用于WiMAX系统的大话务模拟测试工具及测试方法

摘要

本发明公开了一种用于WiMAX系统的大话务模拟测试工具，包括：控制后台，通过TCP/IP通信向业务模拟器发送话务测试命令，启动话务测试；业务模拟器，当接收到所述控制后台的话务测试命令后，模拟MSS向基站系统发送呼叫请求消息，并接收基站系统回送的消息，对所述回送的消息进行编解码。本发明还公开了用于WiMAX系统的大话务模拟测试系统、用于WiMAX系统的大话务模拟测试方法、用于WiMAX系统的大话务模拟呼叫方法。本发明能够模拟大量MSS的呼叫流程，以及准确地获取BSS的话务处理能力指标。

说明书

技术领域

本发明涉及一种通讯领域中大话务量模拟测试技术，具体说，涉及一种用于WiMAX系统的大话务模拟测试工具及测试方法。

背景技术

WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access，全球互操作性微波接入)是一项被称为“4G”新兴的无线通信技术，能提供面向互联网的高速连接。使用这种技术，用户可以在50公里以内的范围以非常快的速度进行数据通讯。在典型的3km半径单元部署中，部署的移动网络将能够提供最高达15Mbit/s的吞吐量，可以同时满足数千使用DSL(DigitalSubscriber Line，数字用户电路)上网的家庭用户的需求，并提供足够的带宽回送。WiMAX技术将广泛应用于笔记本电脑和PDA(Personal DigitalAssistant，个人数码助理)，从而使城区以及城市之间形成“城域地带”，为用户提供便携的室外宽带无线接入。

随着用户规模的不断扩大，通信领域的应用领域面临的话务量不断地提高，在用户密集的区域更可能达到每秒上千次业务。因此，相应产品的测试工作中的大话务测试也提出了更高的要求。一般来说，基站系统(Base StationSystem，BSS)由若干个收发信机(Base Transceiver System，BTS)、一个基站控制器(Base Station Controller，BSC)和一个接入网关(Access Gateway)组成。设备供应商在研发设备的时候，需要一种大话务模拟软件来模拟真实的话务量，以获得在不同系统硬件、软件和数据配置下的BHCA(Busy HourCall Times，忙时呼叫次数)和最大吞吐量两个关键系统话务性能指标。这两个话务性能指标也是运营商致力提高的系统参数。

目前基本上没有可以用于WiMAX系统设备测试的话务模拟仪器和软件。一些WiMAX协议分析仪器虽然有话务模拟的功能，但却有以下不足：

1、价格非常昂贵，一台专用的WiMAX协议分析仪器售价高达上百万人民币以上，使设备制造商的研发成本大幅度上升。

2、可以模拟的MSS(Mobile Service Subscriber，移动终端)数目有限，从数个到数十个不等，无法实现大量信令和数据的极限测试，满足不了大话务测试所需要的话务量。

