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Die Erfindung betrifft ein aktives Testsystem für ein mobiles IoT(Internet of Things, Internet der Dinge)-Netzwerk. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Testverfahren, welches ein solches Testsystem verwendet.
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Testsysteme für mobile Netzwerke sind beispielsweise aus der
US 10,097,981 B1 , der
US 7,831,249 B2 und der
WO 2004/049746 A1 bekannt.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Möglichkeiten eines solchen Testsystems zum Testen mobiler Netzwerke zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird durch ein aktives Testsystem gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Das erfindungsgemäße Testsystem ist in der Lage, Tests eines mobilen IoT-Netzwerks durchzuführen, welches Konnektivität bereitstellt und Dienste an mobile IoT (MIoT)-Geräte leistet. Ein solcher Test ist ein aktiver Test, d.h. er erfordert mindestens eine Komponente, die aktiv ein jeweiliges Testverfahren einleitet. Beispielsweise können die zentrale Testeinheit oder ein Teil derselben diese Komponente sein, um aktiv das Testverfahren einzuleiten.
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Das zu testende mobile IoT-Netzwerk wird als Untertyp der installierten 4G-Netzwerke betrachtet, verbessert durch LPWA (Low Power Wide Area = Niedrige Leistung bei hoher Reichweite)-Technologien für das Energiesparen bei Geräten, erhöhte Reichweite und tolerante Latenz bei der Übertragung einer kleinen Datenmenge.
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Die installierte LPWA-Technologie kann LTE-M und/oder NB-IoT sein. Das LPWA-Mobilgerät, das mit den MIoT-Netzwerken verbunden ist, kann ein intelligenter Zähler, ein Hausautomatisierungsgerät, ein Gebäude-Automatisierungsgerät, Teil eines intelligenten Stromnetzes, ein Teil einer industriellen Produktionslinie oder eines Pipeline Managements sein,
ein Teil eines Automobils, ein Teil eines Transport- oder Logistikgeräts, eine Drohne, ein Teil einer Haussicherheitsanlage, Teil einer Patientenüberwachungsanlage, Teil einer landwirtschaftlichen Anlage, die beispielsweise Wasser oder Schatten spendet, Teil einer Straßenbeleuchtungsanlage, Teil einer Peilvorrichtung, Teil einer Industrieanlagenverwaltung, Teil einer Einzelhandels-/Verkaufsstellen-Anlage oder Teil einer tragbaren Vorrichtung, beispielsweise einer Armbanduhr oder Teil eines Smartphones sein. Sprachdienste via LTE-M können ebenfalls getestet werden.
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Mit derartigen Testsystemen können der MIoT-Netzwerk-Verbindungstest und/oder der MIoT-Anwendungsplattform-Test durchgeführt werden. Das Testsystem kann angepasst werden und eine oder mehrere Prüfsonden entsprechend der IoT-Netzwerk-Architektur und der Skalierbarkeit installieren. Die Prüfsonden können an unterschiedlichen Orten (Testfeldern) innerhalb eines einzelnen IoT-Netzwerks oder übergreifend in multiplen, zusammengeschalteten Netzwerken eingesetzt werden. Insbesondere der Datenaustausch in Form einer SIM des mobilen
IoT-Geräts kann entweder über die LTE-Uu-Funkschnittstelle oder die S1-Kernnetzwerk(core network)-Schnittstelle simuliert und/oder emuliert werden.
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Der SIM-Multiplexer kann die SIM-Daten virtuell und/oder sicher an die mindestens eine Prüfsonde übermitteln.
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Der SIM-Multiplexer kann als Halterung, die multiple SIMs trägt, beispielsweise bis zu drei SIMs oder mehr, ausgebildet sein.
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Das Testsystem kann derart ausgeführt sein, dass es ein mobiles IoT-Testverfahren durchführt, welches eine lückenlose aktive Test-Methodik zwischen der mindestens einen Prüfsonde und dem getesteten MIoT-Netzwerk anwendet. Das Testsystem kann derart ausgeführt sein, dass es die Prüfsonde(n) über eine spezielle aktive Testplattform mit einer zentralen Testeinheit überprüft. Weiterhin kann das Testsystem über die zentrale Testeinheit automatisch IoT-Testabläufe durchführen, kann Testergebnisse sammeln und kann Testberichte und Dashboards erstellen.
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Datengeschwindigkeiten beim Herunter- und Hochladen und/oder Datenübertragungsraten beim Herunter-/Hochladen können getestet werden.
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Die Datenübertragungstests können mit unterschiedlichen Mengen von gesendeten/empfangenen Daten durchgeführt werden, insbesondere mit unterschiedlichen Anzahlen von Datenpaketen und/oder unterschiedlichen Datenvolumina.
