一种多用户测试方法及装置与流程

本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种多用户测试方法及装置。

背景技术：

伴随着万物信息化以及物联网的大发展，“智慧城市”、“智慧医疗”、“中国制造-2025”等概念陆续提出，以低成本、低功耗、大连接技术实现物联网，成为通信发展核心方向；5g的三大核心场景“低功耗大连接”明确要求完成单个基站20mhz带宽下支持一百万个以上的用户连接；因此，对于5g低功耗大连接场景(5gmmtc)，一个典型需求是如何完成百万连接测试，并确认测试效果。

传统的多用户模拟器，通常最大支持1000个左右用户，如果要支持10万甚至百万级别，则需要花费高昂代价进行定制。目前针对大连接多用户测试，常规的方案包括以下实现步骤：

如图1所示，在室内测试时，通常通过信号发生器代替用户模拟器实现用户模拟；如图2所示，在室外测试中，则需要设计真实的单用户终端或多用户终端。

信号发生器通常采用内置存储波形信号，然后根据设置的频点将信号发送出去，属于单向设备，不能支持基于帧粒度的交互。

多用户终端通常是在单用户基础上进行改造；将硬件处理单元进行多个复制，软件则进行协议栈改造，实现多个用户并发交互；实现代价很高，而且扩展性较差。

技术实现要素：

本申请提供一种多用户测试方法及装置，用以解决现有技术多用户测试，实现代价很高而且扩展性较差的技术问题。

第一方面，本申请提供一种多用户测试方法，该方法包括：

根据传输条件和测试需求，确定信道参数；

利用所述信道参数得到由于基础波形进行拼接形成的多种波形组合的多用户波形；其中，所述基础波形由单用户波形基于不同的无线电调制信号存储方式划分得到；

基于所述信道参数对所述多用户波形进行处理生成模拟经过真实信道的多个用户波形；

将所述多个用户波形发送到基站设备进行多用户测试。

在一种可能的实施方式中，所述信道参数包括所述基站设备的下行信号的信号强度指示rssi、参考信号的功率与信噪比，则利用所述信道参数得到由于基础波形进行拼接形成的多种波形组合的多用户波形包括：

根据所述rssi、参考信号的功率与信噪比进行误包率bler、信噪比换算，获得所述基站设备在下一个时间间隔应当发送的有效用户数量以及发送的包信号等级；

根据所述有效用户数量和所述包信号等级确定基础波形进行拼接的波形配置；

根据所述波形配置将基础波形进行拼接形成多种波形组合的多用户波形。

在一种可能的实施方式中，基于所述信道参数对所述多用户波形进行处理生成模拟经过真实信道的多个用户波形包括：

根据所述信道参数对每个用户波形进行时间偏移、信号频率偏差或信号功率调整中的一种或多种，得到调整后的用户波形；

利用选择的信道模型对所述调整后的用户波形进行处理，生成模拟经过真实信道的多个用户波形。

在一种可能的实施方式中，根据所述波形配置将基础波形进行拼接形成多种波形组合的多用户波形，包括：

将所述基础波形分别顺序循环方式进行组合形成用户波形；或者

离线加载新的波形组合的用户波形。

在一种可能的实施方式中，根据所述波形配置将基础波形进行拼接形成多种波形组合的多用户波形，包括：

如果多个用户占用相同的时频资源，则离线生成多个用户中每个用户所对应的用户波形，并将所述多个用户对应的用户波形叠加，形成非正交的所述多用户波形。

第二方面，本申请提供一种多用户测试装置，该装置包括：

确定模块，用于根据传输条件和测试需求，确定信道参数；

用户波形生成模块，利用所述信道参数得到由于基础波形进行拼接形成的多种波形组合的多用户波形；其中，所述基础波形由单用户波形基于不同的无线电调制信号存储方式划分得到；

