基於wcdma網的wlan網絡質量監測系統及方法

2023-05-04 08:52:51

專利名稱：基於wcdma網的wlan網絡質量監測系統及方法
技術領域：
本發明涉及移動通信和網絡技術，特別涉及一套能監控WLAN(Wireless Local Access Network，即無線區域網路，也是指Wi-Fi無線網絡)網絡質量的技術，具體為一 種基於WCDMA網絡的WLAN網絡質量監測系統及方法，WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access，寬帶碼分多址)網絡是一種第三代無線通訊網絡技術，是基於GSM MAP 的核心網。
背景技術：
無線城市，就是使用高速寬帶無線技術覆蓋城市行政區域，向公眾提供利用無線 終端或無線技術獲取信息的服務，提供隨時隨地接入和速度更快的無線網絡，從而使在現 有的第二代移動通信網絡上不能使用、未來第三代移動通信網絡上效果不夠理想的高速度 的新業務、新功能被開發出來，例如用手機看電視、打網路遊戲、手機視頻聊天、用手機隨時 召開或參加視頻會議、家庭數字網絡、無線傳輸文稿和照片等大文件、無線網絡硬碟、移動 電子郵件，等等。「無線城市」被譽為繼水、電、氣、交通外的城市第五項公共基礎設施，是現 代服務業的基礎平臺，是政府服務職能的重要窗口，有利於產業發展，更與人們生活息息相 關。而其中WLAN無線網絡是無線城市網絡中主要組成部分。現有技術中，由於WLAN技術固有的無線傳輸質量不高，數據安全性能不強，以及 穿透能力差，導致手機或者電腦用戶在使用WLAN網絡(Wireless Local Access Network, 即無線區域網路，也是指Wi-Fi無線網絡)時，用戶的感知質量受到極大影響。即使網管 顯示設備狀態良好，卻不能客觀地的反映用戶使用WLAN(即WLAN無線網絡)業務的真實 感受，目前運營商除了在網管側監控WLAN AP(Wireless Local Access NetworkAccess Point，即無線AP，是移動計算機用戶進入有線網絡的接入點)的狀態外，缺乏有效的對 WLAN無線網絡服務質量監控的管理方法。

發明內容
本發明的目的在於克服上述現有技術的缺點與不足，提供一種結構簡單、合理的 基於WCDMA網的WLAN網絡質量監測系統，該系統可通過WCDMA網絡自動監測WLAN無線網 絡的網絡質量。本發明的另一目的在於提供由上述系統實現的基於WCDMA網的WLAN網絡質量監 測方法。為達上述目的，本發明採用如下的技術方案基於WCDMA網的WLAN網絡質量監測系統，包括監控中心和若干個監測終端，各監 測終端設置在WLAN無線網絡(即無線保真網絡環境)中；每個監測終端均包括WCDMA射 頻模塊、WLAN射頻模塊、電源模塊、接口模塊、主板和中央處理單元(CPU)，WCDMA射頻模塊、 WLAN射頻模塊、電源模塊均分別與主板連接，主板與中央處理單元、接口模塊連接，中央處 理單元與接口模塊連接，接口模塊與外部的接入設備連接，接入設備為天線、電源或GPS天線等；WCDMA射頻模塊、WLAN射頻模塊分別與中央處理單元連接；電源模塊外接電源；所述 W⑶MA射頻模塊通過W⑶MA網絡(即W⑶MA移動通信網絡)與監控中心連接；WLAN射頻模 塊通過WLAN無線網絡與外部的被測用戶端連接。其中，電源模塊負責接入220V交流電並降壓為監測終端供電實現終端正常運行， 由接入部分和交流電降壓部分組成；接口模塊提供內部RS232串口接口、外部RJ45接口 和USB接口，實現監測終端與外部的網絡通信、監測終端的軟體升級和維護功能；WCDMA射 頻模塊實現WCDMA網絡的檢測和連接、獲取網絡參數、測試網絡信號質量，模擬手機用戶對 WCDMA網絡進行業務測試、上報測試數據和告警上報；WLAN射頻模塊實現WLAN無線網絡的 檢測和關聯、獲取網絡參數、測試網絡質量，模擬手機用戶做靜態密碼登錄、動態密碼登錄， 上報測試數據和告警上報；主板提供監測終端基本通信渠道和各模塊工作環境，中央處理 單元處理通信協議、存儲測試數據等，其中主板和中央處理單元之間的通信採用RS232串 口通信。WCDMA射頻模塊具備掃描WCDMA頻率、檢測無線信號、連接無線網絡、支持語音業 務、支持數據業務的功能；WLAN射頻模塊具備掃描WLAN頻率、檢測無線信號、關聯AP、自動 靜態密碼登錄、自動動態密碼登錄和重置WLAN密碼的功能。