CN1845627B - 一种测试无线网络控制器时延的系统及其测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种测试无线网络控制器时延的系统及其测试方法，用以解决现有技术存在构建测试系统较复杂，而且不能准确获得RNC时延的问题。本发明方法包括以下步骤：在被测无线网络控制器(RNC)与基站之间的接口(IUB)的RNC侧通过模拟设备模拟移动终端和基站(NodeB)，并建立业务链接；所述模拟设备的模拟移动终端向被测无线网络控制器发送可被识别的特征数据包，所述可被识别的特征数据包是在数据包的数据域中添加特征值；在所述无线网络控制器IUB口以及被测无线网络控制器与核心网(CN)之间的接口(IU)获取该数据包，并分别记录获取时间；将获得的两次时间相减，得出被测无线网络控制器处理该数据包的时延。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信领域，特别是涉及一种测试无线网络控制器时延的系统及其测试方法。
背景技术
在宽带码分多址(WCDMA)系统中，业务种类非常丰富，包括了电路交换(CS)的流类(STREAMING)业务、会话类(CONVERSION)业务，以及分组交换(PS)的背景类(BACKGROUND)业务、交互类(INTERACTIVE)业务。对于PS业务而言，用户比较关心的一个服务质量(QOS)参数就是用户面时延，用户下载2兆比特(bit)数据，花费10秒钟时间与花费10分钟的时间，其满意度显然是不一样的。在端到端的PS业务中，用户面的时延开销分布在很多地方，包括空口时延、基站(NodeB)内部传输处理时延、无线网络控制器与核心网之间的接口(IU)时延等，但是较大的一部分时延开销位于无线网络控制器(RNC)内部。RNC作为WCDMA系统中最为复杂的网元，如何测试IUB接口到IU接口之间用户面处理的时延，即RNC内部的用户面处理时延，对于分析RNC的整体性能，优化和改善RNC内部用户面的处理有着重要的意义，准确的时延测试值也是判断RNC是否合乎WCDMA系统整体性能的依据。
目前现有技术所采用的测试RNC内部处理时延的方法有两种。方法一：是在真实的WCDMA系统环境中，用真实的移动终端发起各种PS数据业务，通过另一个移动终端接收PS数据，来检测数据业务在WCDMA系统中的整体时延。通过这种测试方法获得的时延测试值显然不准确，WCDMA系统中PS用户面时延一般在几十到几百个毫秒(MS)之间，通过移动终端测试的方式很难得到准确的值；而且不能准确测出RNC在数据处理过程中产生的时延，该方案的测试值包含了全系统的时延，所以不能用该值评估RNC用户面的处理时延。
方法二：RNC对于PS用户面处理的时延较大一部分集中在层2(L2)实体的处理上面，一般RNC会通过一种专用的处理芯片，例如：数字信号处理器(DSP)来处理L2实体。测试方案是需要在DSP中增加测试模块1和测试模块2，首先测试模块1通过10MS、20MS或者40MS的硬件中断触发，周期性模拟产生数据包，并发送给RNC处理的L2实体，L2实体处理完毕后，发给测试模块2，由该模块检测数据包的发送序列号和时间标记，统计出DSP对数据包的处理时间。但这种方法处理不灵活，需要在RNC内部构建测试模块，添加相应的测试代码；而且同样不能得到RNC真实的时延，测试值只是反映了DSP对于用户面数据处理的时间开销。
发明内容
本发明提供一种测试无线网络控制器时延的系统及其测试方法，用以解决现有技术存在构建测试系统较复杂，而且不能准确获得RNC时延的问题。
本发明采用一种测试无线网络控制器时延的方法，包括下述步骤：
A、在被测无线网络控制器(RNC)与基站之间的接口(IUB)的RNC侧通过模拟设备模拟移动终端和基站(NodeB)，并建立业务链接；
B、所述模拟移动终端向被测无线网络控制器发送可被识别的特征数据包，所述可被识别的特征数据包是在数据包的数据域中添加特征值；
C、在所述无线网络控制器IUB口以及被测无线网络控制器与核心网(CN)之间的接口(IU)连接有测试仪，该测试仪获取该数据包并从所述数据包的数据域中识别出其特征值，并分别记录获取时间；
D、将获得的两次时间相减，得出被测无线网络控制器处理该数据包的时延。
所述可被识别的特征数据包是具有符合网络协议版本4(IPV4)的完整包头的TCP/IP数据包。所述特征值的内容是按数据包发送顺序递增的序号。
通过提取并修改被测无线网络控制器的协议栈模拟所述移动终端和基站；或者，预先在被测无线网络控制器的IUB口及IU口分别定制模板消息，当IUB口或IU口收到被测无线网络控制器发来的消息后通过回应相应的模板消息来模拟所述移动终端和基站。
所述的业务链接为分组交换(PS)业务连接，或者为电路交换(CS)业务连接。
本发明还提供一种测试无线网络控制器时延的系统，该系统包括模拟设备和测试仪；所述模拟设备用于模拟移动终端和基站来向被测无线网络控制器发送可被识别的特征数据包，所述可被识别的特征数据包是在数据包的数据域中添加特征值；所述测试仪用于在被测无线网络控制器的IUB口和IU口获取所述特征数据包，从数据包的数据域中识别出其特征值，并记录获取时间；所述系统还包括用于将获得的两次时间相减，得出被测无线网络控制器处理该数据包的时延的模块。
