GPRS測試儀表的實(shí)用性分析

山西移動(dòng)通信責(zé)任有限公司 郭寶


　　GPRS在全國大規(guī)模商用的同時(shí)，中國移動(dòng)集團(tuán)公司對GPRS網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行質(zhì)量現(xiàn)場測試制定了技術(shù)規(guī)范書，全國主要城市GPRS網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量現(xiàn)場檢查的主要方式是對市區(qū)重要場所進(jìn)行定點(diǎn)撥打測試，對市區(qū)道路進(jìn)行DT路測，從用戶感受的角度評估該城市的GPRS網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。根據(jù)實(shí)際測試經(jīng)驗(yàn)，本文對三種實(shí)用的GPRS測試儀表：Agilent E6474A，ANT for GPRS，MOTOROLA-MDTT進(jìn)行對比，分析其各自的優(yōu)缺點(diǎn)以及適用的范圍。
　　中國移動(dòng)集團(tuán)公司GPRS技術(shù)規(guī)范書中選用了AGILENT E6474A測試儀，技術(shù)規(guī)范書中的測試項(xiàng)目主要包括定點(diǎn)測試和DT路測。


　　定點(diǎn)測試指標(biāo)主要有以下幾方面。


　　GPRS attach測試：每個(gè)測試點(diǎn)做10次GPRS網(wǎng)絡(luò)登錄測試，記錄每次附著時(shí)間，即手機(jī)發(fā)出Attach Request信號(hào)到收到Attach Accept信令之間的時(shí)間，計(jì)算平均附著時(shí)間和附著成功率。


　　WAP測試：每個(gè)測試點(diǎn)做10次WAP網(wǎng)站登錄測試，并任意選擇10個(gè)不同頁面，進(jìn)行頁面更新測試，記錄每次PDP激活時(shí)間和WAP首頁顯示時(shí)間，計(jì)算平均PDP激活時(shí)間、PDP激活成功率、WAP平均登錄時(shí)間、WAP網(wǎng)站登錄成功率和WAP頁面刷新成功率。


　　PING測試：PING測試GGSN局域網(wǎng)內(nèi)的站點(diǎn)，PING 的包長為500B，每點(diǎn)測試10次，記錄每個(gè)測試點(diǎn)PING測試的最大和最小時(shí)延，并計(jì)算PING的平均時(shí)延和成功率。


　　FTP下載測試：從當(dāng)?shù)氐腇TP服務(wù)器下載500kB文件一次，記錄每次下載時(shí)間，并計(jì)算FTP應(yīng)用層下載速率、下載RLC層平均吞吐量和RLC層平均BLER。


　　DT測試的方式為：兩部手機(jī)同時(shí)進(jìn)行測試，一部手機(jī)連續(xù)進(jìn)行WAP接入（時(shí)間間隔約為3分鐘），WAP測試站點(diǎn)為http:\\wap.monternet.com；另一部手機(jī)進(jìn)行FTP下載測試，測試文件大小為500kB。


　　DT測試指標(biāo)主要有以下幾個(gè)。


　　WAP測試：在車輛行進(jìn)過程中，每隔3分鐘時(shí)間進(jìn)行WAP登錄測試，訪問WAP站點(diǎn)http:\\wap.monternet.com，記錄每次從發(fā)起WAP訪問請求到顯示首頁之間的時(shí)間，并計(jì)算WAP平均首頁顯示時(shí)間和WAP網(wǎng)站登錄成功率。


　　FTP測試：在車輛行進(jìn)過程中，從當(dāng)?shù)氐腇TP服務(wù)器上連續(xù)下載500kB的文件，記錄每次下載的時(shí)間，下載過程中的掉線次數(shù)、RAU次數(shù)、小區(qū)重選次數(shù)和GPRS覆蓋情況，并計(jì)算平均下載文件速率、平均RLC層吞吐量、平均RLC層BLER、平均RAU間隔時(shí)間、平均RAU間隔距離、平均小區(qū)重選間隔時(shí)間、平均小區(qū)重選間隔距離、公里覆蓋率和公里掉線比（km/次）等指標(biāo)。



一、利用Agilent E6474A測試GPRS網(wǎng)絡(luò)



　　中國移動(dòng)集團(tuán)公司指定選用了Agilent E6474A的GPRS測試軟件，其技術(shù)工程師在2002年8月至9月期間對中國移動(dòng)通信集團(tuán)公司下屬36個(gè)城市的GPRS網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了全面的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量評估測試，測試項(xiàng)符合集團(tuán)公司的各項(xiàng)要求。該軟件進(jìn)行GPRS網(wǎng)絡(luò)測試時(shí)需要以下測試儀表和附件，如表1所示。





