GPRS测试仪表的实用性分析

2019-11-03 18:00:08

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供稿：网友

山西移动通信责任有限公司郭宝

　　GPRS在全国大规模商用的同时，中国移动集团公司对GPRS网络运行质量现场测试制定了技术规范书，全国主要城市GPRS网运行质量现场检查的主要方式是对市区重要场所进行定点拨打测试，对市区道路进行DT路测，从用户感受的角度评估该城市的GPRS网络质量。根据实际测试经验，本文对三种实用的GPRS测试仪表：Agilent E6474A，ANT for GPRS，MOTOROLA-MDTT进行对比，分析其各自的优缺点以及适用的范围。　　中国移动集团公司GPRS技术规范书中选用了AGILENT E6474A测试仪，技术规范书中的测试项目主要包括定点测试和DT路测。

　　定点测试指标主要有以下几方面。

　　GPRS attach测试：每个测试点做10次GPRS网络登录测试，记录每次附着时间，即手机发出Attach Request信号到收到Attach Accept信令之间的时间，计算平均附着时间和附着成功率。

　　WAP测试：每个测试点做10次WAP网站登录测试，并任意选择10个不同页面，进行页面更新测试，记录每次PDP激活时间和WAP首页显示时间，计算平均PDP激活时间、PDP激活成功率、WAP平均登录时间、WAP网站登录成功率和WAP页面刷新成功率。

　　PING测试：PING测试GGSN局域网内的站点，PING 的包长为500B，每点测试10次，记录每个测试点PING测试的最大和最小时延，并计算PING的平均时延和成功率。

　　FTP下载测试：从当地的FTP服务器下载500kB文件一次，记录每次下载时间，并计算FTP应用层下载速率、下载RLC层平均吞吐量和RLC层平均BLER。

　　DT测试的方式为：两部手机同时进行测试，一部手机连续进行WAP接入（时间间隔约为3分钟），WAP测试站点为http://wap.monternet.com；另一部手机进行FTP下载测试，测试文件大小为500kB。

　　DT测试指标主要有以下几个。

　　WAP测试：在车辆行进过程中，每隔3分钟时间进行WAP登录测试，访问WAP站点http://wap.monternet.com，记录每次从发起WAP访问请求到显示首页之间的时间，并计算WAP平均首页显示时间和WAP网站登录成功率。

　　FTP测试：在车辆行进过程中，从当地的FTP服务器上连续下载500kB的文件，记录每次下载的时间，下载过程中的掉线次数、RAU次数、小区重选次数和GPRS覆盖情况，并计算平均下载文件速率、平均RLC层吞吐量、平均RLC层BLER、平均RAU间隔时间、平均RAU间隔距离、平均小区重选间隔时间、平均小区重选间隔距离、公里覆盖率和公里掉线比（km/次）等指标。

一、利用Agilent E6474A测试GPRS网络

　　中国移动集团公司指定选用了Agilent E6474A的GPRS测试软件，其技术工程师在2002年8月至9月期间对中国移动通信集团公司下属36个城市的GPRS网络进行了全面的网络质量评估测试，测试项符合集团公司的各项要求。该软件进行GPRS网络测试时需要以下测试仪表和附件，如表1所示。

　　笔者对Agilent E6474A在太原市进行GPRS网络测试的具体情况做一简要说明。太原市为中型城市，定点测试共测试了15个测试点，路测部分时间为4小时/每部测试手机，WAP测试站点为http://wap.monternet.com，Ping和FTP的测试服务器由太原市提供，包括服务器ip地址、FTP用户名称及口令。太原市的具体测试地点包括西山酒店、山西大酒店、金融大厦、八一大厦华宇购物广场、天龙购物广场、双塔寺、太原机场等场所；DT测试中所测路线均匀覆盖太原市区主要街道，且无重复，包括环城高速、高架桥、市区到机场公路。测试时在市区内保持正常行驶速度，最高速度30～50km/h。GPRS attach测试、WAP测试、PING测试、FTP下载测试等定点测试指标以及DT测试指标均符合集团公司规范要求。测试评分结果如表2所示。

