（信号与信息处理专业论文）rnc整机测试平台单板测试功能模块的设计与实现.pdf

摘要 2 0 0 9 年年初，随着我国工业和信息化部宣布发放3 g 牌照，作为具有中国独 立知识产权的t d s c d m a 制式将正式进入商用阶段。由于3 g 网络较2 g 复杂， 并且对网络设备的性能要求也更高，而对于任何一款网络设备来说，从研发到 生产的各个环节都不可避免的存在缺陷，这时产品如果直接投入到实际环境中， 将可能会给使用设备的运营商造成不可估量的损失。因此，在产品进入实际应 用前必须对产品各项性能进行一个全面的测试，以保证在将来的实际使用中尽 量少的出现问题。 无线网络控制器( r n c ，r a d i on e t w o r kc o n t r o l l e r ) 是t d s c d m a 无线接 入网子系统( r a n ，r a d i oa c c e s sn e t w o r k ) 的重要组成部分，它负责提供移动 性管理、呼叫处理、链接管理和切换机制。r n c 整机是由若干块具有特定功能 的单板按照一定配置组合而成的，所有的单板协同起来共同完成r n c 自身的功 能。由于r n c 产品在整个网络中占有极其重要的地位，因此必须对r n c 整机 产品在出厂前进行一系列测试来完成最后的性能评估。 r n c 整机测试需要一个测试平台来对r n c 的软硬件进行全面的检测，而对 于一个测试平台来说，必须做到各个量级的测试都覆盖到，比如整机测试和单 板测试，这样才成为一个功能全面的测试平台。本文的主要工作就是研究与设 计开发整机测试平台中单板测试功能模块。 本文首先介绍了r n c 在t d s c d m a 系统中的地位和功能。然后根据r n c 设备的功能特性，将整机单板测试设计为系统测试和老化测试。分别对两种测 试进行需求分析，设计出测试方案和测试流程，以现有的整机测试平台为基础， 基于c + + b u i l d e r 开发软件实现了新的单板测试功能模块。总体实现原理以0 接 口为规范，通过发送t c p 或u d p 数据包对设备进行测试，并从设备响应解析出 测试结果。本文所实现的单板测试功能模块，已在实际产线上验证通过并应用 于大规模生产测试之中，对保障r n c 整机设备的产品性能发挥了很好的作用。 关键词：无线网络控制器，测试平台，单板测试，o 接口 a bs t r a c t e a r l y2 0 0 9 ，c h i n e s em i n i s t r yo fi n d u s t r ya n di n f o r m a t i o nt e c h n o l o g yh a d a n n o u n c e dt h ea v a i l a b i l i t yo f3 gl i c e n s e s a sa ni n d e p e n d e n ti n t e l l e c t u a lp r o p e r t y r i g h t sw i t hc h i n e s e ，t d s c d m as t a n d a r dw i l lb ef o r m a l l ye n t e r e dt h ec o m m e r c i a l s t a g e 3 gn e t w o r ki sf u r t h e rc o m p l i c a t e dt h a n2 4a n dt h ep e r f o r m a n c er e q u i r e m e n t o fn e t w o r ke q u i p m e n ti sa l s oh i g h e r h o w e v e lf o ra n yn e t w o r ke q u i p m e n t ，t h e r ea r e d e f e c t se x i s t i n gi n e v i t a b l yi na l lc h a i n sf r o mr e s e a r c ht om a n u f a c t u r e i ft h ep r o d u c ti s u s e dd i r e c t l yi nr e a le n v i r o n m e n t ，i tw o u l dc a u s ei m m e a s u r a b l el o s st ot h eo p e r a t o r s w h ou s et h ee q u i p m e n t t h u s ，b e f o r et h ep r o d u c te n t e r i n gp r a c t i c a la p p l i c a t i o n ，w e s h o u l dh a v ee v e r ya s p e c t so ft h ep r o d u c tt e s t e dc o m p r e h e n s i v e l y , i no r d e rt om a k e s u r et h a tt h e r ew o u l db ea sl i t t l ea sp o s s i b l ep r o b