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Die Datenübertragungsqualität und ebenso die Datenübertragungssicherheit können getestet werden.
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Ein Signal- und Datenaustausch nach Anspruch 2 ermöglicht einen Test der geläufigsten Signalnachrichten- und Datentypen mit dem Testsystem.
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Ausgestaltungen nach Anspruch 3 haben sich als notwendig für die geläufigsten Testanforderungen erwiesen.
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Dies gilt insbesondere für das Testsystem nach Anspruch 4.
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Eine Nachrichtenstruktur nach Anspruch 5 ist für das Testen von IoT-Anwendungsplattformen geeignet.
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Ein Testverfahren nach Anspruch 6 bietet die vorstehend unter Bezugnahme auf das erfindungsgemäße Testsystem beschriebenen Vorteile.
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Mit dem Verfahren nach Anspruch 7, durch Simulieren/Emulieren jeweiliger mobiler IoT-Geräte mit der Prüfsonde innerhalb des IoT-Netzwerks, kann die IoT-Dienstverfügbarkeit des Netzwerks getestet werden. Die Testschritte können während des Testverfahrens periodisch wiederholt werden. Die aufgezeichneten Testergebnisse können gesammelt und weiterhin statistisch ausgewertet werden.
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Mit dem Testverfahren nach Anspruch 8 kann eine mobile IoT-Vernetzung durchgeführt werden. Auch hier kann der Testschritt periodisch wiederholt und die Testergebnisse können zur weiteren statistischen Auswertung gesammelt werden.
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Über einen solchen Ping-Test kann eine IoT-Netzwerk-Erreichbarkeit für die Ping-Test-Sonde und/oder eine Umlaufzeit des Ping/Echo ausgewertet werden.
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Mit dem Testverfahren nach Anspruch 9 kann eine Energiesparfunktion des jeweiligen mobilen IoT-Geräts getestet werden. Auch hier kann der Testschritt periodisch wiederholt und die Testergebnisse können zur weiteren statistischen Auswertung gesammelt werden.
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Als Teil eines solchen Energiespar-Testverfahrens kann die Datenübertragung mit mobilen Endgeräten in Kombination mit einer durch das zu testende, aktive IoT-Dienstnetzwerk zu verwaltende Energiesparfunktion getestet werden, indem Downlink-Daten an die Prüfsonde gesendet werden, während der Aktivtimer T3324 läuft, und dabei überprüft wird, dass die Prüfsonde das vollständige Downlink-Datenpaket erhält, alle Testereignisse überwacht und aufgezeichnet werden und der oben beschriebene Test nach einem vorgegebenen Zeitplan wiederholt wird. Auch hier kann der Testschritt periodisch wiederholt und die Testergebnisse können zur weiteren statistischen Auswertung gesammelt werden.
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Weiterhin können in einem derartigen Energiespar-Test SMS mit mobilem Endgerät in Kombination mit einer Energiesparfunktion, welche durch das zu testende IoT-Dienstnetzwerk verwaltet werden soll, getestet werden, indem eine SMS an die Prüfsonde versendet wird, während der Aktivtimer T3324 läuft, somit zu überprüfen, dass die Prüfsonde die SMS empfängt, um alle Testereignisse zu überwachen und aufzuzeichnen und den oben beschriebenen Test nach einem vorgegebenen Testplan zu wiederholen. Auch hier kann der Testschritt periodisch wiederholt und die Testergebnisse können zur weiteren statistischen Auswertung gesammelt werden.
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In einem Testverfahren nach Anspruch 10 kann die Funktionsweise von eDRX (Extended Discontinuous Reception = erweiterter diskontinuierlicher Empfang) getestet, und als Folge die Möglichkeit weiterer Energiesparfunktionen ausgewertet werden. Auch hier kann der Testschritt periodisch wiederholt und die Testergebnisse können zur weiteren statistischen Auswertung gesammelt werden.
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In einem derartigen eDRX-Testverfahren kann die Datenübertragung mit mobilem Endgerät in Kombination mit der eDRX-Funktion, die durch das zu testende IoT-Dienstnetzwerk verwaltet werden soll, getestet werden, indem Downlink-Daten innerhalb des Ruf-Zeitfensters (Paging Time Window = PTW) an die Prüfsonde geschickt werden, geprüft wird, dass die Prüfsonde die vollständigen Downlink-Datenpakete empfängt, um alle Testereignisse zu überwachen und aufzuzeichnen und den oben beschriebenen Test nach einem vorgegebenen Testplan zu wiederholen. Auch hier kann der Testschritt periodisch wiederholt und die Testergebnisse können zur weiteren statistischen Auswertung gesammelt werden.
