拨测系统论文(初稿)-自动拨测系统各子系统的详细设计.docx

北京理工大学工程硕士学位论文摘要随着通信市场竞争的日益激烈，通信质量和网络运行的稳定性已经被越来越多地认为是各运营商的核心竞争力。在这种情况下如何降低运营成本，提高服务质量是移动运营公司所面临的重大挑战。由于移动业务系统的复杂性,数据网管系统不健全且告警范围较窄,有些情况下业务中断或者业务已受影响,但无告警产生,直到业务质量严重劣化,用户投诉大量产生时,系统故障才被发现。拨叫测试是各电信运营商保证网络稳定运行的重要手段。但传统的人工拨测方法不仅人力成本高，而且效率低下，数据统计难且结果误差大，随意性强，并且难以进行大范围的测试。采用自动拨测可以将大量的工程师从低水平的拨打测试上解放出来，直接节省人力资源，规范操作流程，提高发现和处理问题的速度。本文首先结合实际工作使用需求，全面分析了自动拨测系统的功能需求，接着提出了移动业务自动拨测系统总体架构，对于嵌入式拨测模块的工作原理、功能、硬件的结构和软件的设计思路进行详细的论述。自动拨测系统是一个将拨测的结果以警告和报表的形式提供给业务管理人员的工具，它实现了多种移动业务的全天候的日常拨打测试工作，可以实时监控移动业务拨测情况，通过大批量高密度的业务端到端拨测，生成业务和网络质量评估报告，及时发现业务和网络存在的问题，保证用户业务使用顺畅，并为移动通信网络建设及优化提供依据。关键词：自动拨测系统，嵌入式模块，DTMF信号，短信提醒IIIABSTRACTWith the increasingly fierce competition in the communications market, the stability of the communication quality and network operation has been increasingly considered to be the operators of the core competitiveness. In this case, how to reduce operating costs, improve quality of service is a major challenge facing the mobile operator company. Due to the complexity of the mobile business systems, data management system and the alarm does not sound narrow range, in some cases business interruption or business has been affected, but no alarm generation, until a serious deterioration in the quality of service, user generated many complaints, the system failure was be found. Testing is an important means of dialing the telecom operators to ensure network stability operation. But traditional manual dialing test method is not only the high labor costs, and inefficient, error statistics and the results are difficult to large, arbitrary strong and difficult to carry out a wide range of tests. Automatic dialing can be measured using a large number of engineers liberated from the low-level test dial out directly to saving human resources, standard operating procedures, improve the speed of discovery and problem solving.Firstly, the actual work needs, a comprehensive analysis of the functional requirements of the system to automatically dial test, and then automatically dial the mobile service proposed measure overall system architecture for embedded dial test module works, functions, hardware configuration and software