CN1630317A - 一种实现空口大话务量模拟的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现空口大话务量模拟的系统，该系统包括无线通信模块、具有多串口转化功能的设备和控制部分。本发明同时还公开了一种实现空口大话务量模拟的方法，包括以下步骤：用户生成配置文件；控制部分读取配置文件和系统初始化；控制部分启动相应数量的线程，各线程按照所配置的业务类型和参数进行运作；将各无线通信模块的运行状况在用户界面上进行显示和分析。该系统和方法可实现一种低成本、可移动、适用范围广、模拟效果逼真并具有良好的可扩展性和兼容性的空口大话务量模拟。

Description

一种实现空口大话务量模拟的系统及方法

技术领域

本发明涉及话务量模拟技术，特别是一种实现空口大话务量模拟的系统及方法。

背景技术

当前，全球数字移动通信系统(GSM)和码分多址移动通信系统(CDMA)在全世界范围内都得到了非常广泛的应用，而宽带码分多址移动通信系统(WCDMA)和宽带码分多址移动通信系统2000(CDMA2000)等移动通信系统在一定范围内也获得了一定程度的应用。无论是何种移动通信系统，从设备供应商到电信运营商都要面对一个问题，即设备在不同硬件、软件、数据配置下的稳定性、强壮性问题。设备供应商在研发设备的时候需要一种空口大话务量模拟系统，通过这种空口大话务量模拟系统模拟来自空口的大话务量，再通过对话统指标、告警信息、CPU、内存占有率等信息的观察来了解设备的运行情况，以检验移动通信设备尤其是基站子系统设备的强壮性。对于电信运营商也一样，检验某种硬件、数据配置下的小区是否能经受得住并发话务的冲击和网络扩容的量化规划、新业务的网络容量考察也需要这样的一种空口大话务量模拟系统。

从目前的情况看，对GSM系统的空口大话务量模拟基本是采用一种无线模拟呼叫器(T-COM)来实现，而目前在中国对CDMA等系统的空口大话务量模拟则较少进行。

图1为T-COM的结构示意图。从图1中可以看出：以模拟12个手机的配置为例，T-COM由一个主体机柜1和附属的个人计算机(PC)2组成，其中PC2中安装有相应的控制软件。主体机柜1包括合分路器3、天馈接头4、串口接口5和数据控制总线6，其中串口接口5通过串口连接线7与PC2上的串口8连接，天馈接头4通过馈线9与GSM基站设备10上的天馈系统11连接。主体机柜1具有合分路功能，输入输出都使用基站的天线电缆，控制线缆和信号电缆集成于一条接口线缆接入专用测试手机12底部的接口。T-COM将基站输出的信号分路给内部的每一部专用测试手机12，对内部的专用测试手机12同时进行基于串口的控制，PC2中的控制软件完成人机交互，主要是对主体机柜1进行配置、控制呼叫流程等。

T-COM的工作流程为：PC2通过串口8发送命令到T-COM主体机柜1，主体机柜1根据总线地址的不同，进一步将命令发送给指定的专用测试手机12，从而达到控制专用测试手机12的目的。

本技术方案具有以下缺点：

1.价格昂贵，当前一台可以模拟24部手机的T-COM价值200多万元人民币。

2.采用基站的天线电缆作为输入输出，使得T-COM不具备可移动性。

3.空口通过馈线进行连接，使得信号质量过于理想，模拟效果差，而与实际环境情况差距较大，从而达不到触发基站等GSM通信设备的异常流程处理效果。

4.设备本身的兼容性差。因为不同专用测试手机的接口不同，所以型号较老的T-COM无法识别和控制新类型的专用测试手机，同时型号较老的T-COM不支持短信息收发、半速率语音业务、通用分组无线业务(GPRS)等功能，所以为了测试这些功能，需要使用新型号的T-COM以及相应的专用测试手机，而仅仅更换专用测试手机无法实现测试这些功能的目的。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种空口大话务量模拟系统，使其能低成本、可移动地实现空口大话务量模拟。