　　筆者對Agilent E6474A在太原市進(jìn)行GPRS網(wǎng)絡(luò)測試的具體情況做一簡要說明。太原市為中型城市，定點(diǎn)測試共測試了15個(gè)測試點(diǎn)，路測部分時(shí)間為4小時(shí)/每部測試手機(jī)，WAP測試站點(diǎn)為http:\\wap.monternet.com，Ping和FTP的測試服務(wù)器由太原市提供，包括服務(wù)器IP地址、FTP用戶名稱及口令。太原市的具體測試地點(diǎn)包括西山酒店、山西大酒店、金融大廈、八一大廈華宇購物廣場、天龍購物廣場、雙塔寺、太原機(jī)場等場所；DT測試中所測路線均勻覆蓋太原市區(qū)主要街道，且無重復(fù)，包括環(huán)城高速、高架橋、市區(qū)到機(jī)場公路。測試時(shí)在市區(qū)內(nèi)保持正常行駛速度，最高速度30～50km/h。GPRS attach測試、WAP測試、PING測試、FTP下載測試等定點(diǎn)測試指標(biāo)以及DT測試指標(biāo)均符合集團(tuán)公司規(guī)范要求。測試評分結(jié)果如表2所示。


表2 太原地區(qū)GPRS相關(guān)指標(biāo)的Agilent E6474A測試評分表





　　從定點(diǎn)測試來看，Attach成功率、PDP激活成功率指標(biāo)不是很理想，筆者結(jié)合實(shí)例來說明 Agilent E6474A的數(shù)據(jù)分析功能。


　　例1：太原地區(qū)GPRS Attach成功率低，而Attach成功率是決定MS能否迅速登錄GPRS網(wǎng)絡(luò)的重要指標(biāo)。


　　測試地點(diǎn)：山西省展覽館。


　　現(xiàn)象描述：手機(jī)當(dāng)時(shí)的服務(wù)小區(qū)為：LAC=13588，CI＝4051，BCCH＝14，BSIC=44。手機(jī)能正常接收到網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的System Information Type 13消息，說明此小區(qū)是支持GPRS功能的。但是手機(jī)在進(jìn)行第1次Attach的過程中，網(wǎng)絡(luò)回應(yīng)Packet Access Reject消息，第1次Attach 失敗，第2次Attach嘗試成功。


　　原因分析：網(wǎng)絡(luò)可以向手機(jī)發(fā)送Packet Access Reject消息作為對Packet Resource Request消息的應(yīng)答，此消息中包含“Wait_Indication”域，其值賦予T3172，當(dāng)手機(jī)收到Packet Access Reject消息后，啟動(dòng)T3172，在T3172運(yùn)行期間，網(wǎng)絡(luò)不允許手機(jī)在同一小區(qū)內(nèi)再次發(fā)起分組接入嘗試。網(wǎng)絡(luò)發(fā)送Packet Access Reject的原因可能是無線資源緊張所致。


例2：太原GPRS測試中PDP激活成功率低（PDP激活成功率是衡量網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的一個(gè)基本指標(biāo)，它反映了GPRS網(wǎng)絡(luò)對于用戶手機(jī)獲取IP地址請求響應(yīng)的能力）。


　　測試地點(diǎn)：華宇購物廣場。


　　現(xiàn)象描述：手機(jī)連續(xù)發(fā)送Activate PDP Context Request消息，但是網(wǎng)絡(luò)沒有任何回應(yīng)，最終PDP激活失敗。


　　原因分析：由于無線環(huán)境差，網(wǎng)絡(luò)沒有收到手機(jī)發(fā)送的Activate PDP Context Request消息；由于無線資源緊張，網(wǎng)絡(luò)無空閑信道對手機(jī)的請求做出回應(yīng)；網(wǎng)絡(luò)收到手機(jī)的請求，但是信息在核心網(wǎng)絡(luò)各接口之間傳遞時(shí)，由于硬件工作不穩(wěn)定或協(xié)議出現(xiàn)錯(cuò)誤，造成PDP激活請求失敗。


　　例3：太原地區(qū)DT測試中WAP網(wǎng)站登錄成功率為78.75%，DT測試中的WAP登錄失敗原因與CQT測試中有相似的部分，但是因?yàn)槠溆幸苿?dòng)的特殊性，所以WAP登錄成功與否與網(wǎng)絡(luò)整體運(yùn)行質(zhì)量的好壞息息相關(guān)。影響DT測試中WAP登錄的原因分析如下。


