专利名称：一种测量网络无线侧时延的方法
技术领域：
本发明涉及到码分多址(CDMA)移动通信技术，特别涉及到一种测量CDMA 2000 1X EV-DO(CDMA 2000 Single 1.25MHzChannel-Evolution-Data Optimized/Only)系统的数据包在接入网络无线侧的时延的方法。
背景技术：
随着无线通信技术的不断进步以及人们生活水平的不断提高，由于互联网和移动电话的快速普及，人们热切盼望能够有支持高速无线分组业务的无线通信技术的出现与使用，能够为广大用户提供丰富的移动多媒体业务。CDMA 2000 1x EV-DO就是能够解决上述问题的一种技术。
CDMA 2000 1x EV-DO标准最早起源于高速数据速率(HDR)技术。2001年12月在国际电信联盟(ITU)的会议上，CDMA 2000 1x EV-DO技术作为CDMA 2000家族的一个分支被吸纳为IMT-2000标准之一。
CDMA 2000 1x EV-DO充分利用了数据通信业务的不对称性和数据业务对实时性要求不高的特征，前向链路设计为时分复用(TDM)的CDMA信道。对于前向链路，在给定的某一瞬间，某一用户将得到CDMA 2000 1xEV-DO载波的全部功率。另外，不管是传输控制信息还是传输业务信息，CDMA 2000 1x EV-DO的载波总是以全功率发射。
在CDMA 20001x EV-DO网络中，前向链路的发射功率不变，即没有功率控制机制。但是，它采用了速率控制机制，速率随着前向射频链路质量而变化。基站不决定前向链路的速率，而是由接入终端请求最佳的数据速率。
根据前向射频链路的传输质量，接入终端可以要求9种数据速率，最低为38.4Kb/s，最高为2457.6Kb/s。
CDMA 2000 1x EV-DO系统利用无线链路协议(RLP)层定义的重传机制进行空口丢失数据包的重传，进而保证无线网络的接收端能够正确接收数据。RLP层的重传机制定义了两个计时器发送端发送完所有缓存数据包后等待一段时间，如果上层没有新数据，会重组上次已发送数据的最后一个字节，告诉接收方可以把自己缓存里的数据往上层发送的计时器TRLPFlush，以及接收端在等待发送方重传数据包的计时器TRLPAbort。发送端RLP层根据计时器TRLPFlush是否超时，选择是否进行最后一个字节数据的重传，这种情况出现在数据量断续和少量时；而接收端RLP层根据计时器TRLPAbort是否超时，选择是否继续等待接收自己请求重传的数据包。在实际操作中，上述两个参数通常设置为协议规定的常数，但是显而易见，上述两个参数均和无线侧的时延有较为直接的关系，如果这两个参数的值与当前无线侧时延相比相差较大，则将会对重传的性能产生很大的影响。本发明所述的无线侧时延是指数据包从基站侧发送，经过无线接入网到达接入终端的时延。
另外，由于无线接入系统无线接入网络的传播环境比较恶劣，信号的时延和衰减在无线传播环境相对较差的时候会严重的恶化数据业务的传输效果。据统计，在CDMA 2000 1x EV-DO网络中，整个业务的时延的80％都归因于无线侧。通过实验室的模拟环境，在保持其他条件不变的情况下，改变无线侧时延，同时对数据业务的性能进行了测试，测试数据如下表1
从表1可以看出当无线侧时延增加量由0ms增加到200ms时，CDMA2000 1x EV-DO系统的前向速率就从2.2Mb/s下降到了0.4Mb/s。因此，无线侧时延是网络观察、性能对比的重要参数。但是，在目前CDMA 2000 1xEV-DO的协议中没有规定无线侧时延的测试方法。
一种比较常用的测试无线侧时延的方法是通过测量系统无线侧的环路时延进而确定无线侧时延，本发明所述的环路时延是指数据包从基站侧发送出来，经过无线接入网到达接入终端，经过接入终端处理后环回，再次经过无线接入网到基站侧的时延。由于无线侧环路时延通常是无线侧时延的两倍，因此，应用上述方法可以简单并且有效的得到系统的无线侧时延。
在CDMA 2000 1X系统中，通常可以通过RLP层初始化过程中的信令交互过程计算CDMA 2000 1X系统无线侧的环路时延。具体步骤如下a、基站侧发送同步消息到移动台，并记录发送时刻；b、移动台接收到同步信令后，返回同步响应消息到基站；c、基站侧接收到同步响应消息后，记录接收时刻；d、基站侧计算所记录的接收时刻和发送时刻的差值，得到无线侧的环路时延。
但是，由于CDMA 2000 1x EV-DO系统并不支持上述RLP层信令，因此，CDMA 2000 1x EV-Do系统无法直接使用上述方法测量无线侧环路时延。
