摘　要：在分析傳統(tǒng)做法的基礎(chǔ)上，提出了一種新的自適應(yīng)的方法，在進(jìn)行Markov測試時的鏈路延時和處理延時可以動態(tài)地根據(jù)運(yùn)行環(huán)境自動調(diào)整，從而保證Markov測試幀的精確同步。使用該方法解決Markov測試幀的同步問題能很好地滿足應(yīng)用需求，在實(shí)際應(yīng)用中已表現(xiàn)出了良好的效果。
　　關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)性能數(shù)據(jù)；Markov測試；同步

　　Markov（馬爾科夫）測試協(xié)議^[1]作為IS-97D協(xié)議[2]的一部分，主要用來測試基站系統(tǒng)的物理層性能。Markov協(xié)議，模擬實(shí)際情況下的語音業(yè)務(wù)特性，對前反向基本業(yè)務(wù)信道的數(shù)據(jù)傳送質(zhì)量進(jìn)行評估。Markov的前/反向測試幀是在BS和MS兩側(cè)分別按照一定規(guī)律產(chǎn)生的，測試幀的產(chǎn)生是一個偽隨機(jī)過程。當(dāng)BS與MS同步時，兩側(cè)產(chǎn)生的前/反向業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)應(yīng)該是相同的，即接收方可以在本地再現(xiàn)發(fā)送方的數(shù)據(jù)。接收方將接收到的測試幀與本地產(chǎn)生的幀進(jìn)行比較，從而可以判斷出接收到的數(shù)據(jù)是否正確。同時，BS和MS還分別對發(fā)送和接收到的各種幀進(jìn)行計數(shù)，根據(jù)計數(shù)器的值計算前/反向的幀錯誤率。 ?
1?Markov測試的關(guān)鍵問題
　　Markov測試的過程邏輯上可以分解為兩個環(huán)節(jié)：采集上報和測試環(huán)節(jié)。本節(jié)重點(diǎn)討論如何在業(yè)務(wù)層面保證產(chǎn)生的測試幀精確同步，達(dá)到測試的目的。只有很好地解決了這個問題，才能從真正意義上實(shí)現(xiàn)Markov測試功能。
　　在現(xiàn)有的CDMA2000系統(tǒng)中，要實(shí)現(xiàn)Markov測試協(xié)議，必須在移動臺和基站兩側(cè)維護(hù)兩個偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器，由于移動臺和基站都使用了全球定位系統(tǒng)的時鐘，因此在系統(tǒng)時間上能保持高度的同步，如果系統(tǒng)內(nèi)部沒有延時，則Markov測試協(xié)議的實(shí)現(xiàn)問題迎刃而解，但熟悉移動通信系統(tǒng)的人都知道，基站系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳送都會存在一定程度的延時^[3]，這給解決該問題帶來了一定的難度。
　　具體的說，一個CDMA基站子系統(tǒng)可以劃分為三大部分：移動臺MS、基站收發(fā)信機(jī)BTS（包括射頻和基帶子系統(tǒng)）、基站控制器BSC，這兩個偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器分別位于MS和BSC上，一個前向測試幀在BSC上產(chǎn)生后，會發(fā)送到BTS上，在基帶子系統(tǒng)的CHM上進(jìn)行調(diào)制操作后，經(jīng)射頻部分發(fā)送到與MS的空中接口，MS使用分配的長碼^[4]對幀進(jìn)行解調(diào)，與自己產(chǎn)生的一幀數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，累計得到前向誤幀率；同理，對于一個反向測試幀，由MS生成，調(diào)制后經(jīng)空中接口發(fā)送到BTS, CHM完成解調(diào)工作后將數(shù)據(jù)幀發(fā)送到BSC并統(tǒng)計誤幀率。按照Markov測試協(xié)議，CHM每20 ms會從BSC（或MS）收到一個測試幀，調(diào)制（或解調(diào)）后發(fā)送到MS（或BSC），由于MS和BTS使用的是空中接口（簡稱空口），而BTS的射頻和基帶在同一子系統(tǒng)內(nèi)部，通常認(rèn)為空口消息和射頻基帶子系統(tǒng)中的傳輸延時可以忽略不計，因此Markov測試協(xié)議實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵問題就是如何解決測試幀從BSC傳送到CHM的過程中存在的延時和CHM調(diào)制解調(diào)數(shù)據(jù)的處理延時。
2?Markov測試問題的解決
　　本節(jié)首先簡要介紹Markov測試模塊的組成，在此基礎(chǔ)上分析較為傳統(tǒng)的使用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)方式，然后提出一種較好的解決方案——簡單的自適應(yīng)方法。
2.1 Markov測試模塊的組成