所述WCDMA射頻模塊包括WCDMA網絡射頻功放單元、基帶處理單元、存儲器、WCDMA 網絡監測單元、電源單元、SIM接口和接口器，所述WCDMA網絡射頻功放單元、基帶處理單 元、存儲器、WCDMA網絡監測單元中均分別設有WCDMA晶片組；WCDMA網絡射頻功放單元、基 帶處理單元、存儲器依次連接；WCDMA網絡監測單元、電源單元、接口器依次連接；WCDMA網 絡射頻功放單元與WCDMA網絡監測單元、電源單元連接；基帶處理單元分別與WCDMA網絡監 測單元、電源單元、SIM接口、接口器連接；SIM接口與接口器連接；SIM接口外接SIM卡；所 述WCDMA網絡射頻功放單元通過WCDMA網絡與監控中心連接；基帶處理單元與主板、中央處 理單元連接。其中，WCDMA網絡射頻功放單元用於搜索和連接WCDMA網絡，基帶處理單元用於基 帶信號處理和通信協議，存儲器用於存儲WCDMA網絡參數、控制程序和測試數據，WCDMA網 絡監測單元用於檢測WCDMA網絡的網絡參數，電源單元用於為終端提供工作電源，SIM接 口用於為終端提供測試號碼，接口器用於連接外部設備如天線、GPStelobalPositioning System)或者煙霧感應器等。所述WLAN射頻模塊包括WLAN網絡射頻檢測功放單元、WLAN信號處理單元、存儲 器、電源穩壓器和接口器，WLAN網絡射頻檢測功放單元、存儲器、電源穩壓器、接口器均分別 與WLAN信號處理單元連接；WLAN網絡射頻檢測功放單元、電源穩壓器、接口器依次連接；存 儲器中設有WLAN控制系統；所述WLAN網絡射頻檢測功放單元通過WLAN無線網絡與外部的 被測用戶端連接；WLAN信號處理單元與主板、中央處理單元連接。其中，WLAN網絡射頻檢測功放單元用於搜索和連接WLAN無線網絡，WLAN信號處理 單元用於WLAN無線信號的處理和通信協議處理，存儲器用於存儲WLAN控制程序和測試指 令，電源穩壓器用於為WLAN模塊提穩定的工作電源，接口器用於連接終端的主板。WCDMA網絡射頻功放單元、基帶處理單元、存儲器、WCDMA網絡監測單元、電源單 元、SIM接口和接口器集成一個電路板，具有獨立的作業系統，其中，作業系統設置在存儲器 中。
所述WLAN控制系統包括自動動態密碼登錄控制模塊、自動靜態密碼登錄控制模 塊、開通WLAN業務控制模塊、取消WLAN業務控制模塊和重置WLAN密碼控制模塊，自動動態 密碼登錄控制模塊、自動靜態密碼登錄控制模塊、開通WLAN業務控制模塊、取消WLAN業務 控制模塊和重置WLAN密碼控制模塊均分別與WLAN信號處理單元連接。其中，自動動態密碼登錄控制模塊用於控制監測終端自動地模擬用戶行為進行動 態密碼登錄WLAN無線網絡，自動靜態密碼登錄控制模塊用於控制監測終端自動地模擬用 戶行為進行靜態密碼登錄WLAN無線網絡，開通WLAN業務控制模塊用於為置於監測終端上 的SIM號碼開通WLAN業務權限，取消WLAN業務控制模塊用於為置於監測終端上的SIM號 碼取消WLAN業務權限，重置WLAN密碼控制模塊用於為置於監測終端上的SIM號碼重新設 定新密碼。所述監控中心包括查詢終端、資料庫伺服器、應用伺服器、數據網關、採集伺服器、 接入伺服器、中心分析機和交換機，所述查詢終端與應用伺服器連接，所述資料庫伺服器、 應用伺服器、數據網關、採集伺服器、接入伺服器、中心分析機分別與交換機連接，實現內部 通信；數據網關通過TCP/IP協議與外部的第三方數據接口連接；採集伺服器、接入伺服器 分別通過WCDMA網絡與監測終端連接。其中，查詢終端用於操作維護人員查詢測試結果，資料庫伺服器主要負責數據存 儲；應用伺服器主要是為用戶提供WEB方式訪問系統的應用接口 ；數據網關主要實現與第 三方數據(如網管數據等)接口的數據傳輸，其中數據傳輸可通過資料庫、FTP等方式實 現；採集伺服器主要負責與短消息互通網關相連，完成與監測終端之間的簡訊收發，簡訊 的分析處理，通過hternet實現與監測終端的無線網絡連接；接入伺服器主要是通過與 NSS(網絡子系統)交換機連接，完成與監測終端之間的呼叫測試流程，錄製來自監測的語 音文件並傳輸給中心分析機進行評估，記錄呼叫話務數據及測試數據；中心分析機主要是 通過PESQ算法評估接入伺服器錄製的語音文件並把評估結果寫入資料庫伺服器；交換機 為監控中心的各個伺服器提供通信渠道。