解决上述问题的一个方法就是，对CDMA 2000 1x EV-DO系统进行升级，以支持上述RLP层协议。但是，对整个CDMA 2000 1x EV-DO系统中的所有设备进行升级是一件耗费时间和人力的事情，实施起来有一定的难度。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种测量CDMA 2000 1x EV-DO接入网络无线侧时延的方法，可以有效的测量CDMA 2000 1x EV-DO接入网络的无线侧时延，用于分析无线接入网络的性能，而不需要对现有系统进行升级。
本发明所述的网络中的无线侧时延的测试方法，用于测试数据包在基站与接入终端之间的时延，主要包括以下步骤
a、在基站侧的测试应用协议模块与测试的接入终端建立测试呼叫后，设置接入终端为环回模式；b、基站侧的测试应用协议模块发送前向测试应用协议测试包到接入终端，同时记录该测试包的包序号以及发送时刻；c、接入终端收到前向测试应用协议测试包后，将包括前向测试应用协议测试包包序号的信息打包形成前向测试应用协议环回帧，并环回到基站侧的测试应用协议模块；d、基站侧的测试应用协议模块接收环回的前向测试应用协议环回帧，记录接收的时刻以及解析对应前向测试应用协议测试包的包序号，计算网络的无线侧环路时延；e、基站侧的测试应用协议模块将计算得到的无线侧环路时延上报到操作维护终端，操作维护终端计算网络的无线侧时延。
本发明所述方法在步骤a之前进一步包括a0、操作维护终端向基站侧的测试应用协议模块发起前向测试应用协议测试。
本发明所述步骤a0进一步包括操作维护终端向基站侧的测试应用协议模块配置包括信息上报的周期的测试参数；步骤e所述的上报为基站侧的测试应用协议模块按照操作维护终端配置的信息上报周期，周期上报计算得到的无线侧环路时延。
本发明所述步骤a0进一步包括测试应用协议模块对所配置的测试参数进行合法性检测，如果正确，则回复确认消息给维护台，然后执行步骤a；否则，结束本次测试操作。
本发明步骤d所述计算具体为测试应用协议模块用前向测试应用协议环回帧的接收时刻减去记录的具有相同包序号的测试包的发送时刻。
在步骤b中，测试应用协议模块连续发送多个前向测试应用协议测试包，并将每个发送的测试包的包序号以及发送时刻信息记录在测试应用协议模块建立的数据结构中；
在步骤c中，接入终端在接收到每个前向测试应用协议测试包后，分别形成前向测试应用协议环回帧，并环回到基站侧的测试应用协议模块；在步骤d中，基站侧的测试应用协议模块在接收到每个环回帧后，记录接收时刻并解析对应前向测试应用协议测试包的包序号，分别计算每个测试包在系统中的无线侧环路时延。
步骤d所述的分别计算进一步包括测试应用协议模块在建立的数据结构中查找具有相同包序号的前向测试应用协议测试包的发送时刻，并利用记录的每个前向测试应用协议测试包的发送时刻以及接收时刻计算测试包在系统中的无线侧环路时延。
所述步骤d在计算得到系统无线侧环路时延后进一步包括测试应用协议模块对计算得到的每个前向测试应用协议测试包在系统中的无线侧环路时延进行比较和计算，得到系统无线侧环路时延的最大值和最小值，以及系统无线侧的环路时延的平均值；步骤e所述上报具体为测试应用协议模块将处理得到的测试包无线侧环路时延的最大值、最小值以及平均值上报给操作维护终端。
步骤e所述计算具体为操作维护终端将上报的系统无线侧环路时延除以2作为系统的无线侧时延。
本发明所述方法进一步包括操作维护终端将计算得到的系统无线侧时延显示给用户。
由此可以看出，应用本发明所述的测量CDMA 20001x EV-DO接入网络无线侧环路时延的方法可以通过前向测试应用协议(FTAP)定义的环回(Loopback)模式，方便的测量CDMA 2000 1x EV-DO网络无线侧的环路时延，从而进一步计算得到无线侧的时延参数，用于分析无线接入网络的性能，而无需对CDMA 2000 1x EV-DO系统中的基站设备和接入终端进行升级，易于测量方法的实施。
图1为本发明所述的测试CDMA 2000 1x EV-DO网络无线侧环路时延的系统结构示意图；图2为本发明所述的CDMA 20001x EV-DO网络无线侧的环路时延的测量方法流程图。
具体实施例方式
本发明公开了一种测量CDMA 20001x EV-DO网络无线侧时延的方法，该方法利用CDMA 2000 1x EV-DO的测试应用规范提供的前向测试应用协议(FTAP，Forward Test Application Protocol)测试网络中接入网络(AN，Access Network)和接入终端(AT，Access Terminal)之间的时延。