　　操作維護(hù)中心OMC(Operation Maintenance Center)，一般是指各個電信設(shè)備制造商針對自己生產(chǎn)的電信設(shè)備開發(fā)的一套操作維護(hù)系統(tǒng)^[5]，用于管理電信設(shè)備。對于CDMA2000系統(tǒng)的OMC，通常只管理屬于基站子系統(tǒng)BSS范疇的網(wǎng)元，它們包括兩類：基站控制器BSC（Base Station Controller）和基站收發(fā)信機(jī)BTS（Base Transmitter Station）。CDMA2000 OMC系統(tǒng)采用了3層復(fù)用的設(shè)計架構(gòu)，自下而上依次為統(tǒng)一網(wǎng)管平臺UEP層、公共應(yīng)用框架CAF層和業(yè)務(wù)層。
　　支持Markov測試的移動臺MS上的定時器每隔一定的時間間隔會產(chǎn)生一個測試幀，測試幀經(jīng)過調(diào)制后，通過空中接口中的業(yè)務(wù)信道發(fā)到所屬基站，基站的射頻子系統(tǒng)（RFS）對信號進(jìn)行放大后發(fā)送到基帶子系統(tǒng)，基帶子系統(tǒng)完成對收到數(shù)據(jù)的解調(diào)，恢復(fù)為原來的測試幀并通過BTS與BSC之間的鏈路發(fā)送到BSC側(cè)的業(yè)務(wù)子系統(tǒng)進(jìn)行處理，業(yè)務(wù)子系統(tǒng)將接收到的測試幀和本側(cè)生成的測試幀進(jìn)行比較和計數(shù)，定時將統(tǒng)計結(jié)果報給OMC的代理進(jìn)程和WSF，WSF完成對幀的統(tǒng)計，并計算誤幀率和其他數(shù)據(jù)，以多種方式呈現(xiàn)給用戶。Markov測試的實(shí)現(xiàn)主要集中在業(yè)務(wù)子系統(tǒng)和OMC上，涉及的模塊較多，主要包括OMC 工作站功能WSF(Work Station Function)模塊、OMC 設(shè)備管理功能EMF(Equipment Management Function)模塊、操作維護(hù)處理板OMP(Operation & Maintenance Processor)，非分組終端NPT(Non-Packet Terminal)Agent模塊、CMP NPT Agent模塊、CMP BSSAP進(jìn)程、SDU進(jìn)程。OMP單板上的NPT代理進(jìn)程是OMC的重要組成部分，EMF端的消息到達(dá)網(wǎng)元后都需要經(jīng)過OMP NPT Agent的處理或轉(zhuǎn)發(fā)，這是實(shí)現(xiàn)該功能的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)之一。OMP代理將確定控制消息發(fā)送的下一個目的地，并將消息轉(zhuǎn)發(fā)到業(yè)務(wù)進(jìn)程所在單板。CMP單板上的NPT代理進(jìn)程、OMC的組成部分、該進(jìn)程和業(yè)務(wù)應(yīng)用進(jìn)程都位于CMP（呼叫處理板）上。CMP NPT Agent收到控制信號后可以調(diào)用業(yè)務(wù)進(jìn)程完成Markov的呼叫、釋放操作。BSSAP進(jìn)程即基站子系統(tǒng)應(yīng)用進(jìn)程，按呼叫流程完成基站對手機(jī)的呼叫建立、呼叫釋放等動作。SDU即選擇分發(fā)單元，該進(jìn)程位于SDU單板上，主要完成對信道板解調(diào)后的業(yè)務(wù)幀的處理工作。
2.2 Markov測試幀精確同步的實(shí)現(xiàn)
　　目前，就如何解決測試幀從BSC傳送到CHM的過程中存在的延時和CHM調(diào)制解調(diào)數(shù)據(jù)的處理延時這些問題，較為傳統(tǒng)的做法是使用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，即當(dāng)BSC產(chǎn)生測試幀的時候不是直接使用全球定位系統(tǒng)的時間，而是加上一個經(jīng)驗(yàn)的延遲時間，該延遲時間即是預(yù)估的從BSC產(chǎn)生測試幀到射頻系統(tǒng)發(fā)送出數(shù)據(jù)的時間差^[6-7]。
　　這種采用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)估算延時的方式在一定程度上可以解決Markov測試的問題，但同時也存在兩方面的不足：其一，系統(tǒng)的傳輸延時并不是一個靜態(tài)的常量，而是一個動態(tài)值，它會隨著環(huán)境的變化而變化，使用常量去模擬一個動態(tài)值，往往因?yàn)闀r間同步不準(zhǔn)確導(dǎo)致Markov測試得到的誤幀率指標(biāo)高于真實(shí)值，達(dá)不到精確測量的效果；其二，經(jīng)驗(yàn)數(shù)值往往有一定的適用范圍和使用場景，不能做到自適應(yīng)，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生變化或Markov測試和真實(shí)情況出現(xiàn)嚴(yán)重偏差時，通常需要調(diào)整這個經(jīng)驗(yàn)值。這些都會給維護(hù)人員和現(xiàn)場調(diào)試人員帶來一定的麻煩，因此需要使用一種新的方式來保證基站子系統(tǒng)和移動臺Markov測試幀的精確同步。