design ideas were discussed in detail.Automatic dialing test system is a measure of the results will be allocated in the form of a warning and reporting tools available to business managers, which implements the daily call-weather testing of a variety of mobile services, real-time monitoring of mobile services can dial test case, large quantities of high-density dial-end testing services, to generate business and network quality assessment report, to discover problems in business and network to ensure smooth user service usage, and provide the basis for a mobile communication network construction and optimization.Keywords: Automatic call Testing System, embedded module, DTMF, SMS alarm目录第1章 绪论11.1课题背景11.2目前研究现状31.2论文研究内容和课题研究目标51.4论文的结构6第2章 移动业务自动拨测系统需求分析72.1系统功能需求72.2系统性能需求82.3系统开发环境92.4相关技术介绍112.4.1 J2EE技术112.4.2MVC模式112.4.3 EJB组件技术132.4.4 Hibernate框架142.5本章小结14第3章 拨测系统的总体设计153.1系统体系结构设计153.1.1拨测系统网络部署153.1.2系统逻辑结构163.1.3分布式多层体系结构183.2拨测系统子系统划分193.3拨测系统通用组件203.4本章小结22第4章 拨测系统的硬件部分234.1嵌入式拨测模块的硬件结构234.2嵌入式拨测模块的工作原理234.3嵌入式拨测模块的单元电路244.3.1核心控制电路244.3.2 DTMF收发电路254.3.3振铃检测电路254.3.4语音电路264.4嵌入式拨测模块抗干扰设计274.4.1供电系统抗干扰设计274.4.2通道的抗干扰设计274.4.3.印刷电路板的抗干扰设计274.5嵌入式拨测模块PCB电路图及实物图展示274.5.1 印刷电路板图274.5.2 嵌入式拨测模块实物图284.6 嵌入式拨测模块软件部分介绍284.6.1嵌入式拨测模块的软件部分工作内容284.6.2嵌入式拨测模块软件流程294.7集中管理控制单元软件部分介绍294.7.1集中管理控制单元的软件部分工作内容304.7.2集中管理控制单元软件流程30第5章 移动业务自动拨测系统详细设计325.1管理子系统详细设计325.1.1系统配置管理模块详细设计325.1.2拨测任务管理模块详细设计325.1.3脚本管理模块详细设计345.1.4用户管理模块详细设计375.2报表子系统详细设计385.2.1拨测结果查询模块详细设计385.2.2拨测结果统计模块详细设计395.2.3拨测结果判定模块详细设计405.3数据中心子系统详细设计405.3.1UDP数据包处理模块详细设计405.3.2违规判定模块详细设计425.3.3拨测结果入库模块详细设计425.4实时显示子系统详细设计425.4.1配置管理模块详细设计435.4.2告警设置模块详细设计445.4.3任务执行状态显示模块详细设计445.5控制子系统详细设计465.6内音口接口设计465.7本章小结47结论48参考文献49攻读学位期间发表论文与研究成果清单51致谢52第1章 绪论1.1课题背景随着我国国力的不断增强，信息产业发展迅速，根据工信部的统计数据，截止2010年8月中国己经有7.8亿移动用户，大大超过3.1亿的固网电话用户1。中国的移动通信网络规模和客户规模名列全球第一，网络己覆盖全国所有的县(市)，主要交通干线实现连续覆盖。技术的发展也由2G发展到了3G，移动业务由基本语音业务发展到了语音、各种数据业务和视频业务。随着三大商运营重组的完成和3G牌照的发放，运营商之间竞争将会更加激烈。由于三大运营商在移动领域提供的业务类型几乎相同，网络通信质量和各种数据业务的可用性将成为竞争中取胜的关键因素。移动通信的语音业务相比固网语音业务，由于用户终端的移动性、便利性，使得它的话务量有着较强的随机性和突发性，容易造成话务量不均衡导致基站扇区及交换机的拥塞而出现掉话和接通率下降；同时，由于用户位置更新频繁，对用户数据的传输要求也高，尤其是异地漫游用户，用户数据的传递要经过诸多的网元，因此对数据的传输和局数据的准确性要求更高2。