專利名稱：分組業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸速率分析方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及移動通信系統(tǒng)中測試技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種分組業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸速率分析系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
分組業(yè)務(wù)應(yīng)用于移動通信系統(tǒng)是移動通信的發(fā)展方向。應(yīng)用于移動通信系統(tǒng)的分組業(yè)務(wù)由于需要在無線環(huán)境中使用，區(qū)別于公共互聯(lián)網(wǎng)，由于要保證其在無線環(huán)境中傳輸?shù)臉I(yè)務(wù)質(zhì)量，分組業(yè)務(wù)在無線接入網(wǎng)引入了較復(fù)雜的協(xié)議層確保傳輸?shù)目煽啃裕鞣N重傳機制都以犧牲傳輸速率為代價。所以在一個移動通信系統(tǒng)中，能長時間支持多高速率的分組業(yè)務(wù)成為系統(tǒng)的一個關(guān)鍵特性。在分組業(yè)務(wù)引入的協(xié)議層中，諸多參數(shù)會對傳輸速率產(chǎn)生影響。這樣，在實際測試中，對于一個分組業(yè)務(wù)在傳輸過程中達不到理想速率的原因定位也就很難。
目前對于TD-SCDMA系統(tǒng)的分組業(yè)務(wù)測試一般都采用如圖1所示的測試配置圖。
參見圖1所示，目前對TD-SCDMA系統(tǒng)的分組業(yè)務(wù)進行測試需要協(xié)議分析儀表，具體包括Iu探測器(Monitor)和Iub Monitor，主要用于監(jiān)視業(yè)務(wù)在各個接口上的信令流程。比如Iu CS表面(Interface)、Iu PS Interface、IubInterface等接口面。并且，協(xié)議分析儀表也可以監(jiān)視到業(yè)務(wù)通道上的數(shù)據(jù)幀，但不作任何處理，只是解碼以后的數(shù)據(jù)幀。而對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)在空中接口的速率沒有統(tǒng)計。通常情況下，可以從分組業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的高層應(yīng)用PC上顯示一個粗略的數(shù)據(jù)率(字節(jié)/秒)。如對于測試規(guī)范里建議的速率為384kbit/s的分組業(yè)務(wù)，接近理想的情況下，應(yīng)用PC上顯示的數(shù)據(jù)率約為46kbyte/s。采用這種方式，如果達不到理想速率，必須人工去查看、分析原因，這個工作量非常大。例如，對于384kbit/s的分組業(yè)務(wù)，如果傳輸間隔(Transfer Timer interval，TTI)為10毫秒，平均每個TTI內(nèi)傳輸?shù)膫鬏攭K為12，則一秒鐘里傳輸數(shù)據(jù)約有100個fp幀，1200個RLC的協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU)。一分鐘里的傳輸數(shù)據(jù)約有6000個fp幀，所以一旦測試中發(fā)現(xiàn)傳輸數(shù)據(jù)率降低進行分析時，幾乎都靠測試人員對于各個PDU的數(shù)據(jù)進行分析，即便幾分鐘里的傳輸數(shù)據(jù)分析，工作量都是非常大的。
綜上所述，目前的測試工具中，主要用于信令測試，基本沒有考慮對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)作分析和處理，然而對于分組業(yè)務(wù)，許多控制參數(shù)信息是包含在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)幀中，一旦測試中出現(xiàn)問題需要人工逐幀分析，非常影響工作效率。
其次，由于分組業(yè)務(wù)的傳輸速率目前只能通過高層應(yīng)用PC的應(yīng)用軟件顯示，這個速率實際已經(jīng)去掉了了一些應(yīng)用層的協(xié)議開銷，如TCP層的確認機制引入的協(xié)議開銷，并不是無線接口的數(shù)據(jù)傳輸率。而通常測試規(guī)范中定義的不同速率業(yè)務(wù)類型，都是指無線接口的傳輸效率，如384kbit/s。
最后，雖然目前通過協(xié)議分析儀和RAN的數(shù)據(jù)配置可以知道對無線鏈路控制協(xié)議層(RLC)的許多參數(shù)的配置，如輪詢(POLL)周期和狀態(tài)報告(STATUS)周期等，但是如果驗證測試網(wǎng)絡(luò)是否按照配置實現(xiàn)，以及驗證每個控制PDU的發(fā)送時機是否滿足了協(xié)議規(guī)定的條件，目前也只能利用測試儀表獲取的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進行人工分析，因此時間長，效率低。