模拟模块，用于基于所述信道参数对所述多用户波形进行处理生成模拟经过真实信道的多个用户波形；

发送模块，用于将所述多个用户波形发送到基站设备进行多用户测试。

在一种可能的实施方式中，所述信道参数包括所述基站设备的下行信号的信号强度指示rssi、参考信号的功率与信噪比，所述用户波形生成模块具体用于根据所述rssi、参考信号的功率与信噪比进行误包率bler、信噪比换算，获得所述基站设备在下一个时间间隔应当发送的有效用户数量以及发送的包信号等级；根据所述有效用户数量和所述包信号等级确定基础波形进行拼接的波形配置；根据所述波形配置将基础波形进行拼接形成多种波形组合的多用户波形。

在一种可能的实施方式中，所述模拟模块具体用于根据所述信道参数对每个用户波形进行时间偏移、信号频率偏差或信号功率调整中的一种或多种，得到调整后的用户波形；利用选择的信道模型对所述调整后的用户波形进行处理，生成模拟经过真实信道的多个用户波形。

在一种可能的实施方式中，所述用户波形生成模块还用于将所述基础波形分别顺序循环方式进行组合形成用户波形；或者离线加载新的波形组合的用户波形。

在一种可能的实施方式中，如果多个用户占用相同的时频资源，所述用户波形生成模块还用于离线生成多个用户中每个用户所对应的用户波形，并将所述多个用户对应的用户波形叠加，形成非正交的所述多用户波形。

第三方面，本申请提供一种计算设备，该计算设备包括：

至少一个处理器，以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器、通信接口；

其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述至少一个处理器通过执行所述存储器存储的指令，利用所述通信接口执行第一方面任意一种可能的实施方式中所述的方法。

第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，当所述计算机指令在计算机上运行时，使得计算机执行第一方面任意一种可能的实施方式中所述的方法。

本申请有益效果如下：

本申请实施例提供一种简易的多用户大连接测试方法及装置，通过简单的组合波形发送实现多用户模拟。本申请实施例所提供的方法和装置实现成本低、测试方法简单，能够满足5g低功耗大连接测试规范要求。

附图说明

图1为现有技术中进行多用户测试的室内测试系统结构示意图；

图2为现有技术中进行多用户测试的室外测试系统结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种多用户测试方法的流程图；

图4为利用本申请实施例提供的方法进行多用户测试时的示意图；

图5为本申请实施例提供的用户波形基础构成示意图；

图6为本申请实施例提供的一种多用户测试装置的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的多用户交互系统结构示意图；

图8为本申请实施例提供的方法实现多台设备并联或级联测试的示意图；

图9为本申请实施例提供的计算设备的结构示意图。

具体实施方式

现有技术对基站进行多用户测试时，多用户终端通常是在单用户基础上进行改造；将硬件处理单元进行多个复制，软件则进行协议栈改造，实现多个用户并发交互；所以存在实现代价很高，而且扩展性较差的技术问题。

基于上述现有技术的问题，本申请实施例提供一种简易的多用户大连接测试方法及装置，通过简单的组合波形发送实现多用户模拟。本申请实施例所提供的方法实现成本低、测试方法简单，能够满足5g低功耗大连接测试规范要求。

以下结合附图和具体的应用场景对本申请实施例所提供的方法和装置做进一步详细的说明：

实施例一

以下结合说明书附图3对本申请实施例所提供的一种多用户测试方法做进一步详细的说明，该方法具体实现方式可以包括以下步骤：

步骤101，根据传输条件和测试需求，确定信道参数；

在本申请实施例中，该方法可以应用于多用户模拟装置中，为了确定信道参数该多用户模拟装置可以连续接收被测对象(例如5g基站)的下行信号，并获取接收到的下行信号对应的信号强度指示(receivedsignalstrengthindication，rssi)；当为lte或5g此类包含帧结构的通信系统，则按照帧间隔周期(例如lte的10ms)，获得参考信号的功率与信噪比。

