專利名稱：Td－scdma接入網(wǎng)和核心網(wǎng)信令測試儀及測試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及第三代移動通信系統(tǒng)(3G)的信令測試技術(shù)。
背景技術(shù)：
目前市場上的3G測試儀表主要是針對無線部分的頻譜分析儀、無線綜合測試儀、3G測試信號源，以及信令分析儀等，其信令分析儀主要是針對CDMA2000和WCDMA的，而作為3G的三大主流標(biāo)準(zhǔn)之一的TD-SCDMA系統(tǒng)，目前還沒有相應(yīng)的信令測試儀表和相關(guān)測試方法，因此，有必要開發(fā)基于TD-SCDMA系統(tǒng)的3G移動網(wǎng)Iu、Iub和Iur接口信令監(jiān)測的信令儀表，對三接口協(xié)議棧進(jìn)行解析，提取有關(guān)參數(shù)，便于移動通信網(wǎng)維護(hù)人員解決網(wǎng)絡(luò)維護(hù)、優(yōu)化工作中的實(shí)際問題。
并且現(xiàn)有的信令分析儀中，消息解碼和最后顯示是緊密耦合的，在解碼過程中，直接把解碼的結(jié)果輸出到顯示界面，也就是說，如果要修改軟件界面，必須到解碼模塊的動態(tài)鏈接庫中去修改，這種緊耦合不利于系統(tǒng)軟件的維護(hù)和升級。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的第一個(gè)問題是提供一種應(yīng)用于TD-SCDMA移動通信網(wǎng)絡(luò)的信令測試儀及其信令測試方法，能實(shí)現(xiàn)對TD-SCDMA系統(tǒng)的監(jiān)視、統(tǒng)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、呼叫跟蹤和仿真測試等功能。
本發(fā)明所要解決的第二個(gè)問題是克服現(xiàn)有信令分析儀中軟件的維護(hù)和升級不方便的缺陷。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是本信令測試儀的總體結(jié)構(gòu)為工控機(jī)結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)采集卡通過PCI(Peripheral Component Interconnect，外設(shè)部件互連)總線與工控機(jī)交互數(shù)據(jù)，負(fù)責(zé)原始物理層數(shù)據(jù)流的采集。通信采用PCI總線接口，通信緩沖區(qū)利用雙口RAM(Random-access Memory，隨機(jī)訪問存儲器)實(shí)現(xiàn)，應(yīng)用雙口RAM在接口之間建立一個(gè)較大容量的緩沖區(qū)，可以在任何時(shí)候向雙口RAM的任一存儲單元讀寫數(shù)據(jù)，不需相互等待，可以全速運(yùn)行。本發(fā)明的體系結(jié)構(gòu)采用模塊化結(jié)構(gòu)，主要包括以下模塊主控模塊控制和調(diào)用其他功能部件，從數(shù)據(jù)采集接口讀取信令消息、管理消息數(shù)據(jù)、顯示消息解碼結(jié)果及統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果，并完成程序中線程的調(diào)度；數(shù)據(jù)采集模塊連接在待測試的TD-SCDMA系統(tǒng)的Iu、Iub和Iur接口上，采集被測對象物理層中的信令消息；消息解碼模塊通過消息數(shù)據(jù)解碼動態(tài)鏈接庫負(fù)責(zé)對接收到的消息解碼，包括詳細(xì)解碼和初步解碼；消息統(tǒng)計(jì)分析模塊通過消息統(tǒng)計(jì)分析動態(tài)鏈接庫對數(shù)據(jù)采集模塊中的消息按照協(xié)議類別和消息類型進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，為網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化提供決策參考；消息過濾處理模塊針對TD-SCDMA移動通信網(wǎng)Iu、Iub和Iur接口協(xié)議棧的特點(diǎn)，對ATM適配層2AAL2(ATM Adaptation Layer type 2-)、ATM適配層5AAL5(ATM Adaptation Layer type 5-)、網(wǎng)絡(luò)控制層和無線網(wǎng)絡(luò)層提供消息過濾功能；消息特征分析模塊通過消息特征分析動態(tài)鏈接庫對解碼的消息進(jìn)行分析并提取與呼叫相關(guān)的參數(shù)；數(shù)據(jù)后臺存儲模塊負(fù)責(zé)在后臺不影響實(shí)時(shí)分析速度的情況下，把采集到的消息數(shù)據(jù)存儲到磁盤上，存儲模塊置于主控模塊中，由主控程序控制。