3、呼叫流程的业务参数无法进行动态配置，无法对比不同业务参数下的话务性能指标。

发明内容

本发明所解决的技术问题是提供一种用于WiMAX系统的大话务模拟测试工具，可以实现对BSS进行大呼叫强度、大数据量的话务测试。

技术方案如下：

用于WiMAX系统的大话务模拟测试工具，包括：

控制后台，通过TCP/IP通信向业务模拟器发送话务测试命令，启动话务测试；

业务模拟器，当接收到所述控制后台的话务测试命令后，模拟MSS向基站系统发送呼叫请求消息，并接收基站系统回送的消息，对所述回送的消息进行编解码。

优选的，所述控制后台与所述业务模拟器按照一对多的方式通过以太网进行连接。

优选的，所述控制后台包括：

通信模块，用于和所述业务模拟器建立TCP/IP连接；

消息处理模块，和所述通信模块相连接，构造发送给所述业务模拟器的消息，并对从所述业务模拟器接收到的消息字段进行解析；

用户界面模块，用于将测试过程中的参数、消息和结果进行显示；

数据库接口模块，和所述用户界面模块相连接，用于从数据库中读取基站系统的系统配置信息；

文件存取模块，和所述用户界面模块相连接，用于完成对所述系统配置信息的读写操作；

业务统计模块，连接在所述用户界面模块和消息处理模块之间，用于统计WiMAX系统的各项运行指标。

优选的，所述业务模拟器包括：

通信模块，建立与所述控制后台的TCP/IP连接，把从控制后台收到的消息交给信令仿真控制模块；

信令仿真控制模块，接收来自所述控制后台的消息，并根据收到的消息类型来决定是否转发到信令仿真实例模块，并控制所述信令仿真实例模块启动的并发进程数目；

信令仿真实例模块，用于编码发往基站系统的空口消息，把从基站系统收到的空口消息进行解码；

专用协议栈处理模块，用于接收从数据源发送来的数据，并进行封装和解封装后传递给基站系统；或者对接收自基站系统发送来的数据进行封装和解封装，传递到数据源模块；

数据源模块，连接在所述信令仿真实例模块和所述专用协议栈处理模块之间，用于完成应用层数据业务的提供，将生成的数据转发给所述专用协议栈处理模块进行封装和解封装处理。

优选的，所述的业务模拟器为运行嵌入式操作系统的单板及其附载的业务模拟软件；所述的控制后台为PC机及其附载的控制软件。

本发明所解决的另一个技术问题是提供一种用于WiMAX系统的大话务模拟测试系统，可以实现对BSS进行大呼叫强度、大数据量的话务测试。

技术方案如下：

用于WiMAX系统的大话务模拟测试系统，包括基站系统，还包括：

控制后台，通过TCP/IP通信向业务模拟器发送话务测试命令，启动话务测试；

业务模拟器，当接收到所述控制后台的话务测试命令后，模拟移动终端向基站系统发送呼叫请求消息，并接收基站系统回送的消息，对所述回送的消息进行编解码。

本发明所解决的另一个技术问题是提供一种用于WiMAX系统的大话务模拟测试方法，能够模拟大量MSS的呼叫流程，以及准确地获取BSS的话务处理能力指标。

技术方案如下：

用于WiMAX系统的大话务模拟测试方法，步骤包括：

(1)业务模拟器和控制后台启动后，通过TCP/IP通信建立相互之间的连接；

(2)控制后台发送包含配置参数的消息给业务模拟器，业务模拟器保存收到的配置参数；

(3)业务模拟器配置完成后，根据配置参数启动呼叫。

进一步，步骤(1)具体为：业务模拟器启动后，在5057端口兼听TCP/IP连接建立请求；控制后台启动后，经过握手完成与业务模拟器的通信连接的建立。

步骤(1)进一步包括：控制后台生成初始化的配置信息文件，所述配置信息文件包括BSS系统信息和呼叫参数；所述BSS系统信息包括BTS配置信息、BSC配置信息、AGW配置信息或者连接关系表信息；所述呼叫参数包括BTS数目、MSS数目、流程循环次数、业务流保活时长、流程循环间隔、分组数目、分组业务间隔、数据类型、数据发送间隔、数据发送倍率、数据大小或者数据发送间隔。