另外，圖2顯示了分組業(yè)務(wù)在核心網(wǎng)絡(luò)和移動終端的傳輸過程。以交互型的下載業(yè)務(wù)為例，核心網(wǎng)首先將上層協(xié)議數(shù)據(jù)包封裝到TCP/UDP、IP包中，隨后使用Iu PS接口的GTP-U隧道協(xié)議進行封裝，再封裝到UDP、IP包中，接著使用IPOA技術(shù)，將IP包承載于ATM之上，傳送到RNC。在RNC內(nèi)部經(jīng)過層層去封裝，獲得IP包，通過分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議PDCP、無線鏈路控制協(xié)議RLC、媒介接入控制層(MAC)、快速物理FP層(FP)的處理后進行AAL2層的適配，再通過ATM傳送到NodeB。NodeB從ATM信元中解出FP幀，并根據(jù)FP幀獲得各個傳輸信道傳輸塊的內(nèi)容，接著對各傳輸信道的傳輸塊進行CRC校驗、信道編碼、速率匹配等，再對傳輸信道進行復(fù)用、交織等，最后映射到物理信道上，通過射頻信號傳送到移動終端。移動終端從接收到的射頻信號中解調(diào)、解擴頻等獲得基帶信號，通過MAC、RLC、PDCP、IP、TCP/UDP中獲得上層協(xié)議數(shù)據(jù)包。
從上述傳輸過程可知分組域數(shù)據(jù)傳輸率會受到無線環(huán)境及各傳輸層參數(shù)的影響。如果無線環(huán)境比較惡劣，空中接口的錯誤率就會增加，發(fā)送端必須重傳出錯的數(shù)據(jù)以保證接收端正確收到數(shù)據(jù)，這樣就會使數(shù)據(jù)傳輸速率下降。如果RLC層設(shè)置的status發(fā)送周期較長，發(fā)送端發(fā)送的數(shù)據(jù)得不到接收端的及時確認，如果發(fā)送端RLC的發(fā)送窗口滿了，將不再向接收端發(fā)送數(shù)據(jù)，這樣就會導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸速率的下降。對于MAC層，MAC層的參數(shù)基本傳輸時間間隔(TTI)和傳輸塊的大小(TB size)都會影響數(shù)據(jù)傳輸速率。TCP層提供確認的數(shù)據(jù)傳輸，如果接收端ACK確認的速率較慢，發(fā)送端的數(shù)據(jù)發(fā)送速率就會下降，整個傳輸過程的數(shù)據(jù)速率就會下降。
分組數(shù)據(jù)使用RLC的AM模式傳輸，AM模式能夠保證數(shù)據(jù)的無錯傳遞。如果接收端不能正確收到數(shù)據(jù)，將通知發(fā)送端，發(fā)送端對出錯數(shù)據(jù)進行重傳。RLC層的確認機制有兩種一種是接收端主動發(fā)送狀態(tài)包包含周期上報和檢測到錯誤觸發(fā)上報兩種方式；一種是發(fā)送端輪詢觸發(fā)接收端發(fā)送狀態(tài)包，RLC的輪詢觸發(fā)有以下幾種模式Last PDU in buffer、Last PDU inRetransmission buffer、Poll timer、Every Poll_PDU PDU、Every Poll_SDU SDU、Window based、Timer based。采用何種確認機制，每種機制的參數(shù)具體取值都直接影響著數(shù)據(jù)傳輸率。AM模式還有一個重要的參數(shù)影響數(shù)據(jù)傳輸率，即發(fā)送窗口和接收窗口的大小。
綜上所述，造成分組業(yè)務(wù)下載速率下降的原因主要有1)空中接口環(huán)境惡劣，丟幀造成數(shù)據(jù)重傳，從而導(dǎo)致下載數(shù)據(jù)速率下降；2)Status包發(fā)送頻繁占用數(shù)據(jù)發(fā)送帶寬過多，導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸速率低；3)MAC層傳輸格式相關(guān)參數(shù)配置錯誤，導(dǎo)致數(shù)據(jù)下載過程中傳輸速率低；4)RLC層參數(shù)配置錯誤，導(dǎo)致數(shù)據(jù)下載過程中RLC層出現(xiàn)數(shù)據(jù)下載間斷；5)Iu口數(shù)據(jù)傳輸停頓，導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸間斷。
眾多的參數(shù)影響著數(shù)據(jù)傳輸速率，然而目前卻沒有專門的工具分析分組業(yè)務(wù)的傳輸性能。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種分組業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸速率分析系統(tǒng)及方法，使其能自動解讀和分析數(shù)據(jù)，提高測試分析的效率。
本發(fā)明提供的一種分組業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸速率分析方法包括以下步驟A.采集源數(shù)據(jù)，根據(jù)源數(shù)據(jù)獲取參數(shù)連接幀序號CFN及對應(yīng)的序列號SN，得到連接幀序號CFN及序列號SN之間的對應(yīng)關(guān)系，并通過最大比特率MaxBritrate獲得業(yè)務(wù)目標數(shù)據(jù)率；B.根據(jù)需要分析的數(shù)據(jù)段區(qū)間內(nèi)的SN的值判斷是否存在數(shù)據(jù)重傳，如果是，則執(zhí)行步驟C，否則，執(zhí)行步驟D；C.判斷重傳數(shù)據(jù)率和首次發(fā)送數(shù)據(jù)率是否等于業(yè)務(wù)目標數(shù)據(jù)率，則認定為是空口原因引起的速率下降，結(jié)束本流程，如果不是，則執(zhí)行步驟D；D.判斷數(shù)據(jù)速率和狀態(tài)報告Status占用數(shù)據(jù)速率是否等于業(yè)務(wù)目標速率，如果等于，則認定為RLC層原因引起的速率下降，如果不等于，則認定為是MAC層、RLC層或高層原因引起速率下降。