上述所有模塊部件間采用松耦合，即各模塊功能獨(dú)立，消息解碼、統(tǒng)計(jì)、過濾等與顯示過程獨(dú)立，可以減少相互之間的依存，與界面相關(guān)的操作在主控模塊中實(shí)現(xiàn)，與其他功能模塊無關(guān)，這樣的模塊化結(jié)構(gòu)有利于軟件的移植和修改。
本發(fā)明還提供一種TD-SCDMA系統(tǒng)信令測試方法，其特征在于，包括以下步驟步驟1，數(shù)據(jù)采集部件采集TD-SCDMA系統(tǒng)Iu、Iub和Iur接口中的信令消息；步驟2，對采集到的信令消息數(shù)據(jù)進(jìn)行信元的定界、拆分與重組處理，然后存入在通信緩沖區(qū)；步驟3，數(shù)據(jù)后臺存儲部件在后臺對這些處理后的信令消息數(shù)據(jù)存盤，同時(shí)完成對信令消息數(shù)據(jù)的初解碼；步驟4，對初解碼的結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)解碼；步驟5，對經(jīng)解碼后的消息數(shù)據(jù)按照協(xié)議類別和消息類型進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)；針對TD-SCDMA移動通信網(wǎng)Iu、Iub和Iur接口協(xié)議棧的特點(diǎn)，對AAL2、AAL5、網(wǎng)絡(luò)控制層和無線網(wǎng)絡(luò)層進(jìn)行消息過濾處理；對消息解碼模塊解碼后的消息進(jìn)行特征分析并提取與呼叫相關(guān)的參數(shù)；步驟6，界面顯示線程通知主控部件顯示初解碼、詳細(xì)解碼、及統(tǒng)計(jì)分析的結(jié)果。
本發(fā)明提供的信令測試儀，克服了現(xiàn)有信令分析測試儀中軟件維護(hù)和升級不方便的缺陷；并且能夠針對TD-SCDMA系統(tǒng)中接口協(xié)議棧的特點(diǎn)，從接口的信令中提取無線網(wǎng)絡(luò)層中與無線資源管理有關(guān)的參數(shù)、與移動管理有關(guān)的參數(shù)，和與呼叫管理有關(guān)的參數(shù)，對這些網(wǎng)絡(luò)參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理后，得到基站子系統(tǒng)的完備的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)對制定無線網(wǎng)絡(luò)資源優(yōu)化措施提供數(shù)據(jù)支持，有利于解決網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作中網(wǎng)絡(luò)覆蓋，信道擁塞，無線參數(shù)設(shè)置等不合理等問題。


圖1所示為UMTS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框2所示為TD-SCDMA信令分析儀體系結(jié)構(gòu)框3所示為本信令分析儀模塊化體系結(jié)構(gòu)中各線程之間的關(guān)系圖4所示為從數(shù)據(jù)采集接口送入通信緩沖區(qū)的消息格式圖5所示為經(jīng)消息粗解碼后的數(shù)據(jù)輸出格式圖6所示為經(jīng)消息詳細(xì)解碼后的數(shù)據(jù)輸出格式具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖描述本發(fā)明的具體實(shí)現(xiàn)方式。
附圖1為通用移動通信系統(tǒng)UMTS(Universal Mobile TelecommunicationsSystem)體系結(jié)構(gòu)。主要由核心網(wǎng)CN(Core Network)、通用地面無線接入網(wǎng)UTRAN(Universal Terrestrial Radio Access Network)和UE用戶設(shè)備(UserEquipment)等三個(gè)部分組成，其中，CN和UTRAN之間是Iu接口，Iu也是一個(gè)開放接口，它將系統(tǒng)分成用于無線通信的UTRAN和負(fù)責(zé)處理交換、路由和業(yè)務(wù)控制的核心網(wǎng)兩部分，一個(gè)核心網(wǎng)可以和幾個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)控制器RNC相連，而任何一個(gè)RNC和核心網(wǎng)之間的Iu接口可以分成三個(gè)域電路交換域(Iu-CS)、分組交換域(Iu-PS)和廣播域(Iu-BC)。
Iub接口是無線網(wǎng)絡(luò)控制器RNC(Radio Network Controller)與Node B之間的接口，用來傳輸RNC和Node B之間的信令及無線接口的數(shù)據(jù)，主要功能為管理Iub接口的傳輸資源、Node B邏輯操作維護(hù)、傳輸操作維護(hù)信令、系統(tǒng)信息管理、專用信道控制、公共信道控制和定時(shí)以及同步管理。
