CN106685766B - 一种物理层协议一致性测试方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种物理层协议一致性测试方法及系统，属于通信技术领域。一种物理层协议一致性测试方法，测试设备在传输资源上发送控制数据块和载荷数据块，控制数据块采用固定物理层参数进行发送，载荷数据块采用控制数据块中指明载荷物理层信道参数进行发送。被测设备接收数据后，首先解析控制数据块，然后使用控制数据块中的载荷物理层信道参数解析出载荷数据，最后将收到载荷数据回环到测试设备。测试设备将检查发送的载荷数据和接收到的载荷数据是否相同，判定被测试设备是否符合物理层协议要求，本发明所提供的方法在测试过程中，测试数据只在物理层进行数据回环，简化了测试流程，容易遍历不同的物理层功能。

Description

一种物理层协议一致性测试方法及系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种物理层协议一致性测试方法及系统。

背景技术

在通信系统中，一般由发送端、接收端和传输环境组成，信息在传输环境中传输，即传输信道。具体系统原理图如图1所示。

在移动通信领域中，通信设备投入使用之前，一般需要进行各种互操作测试，其中最常见的就是一致性测试，具体来讲分成协议一致性测试、射频一致性测试以及无线资源管理(简称RRM)一致性测试。这些测试都是保证不同厂家提供的通信设备能够进行互联互通的最基本要求。

在不同系统中，根据各自系统的特点，采用不同的一致性测试方法来实现，虽然在具体测试上存在差异，但是基本原理是相同的，如图2所示。被测试设备和测试设备之间通常有两个接口，一个是测试控制接口，另外一个是测试观测口。其中测试控制接口用于测试设备控制被测试设备各种测试模式设置，以便配合测试设备进行各项指标测试。测试观测口用于检查本测试设备输入和输出是否符合标准一致性要求。

在一致性测试中，如果采用图2原理进行物理层测试，则主要采用回环模式进行测试。在第三代合作伙伴计划(简称3GPP)中，已经给出了几种回环模式，主要是数据链路层、数据汇聚层以及应用层的回环，可以通过这几层的数据回环，间接进行物理层的功能以及性能测试，但是这些测试都需要完整的物理层、数据链路层以及数据汇聚层才可以完成。

在实际产品开发过程中，这种测试方法还是存在一定局限性，例如在物理层开发验证阶段，需要提前检查各家物理层设计是否满足不同的协议标准要求。那么就需要进行专门物理层一致性测试，这既需要满足物理层协议一致性检查要求，同时又需要对物理层改动尽可能小，目前在3GPP中也没有同统一的解决方案。

在通信行业中，通常采用下面的两种非标准方法进行物理层测试，但是涉及到各家物理层实现，很难在各个厂家之间达成一致。

第一种方法：被测试设备和测试设备之间，使用很多组默认配置的物理层参数，每组参数对应物理层一种测试场景。这种测试方案的缺点是不能自动遍历所有物理层场景，并且各厂家对物理层参数定义很难达成一致，所以这种方法通常只能用于公司内部自测试使用，不能作为行业物理层一致性测试方案。

第二种方法：为了灵活进行物理层测试，以及实现各种物理层场景灵活配置的测试，在物理层基础上增加了一个临时的控制模块，但这种方案工作量比较大，涉及到各家物理层实现方案，所以在各个厂家之间很难对控制模块达成一致要求。

鉴于上面存在的问题，本发明提出一种对物理层改动比较小，又能够完成物理层协议一致性测试要求的测试方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种物理层协议一致性测试方法及系统，将被测试设备和测试设备之间用传输线路相连接。测试设备发送数据分成了控制数据块和载荷数据块两部分，如图4所示。控制数据采用固定物理层参数进行发送，载荷部分数据采用控制数据块中指明载荷物理层信道参数进行发送。被测试设备首选解析控制数据块，然后使用控制数据块中指明的载荷物理层信道参数组解析出测试设备发送的载荷数据。测试设备将检查发送载荷数据和接收到的载荷数据是否相同，判定被测试设备是否符合物理层协议要求。通过在被测试设备和测试设备之间增加信道模拟器，可以用于确定被测试设备的最小接收灵敏度测试以及不同设备之间的性能对比测试

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种物理层协议一致性测试系统，包括测试设备和被测设备；

所述测试设备包含物理层参数组模块、物理层发送链路、物理层接收链路、误码率和误块率统计模块；

所述物理层参数组模块，用于选定发送载荷数据模块和接收载荷数据块的物理层编解码参数组；

所述物理层发送链路，用于根据所述物理层参数组模块选定的载荷数据块的物理层编解码参数组，对发送载荷数据块进行信道编码，同时将所述物理层编解码参数组生成控制数据块，在传输资源上发送载荷数据块和控制数据块；