其中，所述資料庫伺服器由一臺或若干臺電腦伺服器組成，資料庫伺服器裝有數 據庫軟體，具備數據存儲功能；應用伺服器中裝有網管應用軟體，具備人機界面，供操作維 護人員操作；接入伺服器中裝有接入軟體，具備完成與監測終端之間的呼叫測試流程、錄製 來自監測終端的語音並提交所述中心分析機評估、記錄呼叫記錄及測試數據的功能；中心 分析機由一臺或若干臺裝有PESQ語音質量分析軟體的電腦伺服器組成，具備利用PESQ算 法評估接入伺服器錄製的語音文件並把評估結果提交資料庫的功能；採集伺服器由一臺或 若干臺裝有採集數據軟體的電腦伺服器組成，採集伺服器裝有採集數據軟體，具備實現監 控中心與監測終端之間的簡訊交互；實現監控中心與監測終之間的TCP數據交互(GPRS)； 根據維護人員的數據設置，實現對終端的調度；完成對發送數據包的打包和接收數據包的 解包和分析的功能；數據網關伺服器由一臺或若干臺電腦伺服器組成，且數據網關伺服器 裝有數據網關的軟體，具備實現與第三方數據(如網管數據等)的接口，支持TCP Socket、 資料庫、FTP等方式的功能。該系統還包括WLAN無線網關、短消息互通網關、GGSN網關、移動交換中心和防火 牆，WLAN無線網關與WLAN無線網絡連接，並外接網際網路；短消息互通網關、GGSN網關、移動 交換中心均分別與WCDMA網絡連接，且短消息互通網關、移動交換中心均分別與防火牆連接，防火牆外接網際網路、辦公自動化區域網，GGSN網關外接網際網路；移動交換中心、防火牆 均與監控中心連接。GGSN網關即GPRS路由器，可以把GSM網中的GPRS分組數據包進行協 議轉換，從而可以把這些分組數據包傳送到遠端的TCP/IP或X. 25網絡。所述移動交換中心(MSC)即為關口局或匯接局。所述採集伺服器通過短消息互通網關、GGSN網關與WCDMA網絡連接，接入伺服器 通過移動交換中心與WCDMA網絡連接。所述監測終端還包括安全數碼卡，所述安全數碼卡與主板連接，用於存儲數據。所述運營商就是指通信運營商，如中國移動、中國電信、中國聯通等。監測終端和監控中心之間還可以通過SMS (Short Message)簡訊和TCP (WCDMA/PS 和WLAN)中的一種或多種通訊方式進行連接。所述監控中心通過下發管理消息實現對監測終端的控制和管理；所述監測終端通 過上報數據實現對無線網絡質量的感知。管理消息包括立即測試消息、定製任務消息、查詢 消息、定時上報消息等，上報數據包括向監控中心發送的告警消息和測試數據。由上述系統實現的基於WCDMA網的WLAN網絡質量監測方法，具體包括如下步驟(1)監測終端上電，監測終端通過其主板進行初始化預先配置的數據，同時監測終 端的主板啟動自檢；(2)自檢完成後，監測終端的主板自動地向WLAN射頻模塊發出掃描指令，WLAN射 頻模塊開始掃描周圍的WLAN無線信號，若發現有指定的網絡信號，則WLAN射頻模塊自動關 聯WLAN無線網絡，並進入待命狀態；(3)監控中心的採集伺服器通過WCDMA網絡向監測終端發送測試任務指令；(4)監測終端的WCDMA射頻模塊接收監控中心發送過來的測試任務指令，並根據 這些指令啟動測試任務，WLAN射頻模塊根據測試任務，通過所述上述步驟O)已關聯的 WLAN無線網絡，並打開任意網頁，監測終端會被自動連結到指定的認證界面；同時，WCDMA 射頻模塊模擬用戶行為，自動地對WLAN無線網絡質量進行感知測試；(5)監測終端測試結束後，將測試結果數據保存在監測終端的安全數碼卡中，監測 終端的基帶處理單元將測試結果形成上報數據，經由WCDMA網絡射頻功放單元通過WCDMA 網絡上報到監控中心；(6)監控中心的採集伺服器接收到監測終端發送過來的測試結果後，通過交換機 將這些測試結果的數據發送至監控中心的中心分析機進行保存、統計及分析，以地理信息 系統地圖的形式呈現給網絡維護人員使用，實現對WLAN無線網絡質量監測。所述測試任務指令具體包括動態密碼登錄指令(即DP指令=Dynami(Paging指 令)、靜態密碼登錄指令(SP指令Statics Paging指令)、重置WLAN密碼指令(CZWLANMM 指令)、開通WLAN業務指令(KTWLAN指令)、取消WLAN業務指令(QXWLAN指令)。