CN117639906B - 用于高轨卫星宽带下信关站性能测试方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供的用于高轨卫星宽带下信关站性能测试方法、装置及系统，方法应用于端站模拟服务器，该端站模拟服务器安装有端站模拟装置；方法包括：通过端站模拟装置模拟出多个模拟端站，并模拟每个模拟端站到信关站服务器的接入流程和心跳连接流程；在接入流程和心跳连接流程下记录信关站服务器的性能参数；分析性能参数是否满足预设条件。与传统地通过实际设备进行测试相比,本发明通过端站模拟装置模拟出多个端站进行性能测试，极大节约了设备成本和环境维护成本，通过端站模拟装置可以模拟大量端站同时接入,实现大规模并发性能测试,提高测试效率。

Description

用于高轨卫星宽带下信关站性能测试方法、装置及系统

技术领域

本发明涉及卫星通信技术领域，具体而言，涉及一种用于高轨卫星宽带下信关站性能测试方法、装置及系统。

背景技术

信关站(GroundStation)是卫星通讯系统中的重要组成部分。它是卫星和地面通信系统之间的接口,用于与飞行在空间轨道上的卫星进行无线电通信链接，还用于与数据中心、用户终端等互联,支持业务处理和用户接入。

信关站在正式投入使用前需要对进行性能测试，针对不同标准，比如卫星通信标准，和新型互联网通信方式，比如高轨卫星宽带，需要测试其与它们之间的兼容性,为后续系统优化提供参考。

现有的信关站性能测试方式需要部署多套真实的端站调制解调器和一套完整的信关站系统,设备占用的空间增大，由此导致测试环境规模增大,环境维护成本增高。并且，大量端站调制解调器接入信关站系统后，信关站服务器的会话记录和网络转发节点增多，需逐个观测并记录结果，总体耗时增多。因此，需要提供一种测试方式来节约卫星信道资源的设备成本及测试分析成本。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种用于高轨卫星宽带下信关站性能测试方法、装置及系统，其能够在测试信关站性能的过程中实现节约卫星信道资源的设备成本及测试分析成本的效果，提高测试效率。本发明可以这样实现：

第一方面，本发明提供一种用于高轨卫星宽带下信关站性能测试方法，应用于端站模拟服务器，所述端站模拟服务器安装有端站模拟装置；所述方法包括：通过所述端站模拟装置模拟出多个模拟端站，并模拟每个所述模拟端站到信关站服务器的接入流程和心跳连接流程；在所述接入流程和所述心跳连接流程下记录所述信关站服务器的性能参数；分析所述性能参数是否满足预设条件。

第二方面，本发明提供一种用于高轨卫星宽带下信关站性能测试装置，应用于端站模拟服务器，所述端站模拟服务器安装有端站模拟装置；包括模拟模块、记录模块和分析模块；所述模拟模块，用于通过所述端站模拟装置模拟出多个模拟端站，并模拟每个所述模拟端站到信关站服务器的接入流程和心跳连接流程；所述记录模块，用于在所述接入流程和所述心跳连接流程下记录所述信关站服务器的性能参数；所述分析模块，用于分析所述性能参数是否满足预设条件。

第三方面，本发明提供一种用于高轨卫星宽带下信关站性能测试系统，包括端站模拟服务器、信关站服务器；所述信关站服务器与所述端站模拟服务器通过交换机进行信令传输；所述端站模拟服务器上部署端站模拟装置；所述端站模拟服务器用于执行如第一方面所述的用于高轨卫星宽带下信关站性能测试方法。

本发明提供的用于高轨卫星宽带下信关站性能测试方法、装置及系统，方法应用于端站模拟服务器，所述端站模拟服务器安装有端站模拟装置；所述方法包括：通过所述端站模拟装置模拟出多个模拟端站，并模拟每个所述模拟端站到信关站服务器的接入流程和心跳连接流程；在所述接入流程和所述心跳连接流程下记录所述信关站服务器的性能参数；分析所述性能参数是否满足预设条件，本发明通过端站模拟装置模拟出多个端站进行性能测试，极大节约了设备成本和环境维护成本，通过端站模拟装置能够模拟大批量端站到信关站的接入过程，在这种情况下测试信关站的性能，提高了测试效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为一种现有用于高轨卫星宽带下信关站性能测试系统架构图；

图2为本发明实施例提供的用于高轨卫星宽带下信关站性能测试系统200的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的端站模拟服务器210的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的端站模拟装置2101的功能模块图；