本发明的进一步目的在于提供一种空口大话务量模拟方法，实现低成本、可移动地模拟空口大话务量。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种实现空口大话务量模拟的系统，包括无线通信模块、具有多串口转化功能的设备和控制部分，其中具有多串口转化功能的设备用于实现控制部分与无线通信模块基于串口的连接，控制部分用于发出控制指令到无线通信模块并且显示无线通信模块运行的状态，无线通信模块用于根据所述的控制指令执行无线通信终端功能，所述的具有多串口转化功能的设备包含有扩展串口，所述的无线通信模块与所述的具有多串口转化功能的设备所包含的扩展串口连接，所述的具有多串口转化功能的设备与所述的控制部分连接。

所述的具有多串口转化功能的设备所包含的扩展串口连接有多于1个的无线通信模块。

所述的控制部分为个人计算机。

所述的具有多串口转化功能的设备与控制部分的连接是通过串口或通用串行总线(USB)接口或网络接口的连接方式实现。

所述的具有多串口转化功能的设备为多串口卡。

所述的无线通信模块为GSM终端。

所述的GSM终端为GSM-MODEM或GSM模块。

一种实现空口大话务量模拟的方法，至少包括以下步骤：

A、预先根据具有多串口转化功能的设备上的实际配置和各无线通信模块被安排的业务生成配置文件；

B、读取配置文件；

C、根据配置文件初始化系统；

D、启动对应于无线通信模块的线程，并按照所配置的业务类型、业务参数执行各线程；

E、显示和分析各个无线通信模块的运行状况。

步骤A所述的生成配置文件包括以下步骤：

A1、配置进行测试的无线通信模块的数量，并给每个无线通信模块命名；

A2、配置各个无线通信模块通用的信息；

A3、按照步骤A1中配置的无线通信模块命名和每个无线通信模块被安排的业务类型，依次对每个无线通信模块进行业务配置。

步骤A2所述的通用的信息为串口速率、每次呼叫的超时时间、呼叫保持的时间长度和呼叫之间的间隔时间。

所述步骤D进一步包括强行终止任何一个进程。

步骤E所述的显示各个无线通信模块运行状态为用不同的颜色代表不同的无线通信模块运行状态。

步骤E所述的分析各个无线通信模块运行状态是通过对使用一段时间内业务异常、连接失败的次数而生成报表。

通过以上的技术方案可以看出，本发明的系统结构简单，以模拟GSM系统的大话务量为例，本发明不需要使用合分路设备以及外置机柜，同时本发明使用GSM终端而不是价格比较昂贵的专用测试手机，并且可以自己开发相应的控制软件而不用购买T-COM的控制软件，因此可以大幅度地降低成本。以模拟24部手机的配置为例，T-COM需要200多万人民币，而本发明模拟24部手机的硬件成本只需要不到4万元人民币，因此同现有的T-COM相比，本发明所花费的成本大幅度降低，实现了低成本。同时，本发明为无线输入输出信号，而不是T-COM中通过线缆来输入输出信号，因此本发明真正实现了在空口进行大话务量模拟，而并不用依赖于线缆，从而本发明具有良好的移动性。

本发明不但可以模拟GSM系统的大话务量，通过使用CDMA等通信终端和根据CDMA系统的协议而相应地修改控制流程，本发明还可以模拟CDMA等系统的空口大话务量，而T-COM只能模拟GSM系统的空口大话务量，因此本发明的适用范围更广。本发明实现了无线接收信号，因此信号质量与实际情况接近，可以达到触发通信设备异常流程处理等效果，而T-COM的空口采用有线连接，使得信号质量过于理想，而与实际环境情况差距较大，所以本发明获得了更加逼真的模拟效果。同时，本发明中可以采用不同型号的具有多串口转化功能的设备，而且可以根据实际需要而增减使用的无线通信模块的数目，所以本系统具有良好的可扩展性。本发明中可以给每个无线通信模块配置相应不同的任务，同时还能根据实际情况而由用户写出不同的配置文件，所以本系统的配置灵活。本发明硬件采用的都是成熟产品，而且本系统控制部分发出的控制指令都是基于标准的移动通信系统协议，所以兼容性好，对二次开发非常有利。