所述步驟A中連接幀序號CFN及序列號SN之間的對應(yīng)關(guān)系是通過如下方式獲得的以參數(shù)連接幀序號CFN及對應(yīng)的序列號SN分別為橫坐標和縱坐標，繪出無限鏈路控制層首序列號RLC First Sequence Number折線圖和無限鏈路控制層重傳序列號RLC Retransmit Sequence Number折線圖；所述重傳數(shù)據(jù)率R、首次發(fā)送數(shù)據(jù)率F、數(shù)據(jù)速率D、占用數(shù)據(jù)速率S是分別根據(jù)RLCFirst Sequence Number折線圖、RLC Retransmit Sequence Number折線圖、RLCSequence Number折線圖及RLC Status Acknowledgment Number折線圖，利用如下公式計算得出((SNstip-SNstart)*SIZERLC_PDU)/((CFNstop-CFNstart)*TTIFP)。
一種分組業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸速率分析方法，如果步驟D中判斷出數(shù)據(jù)速率和Status占用數(shù)據(jù)速率等于業(yè)務(wù)目標速率，認定為無線連路控制層RLC的原因引起的速率下降，則步驟D進一步包括D11、判斷RLC是否使用輪詢Poll，如果是，則執(zhí)行步驟D12，否則，認為需要增大發(fā)送窗口并增大Status發(fā)送周期并提高速率，結(jié)束本流程；D12、判斷輪詢Poll是否為周期方式，如果是，則認為需要增大發(fā)送窗口并增大Poll發(fā)送周期提高速率，結(jié)束本流程，否則，認為暫不支持，結(jié)束本流程。
如果在步驟D中判斷出數(shù)據(jù)速率和Status占用數(shù)據(jù)速率不等于業(yè)務(wù)目標速率，認定為是媒介接入控制MAC層、RLC層或高層原因引起的速率下降時，則步驟D進一步包括D21、判斷數(shù)據(jù)是否存在傳遞間斷，如果不存在，則認為MAC層傳輸格式相關(guān)層配置錯誤，傳輸格式組合集TFCS配置速率低或媒介接入控制傳輸格式MACTF選擇算法需要優(yōu)化，結(jié)束本流程，否則，執(zhí)行步驟D22。
D22、參考Iu口判斷RLC是否存在數(shù)據(jù)滯留，如果不存在，則認為認定為IU接口數(shù)據(jù)傳輸停頓，否則，認定為RLC層原因引起的速率下降，結(jié)束本流程。
本發(fā)明提供的一種分組業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸速率分析系統(tǒng)包括分析選項輸入單元(704)，用于用戶輸入信息提供給源數(shù)據(jù)處理單元(701)；源數(shù)據(jù)采集單元(705)，用于采集解析源數(shù)據(jù)；源數(shù)據(jù)處理單元(701)，其通過源數(shù)據(jù)采集單元(705)獲得分析處理所需要的源數(shù)據(jù)，根據(jù)分析選項輸入單元(704)提供的用戶輸入信息，對源數(shù)據(jù)進行分類、計算出業(yè)務(wù)面運行過程及統(tǒng)計信息，利用得到的統(tǒng)計信息生成數(shù)據(jù)庫存儲文件存儲到數(shù)據(jù)存儲單元(702)；數(shù)據(jù)存儲單元(702)，用于存儲源數(shù)據(jù)處理單元(701)輸出的處理結(jié)果。
所述分析系統(tǒng)進一步包括與源數(shù)據(jù)處理單元(701)相連的圖形處理診斷單元(703)，用于根據(jù)源數(shù)據(jù)處理單元(701)輸出的CFN及對應(yīng)的SN繪制折線圖，并將繪制的圖形打印或顯示。
本發(fā)明實現(xiàn)對分組業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的自動化處理，結(jié)合測試經(jīng)驗可以準確、高效地得出分組業(yè)務(wù)傳輸速率，或者得出影響分組業(yè)務(wù)性能的原因，極大提高了對分組業(yè)務(wù)進行測試的工作效率。本分析系統(tǒng)就是基于測試分析實踐的基礎(chǔ)上，通過對接口解析出的源數(shù)據(jù)進行綜合分析，最終輸出分析員所需要的分析結(jié)果及相應(yīng)業(yè)務(wù)特性圖形。這些分析結(jié)果可以包括MAC，RLC，TCP/UDP及以上層協(xié)議數(shù)據(jù)。在此基礎(chǔ)上，分析員可以極大地提高對系統(tǒng)業(yè)務(wù)特性認知的效率，從而快速診斷系統(tǒng)性能及缺陷所在。而且，本發(fā)明裝置根據(jù)移動通信系統(tǒng)分組業(yè)務(wù)協(xié)議棧的特點，對采集到的源數(shù)據(jù)進行多接口多協(xié)議層地系統(tǒng)分析，自動生成分析結(jié)果數(shù)據(jù)庫文件，相應(yīng)圖形、統(tǒng)計結(jié)果及建議診斷。實踐證明該分析工具能夠很大地提高對分組業(yè)務(wù)的診斷效率。
本發(fā)明的主要優(yōu)點如下
1.實現(xiàn)大量業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的自動化處理，轉(zhuǎn)化為圖表，直接反映出分組業(yè)務(wù)測試結(jié)果是實現(xiàn)了連續(xù)高速傳輸還是傳輸速率低，在哪些時間點傳輸速率低。
2.能夠方便準確地計算和顯示各層實際的傳輸速率。
3.能夠按照需求單獨實現(xiàn)某些參數(shù)的折線圖，也能把多個特征值的折線圖合成到一張圖中，便于綜合分析診斷。
利用本發(fā)明分析系統(tǒng)輸出的業(yè)務(wù)面數(shù)據(jù)過程折線圖及其統(tǒng)計圖形可以全面地分析分組業(yè)務(wù)RLC，TCP及以上協(xié)議層參數(shù)對分組業(yè)務(wù)質(zhì)量的影響。
在輸出的數(shù)據(jù)圖上可以打印出Iub接口分組業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)速率相關(guān)的統(tǒng)計參數(shù)協(xié)助分析。比如，數(shù)據(jù)速率均值等。


