专利名称：一种集群系统的测试呼叫方法
技术领域：
本发明涉及一种通信系统的测试呼叫方法，尤其涉及一种集群系统的测试呼叫方法，可用于CDMA系统中。
背景技术：
CDMA2000协议中定义了一种测试呼叫马尔可夫(Markov)测试呼叫，可以由BSC和手机分别模拟人的“语音”，生成语音帧。接收方可以预测即将收到的语音帧的内容，然后和实际接收到的语音帧进行比较，从而统计出一段时间内的误帧率。马尔可夫测试呼叫可以代替真人进行“讲话”，被广泛地用于CDMA网络的容量测试和覆盖测试。
集群业务(PTT)，能提供点对多点的半双工语音呼叫。在集群系统中，根据其“一人讲话，多人收听”的特点，通过空中口的信道管理和功控模式的修改，可以很大程度增加空中接口的容量。集群系统的话务模型和CDMA20001x语音业务的话务模型有很大的区别，主要体现在同一时刻，一个组内只能有一个用户在讲话，其余用户都只能收听，即正在讲话的用户只有反向语音帧而没有前向语音帧，相反正在收听的用户只有前向语音帧而没有反向语音帧。所以如果要进行集群网络容量的测试，马尔可夫测试呼叫已不适用，现有的技术无法模拟出集群呼叫所特有的话务模型，只能采用真实的测试方法，即人工地操作手机进行“讲话”，代价庞大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种集群系统的测试呼叫方法，能够模拟移动终端申请话权，并向其它组内终端发送语音帧，接收方可以统计出误帧率、语音时延等指标，用于衡量网络质量，进行容量测试。
为了解决上述技术问题，本发明采用了下述技术方案提供一种集群系统的测试呼叫方法，包括如下步骤步骤1在网络侧增加一键通服务器，移动终端或网络侧发起集群测试呼叫；步骤2集群呼叫建立完成后，移动终端间竞争话权；
步骤3、申请到话权的移动终端(以下称发送方)开始生成数据帧；步骤4、所述的数据帧按语音帧的处理方式传送，其余移动终端(以下称接收方)接收所述数据帧并进行统计，并向一键通服务器报告统计结果；步骤5、一定时间后原有话权的移动终端释放话权，触发新一轮的话权竞争。
进一步地，所述数据帧是按照典型语音通话的模型动态生成的，所述的数据帧中填充有组装数据帧时的GPS绝对时间。
所述在步骤2后还包括步骤如果某一移动终端在话权申请过程中，收到一键通服务器发送的话权通知消息，表示其它移动终端已经申请到话权，则该移动终端终止话权申请，启动数据帧接收和统计流程。
所述的数据帧可以是以下四种中的一种全速率帧，1/2速率帧，1/4速率帧，1/8速率帧。
所述的GPS绝对时间信息可在同一数据帧中被重复发送多次。
所述申请到话权的移动终端发送的数据帧原封不动地传送到其余移动终端。
所述发起此次测试呼叫的移动终端或一键通服务器可以终止当前测试，其它移动终端只能退出测试而不能终止测试。
所述的一键通服务器显示统计结果。
所述的集群呼叫可以是单呼或组呼。
本发明能模拟移动终端申请话权，并向其它组内移动终端发送语音帧，接收方可以统计出误帧率、时延等指标，用于衡量网络质量，进行容量测试。
图1是本发明的集群系统网络结构图。
图2是移动终端发起的集群测试呼叫流程图。
图3中网络侧发起的集群测试呼叫流程图。
图4是话权申请流图。
图5是话权释放流程图。
图6是统计结果查询流程图。
具体实施例方式
如图1所示本发明的集群系统网络相对于CDMA 1X的组网，增加了新的网元PTT Server(一键通服务器)，负责集群用户的群组管理、位置管理和呼叫语音交换。本方案中，PTT Server还将作为测试呼叫的触发者，负责发起集群测试呼叫。
基于上述集群系统网络，本发明的测试呼叫方法，包括如下步骤步骤1在网络侧增加一键通服务器，移动终端或网络侧发起集群测试呼叫；步骤2集群呼叫建立完成后，移动终端间竞争话权；步骤3、申请到话权的移动终端开始生成数据帧，所述数据帧是发送数据的集群移动终端通过使用伪随机过程，按照典型语音通话的模型动态生成的，所述的数据帧中填充有组装数据帧时的GPS绝对时间；步骤4、所述的数据帧按语音帧的处理方式传送，其余移动终端接收所述数据帧并进行统计，并向一键通服务器(PTT Server)报告统计结果；步骤5、一定时间后原有话权的移动终端释放话权，触发新一轮的话权竞争。