进一步，可以通过获得的信噪比和功率确定信道参数中的：时延、频偏和多径等参数。

步骤102，利用所述信道参数得到由于基础波形进行拼接形成的多种波形组合的多用户波形；其中，所述基础波形由单用户波形基于不同的无线电调制信号存储方式划分得到；

在本申请实施例中，当多用户模拟装置获得信号强度后，将进行误包率(blockerrorrate，bler)、信噪比换算，获得在下一个时间间隔(等效于帧的概念)应当发送的有效用户数量以及对应的发送包信号等级，从而明确发送用户数量以及对应的波形配置；其中，波形配置由发送包信号等级确定。则对应的所述利用所述信道参数对所述基础波形进行拼接形成多种波形组合的多用户波形包括：

根据所述rssi、参考信号的功率与信噪比进行误包率、信噪比换算，获得所述基站设备在下一个时间间隔应当发送的有效用户数量以及发送的包信号等级；

根据所述有效用户数量和所述包信号等级确定基础波形进行拼接的波形配置；

根据所述波形配置将基础波形进行拼接形成多种波形组合的多用户波形。

在本申请实施例中，基础波形可以包括用户信息波形、用户时间戳波形、用户内容波形以及校验波形等，上述基础波形都是依据无线电调制信号存储方式对用户波形进行划分得到的。射频单元只需要按照这种波形文件存储的内容，按照格式定义顺序调制到iq基带上，即可发送出去。通常波形存储格式采用标准的iq各16bit或8bit采样点，按照固定的采样率存储，射频器件等效于一个da转换器，每个采样周期获取一个波形文件内的采样点数据，并按照iq调制方式转换为电磁波发送出去。

基于上述基础波形的种类，如果要形成一个单用户确认要发送的用户波形，则可以是将选取对应的用户信息波形，用户时间戳波形、以及随机的用户内容波形，并针对选取的波形生成校验字段(典型为crc校验)，并映射为具体波形序列。本申请实施例中，在波形序列指示了用户波形中所包括的基础波形的种类，在基于种类的基础上进行各种排列组合后则可以形成各种各样的用户波形。

在该实施例中，用户波形是一个完整波形。例如单个用户可以包含两个字段，每个字段用2⁸，则等效存储2*2⁸以上的用户波形情形；如果用户的两个字段都可以用一个波形表示，则实际可以表示2¹⁶种情形。

步骤103，基于所述信道参数对所述多用户波形进行处理生成模拟经过真实信道的多个用户波形；

为了形成简单的双向交互和误码率方案设计，本申请实施例中的用户模拟装置还可以将根据本次的信号强度以及之前的接收信号特征，配置用户的信道特征，包括信号频率偏差(频偏)、时间偏移(时偏)、信号功率(路损)以及用户经过的信道模型；实现步骤可以是：根据所述信道参数对每个用户波形进行时间偏移、信号频率偏差或信号功率调整中的一种或多种，得到调整后的用户波形；利用选择的信道模型对所述调整后的用户波形进行处理，生成模拟经过真实信道的多个用户波形。

对每个单用用户波形进行信道处理的具体实现方式可以是：首先进行频偏处理，等效于对用户波形乘以一个等差相位的恒幅度复数序列；然后完成时偏配置，等效于在用户波形序列前添加设定时间长度的全0序列；其次配置用户路损，等效于对用户波形序列乘以固定幅度值；最后对序列进行信道模型配置，等效于将用户波形序列与选取的信道序列进行卷积。通过上述用户波形处理后，将得到模拟经过真实信道的用户波形。

上述对用户波形的处理是针对单用户的，对应本申请实施例所需要的多用户波形，则可以将上述形成的单用户波形进行直接相加得到。

步骤104，将所述多个用户波形发送到基站设备进行多用户测试。

流程如图4所示，本申请实施例所提供的方案，可以统一生成发射配置后，基于发射配置确定多用户测试对应的用户数量，然后基于用户数量确定需要形成的单用户波形，然后同时针对单用进行逆处理，从而得到由单用户叠加组合形成的多用户波形。

本申请实施例所提供方案相对于传统的固定波形信号发生器，本申请实施例提供的方案根据测试需求，将原始的固定波形进行信道处理，并对处理完成的多个波形进行任意组合，形成海量的用户信息。从而实现成本低、测试方法简单，能够满足5g低功耗大连接测试规范要求。