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Des Weiteren kann in einem derartigen eDRX-Testverfahren SMS mit mobilem Endgerät in Kombination mit einer eDRX-Funktion, welche durch das zu testende IoT-Dienstnetzwerk verwaltet werden soll, getestet werden, indem innerhalb des Ruf-Zeitfensters (PTW) eine SMS an die Prüfsonde gesendet wird, geprüft wird, dass die Prüfsonde die SMS empfängt, um alle Testereignisse zu überwachen und aufzuzeichnen und den oben beschriebenen Test nach einem vorgegebenen Testplan zu wiederholen. Auch hier kann der Testschritt periodisch wiederholt und die Testergebnisse können zur weiteren statistischen Auswertung gesammelt werden.
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Mit einem Testverfahren nach Anspruch 11 kann die Bestandswahrscheinlichkeit der bestehenden Verbindung und die ungewünschte, netzwerkinitiierte Trennabfrage getestet werden.
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Mit einem Testverfahren nach Anspruch 12 kann die Datenübertragung mit mobilem Ursprungsgerät (MO) getestet werden.
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Mit dem Testverfahren nach Anspruch 13 kann die Datenübertragung mit mobilem Endgerät (MT) getestet werden.
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Mit einem Testverfahren nach Anspruch 14 kann die SMS-Übertragung mit mobilem Ursprungsgerät getestet werden.
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Mit dem Testverfahren nach Anspruch 15 kann der SMS-Empfang mit mobilem Endgerät getestet werden.
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Daten- und SMS-Datenempfang können nach und während des Energiesparmodus getestet werden.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. In diesen zeigen:
- 1 Hauptkomponenten eines aktiven Testsystems für ein mobiles IoT-Netzwerk mit mindestens einer Prüfsonde, die über eine Funkschnittstelle mit dem IoT-Netzwerk verbunden ist;
- 2 in einer zu 1 ähnlichen Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Testsystems für ein mobiles IoT-Netzwerk mit einer Prüfsonde, die über eine S1-Schnittstelle mit dem IoT-Netzwerk verbunden ist;
- 3 in einer zu 1 ähnlichen Darstellung ein Ausführungsbeispiel des Testsystems, welches dazu ausgebildet ist, ein IoT-Dienstnetzwerk auf Test-Verbindungspfaden über Roaming-Schnittstellen zu testen; und
- 4 Hauptkomponenten eines Ausführungsbeispiels des Testsystems mit zwei Prüfsonden, die dazu ausgebildet sind, mit einer IoT-Anwendungsplattform eines IoT-Anbieters über MQTT/MQTT-SN-Nachrichten zu kommunizieren.
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1 zeigt Hauptkomponenten eines aktiven Testsystems 1 für ein mobiles IoT-Netzwerk 2, welches in 1 durch eine Vielzahl von Verbindungsleitungen dargestellt wird. Eine Verbindungsleitung kann entweder ein reiner Signalpfad, ein Signalpfad mit eingebetteten IoT-Daten oder ein IoT-Transportpfad sein. Das mobile IoT-(MIoT)-Netzwerk 2 stellt Konnektivität und Dienste an mobile IoT (MIoT)-Geräte nach „low power wide area“ (Niedrige Leistung bei hoher Bereichweite = LPWA)-Technologien bereit. Eine verwendete LPWA-Frequenzbandbreite liegt im Allgemeinen in einem lizensierten Spektrum. Die installierte LPWA-Technologie kann LTE-M und/oder NB-IoT sein.
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In dieser Anmeldung wird insbesondere im Hinblick auf die genormten Anforderungen des IoT-Netzwerks auf die folgenden Referenzen verwiesen:
- - GSM Association; offizielles Dokument CLP.28-NB-IoT Einsatzleitfaden für die Anforderungen der Grundfunktionen, Version 1.0, 2. August 2017 (Weißbücher der GSMA);
- - Technische Spezifikation 3GPP TS 23.682, V. 15.8.0, Ausgabe 15, März 2019.
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Mobile, über das Testsystem 1 zu testende IoT-Netzwerke können auch EC-GSM-IoT (Extended Coverage GSM IoT = erweiterte Abdeckung GSM-IoT) installieren. Die anderen Kommunikations-Technologien können ebenfalls für zusätzlichen Netzwerk-Zugang für Maschine-an-Maschine-Kommunikation verwendet werden, wie Bluetooth Mesh Networking, Light-Fidelity (Li-Fi), Near-Field Communication (NFC = Nahbereichskommunikation), Wi-Fi, ZigBee oder Z-Wave als Beispiele für drahtlose Kommunikation mit kurzer Reichweite, LTE-Advanced oder LTE-Standard als Beispiele für drahtlose Verbindungen mit mittlerer Reichweite, LoRaWan, Sigfox, oder Weightless, oder Very Small Aperture Terminal (VSAT) als Beispiele für drahtlose Kommunikation mit großer Reichweite und Ethernet oder Power-Line Communication als Beispiele für eine kabelgebundene Kommunikation.