另一方面，由于无线电波的传播特性，也决定了在用户通话中必然要受到外界客观因素如无线干扰、高速移动、覆盖盲区等的影响而出现通话质量下降、掉话等问题3。接通率、通话质量、掉话是用户评估运营商服务质量最重要的指标，是移动运营商网络部门的重要考核指标，也是移动通信发展中一直伴随网络建设和优化工作的一个重大问题，需年年费心解决。与话音业务相比数据业务具有一个显著的特点是：业务性能和故障与网络性能和故障相关性弱，很难从网络统计指标中获得用户实际感受。如GPRS网络上承载的具体应用丰富多彩，有些是通过运营商提供的业务平台完成的，例如彩信、WAP浏览等，有些是SP提供的。用户需要的服务是具体到每个业务的可用性和性能，但是通过GPRS网络设备本身的统计和告警，只能部分反映甚至很难反映用户对业务的实际使用感受，例如，网络统计指标中无法统计出随E行用户的数据速率，而这一指标对于随E行业务这种广域网窄带无线接入业务来讲是非常关键的4。日常的拨测测试是网络维护工作中监测网络运行质量，从用户感知端层面发现网络问题的重要方式和手段，也是克服人为因素，检查网络优化工作成效的一种高级手段；同时也是了解其它运营商网络运行情况并与自身运营网络情况进行对比分析的一种重要手段。传统的拨测手段以人工拨测和判断为主，手段简陋、效率低，为了及时发现、处理系统运营中存在的网络故障，不断优化网络，改进移动网络的维护水平和维护手段，提高移动业务的服务质量，设计一种高效、可行的自动拨测系统用来代替传统的人工拨测方式己经显得犹为迫切。目前各主要电信运营商对移动业务拨测系统的建设需求比较迫切。建立移动业务自动拨测系统可以有效地取代人工拨测，既节省了人力成本又提高了拨测检验各种业务的效率和客观性；同时通过自动拨测系统拟人化的用户体验测试方式，可以先于用户进行业务体验测试，及时发现业务系统存在的问题，解决于客户使用之前，保证用户业务使用顺畅，增强服务质量，提高服务水平。满足用户的各种需求和体验，可以起到稳定客户群，保证市场占有率的作用。“网络质量是通信企业的生命线”，网络质量的优劣对于运营商来说是至关重要的。当前通信市场，三家运营商三分天下，市场竞争白热化，如何降低运营成本，提高工作效率,加强客户满意度,是各个运营商都必须考虑的的现实问题。各家运营商都在努力提升自己的网络质量，力保在竞争激烈的市场上处于有利地位。对于网络质量的维护，主要还是依据数据网管系统以及维护人员的日常维护作业来完成。由于移动业务系统的复杂性,数据网管系统不健全且告警范围较窄,有些情况下业务中断或者业务已受影响,但无告警产生,直到业务质量严重劣化,用户投诉大量产生时,系统故障才被发现。因此实现对现有业务的业务性能告警和业务相关告警是非常必要的。2010年，北京公司智能网业务、综合语音业务、彩铃业务在业务层监控方面还基本上处于“空白”状态。仅有的业务测试项中，也只是让维护人员定期手工拨打几个电话，检查业务是否正常。但这种测试方法测试频次低，如果要保证7x24小时不间断测试，会耗费大量的人力在繁琐且重复性强的拨打工作中。如何将业务测试工作变成7x24小时自动工作，无需人为干预，且能够在第一时间先于用户发现业务的性能和质量的变化，有效通知维护人员及时处理，是本课题产生的背景。研制一种可以自动进行业务测试系统，是本课题的目标。1.2目前研究现状近年来，全球移动通信市场一直保持快速发展的势头。从2004年以来，全球3G商用网络和用户数量明显增加，继续稳步提速。随着中国3G网络牌照的发放，在3G网络建设过程中，网络的优化工作量将极其巨大，需要投入非常大的人力、物力和时间，由于3G技术在国内刚刚进入实用阶段并且伴生的业务种类繁多，因此需要通过大量的测试工作了解和改善网络性能，以保证网络的顺利开通，同时需要通过大量的模拟用户行为的主动测试，保证端到端业务性能指标，满足用户的需求。3G技术的应用，尤其是固定与移动融合(Fixed-Mobile Convergence, FMC)的发展，对中国电信运营商可持续发展会带来较大的影响5。近两年，日韩在移动通信业务发展方面己经完全走在了欧美的前面，成为全世界移动运营商争相学习的对象7。日本的I-mode打造了移动运营商与多家信息服务提供商之间良好的运作模式，为用户提供了相当丰富的信息服务。在日本每推出一项新的SP业务，首先按相应的规定提出申请，然后移动运营商对这项增值业务进行全方位的测试，以减少客户的抱怨度，做到决不让客户失望。韩国移动通信从某种意义上延续了在固定网上的成功，在移动游戏等业务方面走在了其他国家的前面。而他们在推出新业务之前的拨测早己是智能化，并且相应的规范做的非常好。在我国，虽然业务拨测的过程严格遵循相关的业务流程、规范与协议，但大多数都以人工测试方式为主，效率低下、成本高昂。目前，各移动运营商提供的业务几乎是相同的，这里就存在一个替代效应，在相同价格的情况下，提高客户满意度就成为提高市场占有率的一个有效手段。客户满意度反映了客户对移动网络运营商的实力，以及对提供业务的种类、通信质量、服务质量和服务效率的综合评估。客户满意度实际上是一种客户的自我感知，是一种主观的看法，简单的说就是提供的服务是否符合客户的期望，满足客户的要求。