进一步地，如图2所示，步骤1中，移动终端发起集群测试呼叫的流程包括如下步骤a、集群移动终端发送集群呼叫始呼消息，请求进行集群测试呼叫，消息中携带的业务选项为“集群测试呼叫-单呼”或“集群测试呼叫-组呼”；b、PTT Server根据移动终端始呼消息中的被叫号码，向属于该群组的其它移动终端发送集群呼叫寻呼消息，消息中携带的业务选项为“集群测试呼叫-单呼”或“集群测试呼叫-组呼”；c、PTT Server与主叫移动终端之间建立连接，用于传送数据帧。步骤c可在步骤a之后任何时候发生；d、群组内的其它移动终端接收到集群呼叫寻呼消息后，发送集群呼叫寻呼响应，并与PTTServer建立连接。如果PTT Server等待一定时间后，群组中仍有用户寻呼无响应，则PTT Server直接转到步骤e，只向已接入的移动终端发送话权空闲消息；e、所有用户都接入后，PTT Server向所有已接入的移动终端发送话权空闲消息，表示现在话权为空闲，可供申请；如图3所示步骤1中网络侧发起集群测试呼叫的流程包括如下步骤a、操作员在PTT Server上操作，通过群组号触发对该组的集群测试呼叫，PTT Server向群组内的所有移动终端发送集群呼叫寻呼消息，消息中携带的业务选项为“集群测试呼叫-单呼”或“集群测试呼叫-组呼”b、各个移动终端接收到集群呼叫寻呼消息后，发送集群呼叫寻呼响应，与PTT Server建立连接。如果PTT Server等待一定时间后，群组中仍有用户寻呼无响应，则PTT Server直接转到步骤c，只向已接入的移动终端发送话权空闲消息
c、所有用户都接入后，PTT Server向所有已接入的移动终端发送话权空闲消息，表示现在话权为空闲，可供申请；所述申请流程如下当话权空闲时，PTT Server通过话权空闲消息通知各移动终端，移动终端接收到该消息后，初始化伪随机因子，进行话权抢权，(具体地说是，随机取一个0到255之间的数，如果小于50，则申请话权，这样申请话权的几率是50/255，大概20％)，流程如下{a＝75＝16807m＝231-1＝2147483647RNG＝当前GPS时间(以帧为单位)RNG＝(RNG＾ESN)&0x7FFFFFFFRNG＝(RNG*a)mod mRNG＝(RNG*a)mod mRNG＝(RNG*a)mod mRNG＝(RNG*a)mod myn＝(RNG＞＞7)&0xFFif(yn≤50)发送话权申请消息endif}以上算法中，ESN(Electronic Serial Number)为移动终端的电子序列号。
如果发送话权申请消息的条件不满足，或者PTT Server拒绝本次话权的申请，移动终端每隔一段时间(500ms到1000ms之间的随机值)，重新进行一次判决，判决方法如下{a＝75＝16807m＝231-1＝2147483647RNG＝(RNG*a)mod myn＝(RNG＞＞7)&0xFFif(yn≤50)
发送话权申请消息endif}发送话权申请消息后，如果移动终端接收到PTT Server发送的话权授予消息，则移动终端启动数据帧生成和发送流程。
如果话权申请过程中，移动终端接收到PTT Server发送的话权通知消息，表示其它移动终端已经申请到话权，则移动终端终止话权申请判决，启动数据帧接收和统计流程。
移动终端申请到话权后，最长通话时间为1分钟，即最长3000帧之后，移动终端发送话权释放消息，释放话权。
如图4所示步骤2中移动终端竞争话权的流程包括如下步骤a、连接态下，移动终端向PTT Server发送话权申请消息b、如果当前话权空闲，PTT Server向该移动终端发送话权授予消息，此时该移动终端反向通道打开，可以向上发送数据帧，否则PTT Server向该移动终端发送话权拒绝消息；c、PTT Server向组内其它已接入移动终端发送话权通知消息，通知其目前已申请到话权的终端标识，接受到话权通知消息后，移动终端开始接收数据帧并进行统计。