所述上報數據包括告警消息和測試數據，所述告警消息包括信號強度告警、語音 業務KPI指標(關鍵指標)告警、數據業務KPI指標告警、電源告警、電池告警和郵件告警寸。所述步驟中WLAN射頻模塊對WLAN無線網絡的檢測和關聯具體包括步驟測 試任務指令依次經WCDMA射頻模塊的WCDMA網絡射頻功放單元、基帶信號處理單元、主板 發送至WLAN信號處理單元；WLAN信號處理單元建立通信協議，接收測試任務指令並發送至WLAN網絡射頻檢測功放單元，WLAN網絡射頻檢測功放單元根據測試任務指令搜索和連接 WLAN無線網絡，並採集WLAN無線網絡參數；所採集的WLAN無線網絡參數發送至WLAN信號 處理單元進行處理，同時經存儲器內的WLAN控制系統模擬用戶行為，存儲測試結果；WLAN 信號處理單元將測試結果形成上報數據，依次經由主板、基帶信號處理單元、WCDMA網絡射 頻功放單元通過WCDMA網絡上報到監控中心；所述步驟中WCDMA射頻模塊的感知測試具體包括步驟=WCDMA網絡射頻功放 單元根據監控中心發送過來的測試任務指令，搜索並連接WCDMA網絡，採集WCDMA網絡參 數；WCDMA網絡監測單元對WCDMA網絡的網絡參數進行測試，模擬用戶行為，並將測試結果 發送至基帶處理單元中進行基帶信號處理，處理後的測試結果發送至存儲器進行存儲；基 帶處理單元將測試結果形成上報數據，經由WCDMA網絡射頻功放單元通過WCDMA網絡上報 到監控中心。下面以測試任務指令中的動態密碼登錄指令來說明上述方法的具體步驟，包括(1)監測終端上電，監測終端通過其主板進行初始化預先配置的數據，同時監測終 端的主板啟動自檢；(2)自檢完成後，監測終端的主板自動地向WLAN射頻模塊發出掃描指令，WLAN射 頻模塊開始掃描周圍的WLAN無線信號，若發現有指定的網絡信號，則WLAN射頻模塊自動關 聯WLAN無線網絡，並進入待命狀態；(3)監控中心的採集伺服器向監測終端發送測試任務指令；(4)監測終端的WCDMA射頻模塊接收監控中心發送過來的測試指令，並根據這些 指令啟動測試任務；(5)監測終端的WLAN射頻模塊打開任意網頁，監測終端會被自動連結到指定的認 證界面；(6)監測終端根據存儲於主板的配置文件裡保存的用戶名，在認證界面中動態 密碼登陸位置填入用戶名，並模擬用戶點擊獲得動態密碼按鈕，然後關閉認證界面，通過 WCDMA射頻模塊向WCDMA網絡發送動態密碼申請請求；(7)監測終端等待WCDMA移動通信網絡回復的動態密碼簡訊，同時通過WCDMA射頻 模塊接收動態密碼簡訊；(8)監測終端接收到動態密碼簡訊後，監測終端重新打開任意網頁，再次被自動鏈 接到指定的認證界面；(9)監測終端根據主板裡的配置文件裡保存的用戶名與獲得的動態密碼，在認證 界面中動態密碼登陸位置填入用戶名與密碼，並點擊確認；(10)判斷認證是否成功若認證成功，認證界面會自動轉換到計費界面；若認證 失敗，記錄並退出；(11)認證成功後，監測終端通過WLAN射頻模塊再執行數據測試任務操作；(12)執行數據任務完畢後，主板啟動退出程序回到計費界面，執行下線操作；(13)下線成功後，監測終端的WLAN射頻模塊自動斷開與AP的連接，完成數據任務 測試。(14)監測終端測試結束後，將測試結果數據保存在監測終端的安全數碼卡中，通 過監測終端的WCDMA網絡監測單元將測試結果形成上報數據，通過WCDMA網絡上報到監控中心；(15)監控中心的採集伺服器接收到監測終端發送過來的測試結果後，通過交換機 將這些測試結果的數據發送至監控中心的中心分析機進行保存、統計及分析，以地理信息 系統地圖的形式呈現給網絡維護人員使用，實現對WLAN無線網絡質量監測。本發明中所稱的WLAN無線網絡也是指Wi-Fi無線網絡(無線保真網絡)。本發明系統的最大特點是模擬用戶行為自動地對WLAN無線網絡服務質量進行感 知測試，並對低於門限值的測試KPI (Key Performance Index)指標產生和發送告警信息， 實現自動、實時、動態和先於用戶發現問題的目的。本發明是基於用戶感知的角度，對WLAN無線網絡的服務質量作監測，對網絡質量 的客戶評估，通過將網管設備狀態和用戶的真實感知統一實現對WLAN無線網絡的服務質
