專利名稱：一種測量網絡無線側時延的方法
技術領域：
本發明涉及到碼分多址(CDMA)移動通信技術，特別涉及到一種測量CDMA 2000 1X EV-DO(CDMA 2000 Single 1.25MHzChannel-Evolution-Data Optimized/Only)系統的數據包在接入網絡無線側的時延的方法。
背景技術：
隨著無線通信技術的不斷進步以及人們生活水平的不斷提高，由于互聯網和移動電話的快速普及，人們熱切盼望能夠有支持高速無線分組業務的無線通信技術的出現與使用，能夠為廣大用戶提供豐富的移動多媒體業務。CDMA 2000 1x EV-DO就是能夠解決上述問題的一種技術。
CDMA 2000 1x EV-DO標準最早起源于高速數據速率(HDR)技術。2001年12月在國際電信聯盟(ITU)的會議上，CDMA 2000 1x EV-DO技術作為CDMA 2000家族的一個分支被吸納為IMT-2000標準之一。
CDMA 2000 1x EV-DO充分利用了數據通信業務的不對稱性和數據業務對實時性要求不高的特征，前向鏈路設計為時分復用(TDM)的CDMA信道。對于前向鏈路，在給定的某一瞬間，某一用戶將得到CDMA 2000 1xEV-DO載波的全部功率。另外，不管是傳輸控制信息還是傳輸業務信息，CDMA 2000 1x EV-DO的載波總是以全功率發射。
在CDMA 20001x EV-DO網絡中，前向鏈路的發射功率不變，即沒有功率控制機制。但是，它采用了速率控制機制，速率隨著前向射頻鏈路質量而變化。基站不決定前向鏈路的速率，而是由接入終端請求最佳的數據速率。
根據前向射頻鏈路的傳輸質量，接入終端可以要求9種數據速率，最低為38.4Kb/s，最高為2457.6Kb/s。
CDMA 2000 1x EV-DO系統利用無線鏈路協議(RLP)層定義的重傳機制進行空口丟失數據包的重傳，進而保證無線網絡的接收端能夠正確接收數據。RLP層的重傳機制定義了兩個計時器發送端發送完所有緩存數據包后等待一段時間，如果上層沒有新數據，會重組上次已發送數據的最后一個字節，告訴接收方可以把自己緩存里的數據往上層發送的計時器TRLPFlush，以及接收端在等待發送方重傳數據包的計時器TRLPAbort。發送端RLP層根據計時器TRLPFlush是否超時，選擇是否進行最后一個字節數據的重傳，這種情況出現在數據量斷續和少量時；而接收端RLP層根據計時器TRLPAbort是否超時，選擇是否繼續等待接收自己請求重傳的數據包。在實際操作中，上述兩個參數通常設置為協議規定的常數，但是顯而易見，上述兩個參數均和無線側的時延有較為直接的關系，如果這兩個參數的值與當前無線側時延相比相差較大，則將會對重傳的性能產生很大的影響。本發明所述的無線側時延是指數據包從基站側發送，經過無線接入網到達接入終端的時延。
另外，由于無線接入系統無線接入網絡的傳播環境比較惡劣，信號的時延和衰減在無線傳播環境相對較差的時候會嚴重的惡化數據業務的傳輸效果。據統計，在CDMA 2000 1x EV-DO網絡中，整個業務的時延的80％都歸因于無線側。通過實驗室的模擬環境，在保持其他條件不變的情況下，改變無線側時延，同時對數據業務的性能進行了測試，測試數據如下表1
從表1可以看出當無線側時延增加量由0ms增加到200ms時，CDMA2000 1x EV-DO系統的前向速率就從2.2Mb/s下降到了0.4Mb/s。因此，無線側時延是網絡觀察、性能對比的重要參數。但是，在目前CDMA 2000 1xEV-DO的協議中沒有規定無線側時延的測試方法。
一種比較常用的測試無線側時延的方法是通過測量系統無線側的環路時延進而確定無線側時延，本發明所述的環路時延是指數據包從基站側發送出來，經過無線接入網到達接入終端，經過接入終端處理后環回，再次經過無線接入網到基站側的時延。由于無線側環路時延通常是無線側時延的兩倍，因此，應用上述方法可以簡單并且有效的得到系統的無線側時延。