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Das Testsystem 1 aus 1 beinhaltet eine oder mehrere Prüfsonden 3, die die Bestandteile einer lokalen Einheit 4 des Testsystems 1 darstellen. 1 zeigt mehrere Beispiele solcher lokalen Einheiten 4. Die lokale Einheit 4 kann 1 bis 4 oder auch mehr, z. B. bis zu 15 oder mehr, Prüfsonden 3 enthalten. Die Prüfsonden 3 sind über eine Funkschnittstelle 5 mit dem IoT-Netzwerk 2 verbunden. Die jeweiligen Schnittstellen 5 sind zusammen mit LTE RAN (Radio Access Network = Funkzugangsnetz) schematisch in 1 dargestellt und können durch eine Vielzahl von Antennenstandorten ausgebildet sein.
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Eine zentrale Testeinheit 5a ist mit den Prüfsonden 3 über ein Internet-Netzwerk 7, 8 verbunden. Eine derartige Verbindung kann eine permanente, sichere IP-Verbindung sein, z. B. über einen VPN-Server und ein LTE/GPRS/EDGE/HS PA-Modem, oder kann eine quasi permanente IP-Verbindung sein, die durch einen VPN-Server aufgebaut wird, wenn sie während des Testens benötigt wird.
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Im Ausführungsbeispiel der 1 umfasst das Netzwerk 7, welches ein drahtloses Backhaul-Netzwerk oder ein festes IP-Netzwerk sein kann, das Internet 8 und umfasst weiterhin Komponenten eines Evolved Packet Core (EPC) eines 3GPP LTE-Kommunikationsstandards. Im Allgemeinen sind die Komponenten des Netzwerks 7 auch Komponenten des IoT-Netzwerks 2, dies ist jedoch nicht zwingend. Einige der Komponenten des Netzwerks 7 können unabhängig vom IoT-Netzwerk 2 sein.
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Weitere Teile des Testsystems 1, die auf der linken Seite von 1 gezeigt sind, sind Test-Clients 5b, die ebenfalls mit dem Netzwerk 7, 8 des Systems 1 verbunden sind.
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In 1 sind zwei Haupt-Test-Kommunikationspfade zwischen den Prüfsonden 3 und einem Anwendungs-Server (AS) 6 gezeigt, der als IoT-Plattform dient. Ein erster, NB-IoT-Test-Kommunikationspfad 9 verläuft von der zugeordneten lokalen Funkschnittstelle 5 über eine mobile Management-Einheit (MME), außerdem gibt es zwei aufgeteilte Alternativen, entweder über einen Serving Gateway (S-GW) und einen Packet Data Network Gateway (P-GW) und das Netzwerk 7 zur AS / IoT-Plattform 6 (der sogenannte direkte Modus), oder über den Testpfad 11, and SCEF (Service Capability Exposure Function = Offenlegung der Leistungsfähigkeit), Services Capability Server (SCS = Leistungskapazitätenserver) und das Netzwerk 7 zu AS / IoT-Plattform 6 (der sogenannte indirekte Modus).
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Ein weiterer LTE-M-Test-Kommunikationspfad 10 verläuft direkt von einer lokalen Funkschnittstelle 5 zum S-GW, d. h. er verläuft nicht über die MME, weiterhin über einen Serving Gateway (S-GW) und einen Packet Data Network Gateway (P-GW) und das Netzwerk 7 zur AS / IoT-Plattform 6.
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Alle Prüfsonden sind mit SIM ausgestattet. Bei Verbindung mit dem Internet
8, verteilt ein SIM-Multiplexer
12 virtuell die SIM-Daten an die einzelnen Prüfsonden in einer vollkommen sicheren und zuverlässigen Weise. Der SIM-Multiplexer, der Teil des Testsystems
1 ist, ist aus der
DE 10 2005 027 027 B4 bekannt.
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Die lokale Einheit 4 und die lokale Einheit 16 sind mit einer SIM-Multiplexer-Halterung ausgestattet.
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Alternativ zu einer SIM-Multiplexer-Halterung kann die lokale Einheit 4 eine Halterung für mehrere SIMs umfassen, z. B. bis zu 3 SIMs oder mehr.
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Die lokale Einheit 4 wird in einem bestimmten Testfeld platziert und mit dem System verbunden. In der Praxis wird eine Vielzahl von Prüfsonden 3 an verschiedenen und insbesondere breit gestreuten Orten angeordnet, um einen großen nationalen oder internationalen Bereich abzudecken. Folglich ist die mindestens eine Prüfsonde 3 derart ausgeführt, dass sie entweder in einem zu für den nationalen IoT-Dienst-Test zu testenden Heim-IoT-Netzwerk oder in einem für den internationalen IoT-Roaming-Dienst-Test zu testenden Besucher-IoT-Netzwerk eingesetzt werden kann.