量的有效管理。本發明通過在無線網絡實際環境中部署大量的監測終端，這些監測終端與WCDMA 網絡和WLAN無線網絡，且動態地模擬真實用戶的網絡使用行為，從不同的地點獲取各種網 絡質量指標，並把這些數據實時地傳遞給監控中心，經過監控中心對數據進行加工和分析 之後以報表、圖表、地圖等形式呈現給網絡維護人員，從而實時地、真實地反映整個無線網 絡的運行情況，實時掌控和保證無線城市網絡的服務質量。隨著各省政府不斷推進各大中 大型城市的「無線城市」的建設，WLAN無線網絡質量監控產品有著廣闊的市場前景。與現有技術相比，本發明具有如下優點和有益效果1、本發明通過監測終端和監控中心的耦合工作，實現了自動監測WLAN無線網絡 的網絡質量，有效解決了運營商缺乏有效手段監測WLAN無線網絡的網絡服務質量難題。2、本發明可通過模擬用戶行為自動地對WLAN無線網絡服務質量進行感知測試， 並對低於門限值的測試KPI (Key Performance hdex，關鍵指標)指標產生和發送告警信 肩、ο


圖1是本發明系統的結構示意圖。圖2是圖1所示監測終端的結構示意圖。圖3是圖2所示WCDMA射頻模塊的結構示意圖。圖4是圖2所示WLAN射頻模塊的結構示意圖。圖5是圖1所示監控中心的結構示意圖。
具體實施例方式下面結合實施例及附圖對本發明作進一步詳細的描述，但本發明的實施方式不限 於此。實施例圖1 圖5示出了本實施例的具體結構示意圖，如圖1所示，本基於WCDMA網的 WLAN網絡質量監測系統，包括監控中心7和若干個監測終端1，各監測終端1設置在WLAN無 線網絡(即無線保真網絡環境)中；如圖2所示，每個監測終端1均包括WCDMA射頻模塊、 WLAN射頻模塊、電源模塊、接口模塊、主板和中央處理單元(CPU)，WCDMA射頻模塊、WLAN射頻模塊、電源模塊均分別與主板連接，主板與中央處理單元、接口模塊連接，中央處理單元 與接口模塊連接，接口模塊與外部的接入設備連接，接入設備為天線、電源或GPS天線等； WCDMA射頻模塊、WLAN射頻模塊分別與中央處理單元連接；電源模塊外接電源；所述WCDMA 射頻模塊通過WCDMA網絡與監控中心7連接；WLAN射頻模塊通過WLAN無線網絡與外部的 被測用戶端連接。其中，電源模塊負責接入220V交流電並降壓為監測終端1供電實現終端正常運 行，由接入部分和交流電降壓部分組成；接口模塊提供內部RS232串口接口、外部RJ45接口 和USB接口，實現監測終端1與外部的網絡通信、監測終端1的軟體升級和維護功能；WCDMA 射頻模塊實現WCDMA網絡的檢測和連接、獲取網絡參數、測試網絡信號質量，模擬手機用戶 對WCDMA網絡進行業務測試、上報測試數據和告警上報；WLAN射頻模塊實現WLAN無線網絡 的檢測和關聯、獲取網絡參數、測試網絡質量，模擬手機用戶做靜態密碼登錄、動態密碼登 錄，上報測試數據和告警上報；主板提供監測終端1基本通信渠道和各模塊工作環境，中央 處理單元處理通信協議、存儲測試數據等，其中主板和中央處理單元之間的通信採用RS232 串口通信。如圖3所示，所述WCDMA射頻模塊包括WCDMA網絡射頻功放單元、基帶處理單元、 存儲器、WCDMA網絡監測單元、電源單元、SIM接口和接口器，所述WCDMA網絡射頻功放單元、 基帶處理單元、存儲器、WCDMA網絡監測單元中均分別設有WCDMA晶片組；WCDMA網絡射頻 功放單元、基帶處理單元、存儲器依次連接；WCDMA網絡監測單元、電源單元、接口器依次連 接；WCDMA網絡射頻功放單元與WCDMA網絡監測單元、電源單元連接；基帶處理單元分別與 WCDMA網絡監測單元、電源單元、SIM接口、接口器連接；SIM接口與接口器連接；SIM接口外 接SIM卡；所述WCDMA網絡射頻功放單元通過WCDMA網絡與監控中心7連接；基帶處理單元 與主板、中央處理單元連接。其中，WCDMA網絡射頻功放單元用於搜索和連接WCDMA移動通信網絡，基帶處理 單元用於基帶信號處理和通信協議，存儲器用於存儲WCDMA網絡參數、控制程序和測試 數據，WCDMA網絡監測單元用於檢測WCDMA網絡的網絡參數，電源單元用於為監測終端提 供工作電源，SIM接口用於為監測終端提供測試號碼，接口器用於連接外部設備如天線、 GPS(Global Positioning System)或者煙霧感應器等。