使用本发明的系统和方法后，设备供应商和电信运行商都可以利用一种低成本、可移动、适用范围广、模拟效果逼真并具有良好的可扩展性、兼容性的空口大话务量模拟系统来模拟空口的大话务量。

附图说明

图1为现有技术中T-COM的结构示意图；

图2为本发明的空口大话务量模拟系统的结构示意图；

图3为本发明一实施例的系统结构示意图；

图4为本发明一实施例的生成配置文件流程示意图；

图5为本发明一实施例的信息处理流程示意图；

图6为本发明一实施例的主叫流程示意图；

图7为本发明一实施例的用户界面图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点表达得更加清楚明白，下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。

图2为本发明的空口大话务量模拟系统的结构示意图。从图2中可以看出，系统包括无线通信模块13、具有多串口转化功能的设备14和控制部分15，具有多串口转化功能的设备14包含有扩展串口16，其中无线通信模块13与具有多串口转化功能的设备14包含的扩展串口16通过串口线17连接，具有多串口转化功能的设备14与控制部分15相连。无线通信模块13根据来自具有多串口转化功能的设备14所包含的扩展串口16的命令执行各种无线通信终端功能，具有多串口转化功能的设备14根据控制部分15发出的指令实现对具有多串口转化功能的设备14所包含的各扩展串口的控制，控制部分15根据用户的配置发出控制指令到具有多串口转化功能的设备14来实现对无线通信模块13的控制，并且对无线通信模块13的运行状况进行显示和分析。

图3为应用图2所示空口大话务量模拟系统的一实施例的结构示意图。如图3所示，以模拟GSM系统的空口大话务量为例，系统包括GSM-MODEM18、多串口卡19和PC20，其中GSM-MODEM18对应于图2中的无线通信模块13，多串口卡19对应于图2中的具有多串口转化功能的设备14，PC20对应于图2中的控制部分15。在本实施例中，GSM-MODEM18的数目为8个，这8个GSM-MODEM18分别通过8条串口线22与多串口卡19上的8个扩展串口21连接，多串口卡19支持的最大扩展串口数目为32个，多串口卡19的串口23通过一条串口线24与PC20的串口25连接。多串口卡19的主要功能是借助安装有多串口卡驱动程序的PC20，实现PC20对多串口卡19上提供的扩展出来的多个扩展串口21的控制。

GSM-MODEM18是一种利用GSM模块经过二次开发出来的通信产品，它是本实施例中最重要的硬件功能模块。GSM-MODEM18承载了空口通信的硬件和射频任务，它的接口包括天线接口、串口控制线接口以及电源线接口，本实施例中GSM-MODEM18的主要功能为：在插入SIM卡后，根据来自相应的多串口卡19上的扩展串口21的标准AT命令执行各种GSM终端的功能，包括短信息收发、数据业务、语音业务、GPRS数据业务、半速率语音、加解密等功能。GSM-MODEM18还包括一个语音接口，可以在通话状态下连接普通固定电话的话筒而进行语音的双向交流。考虑到空口大话务量模拟以考察基站子系统设备的稳定性为主，GSM-MODEM18的语音双向交流功能可以由用户根据实际需要而决定是否使用。

PC20是通过配置文件而启动线程，配置文件是由用户根据多串口卡19上实际GSM-MODEM18的数量和所在槽位，以及每个GSM-MODEM18将被安排的业务而生成，配置文件包括启动段、通用段和业务段。基于图3的系统结构，图4为本发明一实施例的配置文件配置流程示意图，包括以下步骤：

步骤401：配置启动段，根据多串口卡19上实际GSM-MODEM18的数量和所在的槽位配置进行测试的GSM-MODEM18的数目，并且给每个GSM-MODEM18命名。

步骤402：配置通用段，配置通用的信息，主要是配置串口速率、每次呼叫的超时时间、呼叫保持的时间长度、呼叫之间的间隔时间等。

步骤403：配置业务段，按照启动段中给各个GSM-MODEM18的命名，依次对每一个GSM-MODEM18进行具体配置，说明每个GSM-MODEM18执行的业务类型和此业务相关的数据。