　　獲得時(shí)隙數(shù)量較小


　　WAP登錄失敗的現(xiàn)象其中之一為登錄時(shí)間超時(shí)，從數(shù)據(jù)回放可以看到，DT測試時(shí)手機(jī)常常只能被分配一個(gè)時(shí)隙，影響了下載的速度，這其中的原因有可能是小區(qū)配置時(shí)隙數(shù)量不夠，廠家的時(shí)隙分配算法不佳或是測試時(shí)的業(yè)務(wù)量較大，服務(wù)小區(qū)無更多可用時(shí)隙。


　　高話務(wù)量或擁塞小區(qū)


　　在DT測試時(shí)，GPRS MS狀態(tài)正常，PDP也已經(jīng)被激活，但是在測試軟件的測試窗口上看不到Packet Downlink Assignment消息，可能是服務(wù)小區(qū)為高話務(wù)量或擁塞小區(qū)，測試時(shí)無可用時(shí)隙能被系統(tǒng)分配。


　　頻繁小區(qū)重選


　　在GPRS手機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，若發(fā)生一次小區(qū)重選，TBF就會(huì)關(guān)閉，信令鏈路就要重新連接，而且沒有傳完的一個(gè)RLC數(shù)據(jù)塊會(huì)被完全重傳。頻繁小區(qū)重選會(huì)引起TBF的關(guān)/開頻繁和信令鏈路多次重建，易造成WAP登錄超時(shí)。


　　PDP激活失敗


　　PDP激活失敗將直接導(dǎo)致WAP網(wǎng)站登錄失敗。DT測試中造成PDP激活失敗的可能原因有：無線環(huán)境差，手機(jī)與網(wǎng)絡(luò)之間無法建立正常的鏈路連接；無線資源緊張，網(wǎng)絡(luò)或手機(jī)無法利用空閑的信道發(fā)送必要的信息；核心網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部接口之間的協(xié)議出現(xiàn)錯(cuò)誤或接口板工作不穩(wěn)定，造成信令傳遞中丟失，引起PDP激活請求失�。粶y試中頻繁小區(qū)重選或位置/路由更新，造成PDP激活過程中信令傳遞中斷，引起PDP激活失敗。


　　Agilent E6474A測試軟件為中國移動(dòng)集團(tuán)公司GPRS測試規(guī)范中專用測試軟件，其測試功能強(qiáng)大，測試項(xiàng)符合集團(tuán)公司的各項(xiàng)要求，信令部分完整詳細(xì)、各類信令條例清晰，還附有相應(yīng)的解釋，有利于較快地發(fā)現(xiàn)故障，主要缺點(diǎn)是價(jià)格昂貴。



二、利用ANT for GPRS測試GPRS網(wǎng)絡(luò)



　　珠海萬禾ANT for GPRS 測試儀表在筆者所在部門應(yīng)用得較多，其各項(xiàng)測試滿足集團(tuán)公司測試規(guī)范，儀表界面易于理解及使用，其GPRS無線網(wǎng)絡(luò)路測系統(tǒng)配置如下。


　　網(wǎng)絡(luò)資料：自備電子地圖，帶有基站及小區(qū)參數(shù)，沒有話務(wù)其它的網(wǎng)絡(luò)資料。


　　測試儀表：SAGEM OT96 GPRS測試手機(jī)、筆記本電腦、GPS、車載充電設(shè)備、多串口卡、萬禾ANT for GPRS無線網(wǎng)絡(luò)路測軟件。


　　以下是ANT for GPRS對太原市的GPRS網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的測試情況，其測試項(xiàng)及測試方法完全按照集團(tuán)公司規(guī)范中定義的來執(zhí)行。測試結(jié)果如表3所示。








　�。ㄗⅲ篜ING測試的IP地址為211.96.225.52，多次測試均失敗，用公眾電話網(wǎng)撥號(hào)后可以實(shí)現(xiàn)PING成功，說明是GPRS網(wǎng)絡(luò)相關(guān)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題。）


　　該測試中發(fā)現(xiàn)DT測試路段有無覆蓋地段，導(dǎo)致MS數(shù)據(jù)吞吐量變?yōu)?，沒有與GPRS網(wǎng)絡(luò)的連接，但是該路段做GSM網(wǎng)絡(luò)DT測試時(shí)并沒有發(fā)現(xiàn)有無覆蓋地段，經(jīng)過分析，其原因可能是MS執(zhí)行了一次跨路由區(qū)的小區(qū)重選（在顯示圖的信令部分可以明顯的看出該MS正在做位置更新）。跟蹤當(dāng)前信令為：DL：SYSTEM INFORMATION TYPE 1


