基于ARM平臺的GPRS CQT測試系統(tǒng)的設計

GPRS作為中國移動據數業(yè)務的承載網，支持多種數據業(yè)務，涉及不同的網元，任何一個網元出故障都會直接影響數據業(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，將數據業(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，這種測試所得的數據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網絡運行質量現(xiàn)場測試制定了技術規(guī)范書，全國主要城市GPRS網運行質量現(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網絡質量。GPRSDT/CQT（GPRSDriveTest/ Call Quality Test）測試內容包括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網絡，采集數據，最后上送至監(jiān)控主機端的數據庫；監(jiān)控主機端包括任務管理和數據庫兩大部分，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據報告，從而生成報告，實現(xiàn)統(tǒng)一的調度和數據管理。測試終端使用的SIM卡可以是具備GPRS數據業(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網絡，亦或采用一套GPRSModem無線接入網絡；如果在CMWAP或專用APN接入，則監(jiān)控主機必須使用同網段的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、短信等測試數據，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，連同離線測試的數據一起生成幀，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)一的數據管理。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：設計了100Mbit/s以太網口，作為調試、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、數據及傳真功能，適用于短信中心、無線抄表、GPRS無線上網、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內核。為了實現(xiàn)PPP撥號等功能，在makemenuconfig配置內核的時候選擇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測試數據。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數據。

　　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測試數據。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)暫存測試數據，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據，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局域網內的站點，ping的包長為500byte，每點測試10次，F(xiàn)TP測試下載500KByte文件一次。