校准箱体、校准装置电路，所述校准箱体内的校准装置电路，包括系统主机板（3.3）、无线模块组（3.4）、触摸屏显示器（3.5）、锂电电池组（3.6），系统主机板（3.3）一侧设置有无线模块组（3.4），所述系统主机板（3.3）上方设置有触控屏幕面板，触控屏幕面板由固定面板框与框内的触摸屏显示器（3.5）组成，触摸屏显示器（3.5）一侧的固定面板框上设置有SIM卡插槽组（3.7）及外置的USB接口（3.8）；触摸屏显示器另一侧的固定面板框上设置有设备重启键开关（3.9）、切换旋钮开关（3.10）、主电源开关（3.11）；校准箱体内设置有锂电电池组（3.6）。

2.根据权利要求1所述的一种移动网络流量测量系统的校准装置，其特征在于：所述系统主机板上设置有嵌入式处理器arm、内存、存储器、USB接口、VGA接口、R145接口；嵌入式处理器arm通过网络切换控制器与无线模块组（3.4）相连，每个无线模块通过SIM卡插槽组（3.7）与SIM卡相连；嵌入式处理器arm的信号传输接口端分别通过电缆与USB接口、VGA接口、R145接口相连；嵌入式处理器arm的数据接口端通过电缆与触摸屏显示器相连；嵌入式处理器arm的电源接口端通过电缆与锂电电池组（3.6）相连。

3.根据权利要求1所述的一种移动网络流量测量系统的校准装置，其特征在于：所述无线模块组（3.4）包括：中国移动通信模块、中国联通通信模块、中国电信通信模块；每个无线模块组（3.4）的SIM卡插槽分别为：中国电信SIM卡插槽、中国联通SIM卡插槽、中国移动SIM卡插槽；所述存储器为64G的SSD固态硬盘；所述USB接口（3.7）为2路USB接口。

4.根据权利要求1所述的一种移动网络流量测量系统的校准装置，其特征在于：所述网络切换控制器为三大运营商的切换旋钮开关（3.10）。

5.根据权利要求1所述的一种移动网络流量测量系统的校准装置，其特征在于：所述触摸屏显示器（3.5）的屏幕尺寸为:12寸LCD触摸屏显示器，分辨率为：1024x768。

6.根据权利要求1所述的一种移动网络流量测量系统的校准装置，其特征在于：所述锂电电池组（3.6）设置有连接220V交流电源的电源适配器接口；所述锂电电池组为1万毫安时。

7.根据权利要求1所述的一种移动网络流量测量系统的校准装置，其特征在于：所述系统主机板（3.3）为8层沉金工艺制作的PCB板。

8.根据权利要求2所述的一种移动网络流量测量系统的校准装置，其特征在于：所述嵌入式处理器arm为嵌入式操作系统平台的arm嵌入式处理器，通信制式为多制式通信。

9.根据权利要求1所述的一种移动网络流量测量系统的校准装置，其特征在于：所述校准箱体，包括：上盖（3.1）、基箱（3.2），所述基箱（3.2）通过铰轴与上盖（3.1）铰接，上盖（3.1）内设置有锂电电池组（3.6），锂电电池组（3.6）上方设置有矩形的触控屏幕保护海绵（3.1）6，触控屏幕保护海绵（3.1）6四周设置有主机箱安全密封槽（3.19），主机箱安全密封槽（3.19）外的上盖（3.1）边位置设置有与基箱（3.2）边位置对应的主机箱安全锁孔（3.15）；基箱（3.2）内设置有系统主机板（3.3），系统主机板（3.3）一侧设置的无线模块组（3.4）为三个无线模块：移动无线模块、联通无线模块、电信无线模块，系统主机板（3.3）上方设置有触控屏幕面板。

10.根据权利要求1所述的一种移动网络流量测量系统的校准装置，其特征在于：所述触控屏幕面板包括固定面板框、触控液晶显示屏（3.5），所述固定面板框由主机保护面板框（3.17）内固定的屏幕钢制金属边框（3.18）结合构成，屏幕钢制金属边框（3.18）内固定有触控液晶显示屏（3.5）；所述主机保护面板框（3.17）上设置有扬声器（3.12）；所述主机保护面板框（3.17）为高强度铝合金面板框。