基于5G通讯终端的网络性能测试方法与流程

基于5g通讯终端的网络性能测试方法
技术领域
1.本发明涉及网络性能测试技术领域，尤其涉及一种基于5g通讯终端的网络性能测试方法。


背景技术：

2.随着5g(第5代移动通信技术)技术的发展，5g通讯终端已经应用于航空航天、电力、水利、工业、智慧城市等领域，5g通讯网络的性能评估标准显得尤为重要。
3.行业当前形成了一些网络性能测试的通用方法，但未对5g网络的测试标准提供系统的评估方法。并且，由于传输过程中通讯信道的质量存在差异，所以，目前无法基于各差异点提供系统的5g网络性能评估方法。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提供一种基于5g通讯终端的网络性能测试方法，该方法基于信道差异点归一化计算能够得到网络性能测试数据的最优化结果，从而能够实现对5g网络性能的准确评估。
5.为达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
6.一种基于5g通讯终端的网络性能测试方法，包括：
7.对待测试网络环境下的网络信道按照信道质量分类得到不同的测试点；
8.对不同测试点进行多元参数网络测试，得到各个测试点的多元参数网络测试数据；
9.确定多元参数归一化模型，并通过所述多元参数归一化模型，对不同测试点的多元参数网络测试数据进行归一化处理，以及通过归一化处理后的多元参数网络测试数据对待测试网络环境进行性能评估。
10.可选的，所述测试点包括极好点、好点、中点和差点中的至少一种。
11.可选的，所述多元参数包括：时延参数、丢包率参数、网络速率参数和业务长保时间参数中的至少一种。
12.可选的，对不同测试点进行网络速率参数测试，包括：
13.通过测试设备发送包大小为第一预设值的下行、上行、上下行饱和udp数据流，并保持第一预设时间，以及确定当前测试点包大小为所述第一预设值时所对应的下行速率、上行速率和上下行速率；
14.通过测试设备发送包大小为第二预设值的下行饱和udp数据流，并保持所述第一预设时间，以及确定当前测试点包大小为所述第二预设值时所对应的下行速率、上行速率和上下行速率；
15.确定5g终端在不同测试点的下行速率、上行速率和上下行速率，以确定所述5g终端在不同测试点的网络速率参数测试数据。
16.可选的，对不同测试点进行时延参数测试包括：
17.通过所述测试设备按照不同的发包速率发送包大小为所述第一预设值的下行和上行饱和udp数据流，并保持所述第一预设时间，以及确定当前测试点在不同发包速率下的下行单向时延和上行单向时延；
18.通过所述测试设备按照不同的发包速率发送包大小为所述第二预设值的下行和上行饱和udp数据流，并保持所述第一预设时间，以及确定当前测试点在不同发包速率下的下行单向时延和上行单向时延；
19.确定所述5g终端在不同测试点不同发包速率下的下行单向时延和上行单向时延，以确定所述5g终端在不同测试点的时延参数测试数据。
20.可选的，对不同测试点进行丢包率参数测试，包括：
21.通过所述测试设备按照不同的发包速率发送包大小为所述第一预设值的下行和上行饱和udp数据流，并保持所述第二预设时间，以及确定当前测试点在不同发包速率下的下行丢包率和上行丢包率；
22.通过所述测试设备按照不同的发包速率发送包大小为所述第二预设值的下行和上行饱和udp数据流，并保持所述第一预设时间，以及确定当前测试点在不同发包速率下的下行丢包率和上行丢包率；
23.确定所述5g终端在不同测试点不同发包速率下的下行丢包率和上行丢包率，以确定所述5g终端在不同测试点的丢包率参数测试数据。
24.可选的，对不同测试点进行业务长保时间参数测试，包括：
25.通过所述测试设备按照不同的发包速率发送包大小为所述第二预设值的上行和下行饱和udp数据流，并保持第三预设时间；
26.确定所述5g终端在所述第三预设时间内的上行速率和下行速率波动情况、上下行时延和丢包率情况，并在满足预设条件时，将所述第三预设时间确定为所述5g终端在当前测试点的业务长保时间。
27.可选的，所述多元参数归一化模型分别包括时延参数归一化模型、丢包率参数归一化模型、下行速率归一化参数模型和上行速率归一化参数模型。