如圖4所示，所述WLAN射頻模塊包括WLAN網絡射頻檢測功放單元、WLAN信號處 理單元、存儲器、電源穩壓器和接口器，WLAN網絡射頻檢測功放單元、存儲器、電源穩壓器、 接口器均分別與WLAN信號處理單元連接；WLAN網絡射頻檢測功放單元、電源穩壓器、接口 器依次連接；存儲器中設有WLAN控制系統；所述WLAN網絡射頻檢測功放單元通過WLAN無 線網絡與外部的被測用戶端連接；WLAN信號處理單元與主板、中央處理單元連接。其中，WLAN網絡射頻檢測功放單元用於搜索和連接WLAN網絡WLAN無線網絡， WLAN信號處理單元用於WLAN無線信號的處理和通信協議處理，存儲器用於存儲WLAN控制 程序和測試指令，電源穩壓器用於為WLAN模塊提穩定的工作電源，接口器用於連接終端的 主板。WCDMA網絡射頻功放單元、基帶處理單元、存儲器、WCDMA網絡監測單元、電源單 元、SIM接口和接口器集成一個電路板，具有獨立的作業系統，其中，作業系統設置在存儲器 中。
所述WLAN控制系統包括自動動態密碼登錄控制模塊、自動靜態密碼登錄控制模 塊、開通WLAN業務控制模塊、取消WLAN業務控制模塊和重置WLAN密碼控制模塊，自動動態 密碼登錄控制模塊、自動靜態密碼登錄控制模塊、開通WLAN業務控制模塊、取消WLAN業務 控制模塊和重置WLAN密碼控制模塊均分別與WLAN信號處理單元連接。其中，自動動態密碼登錄控制模塊用於控制監測終端自動的地模擬用戶行為進行 動態密碼登錄WLAN無線網絡，自動靜態密碼登錄控制模塊用於控制監測終端自動的地模 擬用戶行為進行靜態密碼登錄WLAN無線網絡，開通WLAN業務控制模塊用於為置於監測終 端上的SIM號碼開通WLAN業務權限，取消WLAN業務控制模塊用於為置於終端上的SIM號 碼取消WLAN業務權限，重置WLAN密碼控制模塊用於為置於監測終端上的SIM號碼重新設 定新密碼。如圖5所示，所述監控中心7包括查詢終端、資料庫伺服器、應用伺服器、數據網 關、採集伺服器、接入伺服器、中心分析機和交換機，所述查詢終端與應用伺服器連接，所述 資料庫伺服器、應用伺服器、數據網關、採集伺服器、接入伺服器、中心分析機分別與交換機 連接，數據網關通過TCP/IP協議與外部的第三方數據接口連接；採集伺服器、接入伺服器 分別通過WCDMA網絡與監測終端1連接。其中，查詢終端用於操作維護人員查詢測試結果，資料庫伺服器主要負責數據存 儲；應用伺服器主要是為用戶提供WEB方式訪問系統的應用接口 ；數據網關主要實現與第 三方數據(如網管數據等)接口的數據傳輸，其中數據傳輸可通過資料庫、FTP等方式實 現；採集伺服器主要負責與短消息互通網關相連，完成與監測終端之間的簡訊收發，簡訊 的分析處理，通過hternet實現與監測終端的無線網絡連接；接入伺服器主要是通過與 NSS(網絡子系統)交換機連接，完成與監測終端之間的呼叫測試流程，錄製來自監測的語 音文件並傳輸給中心分析機進行評估，記錄呼叫話務數據及測試數據；中心分析機主要是 通過PESQ算法評估接入伺服器錄製的語音文件並把評估結果寫入資料庫伺服器；交換機 為監控中心的各個伺服器提供通信渠道。其中，所述資料庫伺服器由一臺或若干臺電腦伺服器組成；應用伺服器中裝有網 管應用軟體；接入伺服器中裝有接入軟體；中心分析機由一臺或若干臺裝有PESQ語音質量 分析軟體的電腦伺服器組成；採集伺服器由一臺或若干臺裝有採集數據軟體的電腦伺服器 組成；數據網關伺服器由一臺或若干臺電腦伺服器組成，且數據網關伺服器裝有數據網關 的軟體。該系統還包括WLAN無線網關8、短消息互通網關2、GGSN網關3、移動交換中心5和 防火牆4，WLAN無線網關8與WLAN無線網絡連接，並外接網際網路；短消息互通網關2、GGSN 網關3、移動交換中心5均分別與WCDMA網絡連接，且短消息互通網關2、移動交換中心5均 分別與防火牆4連接，防火牆4外接網際網路、OA網(即辦公自動化區域網)，0A網與瀏覽終 端6連接，GGSN網關3外接網際網路；移動交換中心5、防火牆4均與監控中心7連接。所述移動交換中心5 (MSC)即為關口局或匯接局。所述採集伺服器通過短消息互通網關2、GGSN網關3與WCDMA網絡連接，接入服務 器通過移動交換中心5與WCDMA網絡連接。採集伺服器與短消息互通網關之間通過簡訊網 關協議通信；採集伺服器與GGSN網關3之間通過TCP/IP協議通信；接入伺服器與移動交換 中心5之間通過E1/SS7進行通信；查詢終端與應用伺服器之間通過TCP/IP協議通信。