圖1為目前對于TD-SCDMA系統(tǒng)的分組業(yè)務(wù)測試示意圖；圖2為分組業(yè)務(wù)在核心網(wǎng)絡(luò)和移動終端的傳輸過程；圖3為實現(xiàn)本發(fā)明方法的具體流程圖；圖4為本發(fā)明方法的具體實施例流程圖；圖5為發(fā)送窗口為512，status period為100ms的數(shù)據(jù)特性圖；圖6為發(fā)送窗口為128，status period為100ms的數(shù)據(jù)特性圖；圖7為本發(fā)明的分析系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
參見圖7所示，本發(fā)明的分析系統(tǒng)包括源數(shù)據(jù)處理單元701、數(shù)據(jù)存儲單元702以及分類選項輸入單元704。其中，源數(shù)據(jù)處理單元701與數(shù)據(jù)存儲單元702以及分析選項704相連。
分析選項輸入單元704是分析系統(tǒng)面向用戶的窗口。通過該單元可以接收用戶輸入信息，分析選項輸入單元704將用戶輸入信息提供給源數(shù)據(jù)處理單元701。用戶輸入信息是系統(tǒng)正常分析所需，可以包括源文件的輸入格式、輸出結(jié)果數(shù)據(jù)庫文件分類、輸出圖形分類以及輸出統(tǒng)計結(jié)果分類等。
源數(shù)據(jù)處理單元701通過源數(shù)據(jù)采集單元獲得分析處理所需要的源數(shù)據(jù)。源數(shù)據(jù)采集單元實現(xiàn)上可以是單獨的數(shù)據(jù)采集卡或直接基于商用接口測試分析儀器輸出的log文件(比如Tek 1297，NetHawk等)。如果采用數(shù)據(jù)采集卡的方式實現(xiàn)，需要該部分具有協(xié)議分析解析功能。同時數(shù)據(jù)采集卡需要生成分析系統(tǒng)所認同的源數(shù)據(jù)文件。保持采集卡與分析處理中心的接口與直接基于商用接口測試分析儀器輸出log文件的實現(xiàn)方式上保持一致。源數(shù)據(jù)處理單元701是整個分析系統(tǒng)的核心，其根據(jù)分析選項輸入單元704提供的用戶輸入信息，對數(shù)據(jù)采集單元提供的源數(shù)據(jù)進行整理分類，分析過濾并計算出用戶需要的業(yè)務(wù)面運行過程及統(tǒng)計信息，在對源數(shù)據(jù)處理后，利用得到的處理結(jié)果生成數(shù)據(jù)庫存儲文件存儲到數(shù)據(jù)單元中。進一步地，還可以根據(jù)源數(shù)據(jù)得到的連接幀序號(CFN)和序列號(SN)輸出給圖形處理診斷單元703。
源數(shù)據(jù)處理單元701對源數(shù)據(jù)的分析過程可以這樣實現(xiàn)從源數(shù)據(jù)中提取RNC發(fā)送連續(xù)的多個FP幀中CFN、RLC層中SN以及RLC層STATUS PDU中確認的SN，并判斷出數(shù)據(jù)是否重傳，如果存在重傳，則繼續(xù)判斷重傳數(shù)據(jù)率和首次發(fā)送數(shù)據(jù)率是否等于業(yè)務(wù)目標數(shù)據(jù)率，如果是，則認定為是空口原因引起的速率下降；如果不存在數(shù)據(jù)重傳，則繼續(xù)判斷數(shù)據(jù)速率和Status占用數(shù)據(jù)速率是否等于業(yè)務(wù)目標速率，如果等于，則認定為RLC層原因引起的速率下降，如果不等于，則認定為是MAC層、RIC層或高層原因引起速率下降。
數(shù)據(jù)存儲單元702用于存儲源數(shù)據(jù)處理單元701輸出的處理結(jié)果以及各種源數(shù)據(jù)等，比如目標源數(shù)據(jù)、典型源數(shù)據(jù)等。典型源數(shù)據(jù)的存儲可以方便目標特征樣本的積累，為后續(xù)特征分析提供簡潔明確的參考依據(jù)。并且，數(shù)據(jù)存儲單元702可以通過一個數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)，比如access、SQL server等類型的數(shù)據(jù)庫。
進一步地，本發(fā)明的系統(tǒng)可以包括圖形處理診斷單元703，與源數(shù)據(jù)處理單元701相連，該單元可以根據(jù)源數(shù)據(jù)處理單元701輸出的CFN及對應(yīng)的SN繪制折線圖，并進一步將繪制的圖形輸出給打印設(shè)備打印或輸出給顯示設(shè)備進行顯示。
參見圖3所示，實現(xiàn)本發(fā)明方法的具體過程如下步驟301從源數(shù)據(jù)文件中記錄的每個Iub接口消息中，獲取FP幀的幀頭的連接幀序號(CFN)，以及CFN對應(yīng)的SN(Sequence Number)，并從源數(shù)據(jù)中獲取MaxBritrate，并通過MaxBritrate獲得業(yè)務(wù)目標數(shù)據(jù)率。
步驟302根據(jù)SN的周期性判斷需要分析的數(shù)據(jù)段區(qū)間內(nèi)是否存在數(shù)據(jù)重傳，如果是，則執(zhí)行步驟303，否則，執(zhí)行步驟304。
步驟303根據(jù)繪制出的RLC First Sequence Number折線圖和RLCRetransmit Sequence Number折線圖，計算得到重傳數(shù)據(jù)率R和首次發(fā)送數(shù)據(jù)率F，并且判斷重傳數(shù)據(jù)率和首次發(fā)送數(shù)據(jù)率是否等于業(yè)務(wù)目標數(shù)據(jù)率，如果等于，則認定為是空口原因引起的速率下降，結(jié)束本流程，如果不是，則執(zhí)行步驟304。