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Das Testsystem 1 ist ausgeführt, um mobile IoT-Testprozeduren zu betreiben, die lückenlose aktive Testmethodik zwischen der mindestens einen Prüfsonde 3 und dem zu testenden IoT-Netzwerk 2 anwenden.
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Weiterhin ist das Testsystem 1 ausgeführt, um die mindestens eine Prüfsonde 3 zu steuern, um automatisch die IoT-Testprozeduren zu betreiben, um die Testergebnisse zu sammeln und ist außerdem ausgeführt, um Testberichte und/oder Dashboards zu erstellen.
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Das Testsystem 1 ist dazu ausgeführt, Signalnachrichten auszutauschen, IP-Daten und/oder Nicht-IP-Daten und/oder SMS zum zu testenden IoT-Netzwerk 2 und von diesem weg zu transportieren.
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Die Test-Kommunikationspfade über das Internet-Netzwerk 8 zwischen den Prüfsonden 3 und der IoT-Plattform 6 umfassen eine MQTT/MQTT-SN-Client/Server-Struktur, in der die Prüfsonden 3 die MQTT-Clients sind und die IoT-Plattform 6 den Server/MQTT-Broker darstellt. Die in der IoT-Platform gespeicherten IoT-Anwendungsdaten können abgerufen, ausgewertet und über das Nachrichtenprotokoll MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) geprüft werden.
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Als weitere Komponenten innerhalb des Netzwerks und/oder Kommunikationspfades können ein Service Capability Server (SCS) und/oder ein Anwendungs-Server (AS) dienen. Im Hinblick auf die Anordnung eines solchen SCS/AS wird auf die technische Spezifikation 3GPP TS 23.682, insbesondere auf 4.2-1a hingewiesen.
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Weitere mögliche Schnittstellen können gemäß den standardisierten S6a, S8, SGd oder T7 Roaming-Schnittstellen arbeiten.
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Über die Testverfahren und Testprozeduren, die durch das Testsystem 1 durchgeführt werden, kann die Verfügbarkeit und die Qualität des zu testenden IoT-Dienstnetzwerkes 2 getestet werden. Während des Dienst-Verfügbarkeitstests kann insbesondere das Timing der jeweiligen Testereignisse in der zentralen Testeinheit 5a überwacht und aufgezeichnet werden.
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Die beschriebenen Testverfahren werden durch die zentrale Testeinheit 5a, soweit nicht anders angegeben, gesteuert.
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Ein Beispiel eines solchen Testverfahrens umfasst die folgenden Schritte:
- Die jeweilige Prüfsonde 3 wird über den Test-Client 5b ausgebildet und zu einem Evolved Packet System (EPS = entwickeltes Paketvermittlungs-System)-Anhängen im zu testenden IoT-Dienstnetzwerk 2 angeregt. Nach dem Einleiten des EPS-Anhängens wird die Vervollständigung des Anhängevorgangs, die vom zu testenden IoT-Netzwerk durch die Prüfsonde 3 empfangenen Nachrichten, durch die zentrale Testeinheit 5a geprüft.
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Alle Testereignisse während der Konfigurations-, der Initiierungs- und Prüfschritte werden überwacht und aufgezeichnet. Diese Testschritte werden nach einem vorgegebenen Testplan wiederholt. Insbesondere wird dieses Wiederholen als periodisches Wiederholen der Testschritte ausgeführt. Weiterhin werden solche multiplen Testergebnisse gesammelt und für eine statistische Auswertung weitergleitet und das Testergebnis wird über den Test-Client 5b einem menschlichen Prüfer präsentiert.
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In einem besonderen Testverfahren wird die Prüfsonde dazu angeregt, einen im getesteten IoT-Dienstnetzwerk 2 installierten Server oder eine IoT-Netzwerk-Komponente, z. B. P-GW, zu pingen.
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Das „Ping“ wird unter Verwendung des jeweiligen IP-Software-Dienstprogramms ausgeführt.
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Nach einer derartigen Ping-Prozedur wird deren Vollständigkeit geprüft und erneut werden alle Testereignisse überwacht und aufgezeichnet, und die Testschritte werden nach einem vorgegebenen Testplan wiederholt.