所述物理层接收链路，用于接收被测设备回复的测试数据流，采用固定物理层编解码参数解析出控制数据块，然后使用所述物理层参数组模块选定的载荷数据块的物理层编解码参数组解析接收载荷数据块；

所述误码率和误块率统计模块用于检查接收载荷数据块与发送载荷数据块是否相同，判定被测试设备是否符合物理层协议要求。

进一步，所述被测设备包括物理层接收链路、物理层参数组模块、物理层发送链路；

所述物理层接收链路，用于接收测试设备发送载荷数据块和控制数据块；采用固定物理层参数解析出控制块数据，使用控制数据块中指定的接收载荷数据块的物理层编解码参数组解析载荷数据块；

所述物理层参数组模块，用于记录接收测试设备所发送的载荷数据块使用的物理层编解码参数组，并将该物理层编解码参数组用于发送回复载荷数据块，保证回复载荷数据块与测试设备发送的载荷数据块采用相同的物理层信道编译码参数；

所述物理层发送链路，用于发送回复的测试数据流；所述回复的测试数据流包括采用固定物理层参数传输的控制数据块和在控制数据块中指明物理层信道参数的载荷数据块。

进一步，还包括信道模拟器，位于测试设备与被测设备之间，用于检测被测设备在所选择的物理层编解码参数组下的最小接收灵敏度。

进一步，所述物理层编解码参数组包括物理层编码数据块大小、信道编译码参数、调制方式以及数据映射参数。

一种物理层协议一致性测试方法，以测试设备的角度进行描述，包括以下步骤：

S101：测试设备选择载荷数据块的物理层编解码参数组，并将其封装在控制数据块中，所述控制数据块采用固定物理层信道编解码参数生成，并使用控制数据块中指明的物理层编解码参数组对载荷数据块进行物理层编解码处理；所述载荷数据块为物理层和协议栈之间传递的数据块；

S102：测试设备将所述控制数据块与所述载荷数据块形成测试数据流，在传输资源上进行发送；

S103：测试设备接收被测设备回复测试数据流；通过固定物理层信道编解码参数解析控制数据块，并且使用控制数据块中的载荷数据块的物理层编解码参数组解析载荷数据块，比较发送载荷数据块和接收到载荷数据块是否相同，判定被测试设备是否符合物理层协议要求。

进一步，所述方法还包括S104：测试设备通过统计误码率或是误块率模块计算接收载荷数据块与发送载荷数据块之间的误块率和误比特率。

进一步，所述方法还包括S105：测试设备检测物理层参数组是否全部遍历完成，如果物理层参数组遍历完成，则退出。

一种物理层协议一致性测试方法，以被测设备的角度进行描述，包括以下步骤：

S201：被测设备接收到传输资源上的测试数据流，通过固定物理层信道编解码参数解析测试数据流中控制数据块，然后采用的控制数据块中指明物理层编解码参数组解析出载荷数据块；其中，物理层参数组模块保存在载荷数据块的物理层参数；

S202：被测设备采用控制数据块中指明物理层编解码参数组对载荷数据块进行物理层编译码处理，形成回复载荷数据块；所述回复载荷数据块与采用固定物理层信道编解码参数生成的控制数据块形成回复的测试数据流；

S203：在传输资源上发送回复的测试数据流至测试设备。

进一步，所述S203中的传输资源与测试设备发送测试数据流所使用的传输资源相同。

进一步，在被测试设备和测试设备之间增加信道模拟器，采用相同的物理层参数组，并调整信道模拟器参数，检测被测设备在该物理层参数组下的最小接收灵敏度，具体包括以下步骤：

S301：测试设备选择物理层参数组，将信道模拟器的信号衰减值设置为0，发送载荷数据块到被测试设备，等待被测试设备回复载荷数据块，测试设备统计误码率或是误块率；

S302：测试设备不改变物理层参数组条件下，增大信道模式器的信道衰减值，发送载荷数据到被测试设备，测试设备统计误码率或是误块率；

S303：当误码率或误块率达到系统最低要求时候，则测试设备发送功率减去信道模式器的信号衰减值和线路衰耗的值就为被测试设备最小接收灵敏度。

本发明的有益效果在于：本发明提供的一种物理层协议一致性测试方法及系统，通过该测试可以遍历被测试设备物理层链路功能，检测被测试设备是否满足协议要求，从而达到物理层协议一致性测试需求。该发明优点在于：