进一步，步骤(2)中，控制后台向所有BTS的业务模拟器发送相同的业务参数，或者向不同BTS的业务模拟器发送不同的业务参数。

进一步，步骤(3)中，所述业务模拟器通过与基站系统的消息交互，完成呼叫流程的控制和业务状态的变迁。

进一步包括步骤(4)：控制后台显示WiMAX系统的运行指标。

本发明所解决的另一个技术问题是提供一种用于WiMAX系统的大话务模拟呼叫方法，能够模拟大量MSS的呼叫流程，以及准确地获取BSS的话务处理能力指标。

技术方案如下：

用于WiMAX系统的大话务模拟呼叫方法，步骤包括：

A、模拟MSS向基站系统发送呼叫请求；

B、当模拟MSS的呼叫请求被基站系统接纳，基站系统启动模拟MSS的网络接入过程；

C、模拟MSS与基站系统建立业务连接；

D、设置第一定时器，所述定时器的时长为配置参数中定义的业务流保活时长；模拟MSS保持与基站系统的业务连接，向基站系统发送或从基站系统接收数据包，直到定时器超时；

E、定时器超时后，模拟MSS释放与基站系统的连接。

进一步，步骤C中，由模拟MSS向基站系统发送业务连接建立请求，或者基站系统向模拟MSS发送业务连接建立请求。

进一步，步骤C中，模拟MSS所在的业务模拟器实时记录其成功呼叫次数和上下行报文吞吐量，定时或在收到控制后台查询请求后上报给控制后台进行显示和统计。

进一步包括步骤F，设置第二定时器，所述第二定时器时长为配置参数中定义的流程循环间隔。

进一步，步骤F中，所述第二定时器超时后，如果模拟MSS没有完成配置参数中定义的流程循环次数，将返回到步骤A。

本发明的一种用于WiMAX系统的大话务模拟测试工具和方法具有以下优点：

1、本发明在PC机和单板上实现，替代了昂贵的测试设备，节约了测试成本。

2、本发明能够模根据配置信息文件里的不同参数产生不同的话务模型，模拟大量MSS的呼叫流程，并准确地获取BSS的话务处理能力指标BHCA和最大吞吐量。

3、本发明实现了测试工具和BSS的自动交互，节省了大量测试时间，提高了测试效率。

附图说明

图1是本发明的大话务量测试系统组网结构图；

图2是本发明的业务模拟器的结构示意图；

图3是本发明的控制后台的结构示意图；

图4是本发明的测试工具工作流程图；

图5是本发明大话务量测试系统的呼叫过程程示意图。

具体实施方式

下面参照附图，对本发明的优选实施例作详细描述。

参照图1所示，用于WiMAX系统的大话务模拟测试系统包括控制后台101、业务模拟器102/104/106/108、基站收发信机(BTS)103/105/107/109、基站控制器(BSC)110、接入网关(AGW)111和应用服务器(112)。其中，控制后台101与业务模拟器102/104/106/108按一对多的方式通过以太网进行连接，业务模拟器102/104/106/108与基站收发信机(BTS)103/105/107/109按一对一的方式通过以太网进行连接，基站收发信机(BTS)103/105/107/109与基站控制器(BSC)110按一对一的方式通过以太网与接入网关(AGW)111进行连接，(AGW)111按一对一的方式通过以太网与应用服务器112相连。

控制后台101通过TCP/IP通信向业务模拟器102/104/106/108发送开始测试消息，启动话务测试。业务模拟器102/104/106/108在收到控制后台101的话务测试命令后，模拟大量MSS向BSS发送呼叫请求消息，并接收BSS回送的消息，对回送的消息进行编解码，最终完成整个的呼叫流程。呼叫流程可以自动反复循环，以达到对系统的各部分进行自动测试的目的。业务模拟器102/104/106/108组成业务模拟器组，由控制后台101统一控制。控制后台101根据用户使用的配置参数发出开始或停止测试命令消息到业务模拟器102/104/106/108，来实现对各业务模拟器的控制，并对WiMAX系统的运行指标进行显示。

图2为本发明中的业务模拟器102/104/106/108的结构示意图，业务模拟器102/104/106/108为运行嵌入式操作系统的单板及附载的业务模拟软件。其中，单板是信令流和媒体流承载能力的单板，业务模拟软件用于模拟构造真实MSS在R1口和Abis口(BTS和BSC之间的接口)上的信令流和媒体流，与被测对象BSC进行业务流程上的交互。

业务模拟器102/104/106/108包括通信模块201、信令仿真控制模块202、信令实例模块203、数据源模块204、专用协议栈处理模块205。其中，通信模块201建立与控制后台101的TCP/IP连接，把从控制后台101收到的消息交给信令仿真控制模块202；信令仿真控制模块202接收来自控制后台101的消息，并根据收到的不同消息类型来决定是否转发到信令仿真实例模块203，并控制信令实例模块203所启动的并发进程数目；信令仿真实例模块203是业务模拟器102/104/106/108的主要模块，用于编码发往BSS的空口消息，把从BSS收到的空口消息进行解码，并根据编解码后的消息来驱动呼叫流程的下一个步骤的进行；专用协议栈处理模块205用于接收从数据源发送来的数据，并进行封装和解封装后传递给BSS，或者把从BSS接收来的数据进行封装和解封装，并传递到数据源模块204；数据源模块204完成应用层数据业务的提供，将生成的数据转发给专用协议栈处理模块205进行封装和解封装处理。

图3为本发明中的控制后台101的结构示意图，控制后台101为个人PC机及附载的控制软件。控制软件用于对业务模拟器进行控制，其与业务模拟器102/104/106/108之间通过TCP/IP消息进行通讯，将配置信息或测试控制命令发送给业务模拟器102/104/106/108。

控制后台101通过以太网与业务模拟器102/104/106/108按一对一或一对多的关系相连接，控制后台101可以同时向多个业务模拟器发送测试开始请求消息。

控制后台101包括数据库接口模块301、文件存取模块302、通信模块303、消息处理模块304、业务统计模块305、用户界面模块306。其中，通信模块303负责与业务模拟器建立TCP/IP连接；数据库接口模块301负责完成从数据库中读取BSS的系统配置信息；文件存取模块302负责完成配置信息文件的读写操作；消息处理模块304负责从业务模拟器接收到的消息字段进行解析，构造发送给业务模拟器的消息；业务统计模块305负责统计WiMAX系统的各项运行指标；用户界面模块306负责将测试过程中的参数、消息和结果进行显示。