Iur接口是兩個(gè)RNC之間的邏輯接口，用來傳送RNC之間的控制信令和用戶數(shù)據(jù)。Iur接口也是一個(gè)開放接口，它的主要功能是支持具體的RNC之間的移動性、支持公共信道業(yè)務(wù)、支持專用信道業(yè)務(wù)和支持系統(tǒng)管理過程。
信令測試儀接在Iu、Iub和Iur接口上進(jìn)行ATM適配層、傳輸網(wǎng)絡(luò)層和無線網(wǎng)絡(luò)層上信令的測試分析，由圖1可見，無論哪個(gè)接口都與UTRAN相關(guān)。
信令測試儀的接口部分就接在UTRAN的物理層之上，采集接口中的信令消息并完成信元的定界、拆分與重組。采集的消息經(jīng)處理后放在“原始消息”的緩沖區(qū)，初步解碼結(jié)果放在結(jié)果緩沖區(qū)，詳細(xì)解碼即解出信元頭部虛通道標(biāo)識VPI(Virtual Path Identifier)、虛信道標(biāo)識VCI(Virtual ChannelIdentifier)和凈荷部分每個(gè)字節(jié)甚至比特代表的具體含義。
本發(fā)明采用模塊化結(jié)構(gòu)，主控模塊作為中央控制部件，根據(jù)從各接口讀取的數(shù)據(jù)和用戶的操作請求，控制和調(diào)用其他功能模塊，完成程序中線程的調(diào)度。各模塊采用動態(tài)鏈接庫的方式，不涉及具體的程序界面的編寫，這樣有利于程序各個(gè)模塊之間的松耦合。
如圖2示出了本發(fā)明信令分析儀的體系結(jié)構(gòu)框圖，主要由以下功能模塊構(gòu)成數(shù)據(jù)采集模塊連接在TD-SCDMA系統(tǒng)的Iu、Iub和Iur接口上，采集接口中的信令消息，并完成信元的定界、拆分與重組，采集的消息經(jīng)處理后放在“原始消息”的緩沖區(qū)。本模塊部件中的數(shù)據(jù)采集卡通過PCI總線與工控機(jī)連接相互交互數(shù)據(jù)，通信緩沖區(qū)利用雙口RAM實(shí)現(xiàn)，在接口之間建立一個(gè)較大容量的緩沖區(qū)，均可以在任何時(shí)候向雙口RAM的任一存儲單元讀寫數(shù)據(jù)，不需相互等待。數(shù)據(jù)采集模塊采集以下信令消息①數(shù)據(jù)采集模塊采集Iub接口中的呼叫標(biāo)識、呼叫狀態(tài)、呼叫持續(xù)時(shí)間、建立原因和QoS等級、臨時(shí)移動用戶識別碼TMSI(Temporary MobileSubscriber Identity、CRNC的id號、無線網(wǎng)絡(luò)臨時(shí)身份S-RNTI(RadioNetwork Temporary Identity)、服務(wù)無線網(wǎng)絡(luò)控制器SRNC(Serving RadioNetwork Controller)標(biāo)識、位置區(qū)域編碼、CN域等信令消息，②采集Iu接口中的呼叫編號、會話狀態(tài)(激活/結(jié)束)、服務(wù)類型、域標(biāo)識(PS/CS/BC)、國際移動用戶標(biāo)識IMSI(International Mobile Subscriber Identity)、TMSI、位置區(qū)域編碼/服務(wù)區(qū)域標(biāo)識、路由區(qū)域編碼、建立時(shí)間、IP地址、上行/下行包數(shù)目，拒絕原因等信令消息。
消息解碼模塊具體包括Iur\Iu\Iub接口消息解碼模塊，通過消息數(shù)據(jù)解碼動態(tài)鏈接庫負(fù)責(zé)對接收到的消息解碼。
解碼函數(shù)寫在動態(tài)鏈接庫中，各動態(tài)鏈接庫函數(shù)編寫完成后，解碼模塊中的各個(gè)動態(tài)鏈接庫共同合成消息解碼模塊，通過主控程序調(diào)用此動態(tài)鏈接庫達(dá)到解碼功能，消息數(shù)據(jù)解碼包括詳細(xì)解碼和初步解碼。
消息統(tǒng)計(jì)分析模塊提供無線網(wǎng)絡(luò)層和無線網(wǎng)絡(luò)層各協(xié)議類別和消息分類統(tǒng)計(jì)，完成各種統(tǒng)計(jì)結(jié)果的分析功能，為網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化提供決策參考。通過消息統(tǒng)計(jì)分析動態(tài)鏈接庫對數(shù)據(jù)采集模塊中的信令數(shù)據(jù)按照AAL類型、協(xié)議類別和消息類型進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)用戶關(guān)心的參數(shù)。