所述测试系统还包括：可为所述模拟移动终端提供特征数据包的用户面测试模块(UPAM)。
所述的测试仪为一台，通过转接设备与被测无线网络控制器的IUB口和IU口连接，或者所述的测试仪为两台，分别与被测无线网络控制器的IUB口和IU口连接。
所述的转接设备是异步传输模式(ATM)交换单元。
本发明有益效果如下：本发明方法构建了一种对无线网络控制器时延测试的系统，无需在RNC内部构建测试模块和添加相应的测试代码，只需利用现有设备在被测RNC的入口侧虚拟一个测试环境，使模拟移动终端与被测RNC之间可以建立业务链接，并可向被测RNC发送可被识别的特征数据包；同时在被测RNC的入口和出口各连接一个用于获取所述特征数据包的测试仪，并记录获取时间；根据数据包中“可被识别的特征值”，可以获得同一数据包进入被测RNC以及经被测RNC处理完成后被输出的时间，将两个时间相减即可获得准确的RNC对于用户面数据处理的时延。
附图说明
图1为本发明的测试系统原理图；
图2为RNC内部功能模块信令交互图；
图3为本发明方法步骤流程图。
具体实施方式
为了能够准确获得被测无线网络控制器(RNC)的真实时延，本发明构建如图1所示的测试系统，该测试系统包括与被测RNC的IUB口相连的模拟设备，还包括与被测RNC的IUB口和IU口相连的测试仪。
所述测试系统还包括一用于给所述模拟设备提供模拟TCP/IP数据包的用户面测试模块(UPAM)。在所述模拟UE的用户面中，从上至下包含UPAM、分组数据汇聚层协议(PDCP)模块、无线链路控制协议(RLC)模块、媒质接入控制协议(MAC)模块、帧协议(FP)模块。其中UPAM与PDCP之间存在消息接口，可进行满足网络协议版本4(IPV4)结构的数据传输。所以可为所述模拟设备提供模拟TCP/IP数据包。
所述的模拟设备可以模拟移动终端和基站(NodeB)，模拟的原则是能够使信令面和用户面建立正确的链接。本发明可直接利用RNC的硬件设备来模拟所述模拟移动终端(UE)和基站(NodeB)。如图2所示为RNC内部功能模块信令交互图。通常RNC的硬件设备包括信令处理部分和用户面处理部分。
模拟设备用户面的建立：RNC的用户面包括了PDCP、RLC、MAC、FP等协议处理模块，而模拟UE包括PDCP、RLC、MAC协议处理模块，模拟NodeB包括FP协议处理模块。所以所述模拟设备可直接移植并集成RNC的上述几个模块，而且使MAC的下层是FP，用以屏蔽掉真实的空口。这样即可实现模拟设备的用户面的建立。
模拟设备信令面的建立：对于模拟设备信令面的建立，本发明提供两种方法：
方法一：移植并修改RNC的协议栈。与上述用户面的建立方式相同，由于模拟UE和模拟NodeB的协议栈全部包含在RNC所具有的协议栈中，所以可直接移植并集成RNC中的协议栈，来实现模拟设备信令面(RRC)，以及业务面(NBAP)承载的建立。
方法二：构造模板消息。预先在被测无线网络控制器的IUB口及IU口定制用于向被测RNC发送的模板消息。所述模版消息是标准口的信令消息，即RNC可辨认的有效消息。所有标准口的信令消息都可预先做成模板消息，例如：信令连接建立请求消息(RRC CONNECT REQUEST)，业务连接建立响应消息(RBSETUP RESPONSE)。在被测RNC与所述模拟设备互发消息，建立信令面以及用户面的过程中，当所述模拟设备收到被测RNC发来的消息后，向被测RNC发送相应的模板消息。在上述发送消息流程中，模拟设备收到被测RNC发来的消息后，保存所述消息中的部分信元，并在根据已定制好的模版消息构造响应消息时，将所述信元添加到所述响应消息中，再发送给被测RNC。通过上述交互，所述模拟设备获取了被测RNC的相关信息，再根据这些信息完成信令面，以及业务面承载的建立。
通过上述方法，利用被测RNC的相关资源，来构建所述模拟设备，并能使信令面和用户面建立正确的链接。
测试系统中所述的测试仪可在指定的永久虚连接(PVC)通道上进行设置，并获取对应通道上的特征数据包和准确记录获取数据包的时间。
若被测RNC对外只有一个数据接口，则采用一台测试仪通过转接设备与被测无线网络控制器的IUB口和IU口连接，该转接设备可为ATM交换单元。若被测RNC对外有两个数据接口，则可采用两台测试仪分别与被测无线网络控制器的IUB口和IU口连接。该测试仪可采用N2型网鹰(NetHawk)测试仪。
现以测试系统具有两台NetHawk测试仪，分别与被测RNC的IUB口和IU口连接为例。当上述测试系统构建好后，如图3所示，执行下述步骤对被测RNC的数据处理时延进行检测。
S1、当在被测RNC的IUB口侧完成了模拟移动终端和NodeB后，使所述模拟移动终端通过模拟NodeB与被测RNC的IUB口连接。在完成上述连接后开始进行消息交互，在模拟移动终端与被测RNC进行消息交互的过程中完成RRC信令连接，并在RRC信令连接建立完毕后进行用户面承载的建立。