l e m si na c t u a lu s e r n c ( r a d i on e t w o r kc o n t r o l l e r ) i so n ei m p o r t a n tc o m p o n e n to ft h er a n ( r a d i oa c c e s sn e t w o r k ) s y s t e mi nt d s c d m a i t sf u n c t i o ni sp r o v i d i n gm o b i l i t y m a n a g e m e n t ；c a l l i n gp r o c e s s i n g ，l i n k i n gm a n a g e m e n ta n ds w i t c h i n gm e c h a n i s m r n ce q u i p m e n ti sc o m p o s e do fan u m b e ro fd i f f e r e n tf u n c t i o nb o a r d s ，a l lt h eb o a r d s c o o p e r m et o g e t h e rt o a c h i e v et h ef u n c t i o no fr n c b e c a u s eo ft h ei m p o r t a n c eo f r n ci nm o b i l ec o m m u n i c a t i o ns y s t e m ，w em u s tm a k eas e r i e so ft e s t st oc o m p l e t e t h ep e r f o r m a n c ee v a l u a t i o nb e f o r ep r o d u c t se n t e ra c t u a lu s e r n ce q u i p m e n tn e e d sap l a t f o r mf o rh a r d w a r ea n ds o f t w a r et e s t a sat e s t p l a t f o r m ，i tm u s tc o v e re v e r yl e v e lt e s t ，f o re x a m p l e ，e q u i p m e n tt e s ta n db o a r dt e s t o n l yi nt h i sw a y , i tc a nb ec a l l e df u l l f e a t u r e dt e s tp l a t f o r m m ym a i nw o r ki n t h i s p a p e ri sr e s e a r c h i n ga n dd e s i g n i n gb o a r dt e s tf u n c t i o nm o d u l ew h i c hi sb a s e do f e q u i p m e n t t e s tp l a t f o r m f i r s to fa l l ，t h i sp a p e ri n t r o d u c e st h et d s c d m as y s t e ms t r u c t u r ea n dt h es t a t u s a n df u n c t i o n so fr n c t h e n ，a c c o r d i n gt ot h ef e a t u r e so fr n c ，t h eb o a r dt e s t f u n c t i o nm o d u l ei sd i v i d e di n t os y s t e mt e s ta n da g i n gt e s t a f t e ra n a l y z i n gt h e r e q u i r m e n to ft w ot e s t s ，t h ep a p e rd e s i g na t e s tp r o g r a ma n dt e s tp r o c e d u r e sa n da d d n e wb o a r dt e s tf u n c t i o nm o d u l ei n t oc u r r e n tv e r s i o nb a s e do nc - t - + b u i l d e ri d e t h e f u n c t i o ni m p l e m e n t a t i o ni sb a s e do noi n t e r f a c e ，b yw a yo fs e n d i n gt c po ru d p i i p a c k e t st oe q u i p m e n t ，g e t t i n gd e v i c er e s p o n s ea n dp a r s eo u tt e s tr e s u l t s t h eb o a r d t e s tf u n c t i o nm o d u l ei nt h