具體包括①AAL2和AAL5參數(shù)統(tǒng)計(jì)，用戶部分特殊項(xiàng)統(tǒng)計(jì)，在數(shù)據(jù)采集模塊中提取AAL中的VPI、VCI以及AAL2中的信道標(biāo)識符CID(Channel Identifier)值，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。②門限統(tǒng)計(jì)，在數(shù)據(jù)庫中設(shè)置統(tǒng)計(jì)的上限和下限值，采集到的原始信令數(shù)據(jù)與系統(tǒng)所設(shè)置的上限和下限值進(jìn)行比較，對超出設(shè)定值范圍的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，在送到顯示器顯示時(shí)以其他顏色標(biāo)記，突出顯示。③呼叫統(tǒng)計(jì)功能，使用呼叫跟蹤來評價(jià)呼叫統(tǒng)計(jì)如呼叫成功率、最大/最小呼叫建立時(shí)間、最大/最小呼叫時(shí)長等。
數(shù)據(jù)后臺存儲模塊把采集到的消息數(shù)據(jù)存儲到磁盤上，將統(tǒng)計(jì)分析的結(jié)果、每條消息的詳細(xì)解碼結(jié)果轉(zhuǎn)化為文本文件進(jìn)行保存，信令數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為.dat文件進(jìn)行保存，便于形成日后的使用記錄和進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)分析。
消息過濾處理模塊針對3G移動通信網(wǎng)Iu、Iub和Iur接口協(xié)議棧的特點(diǎn)，對AAL2、AAL5、傳輸網(wǎng)絡(luò)層和無線網(wǎng)絡(luò)層提供的消息進(jìn)行過濾，包含分層顯示過濾、項(xiàng)目顯示過濾、通道顯示過濾等。分層顯示過濾即是指過濾出用戶關(guān)心的那一層協(xié)議和消息；項(xiàng)目顯示過濾即只顯示某些項(xiàng)目(如圖5所示)；通道顯示指的是只顯示某一或某些通道的消息解碼，這樣，既可以查看某一特定類型的消息，還可以讓解碼顯示窗口只顯示某種類型或僅含某種成分的消息。
消息特征分析模塊消息特征分析模塊對上述采集模塊中各接口采集到的信令消息進(jìn)行特征分析，通過消息特征分析動態(tài)鏈接庫對解碼的消息進(jìn)行分析并提取與呼叫相關(guān)的參數(shù)。此模塊提供Iub、Iur和Iu接口的呼叫跟蹤，提供對某一呼叫完整的信令過程的跟蹤，能夠?qū)χ付ê艚械乃邢嚓P(guān)信令流程進(jìn)行關(guān)聯(lián)。
消息特征分析模塊還能提供群功能、過濾功能、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化功能、呼叫跟蹤功能、多協(xié)議功能、告警功能。
①群功能提供與某條消息相關(guān)的所有消息；②過濾功能用戶用特殊參數(shù)定義呼叫跟蹤，例如在Iu接口中定義路由區(qū)域編碼、IMSI號、主叫被叫號碼、服務(wù)類型、域等。③多協(xié)議功能一些范圍里的呼叫可以在不同協(xié)議之間進(jìn)行跟蹤。④告警功能辨別收到的消息編碼的錯(cuò)誤，在消息觀察窗口中以不同的顏色顯示出來，可以方便快捷地查找正確編碼的消息。
主控模塊完成程序中線程的調(diào)度，從硬件讀取信令消息、消息數(shù)據(jù)的管理、消息解碼結(jié)果的顯示、統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果的顯示等等。主控模塊與其他各功能模塊之間的關(guān)系是控制與被控制關(guān)系，主控模塊根據(jù)從數(shù)據(jù)采集模塊讀取的數(shù)據(jù)和用戶的操作請求，調(diào)用其他功能模塊，各功能模塊接受主控模塊提供的相關(guān)參數(shù)，根據(jù)TD-SCDMA系統(tǒng)的接口特點(diǎn)，對相關(guān)消息進(jìn)行解碼、過濾、統(tǒng)計(jì)、分析處理，把運(yùn)算結(jié)果返回給主控模塊，主控程序再把結(jié)果顯示給用戶，各個(gè)功能模塊不負(fù)責(zé)與用戶界面有關(guān)的任何操作。
信令分析儀消息接口解碼部件開始不斷接收數(shù)據(jù)采集部件從現(xiàn)場采集的信令消息數(shù)據(jù)，并把這些數(shù)據(jù)存儲在通信緩沖區(qū)中，數(shù)據(jù)后臺存儲部件在后臺對這些信令消息數(shù)據(jù)存盤，同時(shí)完成對接收到的信令消息數(shù)據(jù)的初解碼，并顯示解碼結(jié)果，在初解碼后，用戶可以對已經(jīng)解碼過的消息進(jìn)行詳細(xì)解碼。消息過濾和統(tǒng)計(jì)分析等功能模塊獨(dú)立于解碼模塊，解碼之前，主控模塊可以調(diào)用其他模塊，預(yù)先實(shí)現(xiàn)其他過濾、統(tǒng)計(jì)分析等功能。