步驟304根據(jù)RLC Sequence Number折線圖計算得到數(shù)據(jù)數(shù)率D、利用RLC Status Acknowledgment Number折線圖計算得到status占用數(shù)據(jù)速率S；判斷計算出的數(shù)據(jù)速率D和Status占用數(shù)據(jù)速率S是否等于業(yè)務(wù)目標速率，如果等于，則認定為RLC層原因引起的速率下降，如果不等于，則認定為是MAC層、RLC層或高層原因引起的速率下降。
圖4所示為本發(fā)明方法的具體實施例，其具體處理過程如下步驟401輸入Log源文件。
步驟402從log源文件中記錄的消息中獲取參數(shù)CFN和SN，并根據(jù)不同消息中獲取的CFN和SN繪制出各種折線圖。并且，獲取MaxBritrate，并通過MaxBritrate獲得業(yè)務(wù)目標數(shù)據(jù)率。
這些折線圖可以包括A.Iu接口Time-TCP Sequence Number折線圖。
B.Iu接口Time-TCP Acknowledgment Number折線圖。
C.Iub接口Time(CFN)-RLC Sequence Number折線圖。
該折線圖是從Iub接口消息中，獲取RNC發(fā)送FP幀中的CFN以及對應(yīng)RLC層中的SN，并以CFN為橫坐標、RLC層中的SN為縱坐標。
D.Iub接口Time(CFN)-RLC Polling折線圖。
E.Iub接口Time(CFN)-RLC Status Acknowledgment Number折線圖。
該折線圖是從Iub接口消息中，獲取RNC發(fā)送FP幀中的CFN以及RLC層STATUS PDU中確認的SN，并以CFN為橫坐標，以RLC層STATUS PDU中確認的SN為縱坐標。
F.Iub接口Time(CFN)-RLC List、bitmap和RList折線圖。
G.Iub接口Time(CFN)-Data Rate折線圖。
H.Iub接口Time(CFN)-RLC Retransmit Sequence Number折線圖。
I.Iub接口Time(CFN)-RLC First Sequence Number折線圖。
J.Iu接口及Iub接口TCP Sequence Number對照折線圖。
需要說明的是，在源數(shù)據(jù)中FP幀的幀頭的CFN表示FP的發(fā)送時刻。一個FP幀可能有多個TB塊，如果TB塊傳送數(shù)據(jù)或者狀態(tài)包，那么每個TB塊都會包括SN。
而且，源數(shù)據(jù)所記錄的消息中包括MaxBritrate，因此，可以直接從源數(shù)據(jù)中得到MaxBritrate。比如從源數(shù)據(jù)中RAB Assignment Request等Iu接口消息，或如Radio Bearer Setup等Uu接口消息中都可以獲得MaxBitrate。
步驟403輸入需要分析的數(shù)據(jù)段區(qū)間。
步驟404根據(jù)RLC sequence Number折線圖中的SN，判斷步驟403中所述數(shù)據(jù)段區(qū)間內(nèi)是否存在重傳，如果存在，則執(zhí)行步驟405，否則，執(zhí)行步驟408。
這里，由于源數(shù)據(jù)中所包含的CFN及SN都是從0增大到最大值，然后回到0重新開始計數(shù)。因此，如果相同的SN在一個SN周期內(nèi)出現(xiàn)多次，表明該源數(shù)據(jù)是重傳數(shù)據(jù)，否則就是首發(fā)數(shù)據(jù)。
步驟405根據(jù)RLC Retransmit Sequence Number折線圖，利用計算數(shù)據(jù)速率D的公式(1)得出重傳數(shù)據(jù)率R和首次發(fā)送數(shù)據(jù)率F。
((SNstip-SNstart)*SIZERLC_PDU)/((CFNstop-CFNstart)*TTIFP)(1)其中，SNstop表示數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)束時刻的SN；SNstart表示數(shù)據(jù)統(tǒng)計開始時刻的SN；SIZErlc PDU表示rlc層數(shù)據(jù)塊的大小，比如上面”data.txt”中rlc PDU為40個字節(jié)；CFNstop表示數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)束時刻的CFN；CFNstart表示數(shù)據(jù)統(tǒng)計開始時刻的CFN；TTIfp＝10ms。
根據(jù)RLC Retransmit Sequence Number折線圖，使用公式(1)計算重傳數(shù)據(jù)率R。
根據(jù)RLC First Sequence Number折線圖，使用公式(1)計算首次發(fā)送數(shù)據(jù)速率F。
步驟406判斷R與F之和是否等于業(yè)務(wù)目標速率，如果是，則認為數(shù)據(jù)速率低于目標速率是由于空口無線環(huán)境差導(dǎo)致，結(jié)束本流程，否則，執(zhí)行步驟410。
步驟407根據(jù)RLC Sequence Number折線圖，利用公式(1)得出數(shù)據(jù)數(shù)率D。
根據(jù)公式(1)利用RLC Status Acknowledgment Number折線圖，可以計算得到status占用數(shù)據(jù)速率S。
步驟408判斷D與S之和是否等于業(yè)務(wù)目標速率，如果等于，則執(zhí)行步驟409，否則，執(zhí)行步驟413。