ep a p e rh a sb e e na p p l i e di nl a r g e - s c a l ep r o d u c t i o nt e s ta n d p l a y e dag o o dr o l ei np r o d u c tp e r f o r m a n c eo f r n c k e y w o r d s ：r n c ，t e s tp l a t f o r m ，b o a r dt e s t ，0i n t e r f a c e i i i 独创性声明 本人声明，所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含 其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其它教 育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任 何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 签名： 雷投 e l 期：丝2 ：! 兰 学位论文使用授权书 本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即： 学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许 论文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入 有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位 论文。同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录 本学位论文，并向社会公众提供信息服务。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 研究生( 签名) ：雷数 导o i l i ( 签名) ：弘。日期砌夕，乙 武汉理t 大学硕士学位论文 第1 章绪论 1 1r n c 整机测试研究背景 随着数据业务的飞速发展，数据接入的可移动性要求不断突现，支持高带 宽可移动无线数据接入的第三代移动通信技术浮出水面。第三代移动通信系统 在国际上统称为i m t - 2 0 0 0 ，简称3 g ，是国际电信联盟( 1 1 u ) 在1 9 8 5 年提出的 工作在2 0 0 0 m h z 频段、预期在2 0 0 0 年左右商用的系统。3 g 标准定义了三大主 流技术标准，包括w c d m a ，c d m a 2 0 0 0 ，t d - s c d m a 。 t d s c d m a 作为大唐移动代表中国提出的第三代移动通信标准，自1 9 9 8 年正式向i t u 提交以来，完成了标准的专家组评估、i t u 认可并发布、与3 g p p ( 第三代伙伴项目) 体系的融合、新技术特性的引入等一系列的国际标准化工 作，从而使t d s c d m a 标准成为第一个由中国提出的，以我国知识产权为主的、 被国际上广泛接受和认可的无线通信国际标准。这是我国电信史上重要的里程 碑【1 1 。 从2 0 0 3 年底t d s c d m a 产业联盟成立以来，其成员不断扩大，t d s c d m a 产业发展进入了一个全新阶段。在信息产业部组织的3 g 技术试验的推动下， t d s c d m a 的实用化进程也明显加快，2 0 0 4 年9 月中国完成了第三代移动通信 技术的现网测试。2 0 0 5 年6 月t d s c d m a 完成了产业化专项室内、外场测试。 2 0 0 6 年1 月，信息产业部正式发布t d s c d m a 行业标准，在t d s c d m a 产业 发展的关键阶段为产业界注入了一针强心剂。在行标的引导下，t d s c d m a 产 业链的相关企业相继加大投入，进行相关产品的研发与生产，通过信息产业部 组织的规模网络应用实验来持续完善并加强产品质量及性能。2 0 0 6 年2 月，作 为3 g 商用的重要前奏，由国家三部委( 发改委、信产部、科技部) 统一领导组 织实施、运营商和制造商共同参与的t d s c d m a 规模网络应用试验，在我国政 府的大力支持和运营企业的积极推动下全面启动。2 0 0 7 年2 月，中国移动的 t d s c d m a 试商用招标工作全面展开。今天，t d s c d m a 已经发展成为可以为 运营商和用户提供满足多样化需求的全系列商用化产品1 2 j 。 r n c ( 无线网络控制器，r a d i on e t w o r kc o n t r o l l e r ) 是第三代( 3 g ) 移动通 信无线接入网( r a n ，r a d i oa c c e s sn e t w o r k ) 中的重要组成部分，负责移动性 武汉理l 人学硕+ 学位论文 管理、呼叫处理、链路管理和移交机制。为了执行这些功能，r n c 必须以线速 完成一系列要求严格的复杂的协议处理任务，同时确保高可靠性及可预测的性 能【3 j 。