本信令分析儀還能對信令消息數(shù)據(jù)進(jìn)行離線分析，這時(shí)信令分析儀處理的數(shù)據(jù)是以前保存在硬盤上的信令消息數(shù)據(jù)，相對于現(xiàn)場測試來說，在信令分析儀啟動時(shí)，省去了硬件故障測試的步驟，在進(jìn)行數(shù)據(jù)離線分析時(shí)，先從文件中讀出所有信令消息產(chǎn)生的時(shí)間區(qū)間，然后用戶從這個(gè)區(qū)間中選擇一個(gè)區(qū)段，信令分析儀開始讀取該區(qū)段中的數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析。
本發(fā)明采取多線程結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)本信令測試儀各模塊之間的協(xié)作關(guān)系，圖3所示為本發(fā)明模塊化體系結(jié)構(gòu)中各線程之間的關(guān)系，主要線程包括數(shù)據(jù)采集線程，初分析線程，數(shù)據(jù)存盤線程和結(jié)果顯示線程。采取了這種多線程結(jié)構(gòu)是為了最大限度的減少消息實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)分析時(shí)系統(tǒng)可能出現(xiàn)的性能瓶頸問題。數(shù)據(jù)采集線程負(fù)責(zé)從硬件接收數(shù)據(jù)，為了在高速率時(shí)不丟包，這個(gè)線程被設(shè)置為一個(gè)高優(yōu)先級的線程，該線程的作用是從硬件接收信令消息數(shù)據(jù)，把接收到的消息數(shù)據(jù)以一定的格式存放到消息大緩沖區(qū)中，消息大緩沖區(qū)中消息數(shù)據(jù)的組織方式見圖4，圖4中的數(shù)字表示該字段所占的比特，其中消息長度字段表示SD-PDU數(shù)據(jù)部分加上首信元頭部的長度，單位為字節(jié)；通道號指消息來自哪個(gè)通道；時(shí)間標(biāo)簽表示收到消息的時(shí)間，精確到毫秒；SD-PDU數(shù)據(jù)部分表示收到的實(shí)際信令消息數(shù)據(jù)，存儲的是字節(jié)數(shù)。
初分析線程負(fù)責(zé)對接收到的原始信令消息進(jìn)行解碼并把解碼后的結(jié)果存放在初解碼結(jié)果緩沖區(qū)中，初分析線程現(xiàn)場提取需要實(shí)時(shí)解碼的部分，顯示給用戶。如圖5所示為初解碼后的數(shù)據(jù)格式，初解碼解出原始信令消息中的消息編號、偏移地址、時(shí)間標(biāo)簽、VPI、VCI、AAL類型、CID、L3協(xié)議類別、L3消息類型、L4協(xié)議類別、L4消息類型、特征字段，存入初解碼結(jié)果緩沖區(qū)，圖中的數(shù)字表示該字段所占的字節(jié)數(shù)，其中特征字段的規(guī)定和Layer3，傳輸網(wǎng)絡(luò)層L3、Layer4，無線網(wǎng)絡(luò)層L4的規(guī)定如下AAL類型——指示ATM信元在傳輸網(wǎng)絡(luò)層的信令承載適配層類型；L3協(xié)議類別/L3消息類型——指示信元經(jīng)過傳輸網(wǎng)絡(luò)層按何種協(xié)議格式進(jìn)行拆裝，對Iu-CS協(xié)議模型而言，可能是特定服務(wù)的面向連接協(xié)議SSCOP(Service Specific Connection Oriented Protocol)，特定業(yè)務(wù)協(xié)調(diào)功能-SSCF(Service specific co-ordination function)，消息傳輸部分(寬帶)-MTP3b(Message transfer part(broadband))，信令連接控制部分-SCCP(Signalling Connection Control Part)，相應(yīng)地，L3消息類型字段即顯示的是SCCP用戶的某一具體消息；也可能是訪問鏈路控制應(yīng)用部分SSCOP-SSCF-MTP3b-ALCAP(Access Link Control Application Part)，則L3消息類型字段顯示的就是最后一個(gè)協(xié)議中的消息類型；如果信令是經(jīng)過AAL2承載，并通過該層的用戶平面，L3協(xié)議類別則可能是RRC或其他Iu接口功能，L3消息類型即指的是完成相應(yīng)功能的核心消息；對Iub協(xié)議模型而言，可能是SSCOP(或-SSCF)，相應(yīng)地，L3消息類型字段即顯示的是SSCOP(或SCCF)協(xié)議中的協(xié)議數(shù)據(jù)單元的類型；也可能是SSCOP-SSCF-ALCAP，則L3消息類型字段即顯示的是最上層協(xié)議中的協(xié)議數(shù)據(jù)單元的類型或消息類型；對用戶平面而言，與Iub類同；對Iur協(xié)議模型而言，協(xié)議類別為SSCOP-SSCF-MTP3b-SCCP以及SSCOP-SSCF-MTP3b-ALCAP，情況與Iub類同；若信令先按照IP流控制傳輸協(xié)議IP-SCTP(Stream Control Transmission Protocol)，SS7MTP3用戶適配層-M3UA(SS7 MTP3-User Adaptation Layer)，而后分別走的SCCP及STC-ALCAP，則L3消息類型分開表示；Iur在傳輸網(wǎng)絡(luò)用戶平面的信令走勢與Iu類同。