如图5所示，步骤5中移动终端释放话权的流程包括如下步骤a、连接态下，拥有话权的移动终端向PTT Server发送话权释放消息；b、PTT Server收回话权，向组内所有已接入移动终端发送话权空闲消息；如果需要，PTTServer可以主动发送话权空闲消息，回收话权，这种情况下不需要有消息a；c、移动终端向PTT Server发送测试结果报告消息，报告此轮测试的统计结果。
进一步地，所述步骤3中数据帧的特征如下1、复用选项集群测试呼叫支持复用选项MO(Multiplex Options)0x01和0x02，移动终端每20ms生成一帧数据帧，生成的数据帧可以是全速率、1/2速率、1/4速率、1/8速率中的一种，每种数据帧所包含的比特数如下表所示
2、数据帧填充集群测试呼叫中，移动终端发送方使用GPS时间来填充数据帧，GPS时间是以毫秒(ms)为单位的当前GPS绝对时间，GPS时间有效位过长，所以只取低16位或低24位作为填充的信息。为了给接收方提供判断是否误帧的依据，GPS时间在同一帧内至少被重复发送两遍，根据不同的速率，数据帧的填充方式如下表。
复用选项为0x01，数据帧的填充方式
复用选项为0x02，数据帧的填充方式
如果发送数据帧的时候，某一20ms时刻，移动终端上层协议栈要求发送其它层3信令，则移动终端停止本轮数据帧的发送。
3、速率决定集群测试呼叫中，移动终端发送方使用伪随机序列来决定数据帧的类型，即采用全速率、1/2速率、1/4速率或是1/8速率来发送数据帧。
根据移动终端当前速率R(n)和前一数据帧的速率R(n-1)，可以将移动终端分成如下表所示的16个状态。每个状态只能迁移到某四个状态中的一个，如，状态0只能迁移到状态0，1，2和3，状态1只能迁移到状态4，5，6和7。如果第n-1个数据帧的状态S(n-1)为k，那么第n个数据帧的状态S(n)满足下列式子S(n)∈{(4×k)mod 16，(4×k+1)mod 16，(4×k+2)mod 16，(4×k+3)mod 16}如果状态S(n)确定，那么对应的速率为R(n)=12(S(n)mod4)]]>
移动终端接收到话权授予消息后，初始化伪随机因子(RND，Random Number Generator)，方法如下{a＝75＝16807
m＝231-1＝2147483647RNG＝当前GPS时间(以帧为单位)RNG＝(RNG＾0x2AAAAAAA)&0x7FFFFFFFRNG＝(RNG*a)mod mRNG＝(RNG*a)mod mRNG＝(RNG*a)mod mRNG＝(RNG*a)mod mS(0)＝15}之后移动终端每20ms使用当前的RNG，按下列方法进行一次计算，决定速率，并填充数据帧发送。
{a＝75＝16807m＝231-1＝2147483647RNG＝(RNG*a)mod mzn＝(RNG＞＞7)&0x7FFFif(zn＜A1)S(n)＝(4*s(n-1)+3)mod 16elseif(A1≤zn＜B1)S(n)＝(4*s(n-1)+2)mod 16elseif(B1≤zn＜C1)S(n)＝(4*s(n-1)+1)mod 16elseif(zn≥C1)S(n)＝(4*s(n-1))mod 16endif}下表为移动终端状态迁移的概率分布，S(n-1)为当前状态，A1，A2和A3是状态迁移概率的边界值，这些迁移概率能近似模拟出人的典型通话模型。
进一步地，所述步骤4中移动终端对所述数据帧进行统计的方法如下1、发送方数据帧统计移动终端接收到话权授予消息后，开始启动数据帧生成流程，同时对生成的数据帧进行统计。
其中，CT_T1为发送方发送的全速率数据帧的数目；CT_T2为发送方发送的1/2速率数据帧的数目；CT_T4为发送方发送的1/4速率数据帧的数目；CT_T8为发送方发送的1/8速率数据帧的数目。