在CDMA 2000 1X系統中，通常可以通過RLP層初始化過程中的信令交互過程計算CDMA 2000 1X系統無線側的環路時延。具體步驟如下a、基站側發送同步消息到移動臺，并記錄發送時刻；b、移動臺接收到同步信令后，返回同步響應消息到基站；c、基站側接收到同步響應消息后，記錄接收時刻；d、基站側計算所記錄的接收時刻和發送時刻的差值，得到無線側的環路時延。
但是，由于CDMA 2000 1x EV-DO系統并不支持上述RLP層信令，因此，CDMA 2000 1x EV-Do系統無法直接使用上述方法測量無線側環路時延。
解決上述問題的一個方法就是，對CDMA 2000 1x EV-DO系統進行升級，以支持上述RLP層協議。但是，對整個CDMA 2000 1x EV-DO系統中的所有設備進行升級是一件耗費時間和人力的事情，實施起來有一定的難度。
發明內容
為了解決上述技術問題，本發明提供了一種測量CDMA 2000 1x EV-DO接入網絡無線側時延的方法，可以有效的測量CDMA 2000 1x EV-DO接入網絡的無線側時延，用于分析無線接入網絡的性能，而不需要對現有系統進行升級。
本發明所述的網絡中的無線側時延的測試方法，用于測試數據包在基站與接入終端之間的時延，主要包括以下步驟
a、在基站側的測試應用協議模塊與測試的接入終端建立測試呼叫后，設置接入終端為環回模式；b、基站側的測試應用協議模塊發送前向測試應用協議測試包到接入終端，同時記錄該測試包的包序號以及發送時刻；c、接入終端收到前向測試應用協議測試包后，將包括前向測試應用協議測試包包序號的信息打包形成前向測試應用協議環回幀，并環回到基站側的測試應用協議模塊；d、基站側的測試應用協議模塊接收環回的前向測試應用協議環回幀，記錄接收的時刻以及解析對應前向測試應用協議測試包的包序號，計算網絡的無線側環路時延；e、基站側的測試應用協議模塊將計算得到的無線側環路時延上報到操作維護終端，操作維護終端計算網絡的無線側時延。
本發明所述方法在步驟a之前進一步包括a0、操作維護終端向基站側的測試應用協議模塊發起前向測試應用協議測試。
本發明所述步驟a0進一步包括操作維護終端向基站側的測試應用協議模塊配置包括信息上報的周期的測試參數；步驟e所述的上報為基站側的測試應用協議模塊按照操作維護終端配置的信息上報周期，周期上報計算得到的無線側環路時延。
本發明所述步驟a0進一步包括測試應用協議模塊對所配置的測試參數進行合法性檢測，如果正確，則回復確認消息給維護臺，然后執行步驟a；否則，結束本次測試操作。
本發明步驟d所述計算具體為測試應用協議模塊用前向測試應用協議環回幀的接收時刻減去記錄的具有相同包序號的測試包的發送時刻。
在步驟b中，測試應用協議模塊連續發送多個前向測試應用協議測試包，并將每個發送的測試包的包序號以及發送時刻信息記錄在測試應用協議模塊建立的數據結構中；
在步驟c中，接入終端在接收到每個前向測試應用協議測試包后，分別形成前向測試應用協議環回幀，并環回到基站側的測試應用協議模塊；在步驟d中，基站側的測試應用協議模塊在接收到每個環回幀后，記錄接收時刻并解析對應前向測試應用協議測試包的包序號，分別計算每個測試包在系統中的無線側環路時延。
步驟d所述的分別計算進一步包括測試應用協議模塊在建立的數據結構中查找具有相同包序號的前向測試應用協議測試包的發送時刻，并利用記錄的每個前向測試應用協議測試包的發送時刻以及接收時刻計算測試包在系統中的無線側環路時延。
所述步驟d在計算得到系統無線側環路時延后進一步包括測試應用協議模塊對計算得到的每個前向測試應用協議測試包在系統中的無線側環路時延進行比較和計算，得到系統無線側環路時延的最大值和最小值，以及系統無線側的環路時延的平均值；步驟e所述上報具體為測試應用協議模塊將處理得到的測試包無線側環路時延的最大值、最小值以及平均值上報給操作維護終端。