L4協(xié)議類別/L4消息類型——指示信元經(jīng)過無線網(wǎng)絡(luò)層封裝時(shí)的協(xié)議類別/消息類型。對Iu-CS協(xié)議模型而言，則是無線接入網(wǎng)應(yīng)用協(xié)議RANAP或Iu用戶平面幀協(xié)議Iu UP，L4消息類型即指的是完成相應(yīng)功能的核心消息；對Iub協(xié)議模型而言，則是Node B應(yīng)用協(xié)議NBAP或Iub用戶平面幀協(xié)議IubUP，L4消息類型即指的是完成相應(yīng)功能的核心消息；對Iur協(xié)議模型而言，協(xié)議類別則是無線網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)應(yīng)用部分RNSAP(Radio Network SubsystemApplication Part)，或Iur UP(Iur用戶平面幀協(xié)議)，L4消息類型即是完成該層相應(yīng)功能的核心消息；特征字段——根據(jù)解碼實(shí)際情況，對一些核心消息中用戶所關(guān)心的字段的提取，如地址(或號碼)信息、操作說明(如路由申請、鑒權(quán)、位置更新)等，如沒有則填空。
對應(yīng)的詳細(xì)解碼輸出格式，如圖6所示，總的原則是分層解碼、逐漸細(xì)化、求大棄小、錯(cuò)位顯示。
分層解碼根據(jù)數(shù)據(jù)封裝的順序和層次，按ATM適配層、傳輸網(wǎng)絡(luò)層、無線網(wǎng)絡(luò)層的層次逐層進(jìn)行解碼，并分別用各類標(biāo)題表示層次關(guān)系。
逐層細(xì)化在每一層中根據(jù)不同的協(xié)議類別和字段劃分，對每個(gè)字節(jié)乃至某些特殊的比特進(jìn)行解釋。
求大棄小對于解碼過程中遇到無法處理或處理難度過大的數(shù)據(jù)，可以先置之一邊，并將未處理的數(shù)據(jù)顯示處理(如圖6中“無法識別的數(shù)據(jù)”)。
錯(cuò)位顯示讓詳細(xì)解碼顯示比較有層次感，便于用戶快速查找到所關(guān)心的數(shù)據(jù)。
界面顯示線程負(fù)責(zé)通知主程序顯示初解碼的內(nèi)容，界面顯示線程首先判斷當(dāng)前有沒有可以顯示的內(nèi)容，如果有，就向主程序發(fā)送界面顯示的消息。
后臺存盤線程負(fù)責(zé)在后臺把消息大緩沖區(qū)中的原始消息數(shù)據(jù)存儲在磁盤上，用于減少內(nèi)存消耗，將來也可根據(jù)這些數(shù)據(jù)做離線分析。由于磁盤操作相對于內(nèi)存操作來說，比較費(fèi)時(shí)間，為了軟件的整體性能，可以采取后臺線程，在后臺完成信令消息數(shù)據(jù)的存盤，由于信令分析儀要保證能夠連續(xù)現(xiàn)場測試，所采集到的信令消息數(shù)據(jù)可能非常多，如果都放在內(nèi)存中，對系統(tǒng)的性能有一定的影響。
由于采取多線程，就必然存在線程同步的問題，線程同步要解決的問題就是各個(gè)線程何時(shí)被調(diào)度以及何時(shí)掛起。a)當(dāng)數(shù)據(jù)采集線程向存儲消息數(shù)據(jù)的大緩沖區(qū)中寫消息數(shù)據(jù)時(shí)，初分析線程還在進(jìn)行消息數(shù)據(jù)的初解碼，此時(shí)，正在被寫入的消息可能還不完整，不應(yīng)該參與解碼，要解碼的消息必須是一條完整的消息，當(dāng)消息大緩沖區(qū)還沒有解碼的完整消息時(shí)，就應(yīng)該激活初解碼線程；當(dāng)消息大緩沖區(qū)中沒有一條完整消息時(shí)，初解碼線程應(yīng)該掛起。
b)當(dāng)初解碼線程把解碼結(jié)果放入初解碼結(jié)果緩沖區(qū)中時(shí)，界面顯示線程還在進(jìn)行解碼結(jié)果的顯示，這時(shí)不完整的結(jié)果不被顯示出來。