目前移动运营商对客户满意度一般来自操作维护中心(OMC) 8。系统的统计数据、市场部组织的专业咨询公司的问卷调查及第三方测试的数据分析；其中OMC系统的统计数据，只是体现网络内部的性能质量，而无法监测到用户的实际使用情况(如呼叫失败、拥塞、掉话、切换失败等事件)，缺乏客观性；问卷调查的数据，由于被访用户的知识层次不同，存在着模糊性和不确定性；第三方测试的结果是定时定点的局部数据，不具有普遍性；所有这些数据存在片面性和局限性，没有客观地反映出真实的客户满意度。而专业的从用户角度出发的端到端自动拨测系统可以从技术层面上得到客观的客户满意度数据，为网络部门、数据业务部门及业务支撑部门提供业务发展决策的依据。以前移动运营商对通信网络质量监测手段有设备侧和用户侧二类，其中：设备侧为系统设备厂家提供的操作维护中心设备(OMC/OMC-R)、以及运营商建设的网管系统(NMC)和信令监测系统，这几个系统均是运营商从系统设备运行状态的角度去评价网络运行质量，能够比较全面地监测移动通信设备的运行状态和系统网络的运行质量，或者说是从里向外看网络运行质量，从而判断出网络为用户提供的服务质量，但它们的缺陷是站在运营商的角度来做判断，没有站在用户的角度评价网络的使用情况，而用户的使用情况是运营商所追求的结果，这两者之间存在一定的差距。用户侧是通过客服中心的用户投诉/申告的数据、网络监督员、专业无线测试及人工CQT（Call Quafity Test）测试实现。一般的无线测试系统是指第三方公司使用专业的测试设备(例如TEMS等测试仪表)在移动网中测试各种无线段的参数，能够判断无线设备的工作状态和数据的正确性，对网络运行情况进行监测以及数据采集，但是这种专业测试设备更专注在对特定区域的专门测试或在特定时间对全网的测试，且这种测试方式并不能全面、长期的对网络进行监测，导致了评估结果不客观。所以，运营商需要一种准确、客观的网络质量评估手段9。从现在的监测手段得到的统计报表来看，来自设备侧的监测是通过OMC和NMC的网络性能报表，并不能从用户的角度客观的评价网络，而且在很多时候，网络中设备运行正常并不代表用户可以顺畅的使用网络10-13。而来自用户侧的网络监测是通过客服中心的用户意见数据以及网络监督员的拨打测试，根据市场调查分析得到：95%的用户在使用移动业务出现各类问题时，并不会主动的向移动运营商进行投诉或申告。可以看到，很多情况下是用户先于运营商知道业务不可用，造成运营商网络维护和监控的被动局面。从国内国际市场上来看，移动通讯领域正在不断的研究新的技术、推出新的业务以适应未来多媒体通讯市场的需求，不断的提高竞争力，积极引导和培植移动业务的应用，就必须建立适应我国国情的移动多媒体通讯的业务自动拨测系统，摆脱传统的人工测试方式，迎接加入WTO后的激烈国际竞争。目前，各运营商尚没有建成统一的业务拨测平台，无法进行完整的业务测试。但是运营商需要在业务层面上，从用户感知度出发，通过拟人性的测试方式，对业务进行拨打测试，得到端到端的业务性能和网络质量的客观数据，用来实时、全天候、整体的反映网络质量情况，并为网络维护管理人员提供一种便利的日常网络维护工具，减轻其维护强度及维护工作量，提高维护管理水平14-16。同时自动拨测系统与网管系统、信令监测系统配合，能够监督和评估网络运行状况和业务提供的真实状况，发现网络运行和业务提供中的问题，找到问题的故障点，及时解决问题，从而提高网络运营维护管理水平。1.2论文研究内容和课题研究目标设计并实现整个系统涉及的内容较广，本人在整个系统开发过程中只完成了一部分工作，论文的主要研究内容如下：（1）通过对移动业务拨测需求的调研，从实际应用出发，根据存在的问题提出系统功能需求，论述移动业务自动拨测系统开发的目的和意义。（2）对系统实现的具体技术进行研究与学习。（3）研究如何实现业务自动拨测系统，包括系统的主要功能、系统架构、主要功能模块的设计与实现过程等。自动拨测系统功能研制目标：（1）能够正确识别通话情况（接通、遇忙、无人接听、接通异常等）；（2）模拟用户进行呼叫，并得到相应的指标参数；（3）可以指定主机进行交互；（4）可指定时间、指定号码进行拨测；（5）可按拨测任务表进行拨测；（6）对于异常情况可指定重复拨测次数、保证检测准确性；（7）具备语音提示功能；（8）可实现自动拨打和接听功能，可以通过DTMF信号进行信息交互；（9）测试异常结果可通过EOMS接口进行EOMS工单派发，可通过短信方式向维护人员派发提醒短信。1.4论文的结构论文共分为六章，各章节组织结构安排如下：第一章：绪论，本章阐述了课题研究的背景与意义，分析了移动通信网络建设及优化中存在的问题，指出了现有拨测手段存在的不足，并介绍了论文研究的主要内容和组织结构。第二章：拨测系统需求分析，结合实际工作，对系统功能需求和性能需求进行了分析，然后描述了系统开发环境，并对系统所涉及到的相关技术进行了介绍。第三章，拨测系统的硬件部分。介绍嵌入式拨测模块部分硬件结构及方案实现原理等内容。第四章：拨测系统总体设计，详细描述了系统的体系结构设计，子系统划分及通用组件。第五章：拨测系统详细设计。本章是本文的核心内容，详细描述了自动拨测系统各子系统重要模块的详细设计。