基于ARM平臺下的GPRS/CQT測試系統(tǒng)設計研究
GPRS作為中國移動據(jù)數(shù)業(yè)務的承載網(wǎng),支持多種數(shù)據(jù)業(yè)務,涉及不同的網(wǎng)元,任何一個網(wǎng)元出故障都會直接影響數(shù)據(jù)業(yè)務的正常使用,保證用戶端到端使用就顯得非常重要。
GPRSDT/CQT測試模擬終端用戶的使用情況,將數(shù)據(jù)業(yè)務的使用過程用時間圖、事件列表、層三信令等工具來表述,有助于工程師對測試中遇到的問題進行準確定位與分析。以往CQT測試主要是以人工測試的方式進行,先制定測試計劃交由測試人員到指定地點進行測試,測試工具一般為信號測試專用手機,這種測試所得的數(shù)據(jù)都是由測試人員手工記錄而來,再進行統(tǒng)計整理、制作分析報告,存在很大的主觀性,缺乏真實性和準確性。目前移動通信中基站架設的特點是數(shù)量大、分布廣,不可能對大量的基站和其覆蓋的范圍進行信號測試,以致于一些地方成為測試盲區(qū)。
本文基于嵌入式ARM設計的CQT測試系統(tǒng)采用遠程檢測方式,測試終端分布在目標測試地點,并接受來自遠程的監(jiān)控中心的測試任務指令,自動進行測試,再生成報告回送監(jiān)控中心,實驗表明,該方案具有很好的實用性和可靠性。
測試系統(tǒng)的結構設計
GPRS在全國大規(guī)模商用的同時,中國移動集團公司對GPRS網(wǎng)絡運行質(zhì)量現(xiàn)場測試制定了技術規(guī)范書,全國主要城市GPRS網(wǎng)運行質(zhì)量現(xiàn)場檢查的主要方式是對市區(qū)重要場所進行定點撥打測試,對市區(qū)道路進行DT路測,從用戶感受的角度評估該城市的GPRS網(wǎng)絡質(zhì)量。GPRSDT/CQT(GPRSDriveTest/ Call Quality Test)測試內(nèi)容包括Attach測試、PDP激活測試、Ping測試、FTP下載測試、WAP測試、Kjava、短信測試、MMS測試。中國移動DT和CQT測試規(guī)范及考核規(guī)范(下文簡稱測試規(guī)范)對其中的每項測試內(nèi)容和方法都進行了規(guī)定。本文設計的實驗裝置實現(xiàn)了CQT大部分測試內(nèi)容。
CQT測試實驗系統(tǒng)結構如圖1所示,由兩大部分組成。測試終端安裝在測試現(xiàn)場,功能是接收來自監(jiān)控主機的任務指令,并按照任務自動測試GPRS網(wǎng)絡,采集數(shù)據(jù),最后上送至監(jiān)控主機端的數(shù)據(jù)庫;監(jiān)控主機端包括任務管理和數(shù)據(jù)庫兩大部分,可以遠程控制測試終端的測試任務,以及接受來自各地的測試終端上交的測試數(shù)據(jù)報告,從而生成報告,實現(xiàn)統(tǒng)一的調(diào)度和數(shù)據(jù)管理。測試終端使用的SIM卡可以是具備GPRS數(shù)據(jù)業(yè)務功能的中國移動的任一種品牌的卡,實驗中使用了神州行卡。而監(jiān)控主機可采用有線和無線兩種接入方式,如果在CMNET的APN中進行測試,可采用普通的ADSL有線接入Internet網(wǎng)絡,亦或采用一套GPRSModem無線接入網(wǎng)絡;如果在CMWAP或專用APN接入,則監(jiān)控主機必須使用同網(wǎng)段的GPRS無線接入。
測試任務分兩種:離線測試和在線測試。前者暫不發(fā)起PPP撥號,而是按照測試任務的要求,采集GPRSATTACH、PDPACTIVATE、短信等測試數(shù)據(jù),結果暫存在測試終端的Flash存儲器中;后者先進行PPP撥號連接CMNET接入點,成功連接后,連同離線測試的數(shù)據(jù)一起生成幀,回送監(jiān)控照測試任務進行PING、FTP等測試,然后主機進行統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理。撥號測試需要不斷地發(fā)起PPP撥號連接和停止連接,介于離線和在線兩者之間,為設計方便在本系統(tǒng)中歸于在線測試項目。