c)后臺存盤線程在把消息數(shù)據(jù)存儲到磁盤時(shí)，應(yīng)該保證存儲的每條消息都是完整的消息，同時(shí)沒有存盤的線程不能被新消息覆蓋，為了良好的可擴(kuò)展性，消息解碼和界面顯示分開?，F(xiàn)有的信令分析儀，消息解碼和最后顯示是緊密耦合的，在解碼過程中，直接把解碼的結(jié)果輸出到顯示界面，也就是說如果要修改軟件界面，必須到解碼模塊的動態(tài)鏈接庫中去修改，這種緊耦合不利于軟件的維護(hù)和升級，在本發(fā)明的設(shè)計(jì)中，采取消息解碼和顯示過程完全分開的方式，并且，為了便于功能劃分和減少復(fù)雜度，各個(gè)功能模塊主要采用動態(tài)鏈接庫的形式，各個(gè)動態(tài)鏈接庫的功能相互獨(dú)立，減小了相互之間的依存關(guān)系。
本發(fā)明設(shè)計(jì)的信令分析儀，根據(jù)TD-SCDMA系統(tǒng)的接口特點(diǎn)，對三接口協(xié)議棧進(jìn)行解析，提取有關(guān)參數(shù)，便于移動通信網(wǎng)維護(hù)人員解決網(wǎng)絡(luò)維護(hù)、優(yōu)化工作中的實(shí)際問題。并且，采取了一種多線程結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)本信令分析儀各模塊之間的協(xié)作關(guān)系，各模塊間松耦合的結(jié)構(gòu)方式，使該信令分析儀具有良好的可擴(kuò)展性。
權(quán)利要求
1.一種TD-SCDMA系統(tǒng)信令測試儀，采用模塊化結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括以下模塊部件(1)主控部件控制和調(diào)用其他功能部件，從數(shù)據(jù)采集接口讀取信令消息、管理消息數(shù)據(jù)、顯示消息解碼結(jié)果及統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果，并完成程序中線程的調(diào)度；(2)數(shù)據(jù)采集部件連接在待測試的TD-SCDMA系統(tǒng)的Iu、Iub和Iur接口上，采集被測對象物理層中的信令消息，并完成信元的定界、拆分與重組，采集的消息經(jīng)處理后放在通信緩沖區(qū)；(3)消息解碼部件包括詳細(xì)解碼部件和初步解碼部件，通過消息數(shù)據(jù)解碼動態(tài)鏈接庫負(fù)責(zé)對接收到的消息進(jìn)行詳細(xì)解碼和初步解碼；(4)消息統(tǒng)計(jì)分析部件通過消息統(tǒng)計(jì)分析動態(tài)鏈接庫對數(shù)據(jù)采集模塊中采集的消息按照協(xié)議類別和消息類型進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)；(5)消息過濾處理部件針對TD-SCDMA移動通信網(wǎng)Iu、Iub和Iur接口協(xié)議棧的特點(diǎn)，對ATM適配層2、ATM適配層5、網(wǎng)絡(luò)控制層和無線網(wǎng)絡(luò)層提供消息過濾；(6)消息特征分析部件通過消息特征分析動態(tài)鏈接庫對消息解碼模塊解碼后的消息進(jìn)行分析并提取與呼叫相關(guān)的參數(shù)；(7)數(shù)據(jù)后臺存儲部件存儲模塊置于主控模塊中，負(fù)責(zé)在后臺把采集到的消息數(shù)據(jù)存儲到磁盤上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TD-SCDMA系統(tǒng)信令測試儀，其特征在于，所述線程包括數(shù)據(jù)采集線程，初分析線程，數(shù)據(jù)存盤線程和結(jié)果顯示線程。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TD-SCDMA系統(tǒng)信令測試儀，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集部件中的數(shù)據(jù)采集卡通過PCI總線與工控機(jī)連接，相互交互數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)采集部件中建立有大容量的通信緩沖區(qū)，該通信緩沖區(qū)利用雙口RAM實(shí)現(xiàn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TD-SCDMA系統(tǒng)信令測試儀，其特征在于，所述詳細(xì)解碼部件采用分層解碼、逐漸細(xì)化、求大棄小、錯(cuò)位顯示的方式，解出信元頭部虛通道標(biāo)識、虛信道標(biāo)識和凈荷部分每個(gè)字節(jié)或比特的具體含義。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TD-SCDMA系統(tǒng)信令測試儀，其特征在于，所述消息過濾處理部件包含分層顯示過濾部件、項(xiàng)目顯示過濾部件、通道顯示過濾部件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TD-SCDMA系統(tǒng)信令測試儀，其特征在于，所述消息特征分析部件還提供群功能、過濾功能、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化功能、呼叫跟蹤功能、多協(xié)議功能、告警功能。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6其中之一所述的TD-SCDMA系統(tǒng)信令測試儀，其特征在于，所有模塊部件間采用松耦合。