结束语，一步完善优化的方向对课题研究及论文工作进行总结。第2章 多功能自动拨测系统需求分析移动业务自动拔测系统是通过基于PC的测试终端代替传统的人工拨测。本章结合运营商网络使用人员日常维护的的使用需求出发，对系统功能需求、性能需求和安全需求进行了分析，并描述了系统开发平台和方案选择。2.1系统功能需求在进行自动拨测系统总体设计时，需要详细考虑系统所要实现的功能。本节结合运营商网络管理人员日常维护的的使用需求出发，概要讨论了拨测系统的总体功能需求。移动业务自动拨测系统主要是提供一个统一的拨测平台，使原有的操作模式实现信息化，根据实际工作情况及待解决的一些问题，经过分析研究，拨测系统主要要实现以下功能模块，如图2.1所示。图2.1 拨测系统总体功能需求图（1）用户管理模块：主要实现系统角色的添加、修改、删除功能，并对用户信息和用户权限进行管理。它应该包括用户权限管理、角色管理、用户信息管理、用户登录管理等功能模块。（2）系统配置管理模块：主要完成系统参数的设置功能，各级系统管理员能够对其相应管理的系统进行(远程)配置和维护系统软硬件环境参数配置，外部网络环境配置等。它应该包括系统配置、日志管理、拨测设备管理等功能模块。（3）拨测脚本管理模块：主要实现拨测脚本的创建、修改、删除、审核、查询和导入功能。拨测脚本是用脚本语言对具体业务的一系列执行动作及这些动作的执行逻辑进行的描述，一个拨测脚本描述一项具体业务的操作流程，也对应于业务拨测的一个具体拨测点。（4）拨测任务管理模块：主要功能是对拨测任务的定制、下达和管理。操作人员在进行拨测任务管理时，系统需要支持对拨测任务进行按区域、品牌、业务、拨测模块等多种方式的灵活定制，用户还可根据需要设置拨测任务的执行策略，并发进行多种测试，为全面的统计分析提供数据基础。（5）拨测任务分配与执行模块：主要功能是接收到定制生成的任务后，将其分配到具体点的测试点进行运行测试。拨测系统生成拨测任务后，应可以根据拨测任务，通过系统拨测中心统一调度，按照任务类型、任务参数、所需资源，分配到相应的测试点，并控制拨测终端设备完成相应拨测任务。（6）拨测结果分析与入库模块：主要功能是对设备返回的不同业务的测试结果进行分析判定，并将结果存入FTP服务器。当测试点的拨测任务执行以后，系统应能够通过与远程拨测设备之间的接口实时采集拨测结果，并对拨测结果中的内容违规和格式违规进行自动判定与分析，同时下载获取系统FTP服务器中的拨测任务文件，将任务文件与拨测结果相关联后一同存入系统数据库中。（7）拨测结果报告模块：主要功能是对拨测结果的查询、统计与人工判定。系统应能够对数据库中的拨测结果进行查询统计，并根据需要生成各种类型的报表以供使用。（8）实时显示功能模块：主要功能是将拨测系统运行情况以图形方式进行呈现。用户可直观的了解拨测节点、拨测设备、下级拨测系统分布情况，监控所有拨测节点拨测设备的任务执行情况和相关告警情况。2.2系统性能需求该系统要充分考虑用户多、要求高的特点，要制定出一套运行高效、稳定可靠、经济可行的技术方案，故对系统的性能要求非常高。在设计的时候要本着快速应用、适用性、先进性、开放性、技术独立性等原则，利用现有资源，提供一个高性能、低成本、安全稳定的应用系统。业务自动拨测系统，应满足以下目标性能：（1）友好的人机界面；（2）服务器支持ORACLE,MYSQL等所有数据库；（3）高可靠性与高稳定性；（4）提供多种灵活易用的方式进行系统的升级与更新；（5）管理方便，易于培训与使用；（6）良好的经济性，利于大规模部署。2.3系统开发环境为了满足系统的功能需求和性能需求，本系统采用基于JAVA/J2EE技术的开发方案。JAVA语言是目前国际上最热门的先进编程语言，由SUN公司开发，获得IBM、HP、ORACLE、BEA等世界级龙头IT厂商的全力支持，目前在全世界己有超过三百万名程序设计师使用JAVA语言进行系统开发。JAVA语言具有跨平台、移植性强的特性17。本平台的建设将采用B/S架构，基于JAVA/J2EE平台开发，MVC设计模式，同时采用目前通用的MVC+ EJB+ Hibernate开发模式。软件系统选择：本系统开发使用软件系统如下：操作系统：服务器端WindowsServer2003中文企业版，客户端WindowsXP；数据库：SQLServer2005X26专业版；WEB Server：JBoss，版本4.0以上；开发工具：J2EE平台企业版。系统架构：整个系统采用MVC+ EJB+ Hibernate的架构，选择此架构的优势在于：（1）平台独立性考虑到系统的用户可能会使用不同的操作平台，在程序设计语言方面就需要做出权衡。所选择的语言能够在企业中方便的应用，而不显得笨拙，事务处理也更高效。当集成各种不同的技术进而形成具体的某种平台和应用时，采用同一的程序设计模型就能够减少许多困难18。（2）可重用性系统要求执行效率，所以代码重用是很重要的，较少繁琐的执行流程，同时代码重用性也是所有程序设计所追求的目的之一。要达到重用目的，方法之一就是把应用的业务需求划分为不同组件；而采用面向对象方式封装公用功能是另外一种方法。Java采用了这两种方法。