步驟e所述計算具體為操作維護終端將上報的系統無線側環路時延除以2作為系統的無線側時延。
本發明所述方法進一步包括操作維護終端將計算得到的系統無線側時延顯示給用戶。
由此可以看出，應用本發明所述的測量CDMA 20001x EV-DO接入網絡無線側環路時延的方法可以通過前向測試應用協議(FTAP)定義的環回(Loopback)模式，方便的測量CDMA 2000 1x EV-DO網絡無線側的環路時延，從而進一步計算得到無線側的時延參數，用于分析無線接入網絡的性能，而無需對CDMA 2000 1x EV-DO系統中的基站設備和接入終端進行升級，易于測量方法的實施。
圖1為本發明所述的測試CDMA 2000 1x EV-DO網絡無線側環路時延的系統結構示意圖；圖2為本發明所述的CDMA 20001x EV-DO網絡無線側的環路時延的測量方法流程圖。
具體實施例方式
本發明公開了一種測量CDMA 20001x EV-DO網絡無線側時延的方法，該方法利用CDMA 2000 1x EV-DO的測試應用規范提供的前向測試應用協議(FTAP，Forward Test Application Protocol)測試網絡中接入網絡(AN，Access Network)和接入終端(AT，Access Terminal)之間的時延。
圖1為本發明所述的測試CDMA 2000 1x EV-DO網絡無線側環路時延的系統結構示意圖。如圖1所示，為了實現FTAP功能，CDMA 2000 1xEV-DO系統在其基站側包含一個操作維護終端(BAM)，BAM為用戶提供友好的界面，實現用戶對CDMA 2000 1x EV-DO系統基站設備的配置、管理和維護。基站側還應包含一個測試應用協議(TAP)功能模塊，該模塊實現FTAP規定的在基站側實現的功能。TAP模塊通過內部接口與完成管理功能的BAM連接，接收BAM模塊的指令進行相應的FTAP測試。TAP還通過內部接口與基站的幀選擇分發單元(Selection & Distribution Unit)連接，將測試數據包發送到SDU，并從SDU接收測試響應數據。SDU完成數據幀的選擇和分發，并通過基站的接入點(AP)，即收發信機實現與AT的交互。由于上述BAM、TAP模塊、SDU模塊以及AP均是現有CDMA 2000 1xEV-DO系統基站側設備本身已經具有的模塊，因此，本發明所述的無線側時延的測試方法可以充分利用現有設備的資源實現，而不需要對現有的基站設備以及接入終端進行改進。
圖2為本發明所述的CDMA 2000 1x EV-DO網絡無線側的環路時延的測量方法流程圖。如圖2所示，本發明所達的測量方法主要包括以下步驟步驟201BAM發起FTAP測試，發送開始測試(Start Test)消息給基站的TAP模塊，同時配置TAP模塊進行信息上報的周期TPeriod_Report；步驟202基站的TAP模塊收到BAM發送的開始測試消息后，首先對消息數據進行合法性檢測，如果正確，則回復確認(Confirm)消息給BAM，然后執行步驟203；如果錯誤，則丟棄接收到的開始測試消息，然后結束；步驟203基站的TAP模塊和AT中對應的模塊一起協商建立FTAP測試呼叫；在該步驟中，FTAP測試呼叫的建立與CDMA 2000 1x EV-DO的FTAP規范提供的FTAP測試呼叫的建立過程一致；步驟204基站的TAP模塊設置AT為環回模式；需要說明的是，在本發明所述的方法中，基站側的TAP模塊的數據包都要經過SDU模塊以及AP進行轉發才能到達AT，同時，AT發送給基站的數據包均需要經過AP以及SDU模塊的轉發才能到達TAP，并且SDU模塊以及AP在本發明所述的方法中沒有其他特殊的功能，因此，為了描述上的簡單，在本步驟以及下面的敘述中，省略了SDU模塊以及AP的轉發過程，僅以TAP模塊作為TAP模塊、SDU模塊以及AP的代表說明TAP模塊與AT之間的交互過程；步驟205基站的TAP模塊在信息上報的周期TPeriod_Report內連續發送多個FTAP測試包，并記錄每個FTAP測試包的包序號以及發送時刻；在這一步驟中，FTAP測試包的包序號以及發送時刻信息可以記錄在基站側TAP模塊建立的數據結構中；步驟206AT收到每個FTAP測試包后，按照CDMA 