PC20根据用户配置好的配置文件发出控制指令到多串口卡19来实现对8个GSM-MODEM18的控制，并且对各GSM-MODEM18的运行状况进行显示和分析。PC20首先根据配置文件启动相应数量的GSM业务线程，其中每个线程对应一个GSM-MODEM18，然后根据GSM 0707协议，各个启动的线程分别向相对应的GSM-MODEM18发送“AT”和“AT+CFUN＝1”命令，如果收到了来自串口的回应，就表明串口配置的GSM-MODEM18通信正常，这样各线程就与相对应的各GSM-MODEM18之间都建立了基于串口的连接。完成了线程与多串口卡19上GSM-MODEM18的对应，从而可以控制各GSM-MODEM18执行各种GSM终端的功能，并且对各GSM-MODEM18的运行状态在用户界面上进行显示和分析。

基于图3的系统结构和图4所配置的配置文件，图5为本发明一实施例的流程示意图，包括以下步骤：

步骤501：通过PC20的用户界面打开配置文件。

步骤502：PC20对配置文件进行读取，首先检查配置段是否齐全，然后检查各个字段内部的配置是否都符合规则，最后是检查字段间的关联，判断以上配置是否都正确，如果正确，执行步骤503，否则返回步骤501。

步骤503：系统进行初始化，首先初始化内部变量，其中包括设定串口通信速率，然后对用户界面进行初始化，清除上一次配置的用户界面显示。

步骤504：PC20根据配置文件中配置的GSM-MODEM18的数量启动相应数量的线程，其中每一个线程对应一个GSM-MODEM18，然后根据GSM 0707协议，启动的各线程向对应的GSM-MODEM18发送“AT”和“AT+CFUN＝1”命令，如果收到了来自串口的回应，那么串口配置的GSM-MODEM18通信正常，这样各线程与对应的各GSM-MODEM18就建立了基于串口的连接，完成了线程与多串口卡19上GSM-MODEM18的对应。

步骤505：每个线程按照所配置的具体业务类型、业务参数进行运作，GSM-MODEM18支持基于GSM 0707协议的AT命令，所以可以得到GSM-MODEM18的响应，并且把AT命令的执行结果通过串口通信返回用户界面进行显示和分析。

AT命令能够控制GSM-MODEM18的各种行为，其中包括开关机。线程为PC20所启动，对应在用户界面上为一个GSM-MODEM18的图示，所以可以在PC20的用户界面通过人工选择停止而强行终止任何一个进程。

本实施例中所述的每一个线程都执行类似的流程，例如主叫、短信息收发、数据业务等等。在实际应用中，可以根据具体需求的不同而选择不同的业务。

基于图5所示的信息处理流程示意图，图6为一实施例的主叫流程示意图，包括以下步骤：

步骤601：读取业务类型、业务参数数据；

步骤602：PC20向多串口卡19发送主叫AT命令序列，启动业务；

步骤603：在配置时间内GSM-MODEM18保持通话状态；

步骤604：PC20向多串口卡19发送停止主叫AT命令序列，停止业务；

步骤605：根据配置的间隔时间，睡眠一段时间，睡眠时间到后，返回步骤602。

每个GSM-MODEM18的运行状态都显示在PC20的用户界面上，图7为本发明一实施例的用户界面图。在实际应用中，可以使用不同的颜色代表GSM-MODEM18不同的运行状态，例如绿色代表正常运行、灰色代表没有配置、蓝色代表与GSM-MODEM18连接失败、红色表示GSM-MODEM18业务异常中断等等。

以上实施例中，多串口卡19与PC20的连接方式为串口连接，如果使用的多串口卡19支持的最大串口数目为64个或者128个，为了提高GSM-MODEM18的控制速度，可以将多串口卡19与PC20的连接方式更改为USB接口或者网络接口等高速接口连接方式，而与此同时，在PC20增加相应的底层驱动程序并且在多串口卡19的串口23与PC20之间增加相应的接口转换设备。