图5为本发明实施例提供的一种前向登录请求响应描述符解码结构体的实现方法；

图6为本发明实施例提供的一种前向鉴权响应描述符解码结构体的实现方法；

图7为本发明实施例提供的一种前向端站状态信息报文解码结构体的实现方法；

图8为本发明实施例提供的一种反向登录请求报文编码结构体的实现方法；

图9为本发明实施例提供的一种反向鉴权请求报文编码结构体的实现方法；

图10为本发明实施例提供的一种反向设备心跳保持报文编码结构体的实现方法；

图11为本发明实施例提供的用于高轨卫星宽带下信关站性能测试方法的示意性流程图；

图12为本发明实施例提供的步骤S301的示意性流程图；

图13为本发明实施例提供的用于高轨卫星宽带下性能测试装置的功能模块图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

请参见图1，图1为一种现有信关站性能测试系统架构图。利用该系统架构进行信关站性能测试的方案是：

步骤1，完成系统部署：部署多套真实的端站调制解调器，且每一个端站调制解调器的接收中频口和天线的接收射频线缆连接，每一个端站调制解调器的发射中频口和天线的发射射频线缆连接；部署一套信关站系统，包括信关站调制器、信关站解调器、信关站服务器，其中信关站调制器的发射中频口和天线的发射射频线缆连接，信关站解调器的接收中频口和天线的接收射频线缆连接，信关站调制器的网口、信关站解调器的网口通过路由器与信关站服务器的网口连接。

步骤2，申请并购买卫星频段资源，包括频点、带宽等资源。

步骤3，为信关站服务器配置信关站调制器的发射频点、带宽，配置信关站解调器的接收频点、带宽；为端站调制解调器配置接收频点、带宽。

步骤4，所有端站调制解调器开启接收信号开关，接收到信关站调制器的发射信号后自动向信关站解调器发送登录信号，登录信号中包含该端站调制解调器的设备标识号、登录账号、登录密码。

步骤5，信关站解调器接收到端站调制解调器的登录信号并解析出设备标识号、登录账号、登录密码，然后封装成网络协议信令发送给信关站服务器进行登录鉴权。

步骤6，信关站服务器对该端站调制解调器的设备标识号、登录账号、登录密码进行鉴权验证，验证通过后在信关站服务器的数据库创建该端站调制解调器的会话记录及网络转发节点，并为该端站调制解调器自动分配一个Ip地址和Mac地址，封装成网络协议信令发送给信关站调制器。

步骤7，信关站调制器将网络协议信令转化为信号发送给端站调制解调器。

步骤8，端站调制解调器接收到登录鉴权结果后，更新自身设备状态为入网状态，并按照固定周期（50ms）向信关站系统发送心跳保持信号。

步骤9，信关站解调器接收到端站调制解调器的心跳保持信号后解析出设备标识号、设备接收信号强度、设备业务容量申请大小，然后封装成网络协议信令发送给信关站服务器。

步骤10，信关站服务器根据接收到的设备标识号、设备接收信号强度更新该端站调制解调器的会话记录，根据设备业务容量申请大小自动调节和控制该端站调制解调器的业务信息速率。

步骤11，逐个在每个端站调制解调器查看近端网页显示确认是否接入信关站系统成功，包含登录端站Web管理系统，观测每个端站调制解调器的自身设备状态是否为入网状态、是否分配到Ip地址和Mac地址，在信关站服务器逐个确认每个端站调制解调器的会话记录和网络转发节点是否创建成功、是否在固定周期内（50ms）收到每个端站调制解调器的心跳包。

从上述步骤1至步骤11的方案主要存在以下缺陷：

（1）端站调制解调器设备成本高且数量有限，无法使用大量真实的端站调制解调器用于测试信关站系统的容量性能。

（2）大量端站调制解调器接入信关站系统后，信令传输需要占用高带宽，但是当前卫星资源昂贵且十分有限。

（3）端站调制解调器设备数量增加后，射频线数量增多，设备占用的空间增大，由此导致测试环境规模增大而带来的环境维护成本增高。

（4）大量端站调制解调器接入信关站系统后，信关站服务器的会话记录和网络转发节点增多，需逐个观测并记录结果，总体耗时增多。

总体来说，现有信关站性能测试方案存在测试效率低和测试成本高的问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种用于高轨卫星宽带下信关站性能测试系统。请参见图2，图2为本发明实施例提供的用于高轨卫星宽带下信关站性能测试系统200的结构示意图，包括端站模拟服务器210和信关站服务器220。其中，为了保证信关站服务器220能够正常接收报文和发送报文，该系统中还可以包括信关站调制器、信关站解调器和路由器（图2中虚线表示的内容）。

如图2所示，端站模拟服务器210用于执行本发明实施例提供的用于高轨卫星宽带下信关站性能测试方法，为了实现节约设备成本和提高测试效率的效果，端站模拟服务器210内安装有端站模拟装置2101。如图3所示，图3为本发明实施例提供的端站模拟服务器210的结构示意图。其中，端站模拟装置2101的主要功能是：