Java是一种面向对象的程序设计语言。但是，不像对象那样，创建和管理组件需要一种复杂的基础框架机制。基本的面向对象概念并未提供这样的机制；然而，Java的Enterprise Edition提供了一种相当强大的机制来重用组件。可以把业务逻辑放在EJB层的Enterprise Bean中，采用这种方式，开发人员就可以将精力集中于应用系统的逻辑部分，而利用Enterprise Bean容器支持底层服务，比如状态管理、事务管理、线程管理、远程数据访问和安全等。因此EJB简化了多层体系结构应用系统的开发过程，是企业计算的开发人员可以专注于应用系统的解决方案，而不必处理底层的计算细节，而且开发的组件能够运行于所有支持的环境中，具有极大的可复用性。（3）模块化开发一个完整的服务器端应用程序时，程序会迅速变大、复杂化，通信公司拓展的业务很多，以后还需要开发其它的系统模块，这需要在开发过程中划分相对独立的模块，每个模块负责一个具体的任务。按照这种方式，理解和维护应用程序就会变得容易。（4）隔离数据源利用Hibernate框架，可以将业务逻辑层与数据层分离开，程序员面对的是持久层对象，而不是复杂的SQL代码，便于逻辑层的交互。持久层框架封装了数据库持久层的大多数技术细节，如事务管理、数据库连接管理、SQL生成等。得益于这些成熟优秀的底层实现，开发人员可以从JDBC编码中得以解脱，从而可以将他们的精力和创造力投入到真正有价值的工作中，使业务逻辑实现更加清晰，同时也使得开发人员的专业划分成为可能。（5）可移植性EJB是可移植的、可重用的组件。EJB不局限于任何特定的操作系统。EJB也不局限于任何一种特别的机构、服务器解决方案、中间件或者通信协议。EJB只不过是一项规范，任何机构都可以用不同的方式实现它19。用户EJB只要没有采用任何专门化的扩展，随着需求的改变，它可以在不同的服务器实现方案之间迁移。2.4相关技术介绍2.4.1 J2EE技术目前，Java2平台有3个版本，它们是适用于小型设备和智能卡的Java2平台Micro版(Java2 Platform Micro Edition, J2ME)、适用于桌面系统的Java2平台标准版(Java2 Platform Standard Edition，J2SE)、适用于创建服务器应用程序和服务的Java2平台企业版(Java2 Platform Enterprise Edition，J2EE) 20。J2EE是一种利用Java2平台来简化企业解决方案的开发、部署和管理相关的复杂问题的体系结构。J2EE技术的基础就是核心Java平台或Java2平台的标准版，J2EE不仅巩固了标准版中的许多优点，例如“编写一次、随处运行”的特性、方便存取数据库的JDBCAPI,CORBA技术以及能够在Internet应用中保护数据的安全模式等等，同时还提供了对EJB(Enterprise JavaBeans)，Java Servlets API，JSP(Java Server Pages)以及XML技术的全面支持。其最终目的就是成为一个能够使企业开发者大幅缩短投放市场时间的体系结构。J2EE使用多层的分布式应用模型，应用逻辑按功能划分为组件，各个应用组件根据他们所在的层分布在不同的机器上。事实上，Sun设计J2EE的初衷正是为了解决两层模式(C Bent / Sewer)的弊端，在传统模式中，客户端担当了过多的角色而显得臃肿，在这种模式中，第一次部署的时候比较容易，但难于升级或改进，可伸展性也不理想，而且经常由于某种专有的协议例如某种数据库协议，使得重用业务逻辑和界面逻辑非常困难。现在J2EE的多层企业级应用模型将两层化模型中的不同层面切分成许多层。一个多层化应用能够为不同的每种服务提供一个独立的层。一个典型的J2EE应用平台包含以下三层结构。（1）表示层(Presentation Tier)：提供用户界面。（2）业务逻辑层(Business Logic Tier)：进行逻辑判断、执行业务流程处理或提供公共服务。（3）数据持久层(Data Persistence Tier)：实现到数据库的对象/关系映射CObject / Relational Maping)，通过这个映射访问数据库，存储业务数据。2.4.2MVC模式MVC模式是一个经典的三层架构的框架，如图2.2所示。现在设计开发中的一些主流框架，比如Struts，都是基于MVC的Java Web应用框架，它把Java Web应用分为模型、视图和控制器，M（Model）表示模型，处理核心业务实体及其相关的业务逻辑，模型对象使用一组稳定的可复用的业务对象来实现，开发人员在多种应用程序中使用这些对象。V（View）表示视图，处理应用程序的数据表示和对用户的命令，视图对象可以是HTML网页，也可以是Java Applet客户程序。C（Controller）表示控制器，位于视图层和模型层之间，实现工作流程控制，视图层的用户发出的命令触发控制层中的代码，这些代码操纵模型层中的一个或多个对象来完成命令功能。