摘 要：在分析傳統做法的基礎上，提出了一種新的自適應的方法，在進行Markov測試時的鏈路延時和處理延時可以動態地根據運行環境自動調整，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用需求，在實際應用中已表現出了良好的效果。
關鍵詞：網絡性能數據；Markov測試；同步
Markov（馬爾科夫）測試協議[1]作為IS-97D協議[2]的一部分，主要用來測試基站系統的物理層性能。Markov協議，模擬實際情況下的語音業務特性，對前反向基本業務信道的數據傳送質量進行評估。Markov的前/反向測試幀是在BS和MS兩側分別按照一定規律產生的，測試幀的產生是一個偽隨機過程。當BS與MS同步時，兩側產生的前/反向業務數據應該是相同的，即接收方可以在本地再現發送方的數據。接收方將接收到的測試幀與本地產生的幀進行比較，從而可以判斷出接收到的數據是否正確。同時，BS和MS還分別對發送和接收到的各種幀進行計數，根據計數器的值計算前/反向的幀錯誤率。 ?
1?Markov測試的關鍵問題
Markov測試的過程邏輯上可以分解為兩個環節：采集上報和測試環節。本節重點討論如何在業務層面保證產生的測試幀精確同步，達到測試的目的。只有很好地解決了這個問題，才能從真正意義上實現Markov測試功能。
在現有的CDMA2000系統中，要實現Markov測試協議，必須在移動臺和基站兩側維護兩個偽隨機數發生器，由于移動臺和基站都使用了全球定位系統的時鐘，因此在系統時間上能保持高度的同步，如果系統內部沒有延時，則Markov測試協議的實現問題迎刃而解，但熟悉移動通信系統的人都知道，基站系統內部的數據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基站子系統可以劃分為三大部分：移動臺MS、基站收發信機BTS（包括射頻和基帶子系統）、基站控制器BSC，這兩個偽隨機數發生器分別位于MS和BSC上，一個前向測試幀在BSC上產生后，會發送到BTS上，在基帶子系統的CHM上進行調制操作后，經射頻部分發送到與MS的空中接口，MS使用分配的長碼[4]對幀進行解調，與自己產生的一幀數據進行比較，累計得到前向誤幀率；同理，對于一個反向測試幀，由MS生成，調制后經空中接口發送到BTS, CHM完成解調工作后將數據幀發送到BSC并統計誤幀率。按照Markov測試協議，CHM每20 ms會從BSC（或MS）收到一個測試幀，調制（或解調）后發送到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內部，通常認為空口消息和射頻基帶子系統中的傳輸延時可以忽略不計，因此Markov測試協議實現的關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調制解調數據的處理延時。
2?Markov測試問題的解決
本節首先簡要介紹Markov測試模塊的組成，在此基礎上分析較為傳統的使用經驗數據方式，然后提出一種較好的解決方案——簡單的自適應方法。
2.1 Markov測試模塊的組成
操作維護中心OMC(Operation Maintenance Center)，一般是指各個電信設備制造商針對自己生產的電信設備開發的一套操作維護系統[5]，用于管理電信設備。對于CDMA2000系統的OMC，通常只管理屬于基站子系統BSS范疇的網元，它們包括兩類：基站控制器BSC（Base Station Controller）和基站收發信機BTS（Base Transmitter Station）。CDMA2000 OMC系統采用了3層復用的設計架構，自下而上依次為統一網管平臺UEP層、公共應用框架CAF層和業務層。
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生一個測試幀，測試幀經過調制后，通過空中接口中的業務信道發到所屬基站，基站的射頻子系統（RFS）對信號進行放大后發送到基帶子系統，基帶子系統完成對收到數據的解調，恢復為原來的測試幀并通過BTS與BSC之間的鏈路發送到BSC側的業務子系統進行處理，業務子系統將接收到的測試幀和本側生成的測試幀進行比較和計數，定時將統計結果報給OMC的代理進程和WSF，WSF完成對幀的統計，并計算誤幀率和其他數據，以多種方式呈現給用戶。Markov測試的實現主要集中在業務子系統和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 設備管理功能EMF(Equipment Management Function)模塊、操作維護處理板OMP(Operation & Maintenance Processor)，非分組終端NPT(Non-Packet Terminal)Agent模塊、CMP NPT Agent模塊、CMP BSSAP進程、SDU進程。OMP單板上的NPT代理進程是OMC的重要組成部分，EMF端的消息到達網元后都需要經過OMP NPT Agent的處理或轉發，這是實現該功能的關鍵節點之一。OMP代理將確定控制消息發送的下一個目的地，并將消息轉發到業務進程所在單板。CMP單板上的NPT代理進程、OMC的組成部分、該進程和業務應用進程都位于CMP（呼叫處理板）上。CMP NPT Agent收到控制信號后可以調用業務進程完成Markov的呼叫、釋放操作。BSSAP進程即基站子系統應用進程，按呼叫流程完成基站對手機的呼叫建立、呼叫釋放等動作。SDU即選擇分發單元，該進程位于SDU單板上，主要完成對信道板解調后的業務幀的處理工作。