通过高并发测试任务调度框架集成运行批量的模拟端站，模拟信关站服务器与模拟端站之间的接入流程和心跳连接流程，进而对信关站的大量接入流程和心跳连接流程下的系统稳定性和可靠性测试，并基于测试数据一体化自动化分析模块实现异步数据分析，提高性能测试结果分析效率和准确性。

在可选的实施方式中，端站模拟服务器210包括，但不限于单个网络服务器、多个网络服务器组成的服务器组或基于云计算(CloudComputing)的由大量主机或网络服务器构成的云。

为了实现端站模拟、模拟信关站服务器220与模拟端站之间的接入流程和心跳连接流程的效果，本发明实施例提供的端站模拟装置2101的结构如图4所示，图4为本发明实施例提供的端站模拟装置2101的功能模块图，包括：网络监听模块2101-1、信令解码模块2101-2、端站状态机模块2101-3、信令编码模块2101-4和网络发送模块2101-5。

下面分别介绍上述各个模块的功能。

网络监听模块2101-1：用于监听信关站发送的前向信令报文，通过封装的信令解析方法获得前向信令报文的前向信令表内容。

具体地，网络监听模块2101-1启动异步监听线程，该异步监听线程创建一个网络套接字连接信关站服务器220的前向信令转发端口。该网络套接字接收到来自于信关站服务器220的前向信令报文（16进制码流），前向信令报文如表1所示，包含固定长度为11字节的报文头和前向信令表。

表1

针对前向信令报文，网络监听模块2101-1通过信令解析方法进行头部解析，去除11字节长度的报文头后，仅保留端站设备标识号（Macaddress）和前向信令表内容（Table），Table结构如表2所示。然后提取出前向信令表内容的前1个字节，用于判断该前向信令表的表类型。

表2

前向信令表类型可以多种，如表3所示，表3中的第一列总结了各种前向信令表类型，第二列给出每种前向信令表类型对应的标识。

表3

本发明实施例只需要对前向信令表类型为单播描述符（0xB0）的前向信令报文进行处理，因此当前向信令表类型为单播描述符（0xB0）时，将前面保留的Macaddress作为Key值，Table作为Value，并将该键值对存储在数据字典结构中，数据字典结构为后续取出信关站服务器220反馈给各个模拟端站的前向信令单播描述符内容提供了便利，节约了时间。

在本发明实施例中，网络监听模块2101-1对监听到的单播描述符类型的前向信令报文解析之后，会将解析后得到的前向信令单播描述符内容发送给信令解码模块2101-2作信令协议解析。

信令解码模块2101-2：封装有信令协议解析方法，用于对前向信令单播描述符内容进行信令协议解析，声明和定义前向登录请求响应描述符（表4）、前向鉴权响应描述符（表5）和终端状态信息报文结构（表6）。其中，前向登录请求响应描述符用于对前向登录请求响应报文的前向信令单播描述符内容进行解码。前向鉴权响应描述符用于对鉴权请求响应报文的前向信令单播描述符内容进行解码。终端状态信息报文结构用于对信关站反馈的状态信息报文的前向信令单播描述符内容进行解码。

表4

表5

表6

语法	保留位	信息位	编码格式
				terminal_information_message_content() {
if (TIM-U) {
				RCST_Status		8	flagmsf
}
				descriptor_loop_count		8	uimsbf
for (i= 0; i<= descriptor_loop_count; i++) {
				descriptor()
}
				}

在本发明实施例中，为了快速、准确从前向信令单播描述符内容提取有用信息，可以通过python语法对前向登录请求响应描述符、前向鉴权响应描述符和终端状态信息报文结构进行处理，生成前向登录请求响应描述符解码结构体，如图5所示；前向鉴权响应描述符解码结构体，如图6所示；和前向端站状态信息报文解码结构体，如图7所示。采用解码结构体定义和维护通信协议的前向信令结构，直接使用就可以快速从向信令单播描述符内容中提取需要的有用信息。

由上述内容可以看出，信令解码模块2101-2可以根据卫星通讯协议对前向信令进行标准化解码结构体定义，并基于该解码结构体实现解码方法，一旦卫星通讯协议发生变更，可对变更或新增的字段快速在结构体中进行修订。

端站状态机模块2101-3：第一，用于模拟端站。具体地，端站状态机模块2101-3可以自定义一个账号信息，包括登录账号、设备标识和登录密码。比如：登录账号为usercount1，设备标识号为00001，登录密码为q9tKz2Mm，每个模拟端站的登录账号和设备标识号必须不同，但是登录密码可以相同。每个端站状态机模块2101-3可以维护一个设备信息列表，表内用于存放账号信息。第二，执行登录请求发送方法、鉴权请求发送方法和心跳发送方法，以模拟信关站与模拟端站直接的接入和状态监测过程。