作为3 g 网络的重要组件，r n c 是流量融合、转换、软硬呼叫切换以及智 能信元和数据包处理的焦点。 r n c 执行传统的无线话音通信功能，如节点b 集中、与节点b 及核心网络 的链路连接、终接来自节点b 和核心网络的控制信号、终接l 2 无线接口、通过 移动站的呼叫连接控制、多样性移交控制、流量数据收集统计、无线网络的资 源管理。此外，r n c 还为连接i p 分组交换网络提供桥接功能。r n c 不仅支持 传统的a t m a a l 2 ( 话音) 和a a l 5 ( 数据) 功能，还支持a t m 上的i p ( i p o a ) 和s o n e t 上的数据包( p o s ) 功能。越来越多的无线用户给i p 技术提出了更多需 求，这意味着未来平台必须同时支持i p v 4 和i p v 6 。下一代网络处理器可完美匹 配这个丰富的多协议环境【4 j 。 1 2r n c 整机单板测试意义及现状 由于r n c 负责大量数据的处理，因此r n c 运行稳定性成为决定网络质量 的一个重要指标。然而由于r n c 设备自身的复杂度较高，并且产品在研发和生 产过程中都不可避免地存在错误。因此对产品各方面性能进行有效测试是保证 产品合格率的最有效途径和重要手段，也为产品质量评估提供了可靠地依据。 r n c 整机测试的目的是在r n c 设备各个组成部件组装成整机后，产品出厂 前的最后一道测试工序，整机测试从功能上分为系统测试和老化测试，对当前 整机性能进行评估，以最大程度的保证产品出产后的质量。 r n c 整机系统测试是指将r n c 整机装配完成后通过与系统的标准设置作比 较，检验全部的软硬件配置项能否和系统正确连接，以判断目f ； 装配的整机从 机架电源、单板、单板元器件到软件版本是否均处于正常状态。 r n c 整机老化测试是指对当前的整机装配完成后并在系统测试完成后各方 面指标正常的情况下进行的长时间、高负荷的压力测试，目的就是为了磨合刚 刚生产出来的元器件。任何电子产品，不管是元件、部件、整机或设备都要进 行老化测试。电子产品通过生产制造后，形成了完整的产品，已经可以发挥使 用价值了，但使用以后发现会有这样那样的毛病，又发现这些毛病绝大部分发 生开始的几小时至几十小时之内。因此规定了电子产品的老化测试，来仿照或 者等效产品的使用状态，这个过程由产品制造者来完成【5 】。通过老化测试，把有 武汉理i j i 大学硕士学位论文 问题的产品留在生产线，没问题的产品给用户，以保证买给用户的产品是可靠 的或者是问题较少的。这就是老化测试的意义。下图1 1 所示为电子产品使用 老化曲线图。 故 障 室 使用时间 图1 1 电子产品使用老化曲线图 r n c 整机系统测试和老化测试是对产品完整测试的两个必须步骤。没有系 统测试，r n c 整机可能配置的都不对，老化测试就无法进行；只有系统测试， r n c 整机中不稳定或者虚焊的元器件根本无法暴露出来，导致产品到外场后质 量和性能无法保证。 r n c 整机是由具有各自功能的独立单板组成的，各个单板按一定配置组合 以实现r n c 的所有功能。在r n c 整机测试后往往会暴露出哪块单板或者哪几 块单板会有故障或运行不正常，这时候需将问题单板挑选出来对单板进行复测， 如果这时候仍然是对所有单板都进行测试就太浪费时间了，我们只需针对问题 单板进行单独的测试即可，这样就可以节约大量时间。因此需要一个单板级的 测试功能模块来对单板进行测试【6 】。 作为3 g 无线接入网子系统中重要的设备单元，国内外设备生产商都会根据 各自设备特点开发出一套适合自己设备的测试平台软件，但是由于各产商设备 的软硬件设计及测试平台软件开发环境各异，对设备性能测试的侧重点也不尽 相同，因此不可能有一个通用的r n c 整机性能测试平台，所以各设备商的测试 平台开发成熟度及性能各异，暂无一个统一的现状可以参考。 1 3r n c 整机单板测试功能的要求 r n c 整机单板测试功能要求涉及到整机测试平台单板测试功能模块界面的 武汉理t = 大学硕士学伉论文 设计、系统测试的实现、老化测试的实现和测试结果的存储及报表的生成四项 功能。 单板测试选择界面设计要求要有简洁、美观、友好的界面，能使测试人员 轻松完成对单板测试项的选择并进行测试。 系统测试包括硬件联通性检测、单板信息检测、风机检测、传感器检测和 单板主备切换测试。 老化测试包括控制通道老化、业务通道老化和单板c p u 老化测试。 测试结果的存储及报表生成主要是完成对测试结果的保存，以方便测试人 员随时查看测试结果1 7j 。 1 4 论文主要内容及章节安排 无线网络控制器作为第三代移动通信t d s c d m a 制式的无线接入网控制 器，其接口繁多，功能复杂。对于这种电信级的通信设备的可靠性和稳定性的 高要求需要产品在进入真实工作环境前进行一系列的全面测试，以保证产品的 品质质量。本课题就是以此为出发点，完成了以下几方面的工作： ( 1 ) 基础理论的研究 大量阅读第三代移动通信系统中与r n c 相关的资料和w i n d o w s 系统下的 编程资料。学习了i 埘c 外部接口的模型，重点是r n c 与管理站之间的0 接口 及消息帧格式。熟悉了r n c 软件体系架构和设备特性。这些相关理论的研究工 作是后面系统需求分析、设计和实现的基础。 ( 2 ) 测试需求分析 对r n c 整机测试功能设计目标和工作方式进行分析，根据测试需求将单板 测试分为两块进行，一项系统测试，一项老化测试，每项测试又细分为若干个 测试子项。又根据每个测试项可以实现的原理，对每个测试子项都给出期望达 到的测试效果，测试的输入和输出参数以及测试方法。 ( 3 ) 功能的实现 首先介绍了整机测试平台的关键技术即测试平台与r n c 设备间通信的机 制。然后分别设计了系统测试的硬件连通性检测、单板信息检测、风机检测、 传感器检测和单板主备切换测试的实现流程图。对于老化测试，分别按照功能 实现原理、处理流程以及接口实现方式来完成控制通道老化、业务通道老化和 c p u 老化的实现。最后说明了程序中设计用来存储测试结果的结构体和在外部 4 武汉理_ 大学硕七学位论文 存储测试结果的a c c e s s 数据表，并通过t q r e p o r t 控件实现了报表的打印。 本文各章节安排如下： 第1 章简略介绍第三代移动通信系统中r n c 的功能。并对无线网络控制器 整机测试的意义和单板测试的意义分别进行了分析和说明。 第2 章主要介绍了r n c 设备功能与特性。然后对无线网络控制器的测试环 境的软硬件进行了描述，尤其是设备与管理站之间交互的o 接口，对其通信原 理进行了说明，并给出消息帧头格式。最后对w i n d o w s 系统下r n c 设备单板测 试程序软件设计原理进行了说明。 第3 章的内容主要是对r n c 整机单板测试的需求分析。首先是对整机测试 的一个总体分析综述，然后分别对测试需求的单板系统测试和单板老化测试给 出测试的理论要求，包括期望达到的测试效果、测试输入输出参数和测试方法。 第4 章是本文核心内容，完成了r n c 整机单板测试的具体设计和实现工作。 首先是对单板测试的程序框架进行了设计，然后是对系统测试功能的设计和对 老化测试功能的设计。最后完成了测试结果的存储和测试报表的输出。 第5 章对全文的工作做一个总结并对设计中的不足或者可能存在隐患之处 给出建议。 武汉理j ：人学硕士学何论文 第2 章r n c 测试软硬件架构 2 1r n c 设备功能与特性 r n c 主要完成无线资源控制、移动呼叫处理、切换、功率控制、移动性管 理等功能。与g s m 相比，t d s c d m a 网络的r n c 功能更强大，集成度更高， 在网络中所起的作用也更大。首先，r n c 具备很强的数据处理能力，一般一个 r n c 可以管理几百个基站，支持最大超过l 万个等效语音信道( 指1 2 2 k b i t s 语 音信道) 的处理能力。其次，r n c 提供强大的无线资源管理功能，主要包括4 个部分：一是功率控制，它根据无线信道的环境变化，比较呼叫过程中的s i r ( 信 干比) ，自动调整信道发射功率，可以有效的提高通信质量，降低干扰。二是切 换控制，可针对不同的业务以及不同的负载情况采取不同的切换策略，灵活应 用软切换、更软切换和硬切换等手段，最大限度的改善通话质量，降低掉话率 以及满足特定区域的话务吸收功能。其中，软切换是3 g 优越性的重要体现，大 大降低了掉话率，提高了通话质量。三是资源分配，它采用智能化的动态资源 分配技术，根据业务的q o s 要求和负载情况，灵活的分配带宽，从而保证用户 的通信需求，提高无线信道带宽的利用率。四是负载控制，可以有效地平衡校 区之间的负载，同时对业务接入起到很好的控制作用，提高系统容量。最后， r n c 提供丰富的传输解决方案。r n c 而已提供基于a t m ，t d m 和i p 多种类型 的借口，尤其是信道化的s t m 1 接口，降低了无限传输组网的难度，加快了建 网速度瞵】。 t d s c d m a 无线网络控制器的功能和特点如下【9 】： ( 1 ) 优异的无线资源管理 在动态信道分配、接纳控制、切换控制、包调度等方面具有众多优异的研 究成果。 ( 2 ) 高集成度、大容量 最大支持4 3 0 0 0 个等效语音信道，支持的用户数超过1 0 0 万。 ( 3 ) 灵活的配置方式 模块化设计使系统配置更加灵活，最大限度节省投资，支持串型、星型和 环型等方式与基站n o d eb 组网，具备北斗b i t s 和i u 接口时钟、g p s 和本机等 武汉理工人学硕士学位论文 时钟源配置方式，可以根据实际c s 和p s 业务不同需求进行灵活配置。 ( 4 ) 电信级的高可靠性 重要部件1 + 1 或n + p 备份，软件通过实时监控和数据冗余备份等措施提供 系统可靠性。 ( 5 ) 平滑的升级和扩容 基于3 g p pr 4 版本开发，支持向r 5 版本和r 6 版本的平滑演迸，支持单板 级机框级和机架级3 种形式的平滑扩容，更加有效地保护了用户投资，支持软 件在线升级，无需中断业务。 r n c 设备是由机架( 包括电源) 、机框和单板组成的。一台r n c 指的是一 个机架，每个机架由三个机框构成，每个机框罩面有十四个单板槽位可供单板 插放，一个满配的r n c 机架单板配置如下图2 1 所示： 机架# l 机框一- g1 12 3 4 56 7 8 9 三1 1 111 2 34 1f ”!f 。9 镯 ￥r 鬈rc - rori tt o ircrgr 器 sgsnsc cnsgsc s pdpcpsscpdppp 釜 aa aaaaa ，a | aaaaa 。