第一：测试设备和被测试设备选择对应的物理层参数组，并且可以通过固定的传输资源来交换物理层参数组，避免了物理层链路处理过程中的物理层参数协调问题。并且由于物理层参数组在固定传输资源上传输，那么测试设备和被测试设备之间的物理层参数组可以自由交换，简化测试流程，从而容易遍历不同的物理层功能。

第二：由于物理层参数组在固定传输资源上传输，简化了数据回环测试对原物理层实现带来的额外修改，在不同厂家物理层协议一致性测试上容易达成一致意见。

第三：该测试方案在物理层进行数据回环，可以不使用数据链路层以及应用层模块，方便了物理层和其他模块的独立开发和测试，有利于项目的质量和进度控制。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为现有技术中通信系统原理图；

图2为现有技术中设备测试系统；

图3为物理层协议一致性测试框架图；

图4为测试设备和被测试设备之间数据收发格式图；

图5为物理层链路处理过程；

图6为PLC发送数据块格式；

图7为PLC系统的控制帧和载荷数据的链路；

图8为中央控制器物理层测试流程；

图9为解析载荷数据流程；

图10为普通站点的物理层测试流程；

图11为PLC物理层性能测试框架；

图12为设备最小接收灵敏度测试流程。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

本发明提供的一种物理层协议一致性测试方法及系统，本发明提供的一种物理层协议一致性测试方法及系统，将被测试设备和测试设备之间用传输线路相连接。测试设备发送数据分成了控制数据块和载荷数据块两部分，如图4所示。控制数据采用固定物理层参数进行发送，载荷部分数据采用控制数据块中指明载荷物理层信道参数进行发送。被测试设备首选解析控制数据块，然后使用控制数据块中指明的载荷物理层信道参数组解析出测试设备发送的载荷数据。测试设备将检查发送载荷数据和接收到的载荷数据是否相同，判定被测试设备是否符合物理层协议要求。通过在被测试设备和测试设备之间增加信道模拟器，可以用于确定被测试设备的最小接收灵敏度测试以及不同设备之间的性能对比测试。

如图3所示，一种物理层协议一致性测试系统，包括测试设备和被测设备；

测试设备包含物理层参数组模块、物理层发送链路、物理层接收链路、误码率和误块率统计模块；

物理层参数组模块用于选定发送载荷数据块和接收载荷数据块的物理层编解码参数组。发送载荷数据块，表示用于测试的随机数据块；所述接收载荷数据块，表示测试设备收到来自被测试设备的回环载荷数据块。

物理层编解码参数组包括物理层编码数据块大小、信道编译码参数、调制方式以及数据映射参数。

物理层发送链路，根据所述物理层参数组模块选定的发送载荷数据块的物理层编解码参数组，对发送载荷数据块进行信道编码，同时将所述物理层编解码参数组生成控制数据块，在传输资源上发送载荷数据块和控制数据块；

物理层接收链路，用于接收被测设备回复的测试数据流，采用固定物理层编解码参数解析出控制数据块，然后使用控制数据块中的接收载荷数据块的物理层编解码参数组解析出接收载荷数据块。

固定物理层参数指用于控制数据块的物理层信道编解码参数，测试设备和发送设备默认已知。

误码率和误块率统计模块用于检查接收载荷数据块与发送载荷数据块是否相同，判定被测试设备是否符合物理层协议要求。

被测设备包括物理层接收链路、物理层参数组模块、物理层发送链路；

所述物理层接收链路，用于接收测试设备发送载荷数据块和控制数据块；采用固定物理层参数解析出控制块数据，使用控制数据块中指定的接收载荷数据块的物理层编解码参数组解析载荷数据块；

物理层参数组模块，用于记录接收测试设备所发送的载荷数据块使用的物理层编解码参数组，并将该物理层编解码参数组用于发送回复载荷数据块，保证回复载荷数据块与测试设备发送的载荷数据块采用相同的物理层信道编译码参数；