所述監測終端1還包括安全數碼卡，所述安全數碼卡與主板連接，用於存儲數據。所述運營商就是指通信運營商，如中國移動、中國電信、中國聯通等。監測終端1和監控中心7之間還可以通過SMS (Short Message)簡訊和 TCP(WCDMA/PS和WLAN)中的一種或多種通訊方式進行連接，監測終端1的各模塊平時處於 非TCP狀態，並進行網絡信號參數的採集及語音業務測試，若有WCDMA/PS域和WLAN等數據 業務測試任務或者業務測試結果數據上報，則進行WCDMA/PS域和WLAN等數據連接，進行業 務測試或者數據上報，測試或數據上報完畢後，回到非TCP狀態。具體通訊方式的採用情況如表1所示。表1通訊方式
權利要求
1.基於WCDMA網的WLAN網絡質量監測系統，包括監控中心和若干個監測終端，其特徵 在於各監測終端設置在WLAN無線網絡中；每個監測終端均包括WCDMA射頻模塊、WLAN射 頻模塊、電源模塊、接口模塊、主板和中央處理單元，WCDMA射頻模塊、WLAN射頻模塊、電源 模塊均分別與主板連接；主板與中央處理單元、接口模塊連接；中央處理單元與接口模塊 連接；接口模塊與外部的接入設備連接；WCDMA射頻模塊、WLAN射頻模塊分別與中央處理單 元連接；電源模塊外接電源；所述WCDMA射頻模塊通過WCDMA網絡與監控中心連接；WLAN射 頻模塊通過WLAN無線網絡與外部的被測用戶端連接。
2.根據權利要求1所述的基於WCDMA網的WLAN網絡質量監測系統，其特徵在於所 述WCDMA射頻模塊包括WCDMA網絡射頻功放單元、基帶處理單元、存儲器、WCDMA網絡監測 單元、電源單元、SIM接口和接口器，所述WCDMA網絡射頻功放單元、基帶處理單元、存儲器、 WCDMA網絡監測單元中均分別設有WCDMA晶片組；WCDMA網絡射頻功放單元、基帶處理單元、 存儲器依次連接；WCDMA網絡監測單元、電源單元、接口器依次連接；WCDMA網絡射頻功放單 元與WCDMA網絡監測單元、電源單元連接；基帶處理單元分別與WCDMA網絡監測單元、電源 單元、SIM接口、接口器連接；SIM接口與接口器連接；SIM接口外接SIM卡；所述WCDMA網絡 射頻功放單元通過WCDMA網絡與監控中心連接；基帶處理單元與主板、中央處理單元連接。
3.根據權利要求2所述的基於WCDMA網的WLAN網絡質量監測系統，其特徵在於所 述WLAN射頻模塊包括WLAN網絡射頻檢測功放單元、WLAN信號處理單元、存儲器、電源穩壓 器和接口器，WLAN網絡射頻檢測功放單元、存儲器、電源穩壓器、接口器均分別與WLAN信號 處理單元連接；WLAN網絡射頻檢測功放單元、電源穩壓器、接口器依次連接；存儲器中設有 WLAN控制系統；所述WLAN網絡射頻檢測功放單元通過WLAN無線網絡與外部的被測用戶端 連接；WLAN信號處理單元與主板、中央處理單元連接。
4.根據權利要求3所述的基於WCDMA網的WLAN網絡質量監測系統，其特徵在於所述 WLAN控制系統包括自動動態密碼登錄控制模塊、自動靜態密碼登錄控制模塊、開通WLAN業 務控制模塊、取消WLAN業務控制模塊和重置WLAN密碼控制模塊，自動動態密碼登錄控制模 塊、自動靜態密碼登錄控制模塊、開通WLAN業務控制模塊、取消WLAN業務控制模塊和重置 WLAN密碼控制模塊均分別與WLAN信號處理單元連接。
5.根據權利要求3所述的基於WCDMA網的WLAN網絡質量監測系統，其特徵在於所述 監控中心包括查詢終端、資料庫伺服器、應用伺服器、數據網關、採集伺服器、接入伺服器、 中心分析機和交換機，所述查詢終端與應用伺服器連接，所述資料庫伺服器、應用伺服器、 數據網關、採集伺服器、接入伺服器、中心分析機分別與交換機連接，數據網關通過TCP/IP 協議與外部的第三方數據接口連接；採集伺服器、接入伺服器分別通過WCDMA網絡與監測 終端連接。
6.根據權利要求5所述的基於WCDMA網的WLAN網絡質量監測系統，其特徵在於該系 統還包括WLAN無線網關、短消息互通網關、GGSN網關、移動交換中心和防火牆，WLAN無線 網關與WLAN無線網絡連接，並外接網際網路；短消息互通網關、GGSN網關、移動交換中心均分 別與WCDMA網絡連接，且短消息互通網關、移動交換中心均分別與防火牆連接，防火牆外接 網際網路、辦公自動化區域網，GGSN網關外接網際網路；移動交換中心、防火牆均與監控中心連 接。