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In einem weiteren Testverfahren kann eine durch das zu testende IoT-Netzwerk 2 zu verwaltende Energiesparfunktion getestet werden. Ein derartiger Energiesparfunktions-Test umfasst das Aktivieren eines Energiesparmodus (PSM) an der jeweiligen Prüfsonde 3, hierbei Festlegen von Werten des T3324-Aktivtimers und des T3412-Timers, die sich an der Prüfsonde 3 der lokalen Einheit 4 erstrecken. Dann wird ein EPS-Anhängen der Prüfsonde 3 im IoT-Dienstnetzwerk 2 angestoßen und die Vollständigkeit des Anhänge-Verfahrens geprüft. Zusätzlich wird geprüft, ob die Timer-Werte von dem IoT-Dienstnetzwerk 2 akzeptiert werden. Dies wird durch einen Abgleich dieser Werte mit denjenigen durchgeführt, die durch die jeweilige Prüfsonde 3 angefordert werden. Außerdem wird geprüft, ob die erweiterte periodische TAU (Tracking Area Update = Aktualisierung des Trackingbereichs)-Prozedur vollständig ist. Erneut werden alle Testereignisse während dieses Testverfahrens überwacht und aufgezeichnet und der oben beschriebene Test wird nach dem vorgegebenen Testplan wiederholt.
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In einem anderen Testverfahren wird die Datenübertragung mit mobilem Endgerät in Kombination mit der durch das zu testende IoT-Dienstnetzwerk 2 zu verwaltende Energiesparfunktion getestet. Zu diesem Zweck werden während einer Zeitspanne, in der der Aktiv-Timer T3324 läuft, Downlink-Daten an die jeweilige Prüfsonde 3 gesendet. Es wird geprüft, ob die jeweilige Prüfsonde 3 die vollständigen Downlink-Datenpakete empfängt.
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Erneut werden alle Testereignisse während dieses Testverfahrens überwacht und aufgezeichnet und der oben beschriebene Test wird nach einem vorgegebenen Testplan wiederholt.
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In einem weiteren Testverfahren, welches den SMS-Empfang mit mobilem Endgerät in Kombination mit der durch das zu testende IoT-Dienstnetzwerk 2 zu verwaltende Energiesparfunktion testet, wird eine SMS an die Prüfsonde 3 geschickt, während der Aktiv-Timer T3324 läuft.
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Es wird dann geprüft, ob die SMS korrekt an die Prüfsonde übermittelt wurde. Alle Testereignisse werden während dieses Testverfahrens erneut überwacht und aufgezeichnet, und das oben beschriebene Testverfahren wird nach einem vorgegebenen Testplan wiederholt.
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In einem anderen Testverfahren wird eine durch das getestete IoT-Dienstnetzwerk 2 zu verwaltende eDRX (Extended Discontinuous Reception = erweiterter unterbrochener Empfang)-Funktion getestet. In diesem Verfahren wird eDRX aktiviert, und hierbei die Werte der eDRX-Zykluslänge und des Ruf-Zeitfensters (Paging Time Window, PTW) an der jeweiligen Prüfsonde 3 der lokalen Einheit 4 festgelegt. Außerdem wird ein EPS-Anhängen der Prüfsonde 3 in dem getesteten IoT-Dienstnetzwerk 2 initiiert. Die Vollständigkeit einer solchen Anhänge-Prozedur wird geprüft. Weiterhin wird geprüft, ob die eDRX-Zykluslänge und der PTW-Wert von dem IoT-Dienstnetzwerk 2 akzeptiert werden, indem diese Werte mit denjenigen abgeglichen werden, die von der jeweiligen Prüfsonde 3 angefordert werden. Alle Testereignisse dieses Verfahrens werden überwacht und aufgezeichnet, und das oben beschriebene Testverfahren wird nach einem vorgegebenen Testplan wiederholt.
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In einem weiteren Testverfahren wird die Datenübertragung mit mobilem Endgerät in Kombination mit einer durch das getestete IoT-Dienstnetzwerk 2 zu verwaltenden eDRX-Funktion getestet. Hier werden Downlink-Daten innerhalb des PTW an die jeweilige Prüfsonde 3 geschickt. Es wird geprüft, ob die Prüfsonde 3 die vollständigen Downlink-Datenpakete empfängt. Alle Testereignisse dieses Testverfahrens werden überwacht und aufgezeichnet, und das oben beschriebene Testverfahren wird nach einem vorgegebenen Testplan wiederholt.