ik 翎 舢觚 机椎并2 12 3 4 56 7 8 9 j1 1 111 234 r r ”f1 f 锶 cci cntt ：prrrrr aaaaap cctttttt ： sspssus sppppdp aa aaaaaa - aa aaaa & 。蕊k 。 l 一盘一k 泌 。涵 机框# 3 12 3456 7 8 9 n 11 111 u234 r1 r 镧 c c c cni 下tprrrrr ， aaaaapc ctttttt ： s s s s sus spppppp 。j aaaaaaaa 。aaaaaa j l匕l 。一k l幽翻 图2 1r n c 满配机架 在实际应用中如果数据处理业务量超过一台r n c 设备的处理能力，可将多 台r n c 设备进行级联，以完成更大指标的数据量处理，级联数量最大为5 机架 f l o 】。以下将上图2 1 中的各单板功能做个简单介绍。 武汉理工人学硕士学位论文 g c p a ：全局处理板( g l o b a lc o n t r o lp r o c e s sa s s e m b l e ) 主要完成r n c 全局 资源的控制与处理，设备全局数据配置管理功能，设备初始化控制功能，设备 性能统计管理功能，告警管理功能，设备监视与维护调测功能，完成i u i u b 接口 传输网络层控制平面协议处理等。l d t 与r n c 设备间的通信都必须通过全局板 g c p a 来处理。 o n c a ：维护网络通信接口板( o p e r a t i o nn e t w o r kc o m m u n i c a t i o na s s e m b l e ) ， 主要完成r n c 与o m c ( 操作维护中心，o p e r a t i o n s & m a i n t e n a n c ec e n t e r ) 接口功能，将o m c r 发送到r n c 的各种控制与维护命令路由到r n c ，将r n c 上报给o m c r 的告警、性能统计消息发送给o m c r 。o n c a 通过网线与交换 机或者p c 机直接连接，是r n c 设备与外界通信的物理通道。 c g d a ：网络同步时钟板( c l o c kg e n e r a t i o na n dd i s t r i b u t i o na s s e m b l e ) 主要 完成r n c 网同步及时钟功能。 r s p a ：无线网络信令处理板( r a d i on e t w o r ks i g n a l l i n gp r o c e s sa s s e m b l e ) ， 主要完成无线网络协议的处理，业务连接控制功能，无线资源管理功能，r n c 设备本地资源管理功能，完成i u i u b u u 接口控制平面协议和传输网络层控制平 面协议处理。 r t p a ：无线网络业务处理板( r a d i on e t w o r kt r a f f i cp r o c e s sa s s e m b l e ) 主要 完成i u i u b 接口用户平面协议处理功能，小区公共传输信道处理，为u u 接口无 线网络层应用提供逻辑信道，u e 专用控制信道处理，业务数据处理，上行链路 外环功控，节点同步传输信道同步功能，寻呼数据加密解密，i p 分组头压缩 解压缩。 p t p a ：g t p u 处理板( p a c k e ts e r v i c ed o m a i nt r a f f i cp r o c e s sa s s e m b l e ) 完成 p s 用户面协议处理功能，完成i u 接口用户平面的g t p u 、u d p 、i p 协议。 t c s a ：二级交换板( t r a 街cc o n t r o ls w i t c ha s s e m b l e ) 完成框内板卡之间的 信息交换。 c a s a ：通道化a t ms t m 1 接口板( c h a n n e l i z e da t ms t ma s s e m b l e ) 主 要提供通道化s t m 1 接口功能，传输网络层协议s s c f n n 仉小i 、s s c o p 。 n a s a ：非通道化a t ms t m 1 接口板( n o n c h a n n e l i z e da t ms t m 1 a s s e m b l e ) 主要提供非通道化s t m 1 接口功能，传输网络层协议s s c f n n i 刖咐i 、 s s c o p 。 i a p a ：i m a e l 接口板( i m a a t mp r o c e s s i n g a s s e n b l e ) 主要功能提供i m a e l 接口功能，完成传输网络层协议s s c f n n i u n i 、s s c o p 处理。 武汉理一 人学硕十学位论文 i p u a ：g e f e 接口板( i pu t pi n t e r f a c ea s s e m b l e ) 主要功能提供g e f e 接 口功能，完成i p 、u d p 、t c p 、s c t p 、i c m p 、r t p 协议。 