測試系統(tǒng)的硬件結構設計
測試終端的硬件結構如圖2所示。主處理器采用了三星ARM920T內(nèi)核的S3C2410,該芯片非常適合開發(fā)高性能手持及便攜式智能設備或終端。在本GPRSCQT測試終端中,著重有以下部分:
? 存儲體系:64MNandFlash、64M(32M×2片)SDRAM;
? 以太網(wǎng):設計了100Mbit/s以太網(wǎng)口,作為調(diào)試、升級用;
? 串口:板上設計了兩個串口UART0為控制臺,UART1作為與GPRSModem的通信接口。
GPRS模塊選用了法國WaveCom公司的Q2403A模塊,支持話音、短消息、數(shù)據(jù)及傳真功能,適用于短信中心、無線抄表、GPRS無線上網(wǎng)、GPS、直放站監(jiān)控等,超薄超小設計,性能穩(wěn)定,加少許外圍電路即可實現(xiàn)標準Modem接口,與本系統(tǒng)中UART1接口相連,主板和GPRSModem之間使用標準的AT指令實現(xiàn)通信。
測試軟件設計
在底層軟件中,該方案移植了目前應用廣泛的軟實時嵌入式操作系統(tǒng)armlinux。嵌入式Linux具備完整的常用網(wǎng)絡協(xié)議(TCP/IP、UDP、FTP、等)和相關工具,且性能穩(wěn)定可靠。在本實驗中移植的是linux2.4.18內(nèi)核。為了實現(xiàn)PPP撥號等功能,在makemenuconfig配置內(nèi)核的時候選擇PPP協(xié)議支持,并選擇相關的工具pppd和chat,為了測試UART1,同時移植了tip串口調(diào)試工具。
下面著重介紹下本實驗實現(xiàn)的幾項CQT項目測試方法。全部用linux下C編程實現(xiàn),離線測試主要為串口編程,在線測試涉及相關的網(wǎng)絡套接字編程。
ATTACH附著測試先使用AT指令集中的AT+CGATT?查詢附著情況,返回1表示已附著,返回0表示未附著。如果已附著,則向GPRSModem發(fā)AT+CGATT=0讓其退出附著,然后發(fā)送AT+CGATT=1,并啟動計時器,等待返回,收到OK則停止計時器,采集到一個ATTACH測試數(shù)據(jù)。實驗中設置等待時間15秒,超時視為失敗。按照中國移動DT和CQT測試規(guī)范及考核規(guī)范(下文簡稱測試規(guī)范),應采集10項ATTACH數(shù)據(jù)。
PDPACTIVATE測試可使用AT+CGACT指令測試。首先向GPRSModem發(fā)送AT+CGACT?查詢PDP激活情況,返回+CGACT:0 0表明未激活,+CGACT: 0 1表示激活。如果已激活,則發(fā)送AT+CGACT=0,0使PDP返回未激活狀態(tài),然后發(fā)送AT+CGACT=0,1,并啟動計時器,等待返回+CGACT: 0 1,則停止計時,采集到一個PDP ACTIVATE測試數(shù)據(jù)。超時時間同樣為15秒。
SMS短信測試同樣使用相關的AT指令進行。進行10次的發(fā)送測試,并檢測發(fā)送報告。為便于測試,短信設置為Textmode,可使用AT+CMGF=1設置,AT+CMGS=[,]后接信息內(nèi)容,以結尾,發(fā)送短信,AT+CMGR=讀取短信。
離線測試完成后,系統(tǒng)暫存測試數(shù)據(jù),然后啟動ARMlinux系統(tǒng)的pppd和chat程序發(fā)起PPP撥號連接至CMNET接入點,并生成幀格式,立即向監(jiān)控主機上送離線測試數(shù)據(jù),接著進入以下的在線測試。
撥號測試配置PPP相關文件,使用linux的pppd/chat程序發(fā)起撥號,檢測ip-up腳本程序的啟動與否判斷撥號成功,計算耗費時間??偣沧?0次的撥號測試。
PING和FTP測試則按照測試規(guī)范,pingGGSN局域網(wǎng)內(nèi)的站點,ping的包長為500byte,每點測試10次,F(xiàn)TP測試下載500KByte文件一次。
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