物理层发送链路，用于发送回复的测试数据流；所述回复的测试数据流包括采用固定物理层参数传输的控制数据块和在控制数据块中指明物理层信道参数的载荷数据块。

该系统中还包括信道模拟器，位于测试设备与被测设备之间，用于检测被测设备在所选择的物理层编解码参数组下的最小接收灵敏度。

信道模式器指调整信道模拟器参数调整测试设备和被测试设备之间的路径衰耗。

本发明提供的一种物理层协议一致性测试方法，如图5所示，以测试设备的角度进行描述，所述方法包括以下步骤：

S101：测试设备选择载荷数据块的物理层编解码参数组，并将其封装在控制数据块中，所述控制数据块采用固定物理层信道编解码参数生成，并使用控制数据块中指明的物理层编解码参数组对载荷数据块进行物理层编解码处理；所述载荷数据块为物理层和协议栈之间传递的数据块。

载荷数据块可以采用随机生成方式生成，也可以采用固定特殊格式的数据块进行测试，例如全0或是全1数据块。

S102：测试设备将所述控制数据块与所述载荷数据块形成测试数据流，在传输资源上进行发送；

S103：测试设备接收被测设备回复测试数据流；通过固定物理层信道编解码参数解析控制数据块，并且使用控制数据块中的载荷数据块的物理层编解码参数组解析载荷数据块，比较发送载荷数据块和接收到载荷数据块是否相同，判定被测试设备是否符合物理层协议要求。

S104：测试设备通过统计误码率或是误块率模块计算接收载荷数据块与发送载荷数据块之间的误块率和误比特率。

S105：测试设备检测物理层参数组是否全部遍历完成，如果物理层参数组遍历完成，则退出。

本发明提供的一种物理层协议一致性测试方法，以被测设备的角度进行描述，所述方法包括以下步骤：

S201：被测设备接收到传输资源上的测试数据流，通过固定物理层信道编解码参数解析测试数据流中控制数据块，然后采用的控制数据块中指明物理层编解码参数组解析出载荷数据块；其中，物理层参数组模块保存在载荷数据块的物理层参数；

S202：被测设备采用控制数据块中指明物理层编解码参数组对载荷数据块进行物理层编译码处理，形成回复载荷数据块；所述回复载荷数据块与采用固定物理层信道编解码参数生成的控制数据块形成回复的测试数据流；

S203：在传输资源上发送回复的测试数据流至测试设备。传输资源与测试设备发送测试数据流所使用的传输资源相同。

传输资源由时间和频率组成，根据不同的系统确定不同的时间和频率使用方式。测试设备和被测试设备使用的传输资源根据不同系统可以是相同的传输资源也可以是存在固定关系的不同传输资源。

该方法还包括在被测试设备和测试设备之间增加信道模拟器，采用相同的物理层参数组，并调整信道模拟器参数，逐步增大衰减量，即逐步减小被测试设备输入信号强度，直到被测试设备不能正确解析测试设备发送的数据，则得到被测设备在该物理层参数组下的最小接收灵敏度；也可以通过调整信道模拟器参数，来对比不同被测试设备的接收性能，即采用相同物理层参数组，相同的信道模拟器参数，对比不同设备通信的误块率和误比特率，具体包括以下步骤：

S301：测试设备选择物理层参数组，将信道模拟器的信号衰减值设置为0，发送载荷数据块到被测试设备，等待被测试设备回复载荷数据块，测试设备统计误码率或是误块率；

S302：测试设备不改变物理层参数组条件下，增大信道模式器的信道衰减值，发送载荷数据到被测试设备，测试设备统计误码率或是误块率；

S303：当误码率或误块率达到系统最低要求时候，则测试设备发送功率减去信道模式器的信号衰减值和线路衰耗的值就为被测试设备最小接收灵敏度。

采用上述同样的方式，可以测试得到不同物理层参数组下被测试设备的最小接收灵敏度。

实施例1

为了说明该发明在具体系统中一致性测试的使用方法，将采用宽带电力线载波通信系统(简称:PLC)进行说明。PLC系统主要由两种设备构成，即中央控制器(简称：CCO)以及站点(简称：STA)，由于PLC系统网络采用了树形组网方式，所以部分站点除了完成本站点功能以外，还需要具备消息转发以及路由维护功能，这种站点称为代理站点(简称：PCO)。其中PCO和STA站点的物理层设计是完全相同的，它们的差异主要在数据链路层和应用层，所以在该实施例中，将使用CCO和STA之间的物理层测试进行说明。下面将重点说明PLC系统的物理层一致性测试方法。

在PLC系统中，每次发送的一帧数据分成三部分，即前导、控制帧和载荷数据，如图6所示。其中前导是由多个1024点的正交频分复用(简称：OFDM)符号组成，每个子载波承载特定的相位信息，在PLC标准中已经明确给出。控制帧则根据帧类型不同而携带不同的信息，在控制帧中有解析载荷数据关键的分集拷贝模式参数与物理块个数，其中分集拷贝参数包括了物理块大小类型、分集次数、调制方式、码率、支持的物理块数。