图1为本发明所述的测试CDMA 2000 1x EV-DO网络无线侧环路时延的系统结构示意图。如图1所示，为了实现FTAP功能，CDMA 2000 1xEV-DO系统在其基站侧包含一个操作维护终端(BAM)，BAM为用户提供友好的界面，实现用户对CDMA 2000 1x EV-DO系统基站设备的配置、管理和维护。基站侧还应包含一个测试应用协议(TAP)功能模块，该模块实现FTAP规定的在基站侧实现的功能。TAP模块通过内部接口与完成管理功能的BAM连接，接收BAM模块的指令进行相应的FTAP测试。TAP还通过内部接口与基站的帧选择分发单元(Selection & Distribution Unit)连接，将测试数据包发送到SDU，并从SDU接收测试响应数据。SDU完成数据帧的选择和分发，并通过基站的接入点(AP)，即收发信机实现与AT的交互。由于上述BAM、TAP模块、SDU模块以及AP均是现有CDMA 2000 1xEV-DO系统基站侧设备本身已经具有的模块，因此，本发明所述的无线侧时延的测试方法可以充分利用现有设备的资源实现，而不需要对现有的基站设备以及接入终端进行改进。
图2为本发明所述的CDMA 2000 1x EV-DO网络无线侧的环路时延的测量方法流程图。如图2所示，本发明所达的测量方法主要包括以下步骤步骤201BAM发起FTAP测试，发送开始测试(Start Test)消息给基站的TAP模块，同时配置TAP模块进行信息上报的周期TPeriod_Report；步骤202基站的TAP模块收到BAM发送的开始测试消息后，首先对消息数据进行合法性检测，如果正确，则回复确认(Confirm)消息给BAM，然后执行步骤203；如果错误，则丢弃接收到的开始测试消息，然后结束；步骤203基站的TAP模块和AT中对应的模块一起协商建立FTAP测试呼叫；在该步骤中，FTAP测试呼叫的建立与CDMA 2000 1x EV-DO的FTAP规范提供的FTAP测试呼叫的建立过程一致；步骤204基站的TAP模块设置AT为环回模式；需要说明的是，在本发明所述的方法中，基站侧的TAP模块的数据包都要经过SDU模块以及AP进行转发才能到达AT，同时，AT发送给基站的数据包均需要经过AP以及SDU模块的转发才能到达TAP，并且SDU模块以及AP在本发明所述的方法中没有其他特殊的功能，因此，为了描述上的简单，在本步骤以及下面的叙述中，省略了SDU模块以及AP的转发过程，仅以TAP模块作为TAP模块、SDU模块以及AP的代表说明TAP模块与AT之间的交互过程；步骤205基站的TAP模块在信息上报的周期TPeriod_Report内连续发送多个FTAP测试包，并记录每个FTAP测试包的包序号以及发送时刻；在这一步骤中，FTAP测试包的包序号以及发送时刻信息可以记录在基站侧TAP模块建立的数据结构中；步骤206AT收到每个FTAP测试包后，按照CDMA 20001x EV-DO的测试应用规范会将每个FTAP测试包的包序号等信息分别打包组成多个FTAP Loopback帧环回；步骤207基站的TAP模块收到AT环回的每个FTAP Loopback帧后，分别记录每个FTAP Loopback帧内记录的对应FTAP测试包的包序号以及接收的时刻，将每个接收的FTAP测试包的接收时刻减去数据结构中记录的具有相同包序号的FTAP测试包的发送时刻就得到每个FTAP测试包在系统接入网络中的无线侧环路时延TRound_Trip；需要说明的是，在这一步骤中，基站的TAP模块收到AT环回的每个FTAP Loopback帧后，需要首先分别解析每个FTAP Loopback帧中记录的FTAP测试包的包序号，并在其数据结构中查找对应该包序号的FTAP测试包记录，以确定该测试包的发送时刻；步骤208基站TAP模块在信息上报的周期TPeriod_Report时间内对步骤207计算得到的每个FTAP测试包在系统无线侧的环路时延TRound_Trip进行进一步的处理，对所有计算和计算得到的无线侧环路时延进行比较得到信息上报的周期TPeriod_Report内无线侧环路时延TRound_Trip的最大值、最小值以及平均值，并以信息上报周期TPeriod_Report为周期向BAM上报无线侧环路时延TRound_Trip的最大值、最小值以及平均值；步骤209BAM根据基站侧上报的信息计算得到系统的无线侧时延，并将计算结果显示给用户；由于接入网络的无线侧环路时延大致约为无线侧时延的2倍，因此，在这一步骤中，将上报的接入网络的无线侧环路时延的最大值、最小值以及平均值分别除以2就可以得到无线侧时延的最大值、最小值以及平均值。
从上述步骤201到步骤209可以看出，本发明所述的测量方法，充分利用了CDMA 2000 1x EV-DO的测试应用规范提供的FTAP，设置数据包在AN和AT之间环回，计算得到CDMA 2000 1x EV-DO网络无线侧的时延。而无需对CDMA 2000 1x EV-DO系统中的基站设备和AT进行升级。