步驟409根據(jù)((SNstip-SNstart)*SIZERLC_PDC)/((CFNstop-CFNstart)*TTIFP)計算出一段時間的傳輸速率，根據(jù)傳輸速率的變化或數(shù)據(jù)特性圖(RLC StatusAcknowledgment Number折線圖和RLC Sequence Number折線圖)判斷數(shù)據(jù)是否存在傳遞間斷，如果不存在，則認為TFCS配置速率低或MACTF選擇算法需要優(yōu)化，結(jié)束本流程，否則，執(zhí)行步驟410。
步驟410參考Iu口判斷RLC是否存在數(shù)據(jù)滯留，如果不存在，執(zhí)行步驟411，否則，執(zhí)行步驟415。
步驟411判斷傳輸層是否UDP協(xié)議，還是TCP協(xié)議，如果是UDP協(xié)議，則認為是UDP及以上協(xié)議層導(dǎo)致速率下降，如果TCP協(xié)議，則執(zhí)行步驟412。
步驟412判斷UE的發(fā)送窗口是否出現(xiàn)窗滿，如果是，則認為是RLC及以下層原因?qū)е滤俾氏陆?，否則，認為是TCP層或其以上協(xié)議層原因?qū)е滤俾氏陆?。結(jié)束本流程。
步驟413判斷RLC是否使用Poll，如果是，則執(zhí)行步驟414，否則，認為需要增大發(fā)送窗口并增大Status發(fā)送周期并提高速率，結(jié)束本流程。
步驟414判斷Poll是否為周期方式，如果是，則認為需要增大發(fā)送窗口并增大Poll發(fā)送周期提高速率，結(jié)束本流程，否則，認為暫不支持，結(jié)束本流程。
步驟415判斷RLC使用Poll還是Status，如果是Status，則執(zhí)行步驟16，如果是Poll，則執(zhí)行步驟419。
步驟416從RLC Sequence Number折線圖和RLC Status AcknowledgmentNumber折線圖中獲取Status Ack SN和數(shù)據(jù)停止發(fā)送時SN的差值，獲取實際發(fā)送窗值和Status的確認周期。
步驟417判斷Status周期等于協(xié)議最小值，如果是，則只能增大RLC發(fā)送窗口值，跳出本流程，否則，執(zhí)行步驟418。
步驟418判斷發(fā)送窗口是否等于協(xié)議最大值，如果是，則只能減小Status確認周期，否則增大RLC發(fā)送窗口或減小Status確認周期。結(jié)束本流程。
步驟419判斷Poll是否使用周期方式，如果是，則執(zhí)行步驟420，否則，暫不支持，跳出本流程。
步驟420從RLC Sequence Number折線圖和RLC Status AcknowledgmentNumber折線圖中提取Status Ack SN和數(shù)據(jù)停止發(fā)送時SN的差值，獲取實際發(fā)送窗值。
步驟421判斷Poll周期是否等于協(xié)議最小值，如果等于，則認為只能增大RLC發(fā)送窗口值，結(jié)束本流程，否則，執(zhí)行步驟422。
步驟422判斷發(fā)送窗口是否等于協(xié)議最大值，如果等于，則認為只能減小發(fā)送周期，結(jié)束本流程，否則，認為增大RLC發(fā)送窗口或減小Poll發(fā)送周期。
由于很多RLC、TCP及以上協(xié)議層參數(shù)會影響分組業(yè)務(wù)質(zhì)量，在系統(tǒng)實現(xiàn)上可以根據(jù)需求對分析系統(tǒng)輸出進行擴展。比如RLC層包括多種Polling、Status參數(shù)，Status參數(shù)包含基于窗的Polling，Last PDU Polling，Status Prohibit等。再如TCP層業(yè)務(wù)參數(shù)性能圖、多種無線環(huán)境下分組業(yè)務(wù)面性能分析，以及基于分析結(jié)果數(shù)據(jù)，建議各協(xié)議層參數(shù)調(diào)整功能。
下面以RLC參數(shù)Tx Window對數(shù)據(jù)傳輸速率的影響為例說明本發(fā)明的具體分析方法。
從log源文件中記錄的Iub接口的數(shù)據(jù)中獲取RNC發(fā)送FP幀中的CFN、RLC層中的SN以及RLC層STATUS PDU中確認的SN，并以CFN為橫坐標，以RLC層中的SN為縱坐標，繪制RLC Sequence Number折線圖，同時以RNC發(fā)送FP幀中的CFN為橫坐標，以RLC層STATUS PDU中確認的SN為縱坐標，畫出接收端對發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)進行確認的RLC Status AcknowledgmentNumber折線圖。
從RLC Status Acknowledgment Number折線圖中，根據(jù)接收端發(fā)送的相鄰STATUS PDU對應(yīng)的CFN，可以根據(jù)公式(CFNnext-CFNformer)*TTIFP計算出STATUS PDU發(fā)送的周期，圖5和圖6中的STATUS PDU發(fā)送的周期均為100ms。從RLC Sequence Number折線圖中，根據(jù)計算公式((SNstip-SNstart)*SIZERLC_PDU)/((CFNstop-CFNstart)*TTIFP)可以計算出一段時間內(nèi)的傳輸速率，圖5的傳輸速率為43bytes/s，圖6的傳輸速率為26bytes/s，圖6中的傳輸速率比圖5的傳輸速率低，從圖上我們也能明顯看到圖6的RNC發(fā)送數(shù)據(jù)出現(xiàn)停頓現(xiàn)象?，F(xiàn)在將RLC Status Acknowledgment Number折線圖和RLC Sequence Number折線圖結(jié)合起來分析圖6數(shù)據(jù)傳輸停頓的原因根據(jù)RLC Status Acknowledgment Number折線圖可以看出STATUS PDU確認SN，再根據(jù)RLC Sequence Number折線圖數(shù)據(jù)停頓前發(fā)送的最近的SN，可以看出是因為發(fā)送端的RLC發(fā)送窗口滿了，所以導(dǎo)致發(fā)送端沒有數(shù)據(jù)發(fā)送，從而導(dǎo)致了傳輸速率的下降。