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In noch einem weiteren Testverfahren wird die Datenübertragung mit mobilem Endgerät in Kombination mit einer durch das getestete IoT-Dienstnetzwerk 2 zu verwaltenden eDRX-Funktion getestet. Hier wird eine SMS an die jeweilige Prüfsonde 3 innerhalb des PTW gesendet. Es wird geprüft, ob die SMS korrekt an die Prüfsonde übermittelt wird. Alle Testereignisse während dieses Testverfahrens werden überwacht und aufgezeichnet. Das oben beschriebene Testverfahren wird nach einem vorgegebenen Testplan wiederholt. In einem anderen Testverfahren wird die Verbindungsbeständigkeit des IoT-Netzwerks 2 getestet. Hier wird geprüft, ob durch das IoT-Dienstnetzwerk das Abtrennen der jeweiligen Prüfsonde 3 angefordert wird, nachdem ein EPS-Anhang erfolgt ist oder eine Datenübertragung mit mobilem Ursprungsgerät (MO) oder mit mobilem Endgerät (MT). Dieser Prüfschritt wird mehrmals wiederholt. Die multiplen Testergebnisse dieses Testverfahrens werden gesammelt. Aus dieser Sammlung wird dann ein Standard-EPS-Trägerkontext-Trennungs-Verhältnis berechnet.
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In einem weiteren Verfahren wird die IoT-Datenübertragung mit mobilem Ursprungsgerät getestet, die vom getesteten IoT-Dienstnetzwerk 2 geliefert wird. Hier wird ein TCP (Transmission Control Protocol = Übermittlungs-Kontroll-Protokoll)-Transportprotokoll ausgelöst. Ferner wird eine IoT-Datenübertragung mit mobilem Ursprungsgerät von der jeweiligen Prüfsonde 3 zu einem Anwendungs-Server 6 eingeleitet, der sich in einem Heim-Netzwerk (HPMN) befindet. Es wird geprüft, ob die IoT-Daten korrekt durch den Anwendungs-Server 6 empfangen werden. Dieser Prüfschritt wird mehrmals wiederholt und die multiplen Testergebnisse werden gesammelt, da sie das EPS-Trägerkontext-Trennungs-Verhältnis bestimmen. Außerdem wird ein UDP (User Datagram Protocol = Benutzer-Datagramm-Protokoll) ausgelöst und die oben beschriebene IoT-Datenübertragung wird wiederholt. Zusätzlich wird ein Nicht-IP-Datenübergabe-Mechanismus über NAS (Non-Access Stratum = Nichtzugriffs-Schicht)-Signalgebung ausgelöst. Der IoT-Datenübertragungstest mit mobilem Ursprungsgerät wird erneut wiederholt.
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In noch einem weiteren Testverfahren wird eine IoT-Datenübertragung mit mobilem Endgerät getestet, die vom getesteten IoT-Dienstnetzwerk 2 geliefert wird. Hier wird nach Auslösen eines TCP-Transportprotokolls ein Anwendungs-Server, d. h. der Server der IoT-Plattform 6, der im Heim-Netzwerk liegt, dazu angeregt, IoT-Daten an die jeweilige Prüfsonde 3 zu übermitteln. Es wird geprüft, ob die IoT-Daten vollständig von der jeweiligen Prüfsonde 3 empfangen werden. Weitere Schritte dieses Testverfahrens, einschließlich Auslösen des UDP-Transportprotokolls und Auslösen des Nicht-IP-Datenübergabe-Mechanismus über NAS-Signalgabe, entsprechen denen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die Datenübertragung mit mobilem Ursprungsgerät erläutert wurden.
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In einem anderen Testverfahren wird eine SMS-Übertragung mit mobilem Ursprungsgerät über das getestete IoT-Dienstnetzwerk 2 getestet. Hier wird die jeweilige Prüfsonde 3 dazu angeregt, eine SMS an eine Partner-Prüfsonde 3' der lokalen Einheit 4 im Heim-Netzwerk (HPMN) zu senden. Es wird dann geprüft, ob die SMS korrekt von der Partner-Prüfsonde 3' empfangen wird. Dieser Test wird mehrfach wiederholt und die multiplen Testergebnisse werden zur weiteren statistischen Auswertung gesammelt.
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In einem weiteren Testverfahren wird ein SMS-Empfang mit mobilem Endgerät über das getestete IoT-Dienstnetzwerk 2 getestet. Hier wird eine Partner- Prüfsonde 3' in einem Heim-Netzwerk (HPMN) dazu angeregt, eine SMS an die Prüfsonde 3 im IoT-Dienstnetzwerk 2 zu senden. Es wird geprüft, ob die von der Partner-Prüfsonde 3' gesendete SMS korrekt an die jeweilige Prüfsonde 3 im IoT-Dienstnetzwerk 2 übermittelt wird. Auch dieser Test wird mehrfach wiederholt und die Testergebnisse werden gesammelt.
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Mit Bezug auf 2 wird ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Testsystems 15 für ein mobiles IoT-Netzwerk beschrieben. Komponenten und Funktionen, die denjenigen entsprechen, die unter Bezugnahme auf 1 beschrieben wurden, tragen dieselben Bezugsziffern und werden hier nicht noch einmal im Einzelnen diskutiert. Eine zentrale Testeinheit, Test-Clients und SIM-Multiplexer, die zusätzlich zu einer lokalen Einheit ebenfalls im Testsystem 15 vorhanden sein können, sind in 2 nicht dargestellt.