表2 太原地区GPRS相关指标的Agilent E6474A测试评分表

　　从定点测试来看，Attach成功率、PDP激活成功率指标不是很理想，笔者结合实例来说明 Agilent E6474A的数据分析功能。

　　例1：太原地区GPRS Attach成功率低，而Attach成功率是决定MS能否迅速登录GPRS网络的重要指标。

　　测试地点：山西省展览馆。

　　现象描述：手机当时的服务小区为：LAC=13588，CI＝4051，BCCH＝14，BSIC=44。手机能正常接收到网络发送的System Information Type 13消息，说明此小区是支持GPRS功能的。但是手机在进行第1次Attach的过程中，网络回应Packet access Reject消息，第1次Attach 失败，第2次Attach尝试成功。

　　原因分析：网络可以向手机发送Packet Access Reject消息作为对Packet Resource Request消息的应答，此消息中包含“Wait_Indication”域，其值赋予T3172，当手机收到Packet Access Reject消息后，启动T3172，在T3172运行期间，网络不允许手机在同一小区内再次发起分组接入尝试。网络发送Packet Access Reject的原因可能是无线资源紧张所致。

例2：太原GPRS测试中PDP激活成功率低（PDP激活成功率是衡量网络质量的一个基本指标，它反映了GPRS网络对于用户手机获取IP地址请求响应的能力）。

　　测试地点：华宇购物广场。

　　现象描述：手机连续发送Activate PDP Context Request消息，但是网络没有任何回应，最终PDP激活失败。

　　原因分析：由于无线环境差，网络没有收到手机发送的Activate PDP Context Request消息；由于无线资源紧张，网络无空闲信道对手机的请求做出回应；网络收到手机的请求，但是信息在核心网络各接口之间传递时，由于硬件工作不稳定或协议出现错误，造成PDP激活请求失败。

　　例3：太原地区DT测试中WAP网站登录成功率为78.75%，DT测试中的WAP登录失败原因与CQT测试中有相似的部分，但是因为其有移动的特殊性，所以WAP登录成功与否与网络整体运行质量的好坏息息相关。影响DT测试中WAP登录的原因分析如下。

　　获得时隙数量较小

　　WAP登录失败的现象其中之一为登录时间超时，从数据回放可以看到，DT测试时手机常常只能被分配一个时隙，影响了下载的速度，这其中的原因有可能是小区配置时隙数量不够，厂家的时隙分配算法不佳或是测试时的业务量较大，服务小区无更多可用时隙。

　　高话务量或拥塞小区

　　在DT测试时，GPRS MS状态正常，PDP也已经被激活，但是在测试软件的测试窗口上看不到Packet Downlink Assignment消息，可能是服务小区为高话务量或拥塞小区，测试时无可用时隙能被系统分配。

　　频繁小区重选

　　在GPRS手机进行数据传输时，若发生一次小区重选，TBF就会关闭，信令链路就要重新连接，而且没有传完的一个RLC数据块会被完全重传。频繁小区重选会引起TBF的关/开频繁和信令链路多次重建，易造成WAP登录超时。

　　PDP激活失败

　　PDP激活失败将直接导致WAP网站登录失败。DT测试中造成PDP激活失败的可能原因有：无线环境差，手机与网络之间无法建立正常的链路连接；无线资源紧张，网络或手机无法利用空闲的信道发送必要的信息；核心网络内部接口之间的协议出现错误或接口板工作不稳定，造成信令传递中丢失，引起PDP激活请求失败；测试中频繁小区重选或位置/路由更新，造成PDP激活过程中信令传递中断，引起PDP激活失败。

　　Agilent E6474A测试软件为中国移动集团公司GPRS测试规范中专用测试软件，其测试功能强大，测试项符合集团公司的各项要求，信令部分完整详细、各类信令条例清晰，还附有相应的解释，有利于较快地发现故障，主要缺点是价格昂贵。