针对上述第二点，在具体实施过程中，可以为每一个模拟端站启动一个异步协程，比如，可以通过python的gevent模块实现。异步协程的传入参数为该模拟端站的账号信息，通过异步协程执行登录请求发送方法、鉴权请求发送方法和心跳包发送方法，这将在后续用于高轨卫星宽带下信关站性能测试方法中详细介绍。

从图4还可以看出，本发明实施例中的端站状态机模块有多个，可以实现一种多线程并发框架，执行高并发异步协程机制，用于在极短时延周期内（10ms以内）同时异步运行大量的网络请求方法，并维护一个高效的数据字典结构，每个网络请求方法的响应数据在网络监测模块2101-1创建的数据字典中支持可快速查找。

信令编码模块2101-4：用于根据反向PDU内容的结构描述,声明和定义反向端站登录请求报文结构（表7）、反向鉴权请求报文结构（表8）、反向端站心跳保持报文结构（表9），这为后续生成登录请求报文、鉴权请求报文和心跳保持报文提供的基准。

表7

表8

表9

在具体实施过程中，和图5至图7所示的解码结构体类似，可以通过python语法对反向端站登录请求报文结构、反向鉴权请求报文结构和反向端站心跳保持报文结构进行处理，生成反向端站登录请求报文编码结构体，如图8所示，反向鉴权请求报文编码结构体，如图9所示，和反向端站心跳保持报文编码结构体，如图10所示。采用编码结构体定义和维护通信协议的反向信令结构，可以快速生成反向信令内容。

由上述内容可以看出，信令编码模块2101-4可以根据卫星通讯协议对反向信令进行标准化编码结构体定义，并基于该编码结构体实现编码方法，一旦卫星通讯协议发生变更，可对变更或新增的字段快速在结构体中进行修订；端站状态机模块可以根据协议定义的端站模拟接入过程，该过程包含端站接入信关站的各环节方法及响应判断；

网络发送模块2101-5：用于将登录请求报文、鉴权请求报文和心跳保持报文发送给信关站服务器，即信关站服务器220。具体地，网络发送模块2101-5可以用信令头封装方法对信令编码模块2101-4编码后的16进制码流加上反向信令头结构，然后调用异步发送线程发送至信关站服务器220。

从图4中各个模块的功能可总结出本发明实施例可以实现如下有益效果：

（1）通过端站状态机模块2101-3模拟出端站设备的业务流程状态，无需使用真实的端站调制解调器设备即可完成接入信关站的过程验证，极大节约了设备成本和环境维护成本；基于大量端站状态机的高并发模拟系统，摆脱了卫星信道资源的约束，使大规模端站设备同时并发接入信关站的场景成为可能，节约了卫星信道资源的租用成本。

（3）通过信令编码模块2101-4和信令解码模块2101-2对通信协议进行标准化的结构体定义，得到用于对前向信令单播描述符内容进行解码的解码结构体和用于对报文内容进行编码的编码结构体，在模拟端站设备接入信关站的过程中，无需人工在不同的网元处逐一确认各环节的状态，而是根据协议结构体字段的值是否满足预期来由软件自行判断，大大节约了人工分析的成本。

基于图4提供的端站模拟装置2101，本发明实施例提供的用于高轨卫星宽带下信关站性能测试方法如图11所示，图11为本发明实施例提供的用于高轨卫星宽带下信关站性能测试方法的示意性流程图，该方法的执行主体为图2所示的端站模拟服务器210，可以包括如下步骤：

S301、通过端站模拟装置模拟出多个模拟端站，并模拟每个模拟端站到信关站服务器的接入流程和心跳连接流程。

S302、在接入流程和心跳连接流程下记录信关站服务器的性能参数。

在本发明实施例中，性能参数可以但不限于是如下任意一种及组合：接入响应时延、控制响应时延、调度窗口处理时间、信道资源使用率、资源分配时隙等等。

S303、分析性能参数是否满足预设条件。

在本发明实施例中，针对不同性能参数，可以根据实际要求设置不同的预设条件，此处不作限定。

通过上述步骤S301至步骤S303，本发明实施例通过端站模拟服务器及其内置的端站模拟装置,可以模拟大批量模拟端站接入信关站服务器,并模拟每个模拟端站与信关站服务器的心跳连接过程。在接入与心跳连接过程中会记录服务器的各种性能参数。然后通过对这些参数进行分析,验证是否满足预设的性能标准。与传统通过实际设备进行测试相比,本发明实施例可以大大节约了测试设备的成本以及环境维护成本。通过端站模拟装置可以模拟大量端站同时接入,实现大规模并发性能测试,提高测试效率，可以用于测试高轨卫星宽带下信关站性能。