20001x EV-DO的測試應用規范會將每個FTAP測試包的包序號等信息分別打包組成多個FTAP Loopback幀環回；步驟207基站的TAP模塊收到AT環回的每個FTAP Loopback幀后，分別記錄每個FTAP Loopback幀內記錄的對應FTAP測試包的包序號以及接收的時刻，將每個接收的FTAP測試包的接收時刻減去數據結構中記錄的具有相同包序號的FTAP測試包的發送時刻就得到每個FTAP測試包在系統接入網絡中的無線側環路時延TRound_Trip；需要說明的是，在這一步驟中，基站的TAP模塊收到AT環回的每個FTAP Loopback幀后，需要首先分別解析每個FTAP Loopback幀中記錄的FTAP測試包的包序號，并在其數據結構中查找對應該包序號的FTAP測試包記錄，以確定該測試包的發送時刻；步驟208基站TAP模塊在信息上報的周期TPeriod_Report時間內對步驟207計算得到的每個FTAP測試包在系統無線側的環路時延TRound_Trip進行進一步的處理，對所有計算和計算得到的無線側環路時延進行比較得到信息上報的周期TPeriod_Report內無線側環路時延TRound_Trip的最大值、最小值以及平均值，并以信息上報周期TPeriod_Report為周期向BAM上報無線側環路時延TRound_Trip的最大值、最小值以及平均值；步驟209BAM根據基站側上報的信息計算得到系統的無線側時延，并將計算結果顯示給用戶；由于接入網絡的無線側環路時延大致約為無線側時延的2倍，因此，在這一步驟中，將上報的接入網絡的無線側環路時延的最大值、最小值以及平均值分別除以2就可以得到無線側時延的最大值、最小值以及平均值。
從上述步驟201到步驟209可以看出，本發明所述的測量方法，充分利用了CDMA 2000 1x EV-DO的測試應用規范提供的FTAP，設置數據包在AN和AT之間環回，計算得到CDMA 2000 1x EV-DO網絡無線側的時延。而無需對CDMA 2000 1x EV-DO系統中的基站設備和AT進行升級。
以上舉優選的實施例，對本發明的目的、技術方案和優點進行了進一步的詳細說明，所應理解的是，以上所述為本發明的優選實施例而已，并不用以顯示本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種網絡中的無線側時延的測試方法，用于測試數據包在基站與接入終端之間的時延，其特征在于，該方法主要包括以下步驟a、基站側的測試應用協議模塊與測試的接入終端建立測試呼叫，并設置接入終端為環回模式；b、基站側的測試應用協議模塊發送前向測試應用協議測試包到接入終端，同時記錄該測試包的包序號以及發送時刻；c、接入終端收到前向測試應用協議測試包后，將包括前向測試應用協議測試包包序號的信息打包形成前向測試應用協議環回幀，并環回到基站側的測試應用協議模塊；d、基站側的測試應用協議模塊接收環回的前向測試應用協議環回幀，記錄接收的時刻以及解析對應前向測試應用協議測試包的包序號，計算網絡的無線側環路時延；e、基站側的測試應用協議模塊將計算得到的無線側環路時延上報到操作維護終端，操作維護終端計算網絡的無線側時延。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法在步驟a之前進一步包括a0、由操作維護終端向基站側的測試應用協議模塊發起前向測試應用協議測試。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，所述步驟a0進一步包括操作維護終端向基站側的測試應用協議模塊配置包括信息上報周期的測試參數；步驟e所述的上報為基站側的測試應用協議模塊按照操作維護終端配置的信息上報周期，周期上報計算得到的無線側環路時延。