2、接收方数据帧统计移动终端接收到话权通知消息后，开始接收数据帧，同时对接收到的数据帧进行统计。除了1/8速率的数据帧，GPS时间至少会在数据帧中发送两遍，接收方解出这些字段的值，如果内容都相同，且填充比特的值(如果有)也正确，则可认为数据帧正确，否则为误帧。
其中，CT_R1为接收方接收的全速率正确帧的数目；CT_R1_ERR为接收方接收的全速率误码帧的数目；CT_R2为接收方接收的1/2速率正确帧的数目；CT_R2_ERR为接收方接收的1/2速率误码帧的数目；CT_R4为接收方接收的1/4速率正确帧的数目；CT_R4_ERR为接收方接收的1/4速率误码帧的数目；CT_R8为接收方接收的1/8速率正确帧的数目；CT_R8_ERR为接收方接收的1/8速率误码帧的数目。
如果接收到的数据帧为全速率、1/2速率或1/4速率，接收方确认数据帧正确后，解出该数据帧中包含的GPS时间，使用当前的GPS绝对时间(GPScur)，减去该数据帧的发送GPS时间(GPSsnd)，就为该帧的传输时延。
1/4速率帧的时延计算公式{if(GPScur≤GPSsnd)Delay(n)＝GPScur+216-GPSsndelseifDelay(n)＝GPScur-GPSsndendif
}1/2速率和全速率帧的时延计算公式{if(GPScur≤GPSsnd)Delay(n)＝GPScur+224-GPSsndelseifDelay(n)＝GPScur-GPSsndendif}一次通话过程中(即某一个移动终端申请到话权到其释放话权的过程)，接收方统计各个数据帧的传输时延，并根据以下公式，计算得出各种速率数据帧的平均时延和抖动Delay‾=1NΣi=1NDelayi]]>RMS(Delay‾)=Σi=1N(Delayi-Delay‾)2N-1]]>所述PTT Server负责进行各次通话过程的测试数据的收集和显示。
话权释放后，PTT Server向各个移动终端发送话权释放消息；接收到该消息后，各移动终端通过测试结果报告消息上报本次通话过程的统计结果。
进一步地，如果需要，一键通服务器可以主动向移动终端查询统计结果，方法是PTTServer向移动终端发送测试结果请求消息，消息中携带所查询通话过程的ID号(话权ID移动终端申请到话权后，PTT Server为本次通话分配一个ID，通知到各个移动终端，之后这个ID被用来标识本次通话过程)，移动终端根据话权ID，通过测试结果报告消息上报此次通话过程的统计结果。如果移动终端的测试结果已丢失，或者话权释放消息或测试结果请求消息中的话权ID非法，移动终端发送测试结果错误消息。
如图6所示，其消息交互流程包括如下步骤a、PTT Server向移动终端发送测试结果请求消息；b、移动终端报告测试的统计结果。
本发明的消息格式如下1、话权空闲
MSG_TYPE消息类型ID2、话权申请
MSG_TYPE消息类型ID3、话权授予
MSG_TYPE消息类型IDFLOOR_ID话权ID，由PTT Server分配，标识一次话权申请并通话的过程4、话权通知
MSG_TYPE消息类型IDFLOOR_ID话权ID，由PTT Server分配，标识一次话权申请并通话的过程GRANTED_NUM_LEN获取话权用户的号码标识的长度GRANTED_NUM获取话权用户的号码标识5、话权释放
MSG_TYPE消息类型ID
FLOOR_ID话权ID，与本次通话中话权授予或话权通知消息中的FLOOR_ID一致6、测试结果请求
MSG_TYPE消息类型IDFLOOR_ID话权ID，与话权授予或话权通知消息中的FLOOR_ID一致，表示对此次通话测试结果的查询7、测试结果报告
如果CONV_MODE＝0
如果CONV_MODE＝1