7.根據權利要求6所述的基於WCDMA網的WLAN網絡質量監測系統，其特徵在於所述採集伺服器通過短消息互通網關、GGSN網關與WCDMA網絡連接，接入伺服器通過移動交換 中心與W⑶MA網絡連接。
8.根據權利要求6所述的基於WCDMA網的WLAN網絡質量監測系統，其特徵在於所述 監測終端還包括安全數碼卡，所述安全數碼卡與主板連接。
9.由權利要求8所述系統實現的基於WCDMA網的WLAN網絡質量監測方法，其特徵在 於，具體包括如下步驟(1)監測終端上電，監測終端通過其主板進行初始化預先配置的數據，同時監測終端的 主板啟動自檢；(2)自檢完成後，監測終端的主板自動地向WLAN射頻模塊發出掃描指令，WLAN射頻模 塊開始掃描周圍的WLAN無線信號，若發現有指定的網絡信號，則WLAN射頻模塊自動關聯 WLAN無線網絡，並進入待命狀態；(3)監控中心的採集伺服器通過WCDMA網絡向監測終端發送測試任務指令；(4)監測終端的WCDMA射頻模塊接收監控中心發送過來的測試任務指令，並根據這些 指令啟動測試任務，WLAN射頻模塊根據測試任務，通過所述步驟O)已關聯的WLAN無線網 絡，並打開任意網頁，監測終端會被自動連結到指定的認證界面；同時，WCDMA射頻模塊模 擬用戶行為，自動地對WLAN無線網絡質量進行感知測試；(5)監測終端測試結束後，將測試結果數據保存在監測終端的安全數碼卡中，監測終端 的基帶處理單元將測試結果形成上報數據，經由WCDMA網絡射頻功放單元通過WCDMA網絡 上報到監控中心；(6)監控中心的採集伺服器接收到監測終端發送過來的測試結果後，通過交換機將這 些測試結果的數據發送至監控中心的中心分析機進行保存、統計及分析，以地理信息系統 地圖的形式呈現給網絡維護人員使用，實現對WLAN無線網絡質量監測。
10.根據權利要求9所述的基於WCDMA網的WLAN網絡質量監測方法，其特徵在於，所述 步驟(4)中WLAN射頻模塊對WLAN無線網絡的檢測和關聯具體包括步驟測試任務指令依 次經WCDMA射頻模塊的WCDMA網絡射頻功放單元、基帶信號處理單元、主板發送至WLAN信 號處理單元；WLAN信號處理單元建立通信協議，接收測試任務指令並發送至WLAN網絡射頻 檢測功放單元，WLAN網絡射頻檢測功放單元根據測試任務指令搜索和連接WLAN無線網絡， 並採集WLAN無線網絡參數；所採集的WLAN無線網絡參數發送至WLAN信號處理單元進行處 理，同時經存儲器內的WLAN控制系統模擬用戶行為，存儲測試結果；WLAN信號處理單元將 測試結果形成上報數據，依次經由主板、基帶信號處理單元、WCDMA網絡射頻功放單元通過 WCDMA網絡上報到監控中心；所述步驟中WCDMA射頻模塊的感知測試具體包括步驟:WCDMA網絡射頻功放單元 根據監控中心發送過來的測試任務指令，搜索並連接WCDMA網絡，採集WCDMA網絡參數； WCDMA網絡監測單元對WCDMA網絡的網絡參數進行測試，模擬用戶行為，並將測試結果發送 至基帶處理單元中進行基帶信號處理，處理後的測試結果發送至存儲器進行存儲；基帶處 理單元將測試結果形成上報數據，經由WCDMA網絡射頻功放單元通過WCDMA網絡上報到監 控中心；所述測試任務指令具體包括動態密碼登錄指令、靜態密碼登錄指令、重置WLAN密碼 指令、開通WLAN業務指令和取消WLAN業務指令。
全文摘要
本發明提供了基於WCDMA網的WLAN網絡質量監測系統及方法，該系統包括監控中心和若干個監測終端，監測終端包括WCDMA射頻模塊、WLAN射頻模塊、電源模塊、接口模塊、主板和中央處理單元，WCDMA射頻模塊、WLAN射頻模塊、電源模塊與主板連接，主板與中央處理單元、接口模塊連接，中央處理單元與接口模塊連接；WCDMA射頻模塊、WLAN射頻模塊與中央處理單元連接；WCDMA射頻模塊通過WCDMA網絡與監控中心連接；WLAN射頻模塊通過WLAN無線網絡與外部的被測用戶端連接。本發明有效解決了運營商的缺乏有效手段監測WLAN無線網絡的網絡服務質量難題。
文檔編號H04W24/10GK102065459SQ201010618018
公開日2011年5月18日 申請日期2010年12月31日 優先權日2010年12月31日
發明者劉勇, 屈鵬, 文彬學, 蔡俊強 申請人:廣州聯正達通信科技股份有限公司