28.可选的，所述多元参数归一化模型分别通过如下公式表示：
29.[0030][0031][0032][0033]
其中，c
delay
表示归一化后的时延参数测试数据，c loss
表示归一化后的丢包率参数测时试延数据，c
down
表示归一化后的下行速率参丢包数率测试数据，c
down
表示归一化后的上行速率下参行数测试数据，x1～x4分别表示归一化前的时延上行参数测试数据、丢包率参数测试数据、下行速率参数测试数据和上行速率参数测试数据。
[0034]
本发明至少具有以下技术效果：
[0035]
本发明对待测试网络环境下的网络信道按照信道质量分类得到不同的测试点，并对不同测试点进行多元参数网络测试，得到各个测试点的多元参数网络测试数据，然后确定多元参数归一化模型，并通过多元参数归一化模型，对不同测试点的多元参数网络测试数据进行归一化处理，以及通过归一化处理后的多元参数网络测试数据对待测试网络环境进行性能评估，能够得到网络性能测试数据的最优化结果，从而能够实现对5g网络性能的准确评估；另外，本发明可以和5g硬件设备一起进行故障重试(冷启动、热启动)、传输不稳定场景下测试，从而可便于评估更复杂的使用场景，以及本发明可以将归一化计算数据接入用电采集系统，根据用户实际用电使用情况，给出满足用电输送的网络条件。
[0036]
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
[0037]
图1为本发明一实施例提供的基于5g通讯终端的网络性能测试方法的流程图；
[0038]
图2为本发明一实施例提供的网络性能测试拓扑图。
具体实施方式
[0039]
下面详细描述本实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0040]
下面参考附图描述本实施例的基于5g通讯终端的网络性能测试方法。
[0041]
图1为本发明一实施例提供的基于5g通讯终端的网络性能测试方法的流程图。如图1所示，该方法包括：
[0042]
步骤s1：对待测试网络环境下的网络信道按照信道质量分类得到不同的测试点。
[0043]
本实施例中，可根据信道质量的不同将待测试网络环境下的网络信道分类成多个测试点，例如包括极好点、好点、中点和差点。其中，待测试网络环境指电信运营商提供承载电力业务的5g虚拟专网或5g切片，包含5g公网核心网、5g公网承载网、5g公网基站、电力专用upf(user plane function，用户面功能)、电力专用amf(access and mobility management function，接入和移动性管理功能)、smf(session management function，会话管理功能)、电力专用基站、电力自有传输资源等。需要说明的是，待测试网络环境开展测试需要在缺省条件下进行，不额外调整参数。
[0044]
具体的，可按照图2所示的网络性能测试拓扑图将多个软硬件设备建立通信连接，例如采用射频电缆连接网络测试设备(如网络测试仪或者pc计算机设备)、网络模拟器或真实5g网络设备、信道模拟器和5g终端，并配置网络模拟器或将真实核心网设置单切片，以及进行无带宽限速等qos(quality of service，服务质量)策略限制配置。
[0045]
进一步的，可设置信道模拟器衰减值和awgn(additive white gaussian noise，加性高斯白噪声)值，以分类选择得到不同的信道质量，并得到对应的极好点、好点、中点和差点该些多个测试点。
[0046]
其中，分类得到的测试点的判断依据为：同步信号ss-sinr(ss信噪比和干扰比)和同步信号ss-rsrp(同步信号参考信号接收功率)，即根据上述两个指标判断测试点分类是否准确。本实施例中，各个测试点的判定依据如下：极好点：ss-rsrp＝-75dbm
±
5dbm、ss-sinr＝30db
±
3db；好点：ss-rsrp＝-85dbm
±
5dbm、ss-sinr＝20db
±
3db；中点：ss-rsrp＝-95dbm
±
5dbm、ss-sinr＝10db
±
3db；差点：ss-rsrp＝-105dbm
±
5dbm、ss-sinr＝0db
±
3db。
[0047]