　　較好的解決方案是提供一種簡單的自適應(yīng)方法，即在進(jìn)行Markov測試時鏈路延時和處理延時可以動態(tài)地根據(jù)運(yùn)行環(huán)境自動調(diào)整，從而達(dá)到測試幀的精確同步。在Markov測試時，BSC側(cè)的Markov測試的偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器通常在選擇器（SDU）上，其定時產(chǎn)生的測試幀經(jīng)過CHM發(fā)送到MS，MS收到該幀后本地產(chǎn)生一個新的測試幀與該幀進(jìn)行比較，若不相同則記作壞幀，對于反向誤幀率，位于MS上的偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器定時產(chǎn)生測試幀，經(jīng)過CHM解調(diào)后發(fā)送到SDU進(jìn)程，SDU收到該幀后本地產(chǎn)生一個新的測試幀與其比較，完成誤幀率的統(tǒng)計。因此要解決不能精確同步的問題，最簡單的做法是在SDU產(chǎn)生前反向測試幀時進(jìn)行處理：當(dāng)SDU產(chǎn)生將要發(fā)送的前向測試幀時，必須產(chǎn)生比當(dāng)前時間要晚的數(shù)據(jù)包；而產(chǎn)生預(yù)測的反向測試幀時，必須產(chǎn)生比當(dāng)前時間要早的數(shù)據(jù)包，只有這樣，移動臺側(cè)和SDU上的前反向偽隨機(jī)序列產(chǎn)生器才能真正同步起來。所以必須知道當(dāng)產(chǎn)生前向測試幀時，必要的延長時間；而產(chǎn)生反向測試幀時，必要的提前時間。要實(shí)現(xiàn)這種方案必須提供一種預(yù)測機(jī)制，即根據(jù)當(dāng)前的鏈路狀況和信道板處理情況，預(yù)測將來的延時情況，還需要提供一套交互機(jī)制，告訴SDU產(chǎn)生GPS時間的測試幀。預(yù)測機(jī)制的實(shí)現(xiàn)主要在處理該測試幀的CHM上，CHM每收到1個來自SDU的前向測試幀，都會記錄下收到該幀的GPS時間和發(fā)送到射頻子系統(tǒng)的時間（也可以認(rèn)為是MS收到該幀的時間，因?yàn)榭湛谕ㄐ呕蛏漕l子系統(tǒng)對業(yè)務(wù)包的處理時間可以忽略不計），并保存這兩個時刻的差值：
　　CHMProcessTime=CHMSendToRFTime-CHMRecFromSDUTime?????????????????????????????????? (1)
　　該差值可以認(rèn)為是本次CHM處理該測試幀的時間，也可以認(rèn)為是CHM處理下一個測試幀的時長（ms級）。CHM需要將該數(shù)據(jù)通過相關(guān)接口告訴SDU模塊，便于正確產(chǎn)生測試幀。該接口包括的主要類型：CHM當(dāng)前的處理時長和信道板收到測試幀的GPS時刻。對于信道板處理時長字段，可以和SDU協(xié)商使用一個字節(jié)來標(biāo)識：其中2 bit的步長域處理延時的步長；其余6 bit指出延時相對于步長的表示。CHM處理時長的表示方式如表1所示。

?

　　在SDU解析該字段時，可以按照表1的對應(yīng)關(guān)系，使用下面的公式：
　　CHMProcessTime = Scale × Multiple???????????????????????????? (2)
　　該結(jié)構(gòu)中還有另一個字段用于標(biāo)識CHM收到SDU測試幀的GPS時刻，由于SDU知道自己產(chǎn)生該測試幀的GPS時刻，計算兩個時間的差值可以得到SDU與CHM之間的鏈路延遲時間LinkDelay：
　　LinkDelay=CHMRecFromSDUTime-SDUConstructFrameTime　??????????? (3)
　　SDU根據(jù)CHMProcessTime與LinkDelay的和得到上次發(fā)送測試幀的延遲時間，用于修正下一次產(chǎn)生業(yè)務(wù)幀的時間。對于由SDU生成的前向測試幀，SDU將產(chǎn)生幀的全球定位系統(tǒng)時間與延時相加，就可得知CHM發(fā)送幀的時間，也就是基站收發(fā)信機(jī)射頻前端處發(fā)送20毫秒幀的全球定位系統(tǒng)時間；對于產(chǎn)生的反向測試幀，需要將收到來自MS的測試幀的GPS時間減去該延遲，空間的延遲可以不用考慮，即可得到MS產(chǎn)生該幀的時刻。
　　本文創(chuàng)造性地提供了一種簡單的自適應(yīng)方法來實(shí)現(xiàn)Markov測試幀的精確同步，目前該方案在中興通訊3G系統(tǒng)網(wǎng)管軟件平臺的實(shí)際應(yīng)用中表現(xiàn)出了較好的效果。使用該方法解決Markov測試幀的同步問題能很好地滿足Markov測試的需求。
　　本文針對Markov測試幀精確同步問題，在分析傳統(tǒng)做法的基礎(chǔ)上，提出了一種新的自適應(yīng)的方法，在進(jìn)行Markov測試時，動態(tài)地根據(jù)運(yùn)行環(huán)境自動調(diào)整鏈路延時和處理延時，從而保證Markov測試幀的精確同步。

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