如果不考虑可扩展性以及部分硬件模块维护性的需求，也可以使用GSM模块来代替GSM-MODEM18，可以开发单板集成一定数量的GSM模块。GSM模块的输出管脚定义清晰明了，一块单板集成数个GSM模块的设计并不复杂，这样就可以节约一定的成本。

以上实施例可以完成对GSM终端的配置和控制部分，如果要继续分析业务情况，可以使用一段时间内业务异常、连接失败的次数等数据，并且根据用户的需要而生成不同规格的报表，从而进行相应的二次开发。

以上实施例中实现了对GSM系统的空口大话务量模拟，如果要模拟CDMA系统的空口大话务量模拟，可以使用CDMA通信终端代替GSM通信终端，而与此同时，需要根据CDMA的协议而相应地更改控制部分的流程。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1、一种实现空口大话务量模拟的系统，至少包括一个控制部分，其特征在于，造一步包括无线通信模块和具有多串口转化功能的设备，其中具有多串口转化功能的设备用于实现控制部分与无线通信模块基于串口的连接，控制部分用于发出控制指令到无线通信模块并且显示无线通信模块运行的状态，无线通信模块用于根据所述的控制指令执行无线通信终端功能，所述的具有多串口转化功能的设备包含有扩展串口，所述的无线通信模块与所述的具有多串口转化功能的设备所包含的扩展串口连接，所述的具有多串口转化功能的设备与所述的控制部分连接。

2、根据权利要求1所述的实现空口大话务量模拟的系统，其特征在于，所述的具有多串口转化功能的设备所包含的扩展串口连接有多于1个的无线通信模块。

3、根据权利要求1所述的实现空口大话务量模拟的系统，其特征在于，所述的控制部分为个人计算机。

4、根据权利要求1所述的实现空口大话务量模拟的系统，其特征在于，所述的具有多串口转化功能的设备与控制部分的连接是通过串口或通用串行总线(USB)接口或网络接口的连接方式实现。

5、根据权利要求1所述的实现空口大话务量模拟的系统，其特征在于，所述的具有多串口转化功能的设备为多串口卡。

6、根据权利要求1所述的实现空口大话务量模拟的系统，其特征在于，所述的无线通信模块为全球数字移动通信系统(GSM)终端。

7、根据权利要求6所述的实现空口大话务量模拟的系统，其特征在于，所述的GSM终端为GSM-MODEM或GSM模块。

8、一种实现空口大话务量模拟的方法，其特征在于，至少包括以下步骤：

A、预先根据具有多串口转化功能的设备上的实际配置和各无线通信模块被安排的业务生成配置文件；

B、读取配置文件；

C、根据配置文件初始化系统；

D、启动对应于无线通信模块的线程，并按照所配置的业务类型、业务参数执行各线程；

E、显示和分析各个无线通信模块的运行状况。

9、根据权利要求8所述的空口大话务量模拟的方法，其特征在于，步骤A所述的生成配置文件包括以下步骤：

A1、配置进行测试的无线通信模块的数量，并给每个无线通信模块命名；

A2、配置各个无线通信模块通用的信息；

A3、按照步骤A1中配置的无线通信模块命名和每个无线通信模块被安排的业务类型，依次对每个无线通信模块进行业务配置。

10、根据权利要求9所述的空口大话务量模拟的方法，其特征在于，步骤A2所述的通用的信息为串口速率、每次呼叫的超时时间、呼叫保持的时间长度和呼叫之间的间隔时间。

11、根据权利要求8所述的空口大话务量模拟方法，其特征在于，所述步骤D进一步包括强行终止任何一个进程。

12、根据权利要求8所述的空口大话务量模拟方法，其特征在于，步骤E所述的显示各个无线通信模块运行状态为用不同的颜色代表不同的无线通信模块运行状态。

13、根据权利要求8所述的空口大话务量模拟方法，其特征在于，步骤E所述的分析各个无线通信模块运行状态是通过对使用一段时间内业务异常、连接失败的次数而生成报表来进行分析。

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