基于ARM平台下的GPRS/CQT测试系统设计研究 工程师, 计划, 手机, 用户

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GPRS作为中国移动据数业务的承载网，支持多种数据业务，涉及不同的网元，任何一个网元出故障都会直接影响数据业务的正常使用，保证用户端到端使用就显得非常重要。
　　GPRSDT／CQT测试模拟终端用户的使用情况，将数据业务的使用过程用时间图、事件列表、层三信令等工具来表述，有助于工程师对测试中遇到的问题进行准确定位与分析。以往CQT测试主要是以人工测试的方式进行，先制定测试计划交由测试人员到指定地点进行测试，测试工具一般为信号测试专用手机，这种测试所得的数据都是由测试人员手工记录而来，再进行统计整理、制作分析报告，存在很大的主观性，缺乏真实性和准确性。目前移动通信中基站架设的特点是数量大、分布广，不可能对大量的基站和其覆盖的范围进行信号测试，以致于一些地方成为测试盲区。
　　本文基于嵌入式ARM设计的CQT测试系统采用远程检测方式，测试终端分布在目标测试地点，并接受来自远程的监控中心的测试任务指令，自动进行测试，再生成报告回送监控中心，实验表明，该方案具有很好的实用性和可靠性。
　　测试系统的结构设计
　　GPRS在全国大规模商用的同时，中国移动集团公司对GPRS网络运行质量现场测试制定了技术规范书，全国主要城市GPRS网运行质量现场检查的主要方式是对市区重要场所进行定点拨打测试，对市区道路进行DT路测，从用户感受的角度评估该城市的GPRS网络质量。GPRSDT/CQT（GPRSDriveTest/ Call Quality Test）测试内容包括Attach测试、PDP激活测试、Ping测试、FTP下载测试、WAP测试、Kjava、短信测试、MMS测试。中国移动DT和CQT测试规范及考核规范（下文简称测试规范）对其中的每项测试内容和方法都进行了规定。本文设计的实验装置实现了CQT大部分测试内容。
　　CQT测试实验系统结构如图1所示，由两大部分组成。测试终端安装在测试现场，功能是接收来自监控主机的任务指令，并按照任务自动测试GPRS网络，采集数据，最后上送至监控主机端的数据库；监控主机端包括任务管理和数据库两大部分，可以远程控制测试终端的测试任务，以及接受来自各地的测试终端上交的测试数据报告，从而生成报告，实现统一的调度和数据管理。测试终端使用的SIM卡可以是具备GPRS数据业务功能的中国移动的任一种品牌的卡，实验中使用了神州行卡。而监控主机可采用有线和无线两种接入方式，如果在CMNET的APN中进行测试，可采用普通的ADSL有线接入Internet网络，亦或采用一套GPRSModem无线接入网络；如果在CMWAP或专用APN接入，则监控主机必须使用同网段的GPRS无线接入。

　    测试任务分两种：离线测试和在线测试。前者暂不发起PPP拨号，而是按照测试任务的要求，采集GPRSATTACH、PDPACTIVATE、短信等测试数据，结果暂存在测试终端的Flash存储器中；后者先进行PPP拨号连接CMNET接入点，成功连接后，连同离线测试的数据一起生成帧，回送监控照测试任务进行PING、FTP等测试，然后主机进行统一的数据管理。拨号测试需要不断地发起PPP拨号连接和停止连接，介于离线和在线两者之间，为设计方便在本系统中归于在线测试项目。
       测试系统的硬件结构设计
        测试终端的硬件结构如图2所示。主处理器采用了三星ARM920T内核的S3C2410，该芯片非常适合开发高性能手持及便携式智能设备或终端。在本GPRSCQT测试终端中，着重有以下部分：
        ? 存储体系：64MNandFlash、64M（32M×2片）SDRAM；
        ? 以太网：设计了100Mbit/s以太网口，作为调试、升级用；
        ? 串口：板上设计了两个串口UART0为控制台，UART1作为与GPRSModem的通信接口。

　　GPRS模块选用了法国WaveCom公司的Q2403A模块，支持话音、短消息、数据及传真功能，适用于短信中心、无线抄表、GPRS无线上网、GPS、直放站监控等，超薄超小设计，性能稳定，加少许外围电路即可实现标准Modem接口，与本系统中UART1接口相连，主板和GPRSModem之间使用标准的AT指令实现通信。
　　测试软件设计
       在底层软件中，该方案移植了目前应用广泛的软实时嵌入式操作系统armlinux。嵌入式Linux具备完整的常用网络协议（TCP/IP、UDP、FTP、等）和相关工具，且性能稳定可靠。在本实验中移植的是linux2.4.18内核。为了实现PPP拨号等功能，在makemenuconfig配置内核的时候选择PPP协议支持，并选择相关的工具pppd和chat，为了测试UART1，同时移植了tip串口调试工具。
　　下面着重介绍下本实验实现的几项CQT项目测试方法。全部用linux下C编程实现，离线测试主要为串口编程，在线测试涉及相关的网络套接字编程。
　　ATTACH附着测试先使用AT指令集中的AT+CGATT?查询附着情况，返回1表示已附着，返回0表示未附着。如果已附着，则向GPRSModem发AT+CGATT=0让其退出附着，然后发送AT+CGATT=1，并启动计时器，等待返回，收到OK则停止计时器，采集到一个ATTACH测试数据。实验中设置等待时间15秒，超时视为失败。按照中国移动DT和CQT测试规范及考核规范（下文简称测试规范），应采集10项ATTACH数据。
　　PDPACTIVATE测试可使用AT+CGACT指令测试。首先向GPRSModem发送AT+CGACT?查询PDP激活情况，返回+CGACT:0 0表明未激活，+CGACT: 0 1表示激活。如果已激活，则发送AT+CGACT=0,0使PDP返回未激活状态，然后发送AT+CGACT=0,1，并启动计时器，等待返回+CGACT: 0 1，则停止计时，采集到一个PDP ACTIVATE测试数据。超时时间同样为15秒。
　　SMS短信测试同样使用相关的AT指令进行。进行10次的发送测试，并检测发送报告。为便于测试，短信设置为Textmode，可使用AT+CMGF=1设置，AT+CMGS=[,]后接信息内容，以结尾，发送短信，AT+CMGR=读取短信。
　　离线测试完成后，系统暂存测试数据，然后启动ARMlinux系统的pppd和chat程序发起PPP拨号连接至CMNET接入点，并生成帧格式，立即向监控主机上送离线测试数据，接着进入以下的在线测试。
　　拨号测试配置PPP相关文件，使用linux的pppd/chat程序发起拨号，检测ip-up脚本程序的启动与否判断拨号成功，计算耗费时间。总共作10次的拨号测试。
　　PING和FTP测试则按照测试规范，pingGGSN局域网内的站点，ping的包长为500byte，每点测试10次，FTP测试下载500KByte文件一次。