MSG_TYPE消息类型IDFLOOR_ID话权ID，与话权空闲或测试结果请求消息中的FLOOR_ID一致，表示对此次通话测试结果的报告CONV_MODE通话模式，0表示发送方，1表示接收方CT_T1发送方发送的全速率数据帧的数目CT_T2发送方发送的1/2速率数据帧的数目CT_T4发送方发送的1/4速率数据帧的数目CT_T8发送方发送的1/8速率数据帧的数目CT_R1接收方接收的全速率正确帧的数目CT_R1_ERR接收方接收的全速率误码帧的数目CT_R1_DELAY全速率帧的时延，单位为毫秒CT_R1_JITTER全速率帧的抖动，单位为毫秒CT_R2接收方接收的1/2速率正确帧的数目CT_R2_ERR接收方接收的1/2速率误码帧的数目CT_R2_DELAY1/2速率帧的时延，单位为毫秒CT_R2_JITTER1/2速率帧的抖动，单位为毫秒CT_R4接收方接收的1/4速率正确帧的数目CT_R4_ERR接收方接收的1/4速率误码帧的数目CT_R4_DELAY1/4速率帧的时延，单位为毫秒CT_4_JITTER1/4速率帧的抖动，单位为毫秒CT_R8接收方接收的1/8速率正确帧的数目
CT_R8_ERR接收方接收的1/8速率误码帧的数目CT_RALL_DELAY所有全速率帧、1/2速率帧和1/4速率帧的时延，单位为毫秒CT_RALL_JITTER所有全速率帧、1/2速率帧和1/4速率帧的抖动，单位为毫秒8、测试结果错误
MSG_TYPE消息类型IDFLOOR_ID话权ID，与话权空闲或测试结果请求消息中的FLOOR_ID一致。
权利要求
1.一种集群系统的测试呼叫方法，其特征在于，包括如下步骤步骤1在网络侧增加一键通服务器，移动终端或网络侧发起集群测试呼叫；步骤2集群呼叫建立完成后，移动终端间竞争话权；步骤3、申请到话权的移动终端开始生成数据帧；步骤4、所述的数据帧按语音帧的处理方式传送，其余移动终端接收所述数据帧并进行统计，并向一键通服务器报告统计结果；步骤5、一定时间后原有话权的移动终端释放话权，触发新一轮的话权竞争。
2.根据权利要求1所述的集群系统的测试呼叫方法，其特征在于，所述数据帧是按照典型语音通话的模型动态生成的，所述的数据帧中填充有组装数据帧时的GPS绝对时间。
3.根据权利要求1所述的集群系统的测试呼叫方法，其特征在于，在步骤2后还包括步骤如果某一移动终端在话权申请过程中，收到一键通服务器发送的话权通知消息，表示其它移动终端已经申请到话权，则该移动终端终止话权申请，启动数据帧接收和统计流程。
4.根据权利要求1所述的集群系统的测试呼叫方法，其特征在于，所述的数据帧可以是以下四种中的一种全速率帧，1/2速率帧，1/4速率帧，1/8速率帧。
5.根据权利要求1所述的集群系统的测试呼叫方法，其特征在于，所述的数据帧是发送数据的移动终端使用伪随机过程生成的。
6.根据权利要求1所述的集群系统的测试呼叫方法，其特征在于，步骤1中，移动终端发起集群测试呼叫的流程包括如下步骤a、集群移动终端发送集群呼叫始呼消息，请求进行集群测试呼叫，消息中携带的业务选项为“集群测试呼叫-单呼”或“集群测试呼叫-组呼”；b、PTT Server根据移动终端始呼消息中的被叫号码，向属于该群组的其它移动终端发送集群呼叫寻呼消息，消息中携带的业务选项为“集群测试呼叫-单呼”或“集群测试呼叫-组呼”；c、PTT Server与主叫移动终端之间建立连接，用于传送数据帧。步骤c可在步骤a之后任何时候发生；d、群组内的其它移动终端接收到集群呼叫寻呼消息后，发送集群呼叫寻呼响应，并与PTTServer建立连接，如果PTT Server等待一定时间后，群组中仍有用户寻呼无响应，则PTT Server直接转到步骤e，只向已接入的移动终端发送话权空闲消息；e、所有用户都接入后，PTT Server向所有已接入的移动终端发送话权空闲消息，表示现在话权为空闲，可供申请。