总之,本发明提供的这种端站模拟测试方法,通过软件模拟替代实物测试,在保证测试质量的同时大幅提高测试效率,节约成本。

针对上述步骤S301,结合上述对端站模拟装置2101的功能介绍内容，其实施方式可以参见图12，图12为本发明实施例提供的步骤S301的示意性流程图，可以包括如下步骤：

S301-1、通过端站状态机模块模拟出多个模拟端站。

在上述端站状态机模块的功能中已经详细介绍，此处不再赘述。

S301-2、由端站状态机模块调用信令编码模块生成接入报文内容，调用网络发送模块对接入报文内容进行封装得到接入报文，并将接入报文发送给信关站服务器；其中，接入报文分为登录请求流程对应的登录请求报文和鉴权请求流程对应的鉴权请求报文。

S301-3、通过网络监听模块获取信关站服务器反馈的接入响应报文，并从接入响应报文中解析出前向信令单播描述符内容；其中，接入响应报文分为登录请求报文对应的登录请求响应报文和鉴权请求报文对应的前向端站状态信息报文。

S301-4、由端站状态机模块调用信令解码模块对前向端站状态信息报文对应的前向信令单播描述符内容进行解码，确定模拟端站是否成功完成接入流程。

S301-5、若是，由端站状态机模块调用信令编码模块生成心跳保持报文，并调用网络发送模块将心跳保持报文发送给信关站服务器，以进行心跳连接流程。

在本发明实施例中，接入流程分为登录请求流程和鉴权请求流程，先执行登录请求流程，再执行鉴权请求流程。如图4中的端站状态机模块2101-3所示，执行登录请求方法即模拟登录请求流程，执行鉴权请求方法即模拟鉴权请求流程，执行心跳包发送方法即模拟心跳连接流程。

通过端站状态机模块模拟端站设备的业务流程状态，无需使用真实的端站调制解调器设备即可完成接入信关站的过程验证，极大节约了设备成本和环境维护成本；通过基于大量端站状态机的高并发模拟系统，摆脱了卫星信道资源的约束，使大规模端站设备同时并发接入信关站的场景成为可能，节约了卫星信道资源的租用成本；通过信令编码模块和信令解码模块对协议进行标准化的结构体定义，在端站设备接入信关站的过程中，无需人工在不同的网元处逐一确认各环节的状态，而是根据协议结构体字段的值是否满足预期来由软件自行判断，大大节约了人工分析的成本。

下面对上述步骤S301-2至S301-4进行详细介绍。

在步骤S301-2之前，端站状态机模块可以先生成一个预设长度（比如8个字节）的第一鉴权随机数，用于生成端站签名结果和生成登录请求报文。在具体实施过程中，可以通过python的random模块生成第一鉴权随机数。然后将第一鉴权随机数与登录密码逐字节进行与或运算生成端站签名结果保存在本地，这为后续确认是否完成本地鉴权认证提供了保证。

端站状态机模块可以通过异步协程先执行登录请求发送方法，在确定完成本地鉴权认证之后再执行鉴权请求发送方法。因此，针对步骤S301-2,可以包括如下步骤：

步骤a1：由端站状态机模块调用信令编码模块预先定义的反向登录请求报文编码结构体对设备标识号、登录账号和预生成的第一鉴权随机数进行编码，得到登录请求报文内容，再调用网络发送模块对登录请求报文内容进行封装，得到登录请求报文。

步骤a2：通过端站状态机模块确定是否完成本地鉴权认证。

在本发明实施例中，登录请求报文发送给信关站服务器之后，端站状态机模块的异步协程可以根据设备标识号取出信关站服务器发送给各个模块端站的前向信令单播描述符内容，然后调用信令解码模块预先定义的前向登录请求响应描述符解码结构体和前向鉴权响应描述符解码结构体对前向信令单播描述符内容进行解码，得到签名结果auth_number，auth_number将与本地存储的端站签名结果进行比对，确定是否完成本地鉴权认证。

当完成本地鉴权认证之后，异步协程可以执行鉴权请求方法，如步骤a3。

步骤a3：若是，由端站状态机模块生成鉴权报文内容，并调用信令编码模块预先定义的反向鉴权请求报文编码结构体对鉴权报文内容编码，再调用网络发送模块对编码结果进行封装，得到鉴权请求报文。

在本发明实施例中，异步协程可以从解码完成的前向登录请求响应描述符结构体中取出第二鉴权随机数auth_random_number，并与登录密码逐字节进行与或运算后生成信关站签名结果，然后调用信令编码模块的预先定义的反向鉴权请求报文编码结构体对信关站签名结果进行编码，再调用网络发送模块的信令头封装方法对编码后的16进制码流加上反向信令头结构，得到鉴权请求报文。