PLC系统在物理层链路处理上分成了控制帧和载荷数据两个部分，如图7所示，其中控制帧的物理层链路处理包括Turbo编译码、信道交织和解交织、分集拷贝/分集合并、星座映射和解映射、IFFT/FFT、循环前缀几个过程。在控制帧中物理层参数是固定的，即数据块大小是128比特(16字节)、Turbo采用1/2码率、分集拷贝根据频段不同固定使用两种方式、星座点映射，即调制方式采用四相相移调制(简称：QPSK)技术、IFFT/FFT采用1024点。但是在载荷部分的物理层参数，即物理层数据块大小、Turbo编译码、信道交织、以及分集拷贝则根据系统中不同的信道质量是可以变化的。如图7所示。

PLC系统传输资源使用方面，将电力线传输资源分成了三大类，一类是信标传输资源、另外两类是用于数据传输的载波侦听多路访问(简称：CSMA)和时分多址复用方式(简称：TDMA)的传输资源。其中信标传输资源，主要用于CCO或是PCO发送中央信标和代理信标使用，在中央信标和代理信标中承载了具体的传输资源分配方式，即在电力线上，可以使用的频段以及CSMA和TDMA区域的划分。PLC系统中的CSMA区域采用抢占式使用，TDMA则采用固定分配方式使用。

对于PLC系统，物理层一致性测试内容主要包括控制帧链路和载荷链路的一致性测试，其中控制帧链路采用了固定参数进行传输，所以只要CCO和STA之间正常收发，即能够保证CCO和STA之间在控制帧上实现是一致的，所以本发明重点解决载荷部分物理层链路一致性上的测试。下面还是使用两个场景进行说明，一是对CCO设备物理层的一致性测试，另外一个是对站点物理层的一致性测试。

首先将被测试设备为中央控制器场景来说明通过本发明所述方法进行一致性测试，流程如图8所示。

步骤1：被测试设备中央控制器和测试设备上电，都进入初始状态，此时根据PLC标准要求，中央控制器将规划传输资源，确定信标时隙、CSMA时隙以及TDMA时隙，并且在信标时隙上发送中央信标信息，在中央信标中包括了具体的传输资源划分方式。如图8中第1步。

步骤2：测试设备将在整个时间轴上对信标帧的前导进行搜索，在该过程中，测试设备需要进行自动增益控制(简称：AGC)调整以及定时(简称：TA)调整、自动频率(简称：AFC)调整。然后解读出中央信标帧的控制帧，再由控制帧中载荷的物理层参数组，解析出中央信标内容。在PLC系统中，物理层参数组指分集拷贝模式和物理层块数。如图8中第2步。

步骤3：测试设备完成对中央控制器的中央信标解析之后，根据PLC标准给出的分集拷贝模式表，生成对应的物理层参数组列表，并且选择其中一组参数用于检查中央控制器是否正确支持。如图8中第3步。

步骤4：根据PLC标准要求，测试设备采用开始帧(简称：SOF帧)方式发送前导、控制帧和载荷数据符号到被测试设备中央控制器。其中控制帧包含了载荷数据的物理层参数组参数，即分集拷贝模式和物理块数。载荷数据将采用控制帧中的分集拷贝模式进行处理。如图8中第4.1、4.2、4.3步。

步骤5：根据PLC标准要求，中央控制器在中央信标上广播传输资源规划，即信标时隙、CSMA时隙以及TDMA时隙，那么中央控制器将实时在信标时隙、CSMA时隙以及TDMA时隙上搜索是否存在其他设备发送数据。如果侦测到有数据存在，则中央控制器将解析前导、控制帧以及载荷数据。如图8中第5步。

在步骤5中，被测试设备具体操作方式如图9所示。可以下面几个过程来进行。

(A)被测试设备在中央信标时隙周期性广播中央信标内容以外，还将在规划的CSMA时隙和TDMA时隙上实时侦测，是否存在其他STA发送数据，在该测试过程中，侦测测试设备是否发送物理层数据块。被测试设备首先侦测前导，只有侦测到前导才能完成各种同步过程。如图9中第1步。

(B)被测试设备侦测到前导，并且完成了同步过程，那么随后继续解析前导之后的控制帧，控制帧采用Turbo 1/2编码、数据块大小为128比特，并且分集拷贝模式存在两种即频段0和频段1，采用频段0或是频段1将会在中央信标中广播。所以被测试设备不需要双边物理层参数协调即可正确解析控制帧中的内容。如图9中第2步。