可选的，为了实现用户波形的多样性以及使得模拟得到的用户波形更接近通过真实场景的波形，本申请实施例对于波形组合的实现方案，可以按照如下方式完成：

在本申请实施例中，可以将用户波形拆解为4种基本构成的基础波形：1、用户信息波形(用户波形基础构成如图5所示)；2、用户时间戳波形；3、用户内容波形；4、用于校验的波形，然后各个波形之间最大化复用和组合。

当上述4种基础波形进行随机组合时，就能形成组合爆炸的效果，即总组合数量变为2³²×2³²×…2⁸的效果。

因为用户信息波形可以存储2⁸种波形，然后用户时间戳波形也可以存储2⁸种波形，基于本申请实施例中所指出的4种基础波形情况，则用户波形内容可以存储2～4*2⁸种，校验波形则是2⁴，这样就能够基于用户波形的拼接方式大致达到2³²次组合，不用一次存储2¹⁰，从而减少了资源消耗。

例如，为表示百万用户，需要2²⁰个用户波形数据，实际中需要20bit表示，对应的波形文件将需要2²⁰个，这需要较大的存储量。

但是，通过将波形拆解后，可以发现：用户包时间戳与用户id可以共用波形，因此可以只存储2⁸种基础用户id波形，时间戳同样存储2⁸种；而利用用户包时间戳和用户id戳进行组合复用，这样最大可以达到2¹⁶种组合。如果结合其它复用方式，很容易达到最大2²⁰种组合。

另外扩大波形组合样本的方法，是进行动态更新波形组合，例如在每次通过拼接形成新的用户波形后，将该用户波形拼接组合的方式作为一个组合样本进行保存，从而达到扩大组合样本的目的(根据所述波形配置将基础波形进行拼接形成多种波形组合的多用户波形)。具体实现方式如下：

(1)将所述基础波形分别顺序循环方式进行组合形成用户波形；

顺序循环发送方式选取波形；例如用户id采取顺序编号方式，时间戳也采取顺序编号方式。按照编号顺序选择用户id波形和时间戳波形，然后将选择波形进行组合得到用户波形。

(2)离线加载新的波形组合的用户波形；

当用户波形在发送当前2⁸组用户波形时，可以离线加载新的用户波形，并在发送完毕后，完成波形更新，从而最终形成完全的随机百万用户加载。

其中，离线波形更新的具体实现方式可以是：

多用户发送过程启动后，判断帧定时同步是否到达，如果没有达到，则继续等待；如果到达，则判断所有用户波形遍历是否完成，如果完成，则更新波形文件组，生成新多用户波形并发送；如果遍历没完成，则生成多用户波形并发送。

可选的，考虑到非正交多址的场景，即多个用户占用相同的时频资源场景，可以将这种情况按照单个用户对待，则根据所述波形配置将基础波形进行拼接形成多种波形组合的多用户波形，可以是：

如果多个用户占用相同的时频资源，则离线生成多个用户中每个用户所对应的用户波形，并将所述多个用户对应的用户波形叠加，形成非正交的所述多用户波形。然后继续通过组合波形非正交波形传输。

此外，可以将存储的波形修改为波形组波形，即一个波形包含多个用户组合内容，然后这个用户组内容按照统一的方式进行频偏、时偏、路损、信道；但由于本设备支持包含多个用户组，所以实际最终的波形发送包含了多种频偏、时偏、路损、信道的多用户波形；从而形成规模更大的交互多用户波形。

本申请实施例所提供的方法根据接收信道状况(传输条件和测试需求)，选择每个用户需要发送的波形组合，并添加时偏、频偏、路损以及信道情况，另外还基于功率和接收同步情况，设定用户波形配置，实现用户波形的随机组合，从而模拟出交互效果；从而最大限度的模拟信号经过真是场景所形成的波形，使得多用户测试所得到的结果更为符合实际场景需要，更为准确。