图4为本发明测试工具总体工作流程图，包括以下步骤：

1、业务模拟器102/104/106/108和控制后台101启动后，通过TCP/IP通信建立相互之间的连接。

步骤401：业务模拟器102/104/106/108启动后将在5057端口兼听TCP/IP连接建立请求。控制后台101启动后，经过三次消息握手，完成与业务模拟器102/104/106/108通信连接的建立。

如果未生成配置信息文件，从数据库提取BSS系统配置信息，生成初始化的配置信息文件。数据库中提取的BSS系统的配置信息包括BTS配置信息、BSC配置信息、AGW配置信息和连接关系表信息。

步骤402：控制后台101读取配置信息文件里的各项参数，这些参数将在控制后台界面进行显示，并作为大话务测试的缺省配置参数。

如果使用缺省配置参数直接执行步骤404；否则执行步骤403。

步骤403：根据需要修改配置信息文件中的参数。

根据所要实现的话务模型，修改相应的业务参数，该业务参数可以保存在配置信息文件中。

2、控制后台101发送包含配置参数的消息给业务模拟器102/104/106/108，业务模拟器102/104/106/108保存收到的配置参数。

控制后台101向业务模拟器102/104/106/108发送的配置参数包括BTS数目、MSS数目、流程循环次数、业务流保活时长、流程循环间隔、分组数目、分组业务间隔、数据类型、数据发送间隔、数据发送倍率、数据大小和数据发送间隔。控制后台101既可以向所有BTS的业务模拟器102/104/106/108发送相同的业务参数(通用业务参数)，也可以向不同BTS的业务模拟器102/104/106/108发送各自不同的业务参数(特殊业务参数)。

步骤404：控制后台101发送包含配置参数的消息给业务模拟器102/104/106/108，业务模拟器102/104/106/108保存收到的配置参数。

步骤405：配置完成后点击执行测试按钮，控制后台101开始发送启动测试消息给业务模拟器102/104/106/108，通知业务模拟器102/104/106/108开始进行呼叫。

业务模拟器102/104/106/108通过与BSS的消息交互，完成呼叫流程的控制和业务状态的变迁。

3、业务模拟器配置完成后，根据配置参数启动呼叫。

步骤406：业务模拟器102/104/106/108根据配置信息中的参数开始启动呼叫流程。

步骤407：当呼叫次数未完成时，执行步骤406，业务模拟器102/104/106/108在一个呼叫流程完成后重新启动新的呼叫流程。

否则，控制后台101发送停止测试请求给业务模拟器102/104/106/108，业务模拟器102/104/106/108停止呼叫流程。

控制后台101显示WiMAX系统的各项运行指标。

对于BSS发送的没有按照业务模拟器102/104/106/108设定流程顺序发送的消息，业务模拟器102/104/106/108提供异常处理机制来处理这些消息，以使得呼叫流程不至于中断。

图5是大话务量测试系统的工作流程图，包括以下步骤：

步骤501：模拟MSS向BSS发送呼叫请求。

步骤502：如果模拟MSS的呼叫请求被BSS接纳，BSS启动模拟MSS的网络接入过程。

步骤503：模拟MSS与BSS开始建立业务连接。

既可以由模拟MSS向BSS发送业务连接建立请求，也可以BSS主动向模拟MSS发送业务连接建立请求。

模拟MSS所在的业务模拟器实时记录其成功呼叫次数和上下行报文吞吐量，定时或在收到控制后台101查询请求后，上报给控制后台101进行显示和统计。其中，在单位时间内(通常为一小时)，控制后台101统计的所有模拟MSS的最大成功呼叫次数之和为BHCA，所有模拟的MSS的最大上下行报文吞吐量之和为最大吞吐量。

步骤504：设置第一定时器，该第一定时器时长为配置参数中定义的业务流保活时长。模拟MSS保持与BSS的业务连接，向BSS发送或从BSS接收数据包，直到第一定时器超时。

步骤505：第一定时器超时后，模拟MSS释放与BSS的连接；

步骤506：设置第二定时器，该第二定时器时长为配置参数中定义的流程循环间隔。该第二定时器超时后，如果模拟MSS没有完成配置参数中定义的流程循环次数，将返回到步骤501。