(C)在控制帧中存在两个参数，一个是分集拷贝模式，另外一个是物理块数，被测试设备将使用这两个参数进行物理层载荷数据解析。如图9中第3步。

(D)被测试设备收到数据块之后，采用和测试设备相同的物理层参数，即相同的分集拷贝模式和物理数据块数目，将接收到载荷数据发送回测试设备。如图9中第4步。

(E)在发送过程中，同样需要前导、控制帧和载荷数据。如图9中第5步。

在图8步骤5中，亦图9步骤1到步骤5过程。如果被测试设备正确解析测试设备发送的前导，则表明被测试设备前导解析设计符合标准要求，如果被测设备控制帧解析正确则表明控制帧物理接收链路符合标准要求。同样原理，被测试设备回复的载荷数据中，如果测试设备正确侦测到前导，则表明被测试设备发送前导符合标准一致性要求，正确接收控制帧则表明控制帧物理层发送链路符合标准一致性要求，正确解析载荷数据表明被测试设备发送数据物理层链路符合标准要求。

步骤6：中央控制器(被测试设备)收到SOF帧之后，为了保持原有物理层设计架构，需要回复确认帧(简称：SACK帧)到测试设备。每个确认只有前导和确认帧的控制帧部分组成，没有载荷部分。如图8中第6步。

步骤7：中央控制器采用收到控制帧中的分集拷贝模式参数和物理层块数，确定物理层参数组，采用相同的分集拷贝模式和物理层块数处理收到的载荷数据，并发送回测试设备。如图8中第7步。

步骤8：根据PLC标准要求，中央控制器同样需要发送前导符号数据、控制帧符号数据以及载荷符号数据。如图8中第8.1、8.2、8.3步。

步骤9：在测试过程中，测试设备发送SOF帧，如果收到来自被测试设备的SACK帧，指明中央控制设备已经确认正确接收，那么表明中央控制器的接收部分满足协议要求。如果测试设备收到来自中央控制器的SOF帧，其中使用的分集拷贝模式和物理层块数与测试设备发送时所使用的参数相同，并且测试设备可以使用该参数组解析载荷数据，如果接收的载荷数据与测试设备之前发送的载荷数据相同，则表明中央控制器的发送链路在指定的物理层参数组(分集拷贝模式和物理数据块数)下满足协议一致性要求。如图8中第9步。

在该过程中，如果启动的监视定时器超时，则表明被测设备未正确解析测试设备所选择的分集拷贝模式和物理块数，中央控制器不满足物理层协议一致性要求。

为了方便评估中央控制器的物理层，根据对载荷数据的收发对比，可以计算出具体的误块率和误比特率。

步骤10：以上过程完成了一种物理层参数组，即分集拷贝模式和物理数据块数的一致性检查，测试设备继续根据物理层参数组，重新选择一组参数进行测试，从步骤3开始。直到所有的物理层参数组遍历完成。如图8中第10步。

实施例2

被测试设备为普通站点场景来说明通过本发明所述方法进行一致性测试，流程如图10所示。

步骤1：测试设备设置为中央控制器模式，所以测试设备需要规划中央信标时隙、CSMA时隙以及TDMA时隙传输资源，根据中央控制器功能测试设备在中央信标时隙上周期性广播中央信标内容。如图10第1步。

步骤2：站点设备搜索到中央信标内容，在中央信标中解析出使用频段、CSMA、TDMA的时隙分配方式。如图10第2步。

步骤3：测试设备选择一组物理层参数组，并且生成前导符号数据、SOF帧的控制帧符号数据以及SOF帧载荷符号数据，选择一种传输资源，可以选择使用CSMA时隙，也可以选择TDMA时隙。在选定传输资源上发送载荷数据。如图10第3步。

步骤4：根据PLC标准要求，测试设备依次发送SOF帧的前导、控制帧和载荷数据。如图10第4步。

步骤5：站点设备将解析SOF帧中的载荷数据，如图10第5步。

步骤6：站点设备收到SOF帧之后，在相同的传输资源上回复SACK帧。如图10第6步。

步骤7：站点使用解析得到的控制帧中的参数，确定回复SOF帧载荷数据的物理层链路参数，包括分集拷贝模式和物理层块数。如图10第7步。

步骤8：站点生成的SOF帧数据将在与之前收到的SOF帧相同的传输资源上进行回复。假定存在CSMA时隙1、CSMA时隙2，如果在CSMA时隙1收到来自测试设备的SOF帧，那么将在CSMA时隙1上回复SOF帧给测试设备。如图10第8步。