二、利用ANT for GPRS测试GPRS网络

　　珠海万禾ANT for GPRS 测试仪表在笔者所在部门应用得较多，其各项测试满足集团公司测试规范，仪表界面易于理解及使用，其GPRS无线网络路测系统配置如下。

　　网络资料：自备电子地图，带有基站及小区参数，没有话务其它的网络资料。

　　测试仪表：SAGEM OT96 GPRS测试手机、笔记本电脑、GPS、车载充电设备、多串口卡、万禾ANT for GPRS无线网络路测软件。

　　以下是ANT for GPRS对太原市的GPRS网络质量的测试情况，其测试项及测试方法完全按照集团公司规范中定义的来执行。测试结果如表3所示。

　　（注：PING测试的IP地址为211.96.225.52，多次测试均失败，用公众电话网拨号后可以实现PING成功，说明是GPRS网络相关环节出现问题。）

　　该测试中发现DT测试路段有无覆盖地段，导致MS数据吞吐量变为0，没有与GPRS网络的连接，但是该路段做GSM网络DT测试时并没有发现有无覆盖地段，经过分析，其原因可能是MS执行了一次跨路由区的小区重选（在显示图的信令部分可以明显的看出该MS正在做位置更新）。跟踪当前信令为：DL：SYSTEM INFORMATION TYPE 1

UL：LOCATION UPDATING REQUEST

UL：CHANNEL REQUEST

　　海万禾ANT for GPRS 测试仪兼容性强，可同时进行GSM、GPRS双模对比测试，GPRS各项测试符合集团公司测试规范，中文界面易于理解及使用，配合电子地图，可以直观了解某一地区总体的网络状况；它的缺点是ANT系列测试仪信令部分不准确，该系列版本较多，没有统一升级，同一测试文件应用不同版本时会产生不同结果。

三、利用MDTT测试GPRS网络

　　MOTOROLA GPRS测试软件MDTT主要用于解码和显示GSM或GPRS空中接口的信息和参数，可以保存纪录用于数据回放或数据分析。该测试仪系统配值为：PC、支持GPRS功能的MOTOROLA手机、GPS设备、M-PLUS硬件卡，其主要功能是：监控服务小区和相邻小区，显示无线参数，监测上、下行数据传送、显示LLC层参数等。对空中接口MDTT主要监测第三层消息、RLC/MAC消息、LLC消息等信令。笔者结合太原市河西区GPRS网络投诉的分析处理过程对MDTT测试情况进一步说明。

　　投诉描述：摩托罗拉BSS覆盖地区太原河西区有大量投诉称GPRS手机无法完成Attach或完成Attach时间较长。经过测试发现，我局优化工程师在太原河西BSC4-1某测试基站（CI=4162）下，无法实现GPRS登录。

　　从BSS-SGSN信令流程看，SGSN向BSS发送鉴权请求，而在计时器规定时间（6s）内得不到BSS的响应，只能继续重发该鉴权请求，但一直没有BSS的回应，而导致Attach失败。结合MDTT信令消息对该投诉进行分析得到如下结论。

　　摩托罗拉的BSS并非在每次Attach过程中都会出现不能及时响应SGSN的信令请求的现象，有时也能实现一次成功的响应。

　　如果Attach完成所需时间较长，原因是因为摩托罗拉的BSS未能及时响应SGSN的信令请求，导致SGSN的信令请求正常重发，进而导致整个信令流程时间延长。

　　在Attach信令流程中，总共有SGSN发出的三种信令需要BSS做出回应，分别为“鉴权请求”、“身份请求”、“Attach接受”。从实际信令流程中可以看到，摩托罗拉的BSS未能及时响应的信令请求类型并不仅仅限于先前认为的重点鉴权请求，同时对身份请求也时常不回应或延迟回应，对“Attach接受”信令延迟回应的现象也出现过。

　　一旦BSS发生不回应或延迟回应的现象，通常我们在测试手机的记录上常常能发现BSS的异常行为，如BSS向手机发送“DETACH接受(DTAC)”信息，或向手机重复发送身份请求，此异常行为多次出现。

　　MOTOROLA-MDTT测试仪主要用于监测和分析第三层消息、RLC/MAC消息、LLC消息等信令，利用它可以较容易地查找具体故障点；其缺点是测试仪的测试项不符合中国移动集团公司GPRS测试规范。

　　以上三种GPRS测试仪都有各自的优点及适用范围，Agilent E6474A、ANT for GPRS

　　适用于对现网的综合测试，有利于发现现网中存在的故障；MOTOROLA – MDTT适于对故障点的具体分析，帮助优化人员利用其强大的信令消息功能来分析和处理故障。

----《通信世界》