UL：LOCATION UPDATING REQUEST


UL：CHANNEL REQUEST


　　海萬禾ANT for GPRS 測試儀兼容性強(qiáng)，可同時(shí)進(jìn)行GSM、GPRS雙模對比測試，GPRS各項(xiàng)測試符合集團(tuán)公司測試規(guī)范，中文界面易于理解及使用，配合電子地圖，可以直觀了解某一地區(qū)總體的網(wǎng)絡(luò)狀況；它的缺點(diǎn)是ANT系列測試儀信令部分不準(zhǔn)確，該系列版本較多，沒有統(tǒng)一升級(jí)，同一測試文件應(yīng)用不同版本時(shí)會(huì)產(chǎn)生不同結(jié)果。



三、利用MDTT測試GPRS網(wǎng)絡(luò)



　　MOTOROLA GPRS測試軟件MDTT主要用于解碼和顯示GSM或GPRS空中接口的信息和參數(shù)，可以保存紀(jì)錄用于數(shù)據(jù)回放或數(shù)據(jù)分析。該測試儀系統(tǒng)配值為：PC、支持GPRS功能的MOTOROLA手機(jī)、GPS設(shè)備、M-PLUS硬件卡，其主要功能是：監(jiān)控服務(wù)小區(qū)和相鄰小區(qū)，顯示無線參數(shù)，監(jiān)測上、下行數(shù)據(jù)傳送、顯示LLC層參數(shù)等。對空中接口MDTT主要監(jiān)測第三層消息、RLC/MAC消息、LLC消息等信令。筆者結(jié)合太原市河西區(qū)GPRS網(wǎng)絡(luò)投訴的分析處理過程對MDTT測試情況進(jìn)一步說明。


　　投訴描述：摩托羅拉BSS覆蓋地區(qū)太原河西區(qū)有大量投訴稱GPRS手機(jī)無法完成Attach或完成Attach時(shí)間較長。經(jīng)過測試發(fā)現(xiàn)，我局優(yōu)化工程師在太原河西BSC4-1某測試基站（CI=4162）下，無法實(shí)現(xiàn)GPRS登錄。


　　從BSS-SGSN信令流程看，SGSN向BSS發(fā)送鑒權(quán)請求，而在計(jì)時(shí)器規(guī)定時(shí)間（6s）內(nèi)得不到BSS的響應(yīng)，只能繼續(xù)重發(fā)該鑒權(quán)請求，但一直沒有BSS的回應(yīng)，而導(dǎo)致Attach失敗。結(jié)合MDTT信令消息對該投訴進(jìn)行分析得到如下結(jié)論。


　　摩托羅拉的BSS并非在每次Attach過程中都會(huì)出現(xiàn)不能及時(shí)響應(yīng)SGSN的信令請求的現(xiàn)象，有時(shí)也能實(shí)現(xiàn)一次成功的響應(yīng)。


　　如果Attach完成所需時(shí)間較長，原因是因?yàn)槟ν辛_拉的BSS未能及時(shí)響應(yīng)SGSN的信令請求，導(dǎo)致SGSN的信令請求正常重發(fā)，進(jìn)而導(dǎo)致整個(gè)信令流程時(shí)間延長。


　　在Attach信令流程中，總共有SGSN發(fā)出的三種信令需要BSS做出回應(yīng)，分別為“鑒權(quán)請求”、“身份請求”、“Attach接受”。從實(shí)際信令流程中可以看到，摩托羅拉的BSS未能及時(shí)響應(yīng)的信令請求類型并不僅僅限于先前認(rèn)為的重點(diǎn)鑒權(quán)請求，同時(shí)對身份請求也時(shí)常不回應(yīng)或延遲回應(yīng)，對“Attach接受”信令延遲回應(yīng)的現(xiàn)象也出現(xiàn)過。


　　一旦BSS發(fā)生不回應(yīng)或延遲回應(yīng)的現(xiàn)象，通常我們在測試手機(jī)的記錄上常常能發(fā)現(xiàn)BSS的異常行為，如BSS向手機(jī)發(fā)送“DETACH接受(DTAC)”信息，或向手機(jī)重復(fù)發(fā)送身份請求，此異常行為多次出現(xiàn)。


　　MOTOROLA-MDTT測試儀主要用于監(jiān)測和分析第三層消息、RLC/MAC消息、LLC消息等信令，利用它可以較容易地查找具體故障點(diǎn)；其缺點(diǎn)是測試儀的測試項(xiàng)不符合中國移動(dòng)集團(tuán)公司GPRS測試規(guī)范。


　　以上三種GPRS測試儀都有各自的優(yōu)點(diǎn)及適用范圍，Agilent E6474A、ANT for GPRS


　　適用于對現(xiàn)網(wǎng)的綜合測試，有利于發(fā)現(xiàn)現(xiàn)網(wǎng)中存在的故障；MOTOROLA – MDTT適于對故障點(diǎn)的具體分析，幫助優(yōu)化人員利用其強(qiáng)大的信令消息功能來分析和處理故障。






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