步骤s2：对不同测试点进行多元参数网络测试，得到各个测试点的多元参数网络测试数据。
[0048]
其中，多元参数包括：时延参数、丢包率参数、网络速率参数和业务长保时间参数中的至少一种。
[0049]
在本发明的一个实施例中，对不同测试点进行网络速率参数测试，包括：通过测试设备发送包大小为第一预设值的下行、上行、上下行饱和udp数据流，并保持第一预设时间，以及确定当前测试点包大小为第一预设值时所对应的下行速率、上行速率和上下行速率；通过测试设备发送包大小为第二预设值的下行饱和udp数据流，并保持第一预设时间，以及
确定当前测试点包大小为第二预设值时所对应的下行速率、上行速率和上下行速率；确定5g终端在不同测试点的下行速率、上行速率和上下行速率，以确定5g终端在不同测试点的网络速率参数测试数据。
[0050]
具体的，可使用测试设备如测试仪表，也可采用测试软件分别发送包大小为第一预设值(如1400字节)的下行、上行、上下行饱和udp(user datagram protocol，用户报文协议)数据流，并保持第一预设时间(如5分钟)，并记录下当前测试点包大小为1400字节时所对应的下行速率、上行速率和上下行速率。进一步的，可使用测试仪表或测试软件发送包大小为第二预设值(如64字节)的下行饱和udp数据流，并保持5分钟，然后记录当前测试点包大小为64字节时所对应的下行速率、上行速率和上下行速率。通过该步骤，可分别确定5g终端在极好、好、中、差点的下行、上行、上下行速率。
[0051]
在本发明的一个实施例中，对不同测试点进行时延参数测试包括：通过测试设备按照不同的发包速率发送包大小为第一预设值的下行和上行饱和udp数据流，并保持第一预设时间，以及确定当前测试点在不同发包速率下的下行单向时延和上行单向时延；通过测试设备按照不同的发包速率发送包大小为第二预设值的下行和上行饱和udp数据流，并保持第一预设时间，以及确定当前测试点在不同发包速率下的下行单向时延和上行单向时延；确定5g终端在不同测试点不同发包速率下的下行单向时延和上行单向时延，以确定5g终端在不同测试点的时延参数测试数据。
[0052]
具体的，可使用测试仪表或测试软件发送包大小为1400字节的下行和上行饱和udp数据流，其中，发包速率可根据速率要求进行调整(低速率为500kbps，中速率为4mbps，高速率为20mbps)，并保持5分钟，然后确定当前测试点在不同发包速率下的下行单向时延和上行单向时延；进一步的，可使用测试仪表或测试软件发送包大小为64字节的下行和上行饱和udp数据流，其中，发包速率可根据速率要求进行调整(低速率为500kbps，中速率为4mbps，高速率为20mbps)，并保持5分钟，再确定当前测试点在不同发包速率下的下行单向时延和上行单向时延。由此，可确定5g终端在极好、好、中、差点情况下不同发包速率的下行、上行单向时延，并依据不同发包速率的下行、上行单向时延确定出5g终端在极好、好、中、差点情况下的时延参数测试数据，如极好点下的时延参数0.5ms。
[0053]
在本发明的一个实施例中，对不同测试点进行丢包率参数测试，包括：通过测试设备按照不同的发包速率发送包大小为第一预设值的下行和上行饱和udp数据流，并保持第二预设时间，以及确定当前测试点在不同发包速率下的下行丢包率和上行丢包率；通过测试设备按照不同的发包速率发送包大小为第二预设值的下行和上行饱和udp数据流，并保持第一预设时间，以及确定当前测试点在不同发包速率下的下行丢包率和上行丢包率；确定5g终端在不同测试点不同发包速率下的下行丢包率和上行丢包率，以确定5g终端在不同测试点的丢包率参数测试数据。
[0054]
具体的，可使用测试仪表或测试软件发送包大小为1400字节的下行和上行饱和udp数据流，其中，发包速率可根据速率要求进行调整(低速率为500kbps，中速率为4mbps，高速率为20mbps)，并保持第二预设时间(如10分钟)，然后确定当前测试点在不同发包速率下的下行丢包率和上行丢包率。进一步的，可使用测试仪表或测试软件发送包大小为64字节的下行和上行饱和udp数据流，其中，发包速率可根据速率要求进行调整(低速率为500kbps，中速率为4mbps，高速率为20mbps)，并保持5分钟，然后确定当前测试点在不同发