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Im Testsystem 15 ist eine lokale Einheit 16 einschließlich der Prüfsonden 3 als S1-Kerneinheit ausgebildet, die über eine S1-Schnittstelle 17 mit dem IoT-Netzwerk verbunden ist. Eine Kommunikations-Leitung 18 über diese S1-Schnittstelle 17 ist als emulierte eNodeB (Evolved NodeB) umgesetzt. Einzelheiten im Hinblick auf die Ausgestaltung einer S1-Schnittstelle und das Protokoll kann in 3GPP TS 36.413 V.15.5.0, Ausgabe 15, März 2019: „Evolved Universal Terrestrial Access Network (E-UTRAN); S1 Application Protocol (S1AP)“ gefunden werden.
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3 zeigt eine weitere Ausgestaltung eines Testsystems 20. Komponenten und Funktionen, die denjenigen entsprechen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die 1 und 2 bereits beschrieben wurden, tragen dieselben Bezugsziffern und werden nicht noch einmal im Einzelnen diskutiert.
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Das Testsystem 20 stellt einen Test der Konnektivität und Dienste an mobile IoT-Geräte in Roaming-Bedingungen bereit. Hier findet die Kommunikation über Leitungen 9, 10 und 11 zwischen einem öffentlichen Heim-Netzwerk (HPMN, home public mobile network) und einem Besucher-Netzwerk (VPMN, visiting public mobile network) über eine Grenze 21 hinweg statt. Hierfür wird in der Kommunikations-Leitung 11, zusätzlich zu dem SCEF-Modul im HPMN, ein weiteres verknüpfendes SCEF (IWK-SCEF)-Modul im VPMN angeordnet.
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Dieses Roaming-Schema wird durch die Funkschnittstellen 5, die erneut in 3 dargestellt sind, sowie durch die S1-Schnittstelle 17 gemäß 2 ermöglicht (in 3 nicht dargestellt).
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4 zeigt Komponenten eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Testsystems für ein mobiles IoT-Netzwerk einschließlich Einzelheiten hinsichtlich der Testdaten-Übertragung zwischen verschiedenen Prüfsonden 3, 3', wobei diese verschiedenen Prüfsonden 3, 3' unterschiedlichen, z. B. Heim-/Besucher-, öffentlichen mobilen Netzwerken zugeordnet sein können. Komponenten und Funktionen, die denjenigen entsprechen, die vorstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 beschrieben wurden, haben dieselben Bezugsziffern und werden nicht noch einmal im Einzelnen diskutiert.
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Eine erste der Prüfsonden, Prüfsonde 3, ist mit der IoT-Plattform 6 über einen Test-Kommunikationspfad 22 verbunden, welcher eine Funkschnittstelle 5 oder eine S1-Schnittstelle 17 umfassen kann. Die Prüfsonde 3 umfasst einen MQTT/MQTT-SN-Client 23, welcher über die Kommunikations-Leitung 22 mit einem MQTT/MQTT-SN-Server/Broker 24 der getesteten IoT-Plattform 6 kommuniziert.
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Eine andere Prüfsonde, Prüfsonde 3', kommuniziert in 4 mit der getesteten IoT-Plattform 6 über einen anderen Test-Kommunikationspfad 25, welcher ebenfalls eine Funkschnittstelle 5 oder eine S1-Schnittstelle 17 umfassen kann. Hierzu umfasst die weitere Prüfsonde 3' ebenfalls einen MQTT/MQTT-SN-Client 23'.
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Durch Verwendung insbesondere eines der oben beschriebenen Testverfahren können die relevanten IoT-Daten, die von der Prüfsonde 3 versendet wurden und in der getesteten Plattform 6 gespeichert werden, von der Prüfsonde 3' abgerufen werden. Die abgerufenen Daten werden mit den ursprünglich versendeten Daten abgeglichen. Das entsprechende Testurteil kann zugewiesen werden.
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Die Prüfsonden 3, 3' können in demselben Heim-Netzwerk platziert werden. Alternativ und wie in 4 angegeben, können die Prüfsonden 3 und 3' in getrennten Netzwerken untergebracht werden. Beispielsweise und wie in 4 dargestellt, kann die Prüfsonde 3 in einem Besucher-Netzwerk VPMN und die weitere Prüfsonde 3' kann in einem Heim-Netzwerk HPMN untergebracht werden. Mit einer derartigen Konfiguration können IoT-Anwendungs-Plattformtests unter IoT-Geräte-Roaming, wie oben beschrieben, global durchgeführt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 10097981 B1 [0002]
- US 7831249 B2 [0002]
- WO 2004/049746 A1 [0002]
- DE 102005027027 B4 [0045]