因此，在步骤a3中，由端站状态机模块生成鉴权报文内容的方式可以是：由端站状态机模块调用信令解码模块预先定义的前向登录请求响应描述符解码结构体对登录请求响应报文进行解码，得到第二鉴权随机数后，将第二鉴权随机数与登录密码进行与或运算，生成信关站签名结果，作为鉴权报文内容。信关站签名结果用于指示信关站服务器将信关站签名结果与信关站服务器本地存储的签名结果进行匹配，并根据匹配结果向模拟端站反馈状态信息报文。

也就是说，当网络发送模块的异步发送线程将鉴权请求报文发送至信关站服务器之后，信关站服务器拿到报文中携带的信关站签名结果后，与信关站服务器本地存储的信关站签名结果进行比对，若相等，则可以反馈前向端站状态信息报文，以确定是否成功完成接入流程。

在步骤S301-3中、通过网络监听模块获取信关站服务器反馈的接入响应报文；其中，接入响应报文分为登录请求报文对应的登录请求响应报文和鉴权请求报文对应的前向端站状态信息报文。

需要说明的是，由于异步协程先执行登录请求发送方法，当确定完成本地鉴权认证之后，再执行鉴权发送方法，因此网络监听模块先监测到登录响应报文，后监测到前向端站状态信息报文。

从前述网络监测模块的功能介绍中可知，网络监测模块在监听到前向信令内容之后会根据预先创建的数据字典结构，存储不同设备标识号对应的前向单播描述符内容。因此，端站状态机模块的异步协程可以根据模拟端站的设备标识号，从网络监测模块创建的数据字典结构中，取出信关站服务器发送给各个模拟端站的前向信令单播描述符内容，以完成后续操作。

针对步骤S301-4，其实施方式可以包括：

由端站状态机模块调用信令解码模块对前向端站状态信息报文对应的前向信令单播描述符内容进行解码，确定模拟端站是否成功完成接入流程。

也就是说，端站状态机模块的异步协程可以调用信令解码模块预先定义的前向端站状态信息报文解码结构体对前向端站状态信息报文对应的前向信令单播描述符内容进行解码，取出端站状态标识RCST_Status,当RCST_Status等于预设值（通常为128）时，表示端站设备在远端鉴权认证成功且接入信关站成功，即可执行心跳发送方法，即步骤S301-5。

针对步骤S301-5，其实施方式可以是：由述端站状态机模块调用信令编码模块的预先定义的反向端站心跳保持报文编码结构体对心跳保持报文内容进行编码，得到心跳保持报文。

可以理解的是，异步协程执行心跳包发送方法的是：调用反向设备心跳保持报文编码结构体对心跳包内容进行编码，其中cni等于1，length等于1，编码完成后循环调用网络发送模块的异步发送线程发送至信关站服务器，直至端站状态机模块的主进程退出。

在可选的实施方式中，从上述步骤S301-1至步骤S301-5可以看出，端站状态机模块在执行登录请求发送方法、鉴权请求发送方法和心跳发送方法的过程中，会持续调用信令编码模块预先定义的前向登录请求响应描述符、前向鉴权响应描述符和前向端站设备状态信息报文结构，以及信令解码模块预先定义的反向端站登录请求报文编码结构体、反向鉴权请求报文编码结构体和反向端站心跳保持报文编码结构体,因此，为了提高效率，可以先完成信令编码模块和信令解码模块的定义过程，即在执行步骤S301-1之前，还可以先执行如下步骤：

步骤b1：通过网络监听模块获取信关站服务器发送的目标前向信令报文，并从目标前向信令报文提取前向信令表内容；其中，目标前向信令报文是前向信令表类型为单播描述符的报文。

步骤b2：由信令解码模块根据前向信令表内容的结构描述信息，定义前向登录请求响应描述符解码结构体、前向鉴权响应描述符解码结构体和前向端站设备状态信息报文解码结构体。

步骤b3：由信令编码模块根据反向PDU内容的结构描述信息，定义反向端站登录请求报文编码结构体、反向鉴权请求报文编码结构体和反向端站心跳保持报文编码结构体。

上述定义过程可以参见信令编码模块和信令解码模块的功能介绍内容，此处不再赘述。

通过上述用于高轨卫星宽带下信关站性能测试方法可以看出，本发明实施例利用端站模拟装置替代真实的端站调制解调器设备就可完成接入信关站的过程验证，极大节约了设备成本和环境维护成本。并且本发明实施例中端站模拟装置可以同时模拟出大批量模拟端站，能够测试信关站在大批量接入情况下的性能。最后，在模拟接入验证过程中，通过对通信协议进行标准化的结构体定义，无需人工在不同的网元处逐一确认各环节的状态，而是根据协议结构体字段的值是否满足预期来由软件自行判断，大大节约了人工分析的成本，提高了测试效率。

基于与图11相同的发明构思，本发明实施例还提供了一种用于高轨卫星宽带下信关站性能测试装置，请参见图13，图13为本发明实施例提供的用于高轨卫星宽带下信关站性能测试装置400的功能模块图，包括：模拟模块410、记录模块420和分析模块430。