步骤9：测试设备检查发送SOF帧的控制帧中和收到SOF帧的控制帧中的分集拷贝模式和物理层块数是否相同。如果不同，则表示本次回环失败。如图10第9步。在实际测试中，测试设备可以使用相同物理层参数组进行测试，在测试设备一侧统计误块率和误比特率。

步骤10：检查物理层参数组是否遍历测试完，如果所有物理层参数组都遍历完成，则直接退出，否则返回步骤3，继续下一次物理层参数组的测试。

实施例1和实施例2给出了PLC系统中中央控制器和站点的物理层链路测试方法。如果被测试设备是中央控制器，则测试设备设置为站点模式，如果被测试设备是站点，则测试设备应该设置为中央控制器模式。

采用本发明所述方法，在PLC设备开发过程中，即使没有数据链路层和应用层，依然可以提前对物理层功能进行协议一致性测试，并且可以遍历物理层功能。本发明所述方法的优势在于充分使用了PLC系统中传输控制帧的物理层参数固定的特点，对载荷数据的物理层链路进行功能遍历性测试，这样在对原有物理层改动较小的情况下即可完成回环测试。

实施例3

本发明用于进行PLC物理层性能测试的方法，具体框架如图11所示。

在PLC物理层性能测试中，在测试设备和被测试设备之间增加了PLC信道模拟器，通过控制PLC信道模拟器可以改变PLC线路的信道环境，例如增加高斯白噪声、增加信号衰减量，或是改变PLC线路的阻抗等等，来检测被测设备物理层性能指标。

在该实施例中，将举例说明如何使用本发明方法对被测试设备进行最小接收灵敏度进行测试。具体测试流程如图12所示。

第一步：测试开始准备测试设备和被测试设备，以及需要可调节衰落的信道模拟器。在开始测试时候，将测试设备和被测试设备上电，并且进入正常工作状态，并且将信道模拟的衰减设置为0，即不进行任何衰减。如图12步骤1。

第二步：如果测试设备是中央控制器，那么测试设备发送中央信标，被测试设备正常接收中央信标，并且解析其中内容；如果被测试设备是中央控制器，则测试设备接收中央信标，并且解析被测试设备发送的中央信标内容。如图12步骤2。

第三步：测试设备首选选定固定的物理层参数组，即PLC系统中物理层数据块数、物理层数据块大小、编码方式、调试方式参数。并且生成随机载荷数据采用SOF帧发送到被测设备。其中物理层参数组内容承载在SOF帧中的控制帧部分。如图12步骤3。

第四步：被测试设备收到来自测试设备的SOF帧，根据PLC系统物理层过程要求，解析出SOF帧中载荷数据内容。然后选择相同的物理层参数组，即PLC系统中物理层数据块数、物理层数据块大小、编码方式、调试方式参数，在相同的物理层传输资源上发送回测试设备。如图12步骤4。

第五步：测试设备接收来自被测试设备的SOF帧，并且根据PLC物理层要求，解析出SOF帧中的载荷数据内容。测试设备将比较发送SOF帧中的载荷数据和接收SOF帧中的载荷数据，统计误比特率。如图12步骤5。

第六步：为了统计误码率的准确性，测试过程中需要进行多次测试循环，将统计一段时间的误比特率。如果统计次数到达，则结束该物理层参数组的回环测试，并且计算出最终误比特率。如果循环次数没有达到预期要求，则返回第二步继续。如图12步骤6。

第七步：增大一级信道模拟器的衰减量ΔV，即信道模拟器总衰减量Δp＝k*ΔV，其中的K表示衰减量调整次数。如图12步骤7。

第八步：每增加一级信道模拟器的衰减量，那么减小了被测试设备输入信号强度，将增加了误比特率。如果测试过程中达到了系统容忍的最大误比特率。则停止测试，即可得到测试设备最小接收灵敏度。如图12步骤8。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其做出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种物理层协议一致性测试系统，其特征在于，包括测试设备和被测试设备；

所述测试设备包含物理层参数组模块、物理层发送链路、物理层接收链路、误码率和误块率统计模块；

所述物理层参数组模块，用于选定载荷数据块的物理层编解码参数组；

所述物理层发送链路，用于根据所述物理层参数组模块选定的载荷数据块的物理层编解码参数组，对发送载荷数据块进行信道编码，同时将所述物理层编解码参数组生成控制数据块，在传输资源上发送载荷数据块和控制数据块；