8.一種TD-SCDMA系統(tǒng)信令測試方法，其特征在于，包括以下步驟步驟一數(shù)據(jù)采集部件采集TD-SCDMA系統(tǒng)Iu、Iub和Iur接口中的信令消息；步驟二對采集到的信令消息數(shù)據(jù)進(jìn)行信元的定界、拆分與重組處理，然后存入在通信緩沖區(qū)；步驟三數(shù)據(jù)后臺存儲部件在后臺對這些處理后的信令消息數(shù)據(jù)存盤，同時(shí)完成對信令消息數(shù)據(jù)的初解碼；步驟四對初解碼的結(jié)果進(jìn)行詳細(xì)解碼；步驟五對經(jīng)解碼后的消息數(shù)據(jù)按照協(xié)議類別和消息類型進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)；針對TD-SCDMA移動通信網(wǎng)Iu、Iub和Iur接口協(xié)議棧的特點(diǎn)，對ATM適配層2、ATM適配層5、網(wǎng)絡(luò)控制層和無線網(wǎng)絡(luò)層進(jìn)行消息過濾處理；對消息解碼模塊解碼后的消息進(jìn)行特征分析并提取與呼叫相關(guān)的參數(shù)；步驟六界面顯示線程通知主控部件顯示初解碼、詳細(xì)解碼、及統(tǒng)計(jì)分析的結(jié)果。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的TDSCDMA系統(tǒng)信令測試方法，其特征在于，所述詳細(xì)解碼采用分層解碼、逐漸細(xì)化、求大棄小、錯(cuò)位顯示的方式，解出信元頭部虛通道標(biāo)識VPI、虛信道標(biāo)識VCI和凈荷部分每個(gè)字節(jié)或比特的具體含義；所述消息過濾處理包括分層顯示過濾、項(xiàng)目顯示過濾、通道顯示過濾。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的TD-SCDMA系統(tǒng)信令測試方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集部件采集的信令消息包括Iub接口中的呼叫標(biāo)識、呼叫狀態(tài)、呼叫持續(xù)時(shí)間、建立原因和QoS等級、臨時(shí)移動用戶識別碼TMSI、CRNC的id號、無線網(wǎng)絡(luò)臨時(shí)身份S-RNTI、服務(wù)無線網(wǎng)絡(luò)控制器SRNC標(biāo)識、位置區(qū)域編碼、CN域、Iu接口中的呼叫編號、會話狀態(tài)、服務(wù)類型、域標(biāo)識、國際移動用戶標(biāo)識IMSI、TMSI、位置區(qū)域編碼、服務(wù)區(qū)域標(biāo)識、路由區(qū)域編碼、建立時(shí)間、IP地址、上行/下行包數(shù)目，拒絕原因。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于TD－SCDMA移動通信系統(tǒng)的核心網(wǎng)和接入網(wǎng)信令測試儀，采用工控機(jī)結(jié)構(gòu)，多鏈路、多通道，由多個(gè)基于PCI總線的數(shù)據(jù)采集卡組成。采用模塊化結(jié)構(gòu)、多線程和動態(tài)鏈接庫技術(shù)，主控模塊作為中央控制部件，根據(jù)從各接口讀取的數(shù)據(jù)和用戶的操作請求，控制和調(diào)用其他功能模塊，完成程序中線程的調(diào)度，各模塊間采用松耦合。這種應(yīng)用于TD－SCDMA移動網(wǎng)絡(luò)的信令測試儀及其信令測試方法，能實(shí)現(xiàn)對TD－SCDMA系統(tǒng)的監(jiān)視、統(tǒng)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、呼叫跟蹤和仿真測試等功能。同時(shí)，克服了現(xiàn)有信令分析儀中軟件的維護(hù)和升級不方便的缺陷，支持新業(yè)務(wù)、新應(yīng)用發(fā)展的平滑升級。
文檔編號H04B17/00GK1777318SQ20051005736
公開日2006年5月24日 申請日期2005年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月3日
發(fā)明者張治中, 張家波, 舒忠玲, 雒江濤, 齊英, 黃 俊, 邱紹峰, 王俊, 鄧柄光, 郭曉金 申請人:重慶郵電學(xué)院