2 2 测试系统软硬件环境的搭建 r n c 整机测试平台是安装在p c 机上的应用程序软件l d t ( l o g i cd i a g n o s e t o o l ，逻辑诊断工具) ，本文所设计和实现的单板测试模块是在l d t 基础版本上 开发的一个独立的功能模块，以实现r n c 整机设备的单板级的功能测试。l d t 的丌发环境为b o r l a n dc + + b u i l d e r6 0 。 b o r l a n dc + + b u i l d e r6 0 的编程语言是c + + ，这种语言是面向对象的结构化 语言，是高效率的高级编程语言之一，执行速度仅次于汇编语言，但其种种优 点又是汇编语言所无法达到的。实际上，c + + b u i l d e r 是最先进的组件技术和面 向对象的高效语言c + + 融合的产物。由于m i c r o s o f tw i n d o w s 是运用c c + + 语言 开发的，这使得c + + b u i l d e r 可以完美的嵌入到w i n d o w s 操作系统中，与w i n d o w s 系统的兼容性非常好，这也是c + + b u i l d e r 比较稳定的原因。 b o r l a n dc + + b u i l d e r6 0 最主要的特点表现在以下几个方面i ： ( 1 ) 提供了出色的可视化应用程序开发环境 经过多次的完善和升级，目前c + + b u i l d e r6 0 可为应用程序的开发提供非 常友好和完善的可视化集成开发环境，使程序员从繁重的代码编写中解放出来， 使他们将注意力集中在算法设计和程序设计上，而不是浪费在烦琐而重复的工 作中，大大减少程序的开发周期，降低投资成本。 ( 2 ) c + + 快速开发工具，将c 抖开发提高到新的层次 c + + b u i l d e r 的编程语言是c + + 。众所周知，c + + 是一种高性能的变成语言， 具有高速的编译、连接和执行速度。 ( 3 ) 具有强大的数据库应用程序丌发能力 c + + b u i l d e r6 0 自己开发了一种成熟的数据库连接技术b d e 数据库引 擎，此外，还支持m i c r o s o f t 的a d o 数据库连接技术。这使得c + + b u i l d e r6 0 具有强大数据库处理功能，使程序员可以非常容易地开发出功能强大的数据库 应用程序。 整机测试系统硬件环境需要一台p c 机，一个网口交换机和一台或多台被测 的r n c 整机设备，多台r n c 设备要通过一级控制交换板g c s a ( g l o b a lc o n t r o l s w i t c ha s s e m b l e ) 和一级业务交换板g t s a ( g l o b a lt r a 伍cs w i t c ha s s e m b l e ) 进 9 武汉理工大学硕士学位论文 行级联。p c 机、网口交换机和r n c 之间通过网线连接。测试系统硬件环境搭 建如下图2 - 2 所示。 t 佼n 图2 _ 2 测试系统硬件环境搭建 在上图搭建的硬件环境中，网口交换机不是必须的，p c 机也可以与o n c a 维护网络通信接口板通过网线直接连接。 2 _ 3 0 接口原理 如上图2 - 2 所示，p c 机上安装的软件l d t 与r n c 设备间的消息通信是通 过o 接口进行的，0 接口是由r n c 设备软件体系设计者定义的管理站( o m c l d t ) 和网元( r n c l 之间的接口。o 接r n 的物理网络形式是l d t 和r n c 主备全局板之 间的i p 网络。 0 接口从数据传输方式上可以分为两类接口：消息接口和f t p 接口。 f t p 接口用于海量数据的传递，包括：软件配置、软件版本、o m c - r ( 操 作维护中心) 离线期间的告警数据和性能数据等。f t p 接口中管理站作为f t p 服务器，网元为f t p 客户端。f t p 接口的使用方式( 例如：f t p 地址、用户名、 密码的下发) 是由消息接口控制完成的。 消息接口是l d t 和r n c 全局板之间所建立的专用t c p 连接，进行命令和 数据的传递。l d t 和r n c 的主各全局板之间都需要建立t c p 连接。和备用全 局板所建立的连接在该单板升主后才启用，否则只进行心跳保持。 在t c p 连接建立后，管理站首先发送接入鉴权消息，通过接入鉴权后，双 方才能正常通信。如果网元在指定的时间内，没有接收到管理站的接入鉴权消 息，网元主动断开该管理站的t c p 链路。接入鉴权定时器的时长为1 0 秒。 由于全局处理板采用主备方式运行，要求l d t 同时与主备全局处理板建立 武汉理i ：人学硕士学位论文 通信链路，并仅在与主用全局处理板链接的通信链路上，发送操作维护消息， 在备用板的通信链路上仅发送心跳检测消息。在全局处理板没有发生切换的情 况下，如果与主用全局处理板的通信链路异常，管理站需要主动重新接入，而 不是切换到与备用全局处理板建立的通信链路上发送消息。 通信过程中，采用双方互相发送心跳检测消息，来检测通信链路状态。如 果在指定的心跳检测周期内，没有收到对方的心跳检测消息，则认为对端异常， 此通信链路需要重新建立。 