分析導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸速率下降的原因，就可以通過調(diào)整參數(shù)，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾省?br> 需要說明的是，本系統(tǒng)所采用的源數(shù)據(jù)可以為數(shù)據(jù)采集卡的輸出文件或商用接口分析儀表的log源文件及數(shù)據(jù)庫存儲文件等。進一步地，本發(fā)明的系統(tǒng)還可以包括提供log源文件的數(shù)據(jù)采集卡，或為直接可以輸出log源文件、基于商用接口測試分析儀器，用于提供源數(shù)據(jù)文件，比如Tek 1297，NetHawk等儀表輸出的文本格式文件。如果采用數(shù)據(jù)采集卡的方式實現(xiàn)，需要該部分具有協(xié)議分析解析功能。同時數(shù)據(jù)采集卡需要生成分析系統(tǒng)所認同的源數(shù)據(jù)文件。
總之，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。
雖然通過實施例描繪了本發(fā)明，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員知道，本發(fā)明有許多變形和變化而不脫離本發(fā)明的精神，希望所附的權(quán)利要求包括這些變形和變化而不脫離本發(fā)明的精神。
權(quán)利要求
1.一種分組業(yè)務(wù)傳輸速率的分析方法，其特征在于該方法包括以下步驟A.采集源數(shù)據(jù)，根據(jù)源數(shù)據(jù)獲取參數(shù)連接幀序號CFN及對應(yīng)的序列號SN，得到連接幀序號CFN及序列號SN之間的對應(yīng)關(guān)系，并通過最大比特率MaxBritrate獲得業(yè)務(wù)目標數(shù)據(jù)率；B.根據(jù)需要分析的數(shù)據(jù)段區(qū)間內(nèi)的SN的值判斷是否存在數(shù)據(jù)重傳，如果是，則執(zhí)行步驟C，否則，執(zhí)行步驟D；C.判斷重傳數(shù)據(jù)率和首次發(fā)送數(shù)據(jù)率是否等于業(yè)務(wù)目標數(shù)據(jù)率，則認定為是空口原因引起的速率下降，結(jié)束本流程，如果不是，則執(zhí)行步驟D；D.判斷數(shù)據(jù)速率和狀態(tài)報告Status占用數(shù)據(jù)速率是否等于業(yè)務(wù)目標速率，如果等于，則認定為RLC層原因引起的速率下降，如果不等于，則認定為是MAC層、RLC層或高層原因引起速率下降。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟A中連接幀序號CFN及序列號SN之間的對應(yīng)關(guān)系是通過如下方式獲得的以參數(shù)連接幀序號CFN及對應(yīng)的序列號SN分別為橫坐標和縱坐標，繪出無限鏈路控制層首序列號RLC First Sequence Number折線圖和無限鏈路控制層重傳序列號RLCRetransmit Sequence Number折線圖；所述重傳數(shù)據(jù)率R、首次發(fā)送數(shù)據(jù)率F、數(shù)據(jù)速率D、占用數(shù)據(jù)速率S是分別根據(jù)RLC First Sequence Number折線圖、RLC Retransmit Sequence Number折線圖、RLC Sequence Number折線圖及RLCStatus Acknowledgment Number折線圖，利用如下公式計算得出((SNstip-SNstart)*SIZERLC_PDU)/((CFNstop-CFNstart)*TTIFP)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，如果步驟D中判斷出數(shù)據(jù)速率和Status占用數(shù)據(jù)速率等于業(yè)務(wù)目標速率，認定為無線連路控制層RLC的原因引起的速率下降，則步驟D進一步包括D11、判斷RLC是否使用輪詢Poll，如果是，則執(zhí)行步驟D12，否則，認為需要增大發(fā)送窗口并增大Status發(fā)送周期并提高速率，結(jié)束本流程；D12、判斷輪詢Poll是否為周期方式，如果是，則認為需要增大發(fā)送窗口并增大Poll發(fā)送周期提高速率，結(jié)束本流程，否則，認為暫不支持，結(jié)束本流程。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，如果在步驟D中判斷出數(shù)據(jù)速率和Status占用數(shù)據(jù)速率不等于業(yè)務(wù)目標速率，認定為是媒介接入控制MAC層、RLC層或高層原因引起的速率下降時，則步驟D進一步包括D21、判斷數(shù)據(jù)是否存在傳遞間斷，如果不存在，則認為MAC層傳輸格式相關(guān)層配置錯誤，傳輸格式組合集TFCS配置速率低或媒介接入控制傳輸格式MACTF選擇算法需要優(yōu)化，結(jié)束本流程，否則，執(zhí)行步驟D22。D22、參考Iu口判斷RLC是否存在數(shù)據(jù)滯留，如果不存在，則認為認定為IU接口數(shù)據(jù)傳輸停頓，否則，認定為RLC層原因引起的速率下降，結(jié)束本流程。