7.根据权利要求1所述的集群系统的测试呼叫方法，其特征在于，步骤1中网络侧发起集群测试呼叫的流程包括如下步骤a、操作员在PTT Server上操作，通过群组号触发对该组的集群测试呼叫，PTT Server向群组内的所有移动终端发送集群呼叫寻呼消息，消息中携带的业务选项为“集群测试呼叫-单呼”或“集群测试呼叫-组呼”；b、各个移动终端接收到集群呼叫寻呼消息后，发送集群呼叫寻呼响应，与PTT Server建立连接。如果PTT Server等待一定时间后，群组中仍有用户寻呼无响应，则PTT Server直接转到步骤c，只向已接入的移动终端发送话权空闲消息；c、所有用户都接入后，PTT Server向所有已接入的移动终端发送话权空闲消息，表示现在话权为空闲，可供申请。
8.根据权利要求1所述的集群系统的测试呼叫方法，其特征在于，所述步骤2中移动终端竞争话权的流程包括如下步骤a、连接态下，移动终端向PTT Server发送话权申请消息；b、如果当前话权空闲，PTT Server向该移动终端发送话权授予消息，此时该移动终端反向通道打开，可以向上发送数据帧，否则PTT Server向该移动终端发送话权拒绝消息；c、PTT Server向组内其它已接入移动终端发送话权通知消息，通知其目前已申请到话权的终端标识，接受到话权通知消息后，移动终端开始接收数据帧并进行统计。
9.根据权利要求1所述的集群系统的测试呼叫方法，其特征在于，所述步骤5中移动终端释放话权的流程包括如下步骤a、连接态下，拥有话权的移动终端向PTT Server发送话权释放消息；b、PTT Server收回话权，向组内所有已接入移动终端发送话权空闲消息；如果需要，PTTServer可以主动发送话权空闲消息，回收话权，这种情况下不需要有消息a；c、移动终端向PTT Server发送测试结果报告消息，报告此轮测试的统计结果。
10.根据权利要求1所述的集群系统的测试呼叫方法，其特征在于，还包括步骤6如果需要，一键通服务器可以主动向移动终端查询统计结果；其流程是PTT Server向移动终端发送测试结果请求消息，消息中携带所查询通话过程的ID号；移动终端根据话权ID，通过测试结果报告消息上报此次通话过程的统计结果；如果移动终端的测试结果已丢失，或者话权释放消息或测试结果请求消息中的话权ID非法，移动终端发送测试结果错误消息。
11.根据权利要求1所述的集群系统的测试呼叫方法，其特征在于，所述的进行统计包括判断是否误帧，计算平均时延及抖动。
12.根据权利要求2所述的集群系统的测试呼叫方法，其特征在于，GPS绝对时间至少会在数据帧中发送两遍，接收数据的移动终端解出这些字段的值，如果内容都相同，且填充比特的值也正确，则可认为数据帧正确，否则为误帧。
13.根据权利要求12所述的集群系统的测试呼叫方法，其特征在于，当确认数据帧正确后，解出该数据帧中包含的GPS时间，使用当前的GPS绝对时间，减去该数据帧的发送GPS时间，就为该帧的传输时延。
14.根据权利要求13所述的集群系统的测试呼叫方法，其特征在于，所述各种速率数据帧的平均时延为Delay‾=1NΣi=1NDelayi,]]>其中delayi是指单个数据帧的传输时延。
15.根据权利要求14所述的集群系统的测试呼叫方法，其特征在于，所述各种速率数据帧的抖动为RMS(Delay‾)=Σi=1N(Delayi-Delay‾)2N-1.]]>
16.根据权利要求1所述的集群系统的测试呼叫方法，其特征在于，还包括步骤一键通服务器显示统计结果。
全文摘要
本发明提供一种基于CDMA的集群系统的测试呼叫方法，包括如下步骤步骤1在网络侧增加一键通服务器，移动终端或网络侧发起集群测试呼叫；步骤2集群呼叫建立完成后，移动终端间竞争话权；步骤3申请到话权的移动终端开始生成数据帧；步骤4所述的数据帧按语音帧的处理方式传送，其余移动终端接收所述数据帧并进行统计，并向一键通服务器报告统计结果；步骤5一定时间后原有话权的移动终端释放话权，触发新一轮的话权竞争。本发明能模拟移动终端申请话权，并向其它组内移动终端发送语音帧，接收方可以统计出误帧率、时延等指标，用于衡量网络质量，进行容量测试。
文档编号H04W84/08GK1805584SQ200610033170
公开日2006年7月19日 申请日期2006年1月18日 优先权日2006年1月18日
发明者张剑晖 申请人:华为技术有限公司