以上举优选的实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步的详细说明，所应理解的是，以上所述为本发明的优选实施例而已，并不用以显示本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种网络中的无线侧时延的测试方法，用于测试数据包在基站与接入终端之间的时延，其特征在于，该方法主要包括以下步骤a、基站侧的测试应用协议模块与测试的接入终端建立测试呼叫，并设置接入终端为环回模式；b、基站侧的测试应用协议模块发送前向测试应用协议测试包到接入终端，同时记录该测试包的包序号以及发送时刻；c、接入终端收到前向测试应用协议测试包后，将包括前向测试应用协议测试包包序号的信息打包形成前向测试应用协议环回帧，并环回到基站侧的测试应用协议模块；d、基站侧的测试应用协议模块接收环回的前向测试应用协议环回帧，记录接收的时刻以及解析对应前向测试应用协议测试包的包序号，计算网络的无线侧环路时延；e、基站侧的测试应用协议模块将计算得到的无线侧环路时延上报到操作维护终端，操作维护终端计算网络的无线侧时延。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法在步骤a之前进一步包括a0、由操作维护终端向基站侧的测试应用协议模块发起前向测试应用协议测试。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤a0进一步包括操作维护终端向基站侧的测试应用协议模块配置包括信息上报周期的测试参数；步骤e所述的上报为基站侧的测试应用协议模块按照操作维护终端配置的信息上报周期，周期上报计算得到的无线侧环路时延。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤a0进一步包括测试应用协议模块对所配置的测试参数进行合法性检测，如果正确，则回复确认消息给维护台，然后执行步骤a；否则，结束本次测试操作。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤d所述计算具体为测试应用协议模块用前向测试应用协议环回帧的接收时刻减去记录的具有相同包序号的测试包的发送时刻。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤b中，测试应用协议模块连续发送多个前向测试应用协议测试包，并将每个发送的测试包的包序号以及发送时刻信息记录在测试应用协议模块建立的数据结构中；在步骤c中，接入终端在接收到每个前向测试应用协议测试包后，分别形成前向测试应用协议环回帧，并分别环回到基站侧的测试应用协议模块；在步骤d中，基站侧的测试应用协议模块在接收到每个环回帧后，记录接收时刻并解析对应前向测试应用协议测试包的包序号，分别计算每个前向测试应用协议测试包在系统中的无线侧环路时延。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤d所述的分别计算进一步包括测试应用协议模块在建立的数据结构中查找具有相同包序号的前向测试应用协议测试包的发送时刻，并利用记录的每个前向测试应用协议测试包的发送时刻以及接收时刻计算测试包在系统中的无线侧环路时延。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤d在计算得到系统无线侧环路时延后进一步包括测试应用协议模块对计算得到的每个前向测试应用协议测试包在系统中的无线侧环路时延进行比较和计算，得到系统无线侧环路时延的最大值和最小值，以及系统无线侧的环路时延的平均值；步骤e所述上报具体为测试应用协议模块将处理得到的前向测试应用协议测试包无线侧环路时延的最大值、最小值以及平均值上报给操作维护终端。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤e所述计算具体为操作维护终端将上报的系统无线侧环路时延除以2作为系统的无线侧时延。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括操作维护终端将计算得到的系统无线侧时延显示给用户。
全文摘要
本发明公开了一种在无线接入网络中的测试无线侧时延的方法，该方法主要包括以下步骤BAM发起测试，并向基站设备中的TAP模块配置相应的测试参数；TAP模块与AT建立测试呼叫，并设置AT为环回模式；TAP模块连续发送前向测试应用协议测试包，同时记录测试包的包序号以及发送时间；AT收到每个测试包后，将测试包的包序号等信息打包形成前向测试应用协议环回帧环回；TAP模块接收环回帧，记录接收的时刻以及解析对应测试包的包序号，计算网络的无线侧环路时延；TAP模块将测量结果发送到BAM，BAM计算网络的无线侧时延。应用本发明所述方法可以方便的测量无线网络的无线侧时延，而无需对无线系统进行升级。
文档编号H04J13/00GK1770900SQ20041008714
公开日2006年5月10日 申请日期2004年11月1日 优先权日2004年11月1日
发明者曾勇军, 李娟 申请人:华为技术有限公司