S2、当所述模拟移动终端与被测RNC之间的用户面承载建立完成后，模拟移动终端通过所述用户面测试模块向被测无线网络控制器发送分组交换(PS)业务数据包。
所述的数据包是由用户面测试模块构建的满足IPV4的具有完整的包头的TCP/IP数据包，该TCP包的数据域(DATA域)中填写有可被NetHawk测试仪识别的特征值，例如：按数据包发送顺序递增的数字。假设当前发送的数据包为第一包，则在该数据包的数据域中添加特征值内容为1。
S3、当该数据包通过已建立的用户面承载链接，到达被测RNC的IUB口时，所述与被测RNC的IUB口连接的第一测试仪将获取该数据包，并从该数据包的数据域中识别出其特征值的内容为1，同时以毫秒(MS)级的准确度记录下该数据包被获取的时间戳，即该数据包到达被测RNC的IUB口，将要进入被测RNC的时间戳。
S4、当该数据包经过一段时延在被测RNC中被处理完成后，将被输出被测RNC。当该经处理的数据包到达被测RNC的IU口时，所述与被测RNC的IU口连接的第二测试仪将获取该数据包，并从该数据包的数据域中识别出其特征值的内容为1，同时以毫秒(MS)级的准确度记录下该数据包被获取的时间戳，即该数据包到达被测RNC的IU口，将要离开被测RNC的时间戳。
S5、从两台NetHawk测试仪上获取数据包对应的时间戳，并将获得的同一数据包到达被测RNC的IUB口和IU口的时间相减，即可获得该数据包在被测RNC中完整且准确的时延，该时延不仅包括被测RNC中的数字信号处理器(DSP)处理L2实体的时延，而且还包括在被测RNC中其它部分处理的时延，以及在其内部传输的时延等。
当然本发明也可一次发送多个数据包进行测试，那么就需要在测试仪获取特征数据包时，在特征值内容与获取的时间戳之间建立一一对应关系，以便查询到每一特征数据包对应的两个时间戳，从而获得其在被测RNC中的准确时延。
而且所述的特征值也可以用其它形式标识，只要能够达到区分每一特征数据包的目的，都应在本发明的保护范围之内。
本发明同样也可以扩展到电路交换(CS)业务或其它相关业务发送的数据在RNC中的时延测试。
Claims (9)
1.一种测试无线网络控制器时延的方法，其特征在于，包括下述步骤：
A、在被测无线网络控制器RNC与基站之间的接口IUB的RNC侧通过模拟设备模拟移动终端和基站NodeB，并建立业务链接；
B、所述模拟设备的模拟移动终端向被测无线网络控制器发送可被识别的特征数据包，所述可被识别的特征数据包是在数据包的数据域中添加特征值；
C、在所述无线网络控制器IUB口以及被测无线网络控制器与核心网CN之间的接口IU连接有测试仪，该测试仪获取该数据包并从所述数据包的数据域中识别出其特征值，并分别记录获取时间；
D、将获得的两次时间相减，得出被测无线网络控制器处理该数据包的时延。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的可被识别的特征数据包是具有符合网络协议版本4IPV4的完整包头的传输控制协议/网络协议TCP/IP数据包。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述特征值的内容是按数据包发送顺序递增的序号。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过提取并修改被测无线网络控制器的协议栈模拟所述移动终端和基站；或者，预先在被测无线网络控制器的IUB口及IU口分别定制模板消息，当IUB口或IU口收到被测无线网络控制器发来的消息后通过回应相应的模板消息来模拟所述移动终端和基站。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的业务链接为分组交换PS业务连接，或者为电路交换CS业务连接。
6.一种测试无线网络控制器时延的系统，其特征在于该系统包括模拟设备和测试仪；所述模拟设备用于模拟移动终端和基站来向被测无线网络控制器发送可被识别的特征数据包，所述可被识别的特征数据包是在数据包的数据域中添加特征值；所述测试仪用于在被测无线网络控制器的IUB口和IU口获取所述特征数据包，从所述数据包的数据域中识别出其特征值，并记录获取时间；所述系统还包括用于将获得的两次时间相减，得出被测无线网络控制器处理该数据包的时延的模块。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述测试系统还包括：可为所述模拟移动终端提供特征数据包的用户面测试模块UPAM。
8.如权利要求6或7所述的系统，其特征在于，所述测试仪为一台，通过转接设备与被测无线网络控制器的IUB口和IU口连接，或者所述的测试仪为两台，分别与被测无线网络控制器的IUB口和IU口连接。
9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述的转接设备是异步传输模式ATM交换单元。
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