所述物理层接收链路，用于接收被测试设备回复的测试数据流，采用固定物理层编解码参数解析出控制数据块，然后使用所述物理层参数组模块选定的载荷数据块的物理层编解码参数组解析接收载荷数据块；

所述误码率和误块率统计模块用于检查接收载荷数据块与发送载荷数据块是否相同，判定被测试设备是否符合物理层协议要求。

2.根据权利要求1所述的一种物理层协议一致性测试系统，其特征在于，所述被测试设备包括物理层接收链路、物理层参数组模块、物理层发送链路；

所述物理层接收链路，用于接收测试设备发送载荷数据块和控制数据块；采用固定物理层编解码参数解析出控制块数据，使用控制数据块中指定的接收载荷数据块的物理层编解码参数组解析载荷数据块；

所述物理层参数组模块，用于记录接收测试设备所发送的载荷数据块使用的物理层编解码参数组，并将该物理层编解码参数组用于发送回复载荷数据块，保证回复载荷数据块与测试设备发送的载荷数据块采用相同的物理层信道编译码参数；

所述物理层发送链路，用于发送回复的测试数据流；所述回复的测试数据流包括采用固定物理层编解码参数传输的控制数据块和在控制数据块中指明物理层信道编译码参数的载荷数据块。

3.根据权利要求1或2所述的一种物理层协议一致性测试系统，其特征在于，还包括信道模拟器，位于测试设备与被测试设备之间，用于检测被测试设备在所选择的物理层编解码参数组下的最小接收灵敏度。

4.根据权利要求1所述的一种物理层协议一致性测试系统，其特征在于，所述物理层编解码参数组包括物理层编码数据块大小、物理层信道编译码参数、调制方式以及数据映射参数。

5.根据权利要求1所述的一种物理层协议一致性测试系统，其特征在于，在被测试设备和测试设备之间增加信道模拟器，采用相同的物理层编解码参数组，并调整信道模拟器参数，检测被测试设备在该物理层编解码参数组下的最小接收灵敏度，具体包括以下步骤：

S301：测试设备选择物理层参数组，将信道模拟器的信号衰减值设置为0，发送载荷数据块到被测试设备，等待被测试设备回复载荷数据块，测试设备统计误码率或是误块率；

S302：测试设备不改变物理层参数组条件下，增大信道模拟器的信道衰减值，发送载荷数据到被测试设备，测试设备统计误码率或是误块率；

S303：当误码率或误块率达到系统最低要求时候，则测试设备发送功率减去信道模拟器的信号衰减值和线路衰耗的值就为被测试设备最小接收灵敏度。

6.一种物理层协议一致性测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

S101：测试设备选择载荷数据块的物理层编解码参数组，并将其封装在控制数据块中，所述控制数据块采用固定物理层编解码参数生成，并使用控制数据块中指明的物理层编解码参数组对载荷数据块进行物理层编解码处理；

S102：测试设备将所述控制数据块与所述载荷数据块形成测试数据流，在传输资源上进行发送；

S103：测试设备接收被测试设备回复测试数据流；通过固定物理层信道编解码参数解析控制数据块，并且使用控制数据块中的载荷数据块的物理层编解码参数组解析载荷数据块，比较发送载荷数据块和接收到载荷数据块是否相同，判定被测试设备是否符合物理层协议要求。

7.根据权利要求6所述的一种物理层协议一致性测试方法，其特征在于，所述方法还包括S104：测试设备通过误码率和误块率统计模块计算接收载荷数据块与发送载荷数据块之间的误块率和误码率。

8.根据权利要求6所述的一种物理层协议一致性测试方法，其特征在于，所述方法还包括S105：测试设备检测物理层编解码参数组是否全部遍历完成，如果物理层编解码参数组遍历完成，则退出。

9.一种物理层协议一致性测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

S201：被测试设备接收到传输资源上的测试数据流，通过固定物理层编解码参数解析测试数据流中控制数据块，然后采用的控制数据块中指明物理层编解码参数组解析出载荷数据块；

S202：被测试设备采用控制数据块中指明物理层编解码参数组对载荷数据块进行物理层编译码处理，形成回复载荷数据块；所述回复载荷数据块与采用固定物理层信道编解码参数生成的控制数据块形成回复的测试数据流；

S203：在传输资源上发送回复的测试数据流至测试设备。

10.根据权利要求9所述的一种物理层协议一致性测试方法，其特征在于：所述S203中的传输资源与测试设备发送测试数据流所使用的传输资源相同。