包速率下的下行丢包率和上行丢包率。由此，可确定5g终端在极好、好、中、差点情况下不同发包速率的下行和上行丢包率，并据此得到5g终端在不同测试点的丢包率参数测试数据，如得到好点的丢包率为0.12％。
[0055]
在本发明的一个实施例中，对不同测试点进行业务长保时间参数测试，包括：通过测试设备按照不同的发包速率发送包大小为第二预设值的上行和下行饱和udp数据流，并保持第三预设时间；确定5g终端在第三预设时间内的上行速率和下行速率波动情况、上下行时延和丢包率情况，并在满足预设条件时，将第三预设时间确定为5g终端在当前测试点的业务长保时间。
[0056]
具体的，可使用测试仪表或测试软件发送包大小为64字节的上、下行饱和udp数据流，其中，发包速率可根据速率要求进行调整(低速率为500kbps，高速率为20mbps)，并保持第三预设时间(如1小时)，然后以1秒为周期记录5g终端1小时内上、下行速率波动情况，并记录1小时丢包率、上下行时延情况，以及在确定无波动或者波动较小或者时延、丢包满足预设条件时，将该1小时确定为5g终端在当前测试点的业务长保时间。由此，可确定5g终端在各个测试点的业务长保时间。
[0057]
步骤s3：确定多元参数归一化模型，并通过多元参数归一化模型，对不同测试点的多元参数网络测试数据进行归一化处理，以及通过归一化处理后的多元参数网络测试数据对待测试网络环境进行性能评估。
[0058]
其中，多元参数归一化模型分别包括时延参数归一化模型、丢包率参数归一化模型、下行速率归一化参数模型和上行速率归一化参数模型。
[0059]
多元参数归一化模型分别通过如下公式表示：
[0060][0061]
[0062][0063][0064]
其中，表示归一化后的时延参数测试数据，表示归一化后的丢包率参数测试数据，表示归一化后的下行速率参数测试数据，表示归一化后的上行速率参数测试数据，x1～x4分别表示归一化前的时延参数测试数据、丢包率参数测试数据、下行速率参数测试数据和上行速率参数测试数据。
[0065]
本实施例中，可预先计算5g网络性能评价指标权重，以建立多元参数归一化模型，然后通过多元参数归一化模型对不同测试点的多元参数网络测试数据进行归一化处理。其中不同测试点的归一化处理表如下表1所示：
[0066]
表1不同测试点的归一化处理表
[0067][0068][0069]
如表1所示，当多元参数网络测试数据如时延参数测试数据落在极好点对应的0～1ms所在范围内时，可采用对应的时延参数归一化模型对该测试数据进行归一化处理。例
如，好点测试点下的下行速率为15mbps，则可采用公式(3)中的下行速率归一化参数算法模型对15mbps进行归一化运算。其中，该模型中的0.4和0.6均为评价指标权重。需要说明的是，业务长保时间参数包含了丢包率、速率、时延等参数，因此可不将其作为统计项。
[0070]
本发明可将网络信道分为极好、好、中、差点，然后对被测5g网络进行速率测试(包含上行、下行、上下行测试)、时延测试(包含高、中、低速率下的上下行测试)、丢包率测试(包含高、中、低速率的上下行测试)、业务长保测试(包含高低速率业务长保测试)，进一步的，收集各测试点测试结果，再使用归一化计算，并根据计算结果评判被测网络能否满足预期使用场景。
[0071]
综上所述，本发明对待测试网络环境下的网络信道按照信道质量分类得到不同的测试点，并对不同测试点进行多元参数网络测试，得到各个测试点的多元参数网络测试数据，然后确定多元参数归一化模型，并通过多元参数归一化模型，对不同测试点的多元参数网络测试数据进行归一化处理，以及通过归一化处理后的多元参数网络测试数据对待测试网络环境进行性能评估，能够得到网络性能测试数据的最优化结果，从而能够实现对5g网络性能的准确评估；另外，本发明可以和5g硬件设备一起进行故障重试(冷启动、热启动)、传输不稳定场景下测试，从而可便于评估更复杂的使用场景，以及本发明可以将归一化计算数据接入用电采集系统，根据用户实际用电使用情况，给出满足用电输送的网络条件。
[0072]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0073]
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。