网元和管理站都需要从o 接口连接中解析出“消息帧”，这是一个基本信息 单位。出于简化处理和降低格式转换丌销的考虑，o 接口消息帧头和网元内部的 消息帧头保持完全一致，为此消息帧头中设置了一些保留字节。0 接口消息帧头 在“管理站一网元”和“管理站卜网元”两个方向上是相同的【1 2 j 。 o 接口帧头格式如下表2 1 所示l i 3 。 表2 10 接口帧头格式 i e 字段名称 t y p e 字段类型d e s c r i p t i o n 字段描述 c p s s c o m l o gi c s t d s t l o g i c a d d r 接收方的逻辑地址 a d d r - t u l d s t l o g i c a d d r f l a g u l n t 3 2 接收方逻辑地址主备标记 u l d s t p du i n t 3 2 接收方纤程描述符 c p s s c o m l o g i c s t s r c l o g i c a d d r 发送方逻辑地址 a d d i u u l s r c l o g i c a d d r f l a g u i n t 3 2 发送方逻辑地址土备标记 u l s r c p du i n t 3 2 发送方纤程描述符 u l m s g l d u i n t 3 2消息i d ，唯一标识消息内容和格式 a u l r e s e r v e du i n t 3 2 1 2 】 保留 u l m s g l e n u l n t 3 2 o 接口帧头之后的消启、k 度 在编写单板测试功能模块的代码过程中，发送消息和返回消息的代码在格 式上都要按照o 接口帧头格式发送，才能在l d t 与r n c 设备间正常通信。 2 4 单板测试程序设计原理 单板测试功能模块实现的是一个w i n d o w s 操作系统下的窗口消息发送和消 息响应处理的过程，因此原理上遵循w i n d o w s 程序内部运行机制。 窗口是w i n d o w s 应用程序中一个非常重要的元素，一个w i n d o w s 应用程序 武汉理i ：大学硕十学位论文 至少要有一个窗口，称为主窗口。窗口是屏幕上的一块矩形区域，是w i n d o w s 应用程序与用户进行交互的接口。利用窗口，可以接收用户的输入以及显示输 出。 在w i n d o w s 应用程序中，窗口是通过窗口句柄( h w n d ) 来标识的。我们 要对某个窗口进行操作，首先就要得到这个窗口的旬柄。在w i n d o w s 程序中， 有各种各样的资源( 窗口、图标、光标等) ，系统在创建这些资源时会为它们分 配内存，并返回标识这些资源的标识号，即句柄【l 训。w i n d o w s 程序设计是一个 事件驱动方式的程序设计模式，主要是基于消息的。例如：当用户在窗口中画 图的时候，按下鼠标左键，此时，操作系统会感知到这一事件，于是将这个事 件包装成一个消息，投递到应用程序的消息队列中，然后应用程序从消息队列 中取出消息并进行响应。在这个处理过程中，操作系统也会给应用程序“发送 消息”。所谓“发送消息”，实际上是操作系统调用程序中一个专门负责处理消 息的函数，这个函数称为窗口过程，即w i n d o w p r o c 。 w i n d o w s 应用程序的消息处理机制如下图2 3 所示。 应用程序 窗口过程消息队列 j l jl 1r 操作系统 图2 3w i n d o w s 应用程序的消息处理机制 操作系统接收到应用程序的窗口消息，将消息投递到该应用程序的消息队 列中。应用程序在消息循环只调用g e t m e s s a g e 函数从消息队列中取出一条一条 的消息。取出消息后，应用程序可以对消息进行一些预处理。应用程序调用 d s i a p a t c h m e s s a g e ，将消息回传给操作系统。消息是由消息结构体对象来表示的， 其中就包含了接收消息的窗口的句柄。系统列用w n d c l a s s 结构体的 l p f n w n d p r o c 成员保存的窗口过程函数的指针调用窗口过程，对消息进行处理。 在l d t 软件设计中将窗口过程函数命名为w n d p r o c ，即在窗口获取到的消 息都在此例程中处理这些消息。针对r n c 单板测试的需求效果，我们可以重写 武汉理r 大学硕十学位论文 该例程，以实现在窗体接收到r n c 设备返回消息时执行特定的操作。 2 5 本章小结 本章重点介绍了与r n c 测试相关的硬件测试环境和软件程序原理。首先是 对r n c 设备的功能与特性进行了介绍，针对当前的性能要求给出了满配的r n c 配置。然后对测试的硬件环境进行搭建，并对l d t 的设计平台c + + b u i l d e r 进行 了介绍。接着对r n c 设备与l d t 通信的规范o 接口进行说明。最后是对w i n d o w s 程序内部运行机制进行了研究。 武汉理r 人学硕士学位论文 第3 章r n c 整机单板测试需求分析 3 1r n c 整机单板测试总体分析 r n c 整机生产测试平台主要为生产线单板测试后、组装成整机出厂前为保 证产品质量，进行的验证性测试，该平台应提供可