模拟模块410，用于通过端站模拟装置模拟出多个模拟端站，并模拟每个模拟端站到信关站服务器的接入流程和心跳连接流程。

记录模块420，用于在接入流程和心跳连接流程下记录信关站服务器的性能参数。

分析模块430，用于分析性能参数是否满足预设条件。

可以理解的是，模拟模块410、记录模块420和分析模块430可以协同执行图11中的各个步骤以实现相应的技术效果。

在可选的实施方式中，模拟模块410可以具体用于执行如图12中的各个步骤以及上述各种实施方式，此处不再赘述。

基于以上实施例，本申请还提供了一种存储介质，存储介质中存储有计算机程序，计算机程序被计算机执行时，使得计算机执行以上实施例提供的用于高轨卫星宽带下信关站性能测试方法。

基于以上实施例，本申请实施例还提供了一种计算机程序，当计算机程序在计算机上运行时，使得计算机执行以上实施例提供的用于高轨卫星宽带下信关站性能测试方法。

基于以上实施例，本申请实施例还提供了一种芯片，芯片用于读取存储器中存储的计算机程序，用于执行以上实施例提供的用于高轨卫星宽带下信关站性能测试方法。

本申请实施例中还提供一种计算机程序产品，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行以上实施例提供的体用于高轨卫星宽带下信关站性能测试方法。

本申请实施例是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上，仅为本发明的具体实施方式，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。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种用于高轨卫星宽带下信关站性能测试方法，其特征在于，应用于端站模拟服务器，所述端站模拟服务器安装有端站模拟装置；所述方法包括：

通过所述端站模拟装置模拟出多个模拟端站，并模拟每个所述模拟端站到信关站服务器的接入流程和心跳连接流程；

在所述接入流程和所述心跳连接流程下记录所述信关站服务器的性能参数；

分析所述性能参数是否满足预设条件；

所述接入流程分为登录请求流程和鉴权请求流程；所述端站模拟装置包括网络监听模块、信令解码模块、端站状态机模块、信令编码模块和网络发送模块；通过所述端站模拟装置模拟出多个模拟端站，并模拟每个所述模拟端站到信关站服务器的接入流程和心跳连接流程，包括：

通过所述端站状态机模块模拟出多个所述模拟端站；

由所述端站状态机模块调用所述信令编码模块生成接入报文内容，调用所述网络发送模块对所述接入报文内容进行封装得到接入报文，并将所述接入报文发送给所述信关站服务器；其中，所述接入报文分为所述登录请求流程对应的登录请求报文和所述鉴权请求流程对应的鉴权请求报文；

通过所述网络监听模块获取所述信关站服务器反馈的接入响应报文，并从所述接入响应报文中解析出前向信令单播描述符内容；其中，所述接入响应报文分为所述登录请求报文对应的登录请求响应报文和所述鉴权请求报文对应的前向端站状态信息报文；

由所述端站状态机模块调用所述信令解码模块对所述前向端站状态信息报文对应的前向信令单播描述符内容进行解码，确定所述模拟端站是否成功完成所述接入流程；

若是，由所述端站状态机模块调用所述信令编码模块生成心跳保持报文，并调用所述网络发送模块将所述心跳保持报文发送给所述信关站服务器，以进行心跳连接流程。

2.根据权利要求1所述的用于高轨卫星宽带下信关站性能测试方法，其特征在于，每个所述模拟端站对应一个设备标识号、登录账号和登录密码；由所述端站状态机模块调用所述信令编码模块生成接入报文内容，调用所述网络发送模块对所述接入报文内容进行封装得到接入报文，包括：

由所述端站状态机模块调用所述信令编码模块预先定义的反向登录请求报文编码结构体对所述设备标识号、登录账号和预生成的第一鉴权随机数进行编码，得到登录请求报文内容，再调用所述网络发送模块对所述登录请求报文内容进行封装，得到所述登录请求报文；

通过所述端站状态机模块确定是否完成本地鉴权认证；

若是，由所述端站状态机模块生成鉴权报文内容，并调用所述信令编码模块预先定义的反向鉴权请求报文编码结构体对所述鉴权报文内容编码，再调用所述网络发送模块对编码结果进行封装，得到所述鉴权请求报文。

3.根据权利要求2所述的用于高轨卫星宽带下信关站性能测试方法，其特征在于，通过所述端站状态机模块确定是否完成本地鉴权认证，包括：

由所述端站状态机模块调用所述信令解码模块预先定义的前向登录请求响应描述符解码结构体和前向鉴权响应描述符解码结构体对所述登录请求响应报文对应的前向信令单播描述符内容进行解码，得到签名结果；