图2.2 MVC经典结构图在Struts中，控制器是一个Action Servlet类，它负责接受用户HTTP(超文本传送协议)请求，通过业务逻辑层的会话外观（Session Faade）调用某一个特定的业务逻辑组件，并将得到的结果通过作为视图的JSP业面返回给用户的浏览器。事实上，在整个系统里面，业务逻辑层起到了MVC框架中模型的作用。MVC的设计模式根据功能清楚的分开了代码，去除了各层间的祸合，提高了开发团队的效率。Struts MVC结构如图2.3所示。图2.3 StrutsMVC结构图2.4.3 EJB组件技术EJB是J2EE体系结构中的组件，它主要为J2EE应用程序提供业务逻辑，并与服务器端其它的J2EE组件交互。业务逻辑以及与其它服务器端J2EE交互的特性取决于J2EE应用程序。EJB是基于Java构建服务器端组件的标准，它定义了两方面的内容。其一，开发者如何开发服务器端组件。其二，EJB规范为EJB组件及管理它们的J2EE服务器之间的关系定义了标准的契约(Contract)。通过该契约，能够在EJB组件和J2EE应用服务器之间达成一致，即所有的EJB组件能够运行在所有的J2EE应用服务器中。EJB在J2EE平台中占有很重要的地位，而且它使用了其他的J2EE技术，它简化了用Java语言编写的企业应用系统的开发和配置。开发者可以利用这些组件，像搭积木一样的建立分布式应用程序。当开发者把代码写好之后，把这些组件组合到特定的文件中去。每个文件有一个或多个Enterprise Beans。最后，这些Enteprise Beans被配置到一个装了EJB容器的平台上。客户能够通过这些Beans的Home接口，定位到某个Beans，EJB容器产生这个Beans的一个实例。这样，客户就能够直接调用Beans的应用方法和远程接口。EJB（Enterprise Java Bean）是一个组件体系结构，用于开发和部署面向对象的分布式企业级Java应用。它的规范给可部署的企业级Bean组件定义了一个非常完整的组件体系结构。组件模型增强了基于客户端组件的Java Bean组件模型，适用于整个企业分布式大规模应用。它使得应用Java语言可以开发分布的、面向对象的企业级应用，并简化了整个过程。通过EJB，可以轻松、快速地开发出可扩展的、健壮的、安全的企业级应用，而不用预先开发复杂的分布式对象框架，即不用考虑事务、安全性、伸缩性、并发问题、通信、资源管理、持久化、错误处理、操作环境无关性等系统级问题。EJB应用程序编写一次，可在任何支持EJB的服务器平台上运行。它提供了比以往更好的集成性与互操作性，因此，对于高性能、高可扩展性、高安全性的应用，通过使用EJB可以为用户提供更加有效的服务。EJB是Java服务器端组件开发规范。该技术将Java组件的概念从客户机引入到服务器，其目的是定义一个用于开发面向对象的分布式组件标准，实现复用软件模型。EJB体系结构内置了对典型企业级系统服务的支持，包括：（1）事务管理，即当授权用户发出事务请求时，EJB容器介入一管理事务；（2）安全性，EJB容器只允许授权用户激活EJB的方法，因此，安全性好；（3）远程客户连接，即远程客户可作为虚拟机激活EJB方法，从而达到方便的共享，实现分布式计算；（4）生命周期管理，包括激活、执行、删除EJB过程在自动拨测系统中业务逻辑层的功能主要是由EJB来负责完成的，EJB对企业级系统服务的支持以及它的优势，在系统中能得到很好的运用。2.4.4 Hibernate框架Hibernate是一个优秀的开放源代码的Java对象持久层轻量级封装框架，它对JDBC进行了非常轻量级的对象封装，使得Java程序员可以随心所欲的使用对象编程思维来操纵数据库。它的工作原理是通过文件把值对象和数据库表之间建立起一个映射关系，这样，只需要通过操作这些值对象和Hibernate提供的一些基本类，就可以达到使用数据库的目的。例如，使用Hibernate的查询，可以直接返回包含某个值对象的列表(list)，而不必像传统的JDBC访问方式一样把结果集的数据逐个装载到一个值对象中，为编码工作节省了大量的劳动。Hibernate提供的HQL是一种类SQL语言，他和EIBQL一样都是提供对象化的数据库查询方式，但HQL在功能和使用方式上都非常接近于标准的SQL。Hibernate极大地减少数据持久化相关的编程工作量，消除或者封装那些针对特定厂商SQL的代码，并且使数据结果集从表格的形式转换成一系列的对象，从而实现业务逻辑的计算与流程控制。Hibernate可以应用在任何使用JDBC的场合，既可以在Java的客户端程序实用，也可以在Servlet / JSP的WEB应用中使用，最具革命意义的是，Hibernate己经在J2EE架构中取代CMP，成为数据持久层，完成数据持久化的重任。2.5本章小结本章根据研究分析，提出了拨测系统总体功能需求，对系统所要实现的功能模块做了简要分析，同时描述了系统开发环境，最后对相关技术进行了介绍。下一章将根据形成的系统功能需求，研究分析拨测系统所采用的体系结构。第3章 多功能自动拨测系统的总体设计上一章描述了自动拨测系统的功能需求，接下来就需要对拨测系统进行总体设计。经过分析优化，形成拨测系统逻辑结构和分布式多层体系结构。