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，如果在步驟D22中認定為IU接口數(shù)據(jù)傳輸停頓，則步驟D22進一步包括D2211、判斷傳輸層是否是用戶數(shù)據(jù)UDP協(xié)議，還是TCP協(xié)議，如果是UDP協(xié)議，則認為是UDP及以上協(xié)議層導(dǎo)致速率下降，如果TCP協(xié)議，則執(zhí)行步驟D2212；D2212、判斷UE的發(fā)送窗口是否出現(xiàn)窗滿，如果是，則認為是RLC及以下層原因?qū)е滤俾氏陆担駝t，認為TCP層或其以上協(xié)議層原因?qū)е滤俾氏陆担Y(jié)束本流程。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，如果在步驟D22中認定為RLC層原因引起的速率下降，則步驟D22進一步包括D2221、判斷RLC使用輪詢Poll還是狀態(tài)周期報告Status，如果是Status，則執(zhí)行步驟16，如果是Poll，則執(zhí)行步驟D2225；D2222、從“RLC Sequence Number折線圖”和“RLC Status AcknowledgmentNumber折線圖”中提取Status Ack SN和數(shù)據(jù)停止發(fā)送時SN的差值，獲取實際發(fā)送窗值和Status的確認周期；D2223、判斷Status周期等于協(xié)議最小值，如果是，則只能增大RLC發(fā)送窗口值，跳出本流程，否則，執(zhí)行步驟D2224；D2224、判斷發(fā)送窗口是否等于協(xié)議最大值，如果是，則只能減小Status確認周期，否則增大RLC發(fā)送窗口或減小Status確認周期。結(jié)束本流程；D2225、判斷Poll是否使用周期方式，如果是，則執(zhí)行步驟D2226，否則，暫不支持，跳出本流程；D2226、從RLC Sequence Number折線圖和RLC Status AcknowledgmentNumber折線圖中提取Status Ack SN和數(shù)據(jù)停止發(fā)送時SN的差值，獲取實際發(fā)送窗值；D2228、判斷Poll周期是否等于協(xié)議最小值，如果等于，則認為只能增大RLC發(fā)送窗口值，結(jié)束本流程，否則，執(zhí)行步驟D2229；D2229、判斷發(fā)送窗口是否等于協(xié)議最大值，如果等于，則認為只能減小發(fā)送周期，結(jié)束本流程，否則，認為增大RLC發(fā)送窗口或減小Poll發(fā)送周期。
7.一種分組業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸速率分析系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括分析選項輸入單元(704)，用于用戶輸入信息提供給源數(shù)據(jù)處理單元(701)；源數(shù)據(jù)采集單元(705)，用于采集源數(shù)據(jù)；源數(shù)據(jù)處理單元(701)，其通過源數(shù)據(jù)采集單元(705)獲得分析處理所需要的源數(shù)據(jù)，根據(jù)分析選項輸入單元(704)提供的用戶輸入信息，對源數(shù)據(jù)進行分類、計算出業(yè)務(wù)面運行過程及統(tǒng)計信息，利用得到的統(tǒng)計信息生成數(shù)據(jù)庫存儲文件存儲到數(shù)據(jù)存儲單元(702)；數(shù)據(jù)存儲單元(702)，用于存儲源數(shù)據(jù)處理單元(701)輸出的處理結(jié)果。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)存儲單元(702)為數(shù)據(jù)庫，所述數(shù)據(jù)庫為access、SQL server類型。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)進一步包括與源數(shù)據(jù)處理單元(701)相連的圖形處理診斷單元(703)，用于根據(jù)源數(shù)據(jù)處理單元(701)輸出的CFN及對應(yīng)的SN繪制折線圖，并將繪制的圖形打印或顯示。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述用戶輸入信息包括源文件的輸入格式、輸出結(jié)果數(shù)據(jù)庫文件分類、輸出圖形分類以及輸出統(tǒng)計結(jié)果分類。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種分組業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸速率分析方法及應(yīng)用該方法的系統(tǒng)，分組域數(shù)據(jù)傳輸率會受到無線環(huán)境及各種傳輸層參數(shù)的影響，本發(fā)明分析系統(tǒng)通過對接口解析出的源數(shù)據(jù)進行綜合分析，自動解讀和分析數(shù)據(jù)，判斷影響數(shù)據(jù)傳輸速率的具體因素在于MAC，RLC，TCP/UDP或是在于以上層協(xié)議數(shù)據(jù)中，從而，分析員可以極大地提高對系統(tǒng)業(yè)務(wù)特性認知的效率，從而快速診斷系統(tǒng)性能及缺陷所在。而且，本發(fā)明系統(tǒng)根據(jù)移動通信系統(tǒng)分組業(yè)務(wù)協(xié)議棧的特點，對采集到的源數(shù)據(jù)進行多接口多協(xié)議層地系統(tǒng)分析，自動生成分析結(jié)果數(shù)據(jù)庫文件、相應(yīng)圖形、統(tǒng)計結(jié)果及建議診斷，提高測試分析的效率。
文檔編號H04L29/06GK1964288SQ20051011589
公開日2007年5月16日 申請日期2005年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月11日
發(fā)明者周斌, 陳潔, 梅俊蓉 申請人:大唐移動通信設(shè)備有限公司