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟a0進一步包括測試應用協議模塊對所配置的測試參數進行合法性檢測，如果正確，則回復確認消息給維護臺，然后執行步驟a；否則，結束本次測試操作。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟d所述計算具體為測試應用協議模塊用前向測試應用協議環回幀的接收時刻減去記錄的具有相同包序號的測試包的發送時刻。
6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟b中，測試應用協議模塊連續發送多個前向測試應用協議測試包，并將每個發送的測試包的包序號以及發送時刻信息記錄在測試應用協議模塊建立的數據結構中；在步驟c中，接入終端在接收到每個前向測試應用協議測試包后，分別形成前向測試應用協議環回幀，并分別環回到基站側的測試應用協議模塊；在步驟d中，基站側的測試應用協議模塊在接收到每個環回幀后，記錄接收時刻并解析對應前向測試應用協議測試包的包序號，分別計算每個前向測試應用協議測試包在系統中的無線側環路時延。
7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，步驟d所述的分別計算進一步包括測試應用協議模塊在建立的數據結構中查找具有相同包序號的前向測試應用協議測試包的發送時刻，并利用記錄的每個前向測試應用協議測試包的發送時刻以及接收時刻計算測試包在系統中的無線側環路時延。
8.如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述步驟d在計算得到系統無線側環路時延后進一步包括測試應用協議模塊對計算得到的每個前向測試應用協議測試包在系統中的無線側環路時延進行比較和計算，得到系統無線側環路時延的最大值和最小值，以及系統無線側的環路時延的平均值；步驟e所述上報具體為測試應用協議模塊將處理得到的前向測試應用協議測試包無線側環路時延的最大值、最小值以及平均值上報給操作維護終端。
9.如權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟e所述計算具體為操作維護終端將上報的系統無線側環路時延除以2作為系統的無線側時延。
10.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法進一步包括操作維護終端將計算得到的系統無線側時延顯示給用戶。
全文摘要
本發明公開了一種在無線接入網絡中的測試無線側時延的方法，該方法主要包括以下步驟BAM發起測試，并向基站設備中的TAP模塊配置相應的測試參數；TAP模塊與AT建立測試呼叫，并設置AT為環回模式；TAP模塊連續發送前向測試應用協議測試包，同時記錄測試包的包序號以及發送時間；AT收到每個測試包后，將測試包的包序號等信息打包形成前向測試應用協議環回幀環回；TAP模塊接收環回幀，記錄接收的時刻以及解析對應測試包的包序號，計算網絡的無線側環路時延；TAP模塊將測量結果發送到BAM，BAM計算網絡的無線側時延。應用本發明所述方法可以方便的測量無線網絡的無線側時延，而無需對無線系統進行升級。
文檔編號H04J13/00GK1770900SQ20041008714
公開日2006年5月10日 申請日期2004年11月1日 優先權日2004年11月1日
發明者曾勇軍, 李娟 申請人:華為技術有限公司