3.1系统体系结构设计3.1.1拨测系统网络部署拨测系统平台最底层为硬件平台，其正式环境包括：拨测管理终端、Web服务器、数据库服务器、通信服务器等。自动拨测仪是自动拨打测试系统的主要硬件组成部分，是可以完成多业务自动测试的设备，支持SIM卡远程调用。主要功能是替代人工自动完成拨打测试项目，自动记录拨打后的话单；使得以前繁琐的拨打测试工作变得轻松、高效、准确，省时、省力。我们选用了由宁波普天通信公司生产的DK-W3PS型自动拨测仪，该型自动拨测仪采用工控机箱设计，是便携式结构，体积很小，外形尺寸仅为230*200*50mm，可以放置在桌面或车上，也可以壁挂；标准配置为内置1个WLAN，2个GPRS/EDGE测试通道，可以选配为CDMA1x/TD-SCDMA等无线测试通道。该型自动拨测仪可灵活部署在各种固定和移动场合，如图3.1所示。图3.1 自动拨测系统网络结构图该型自动拨测仪内置操作系统和测试接口软件，通过LAN口联网工作。底层接口测试软件可以提供上层应用软件与数字处理系统的控制接口。当接收到拨测管理终端应用软件发出的命令时，数字处理系统解析命令，数字处理器对相应的业务进行拨打测试。测试结束后，收集数字处理器数据处理的结果，并将结果返回给拨测管理中心。对自动拨测仪的控制和监视都是通过底层AT命令来实现的。3.1.2系统逻辑结构移动业务拨测系统的结构从逻辑角度由三层结构组成：数据采集层、核心处理层和应用管理层，如图3.2所示。图3.2 拨测系统逻辑结构示意图一、数据采集层数据采集层负责采集对CDMA 1X，EVDO，GSM，PSTN等通信网络不同业务测试结果的提取，同时保存原始数据信息。本层实现实时采集拨测终端的测试结果，拨测终端上执行的每个测试项目在完成后就将测试结果上报。拨测终端具备一定的缓存功能，当系统负荷过高或发生网络故障时，可以将测试结果暂时保存，在系统通信恢复后，自动实现测试结果的同步。二、核心处理层核心处理层位于数据采集层和应用管理层之间，实现通信处理、测试卡集中控制、资源管理、任务调度、接口处理、采集数据关联、采集数据处理、告警处理等功能。（1）通信处理模块主要完成卡复用器和拨测终端之间的消息通信。（2）测试卡集中控制模块主要完成了机卡分离的功能，实现UIM/SIM/USIM卡信息集中控制。（3）资源管理模块主要完成包括拨测终端，卡复用器，卡信息等管理功能。（4）任务调度主要完成上层下达的各种任务，根据调度策略调度资源，然后通过通信处理模块将任务下达到数据对应的拨测模块执行拨测任务。（5）接口处理模块主要完成对外接口的对接功能。（6）采集数据关联主要是将采集层数据进行相关关联匹配操作。（7）采集数据处理主要针对采集层上传的数据进行入库等操作。（8）告警处理模块主要针对系统管理中对各种告警进行处理和反馈。三、应用管理层应用管理层位于体系架构的最上层，它主要完成业务管理和呈现等核心功能。应用管理层为拨测系统用户直接提供用户操作界面，可通过管理平台定制各种拨测任务，将拨测任务传送到核心处理层进行处理，同时管理平台为用户提供丰富灵活的人机界面。具体功能包括实时监控管理、告警管理、任务管理、模板管理、报表管理、资源管理、系统配置管理、数据管理等。3.1.3分布式多层体系结构根据移动网络业务的特点，该系统分布范围在地域上很广，系统在逻辑上和物理上都是分布的，同时又需要进行很多测试，并将测试所采集的数据集中在一起，所以我们选择具有分布式特征的B/S(Browser/Server)结构35，即浏览器和服务器结构。系统的用户工作界面是通过客户端的浏览器来显示，主要业务逻辑在服务器端实现，形成B/S结构。在服务器端方面，采用了表示层一逻辑层一持久层的多层体系结构，如图3.3所示。图3.3 分布式多层体系结构图各层设计如下：（1）客户端。是用户用浏览器看到并直接与系统交互的层，主要是由HTML语言形成的网页界面，用户只需要有正浏览器就可以访问。（2）Web表示层。Web层从客户端获得客户的输入信息，传递给业务逻辑层的组件，再把从业务逻辑层获得的处理结果以HTML文件的形式输出到客户端，形成网页界面23。由Servlet和JSP程序组成，封装在Web容器中。（3）业务逻辑层。处理表示层传递过来的用户响应，并将结果返回给Web层。业务逻辑层封装了系统提供给用户的接口，是直接处理用户请求的中心。提供给用户各种查询、添加、修改、删除接口以及各模块之间的交互等接口。接口具体的实现通过调用持久层完成。EJB组件放在EJB容器中运行，并由EJB接口负责这些组件的调度、管理。（4）数据持久层是各项数据资源的存放和管理层。它完成持久对象到关系数据库的映射，并对持久对象进行操作。持久层用Hibernate实现，它负责把Java持久对象映射到数据库表，并负责对象的查询、添加、修改、删除等具体操作。在分层设计中，各层之间通过提供的接口进行层间通信，用户请求提交到Web层，在这里获取用户提交的信息，通过业务代理接口调用EJB实例做业务逻辑处理并调用持久层Hibernate对数据库进行查询、添加、修改、删除操作，返回数据到Web层，解析成HTML形式展现给用户。3.2拨测系统子系统划分根据系统体系结构设计，我们将系统按功能进行了子系统的划分。自动拨测系统可划