针对单个波形存储非正交波形和多用户组波形，并作为统一的用户组参与波形合并，形成更大规模的用户测试样本，使得测试能够满足更多场景需求。

实施例二

如图6所示，基于同一发明构思本申请还提供一种多用户测试装置，该装置具体包括：

确定模块601，用于根据传输条件和测试需求，确定信道参数；

用户波形生成模块602，利用所述信道参数得到由于基础波形进行拼接形成的多种波形组合的多用户波形；其中，所述基础波形由单用户波形基于不同的无线电调制信号存储方式划分得到，并且所述基础波形包括：用户信息波形、用户时间戳波形、用户内容波形以及校验波形；

模拟模块603，用于基于所述信道参数对所述多用户波形进行处理生成模拟经过真实信道的多个用户波形；

发送模块604，用于将所述多个用户波形发送到基站设备进行多用户测试。

可选的，当信道参数包括所述基站设备的下行信号的信号强度指示rssi、参考信号的功率与信噪比，则用户波形生成模块602具体用于根据所述rssi、参考信号的功率与信噪比进行误包率、信噪比换算，获得所述基站设备在下一个时间间隔应当发送的有效用户数量以及发送的包信号等级；根据所述有效用户数量和所述包信号等级确定基础波形进行拼接的波形配置；根据所述波形配置将基础波形进行拼接形成多种波形组合的多用户波形。

可选的，模拟模块603具体用于根据所述信道参数对每个用户波形进行时间偏移、信号频率偏差或信号功率调整中的一种或多种，得到调整后的用户波形；利用选择的信道模型对所述调整后的用户波形进行处理，生成模拟经过真实信道的多个用户波形。

可选的，用户波形生成模块602还用于将所述基础波形分别顺序循环方式进行组合形成用户波形；或者离线加载新的波形组合的用户波形。

可选的，如果多个用户占用相同的时频资源，所述用户波形生成模块602还用于离线生成多个用户中每个用户所对应的用户波形，并将所述多个用户对应的用户波形叠加，形成非正交的所述多用户波形。

基于上述方案，如果采用实体结构实现本申请实施例所提供的测试装置可以是：

可选的，多用户模拟装置在获得多用户波形后，将在规定的时间点发送该信号。由于发射多用户波形和计算多用户序列可以并行或者流水操作，为提高效率，可以通过独立的接收模块，独立的序列计算模块和独立的射频发射模块，形成实时的多用户交互系统(具体结果如图7所示)。

现有技术中，当单个多用户模拟装置模拟用户数量受限时，通常会采用多个终端设备级联，但存在一个关键性的问题：如何保持多个设备间的同步。传统的仪表是采用类似菊花链的形式，将同步信号通过不同仪表间进行串接，即一个仪表既接收同步，又将该同步信号传播到下一级。由于采用这种串接形式会产生同步偏差累积，因此多级级联后同步基点将逐步偏离。所以，通常仪表设备级联数限制在4级以内。

而考虑到大连接测试，必然需要多台设备并联或级联测试的情况(如图8所示)，本申请实施例提出的同步实现方法包括：

(1)有线连接方式，多台设备通过分配网络完成时间同步。

(2)无线连接方式，多台设备通过监听某一个标准空口信号，获取同步信号。具体的利用无线连接进行级联的方法，典型实现方案可以是：

a1，某个设备发送一个标准空口同步信号；

a2，多个终端模拟设备监听该信号，并从信号中提取定时同步信息；由于各个设备统一从某一标准信号中获取时间同步，因此不存在误差累计。

实施例三

如图9所示，基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种计算设备，参照图9，该设备包括：

至少一个处理器901，以及

与所述至少一个处理器901通信连接的存储器902、通信接口903；

其中，所述存储器902存储有可被所述至少一个处理器901执行的指令，所述至少一个处理器901通过执行所述存储器902存储的指令，利用所述通信接口903执行本申请实施例一中网管与被管理设备的通信方法。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，当所述计算机指令在计算机上运行时，使得计算机执行本申请实施例所述网管与被管理设备的通信的方法。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。