当确定所述签名结果与所述模拟端站本地存储的端站签名结果相同时，则确定完成所述本地鉴权认证。

4.根据权利要求2所述的用于高轨卫星宽带下信关站性能测试方法，其特征在于，由所述端站状态机模块生成鉴权报文内容，包括：

由所述端站状态机模块调用所述信令解码模块预先定义的前向登录请求响应描述符解码结构体对所述登录请求响应报文对应的前向信令单播描述符内容进行解码，得到第二鉴权随机数后，将所述第二鉴权随机数与所述登录密码进行与或运算，生成信关站签名结果，作为所述鉴权报文内容；

其中，所述信关站签名结果用于指示所述信关站服务器将所述信关站签名结果与所述信关站服务器本地存储的签名结果进行匹配，并根据匹配结果向所述模拟端站反馈所述前向端站状态信息报文。

5.根据权利要求1所述的用于高轨卫星宽带下信关站性能测试方法，其特征在于，由所述端站状态机模块调用所述信令解码模块对所述前向端站状态信息报文对应的前向信令单播描述符内容进行解码，确定所述模拟端站是否成功完成所述接入流程，包括：

由所述端站状态机模块调用所述信令解码模块预先定义的前向端站状态信息报文解码结构体对所述前向端站状态信息报文对应的前向信令单播描述符内容进行解码，获得端站状态标识，并在确定所述端站状态标识为预设值时，确定所述模拟端站成功完成所述接入流程。

6.根据权利要求1所述的用于高轨卫星宽带下信关站性能测试方法，其特征在于，由所述端站状态机模块调用所述信令编码模块生成心跳保持报文，包括：

由所述端站状态机模块调用所述信令编码模块的预先定义的反向端站心跳保持报文编码结构体对心跳保持报文内容进行编码，得到所述心跳保持报文。

7.根据权利要求1所述的用于高轨卫星宽带下信关站性能测试方法，其特征在于，在通过所述端站状态机模块模拟出多个模拟端站之前，所述方法还包括：

通过所述网络监听模块获取所述信关站服务器发送的目标前向信令报文，并从所述目标前向信令报文提取前向信令表内容；其中，所述目标前向信令报文是前向信令表类型为单播描述符的报文；

由所述信令解码模块根据所述前向信令表内容的结构描述信息，定义前向登录请求响应描述符解码结构体、前向鉴权响应描述符解码结构体和前向端站设备状态信息报文解码结构体；

由所述信令编码模块根据反向PDU内容的结构描述信息，定义反向端站登录请求报文编码结构体、反向鉴权请求报文编码结构体和反向端站心跳保持报文编码结构体。

8.一种用于高轨卫星宽带下信关站性能测试装置，其特征在于，应用于端站模拟服务器，所述端站模拟服务器安装有端站模拟装置；包括模拟模块、记录模块和分析模块；

所述模拟模块，用于通过所述端站模拟装置模拟出多个模拟端站，并模拟每个所述模拟端站到信关站服务器的接入流程和心跳连接流程；

所述记录模块，用于在所述接入流程和所述心跳连接流程下记录所述信关站服务器的性能参数；

所述分析模块，用于分析所述性能参数是否满足预设条件；

所述接入流程分为登录请求流程和鉴权请求流程；所述端站模拟装置包括网络监听模块、信令解码模块、端站状态机模块、信令编码模块和网络发送模块；所述模拟模块，具体用于：

通过所述端站状态机模块模拟出多个所述模拟端站；

由所述端站状态机模块调用所述信令编码模块生成接入报文内容，调用所述网络发送模块对所述接入报文内容进行封装得到接入报文，并将所述接入报文发送给所述信关站服务器；其中，所述接入报文分为所述登录请求流程对应的登录请求报文和所述鉴权请求流程对应的鉴权请求报文；

通过所述网络监听模块获取所述信关站服务器反馈的接入响应报文，并从所述接入响应报文中解析出前向信令单播描述符内容；其中，所述接入响应报文分为所述登录请求报文对应的登录请求响应报文和所述鉴权请求报文对应的前向端站状态信息报文；

由所述端站状态机模块调用所述信令解码模块对所述前向端站状态信息报文对应的前向信令单播描述符内容进行解码，确定所述模拟端站是否成功完成所述接入流程；

若是，由所述端站状态机模块调用所述信令编码模块生成心跳保持报文，并调用所述网络发送模块将所述心跳保持报文发送给所述信关站服务器，以进行心跳连接流程。

9.一种用于高轨卫星宽带下信关站性能测试系统，其特征在于，包括端站模拟服务器、信关站服务器；所述信关站服务器与所述端站模拟服务器通过交换机进行信令传输；所述端站模拟服务器上部署端站模拟装置；所述端站模拟服务器用于执行如权利要求1至7任一项所述的用于高轨卫星宽带下信关站性能测试方法。