2.2 Markov測試幀精確同步的實現
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調制解調數據的處理延時這些問題，較為傳統的做法是使用經驗數據，即當BSC產生測試幀的時候不是直接使用全球定位系統的時間，而是加上一個經驗的延遲時間，該延遲時間即是預估的從BSC產生測試幀到射頻系統發送出數據的時間差[6-7]。
這種采用經驗數據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，系統的傳輸延時并不是一個靜態的常量，而是一個動態值，它會隨著環境的變化而變化，使用常量去模擬一個動態值，往往因為時間同步不準確導致Markov測試得到的誤幀率指標高于真實值，達不到精確測量的效果；其二，經驗數值往往有一定的適用范圍和使用場景，不能做到自適應，當系統發生變化或Markov測試和真實情況出現嚴重偏差時，通常需要調整這個經驗值。這些都會給維護人員和現場調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方法，即在進行Markov測試時鏈路延時和處理延時可以動態地根據運行環境自動調整，從而達到測試幀的精確同步。在Markov測試時，BSC側的Markov測試的偽隨機數發生器通常在選擇器（SDU）上，其定時產生的測試幀經過CHM發送到MS，MS收到該幀后本地產生一個新的測試幀與該幀進行比較，若不相同則記作壞幀，對于反向誤幀率，位于MS上的偽隨機數發生器定時產生測試幀，經過CHM解調后發送到SDU進程，SDU收到該幀后本地產生一個新的測試幀與其比較，完成誤幀率的統計。因此要解決不能精確同步的問題，最簡單的做法是在SDU產生前反向測試幀時進行處理：當SDU產生將要發送的前向測試幀時，必須產生比當前時間要晚的數據包；而產生預測的反向測試幀時，必須產生比當前時間要早的數據包，只有這樣，移動臺側和SDU上的前反向偽隨機序列產生器才能真正同步起來。所以必須知道當產生前向測試幀時，必要的延長時間；而產生反向測試幀時，必要的提前時間。要實現這種方案必須提供一種預測機制，即根據當前的鏈路狀況和信道板處理情況，預測將來的延時情況，還需要提供一套交互機制，告訴SDU產生GPS時間的測試幀。預測機制的實現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時間和發送到射頻子系統的時間（也可以認為是MS收到該幀的時間，因為空口通信或射頻子系統對業務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)
該差值可以認為是本次CHM處理該測試幀的時間，也可以認為是CHM處理下一個測試幀的時長（ms級）。CHM需要將該數據通過相關接口告訴SDU模塊，便于正確產生測試幀。該接口包括的主要類型：CHM當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協商使用一個字節來標識：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的對應關系，使用下面的公式：
CHMProcessTime = Scale × Multiple???????????????????????????? (2)
該結構中還有另一個字段用于標識CHM收到SDU測試幀的GPS時刻，由于SDU知道自己產生該測試幀的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CHMProcessTime與LinkDelay的和得到上次發送測試幀的延遲時間，用于修正下一次產生業務幀的時間。對于由SDU生成的前向測試幀，SDU將產生幀的全球定位系統時間與延時相加，就可得知CHM發送幀的時間，也就是基站收發信機射頻前端處發送20毫秒幀的全球定位系統時間；對于產生的反向測試幀，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產生該幀的時刻。
本文創造性地提供了一種簡單的自適應方法來實現Markov測試幀的精確同步，目前該方案在中興通訊3G系統網管軟件平臺的實際應用中表現出了較好的效果。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，在分析傳統做法的基礎上，提出了一種新的自適應的方法，在進行Markov測試時，動態地根據運行環境自動調整鏈路延時和處理延時，從而保證Markov測試幀的精確同步。
參考文獻
[1]?3GPP2 C.S0025.Markov Service Option (MSO) for cdma2000 Spread Spectrum Systems.2000.
[2]?3GPP2 C.S0010.Recommended Minimum Performance Standards for cdma2000 Spread Spectrum Base Stations. 1999.
[3]?陳化鈞.從3G外場測試看未來網管．通信產業報，2004（12）.
[4]?冉曉明.CDMA擴頻通信.數據通信，1998（3）.
[5]?黃永康，傅范豐．中興ZXG10-OMC操作維護中心.通訊世界，1999，6（6）：62-63.
[6]?ITU-T Recommendatio X700.Management Framework For Open Systems Interconnection (OSI) For CCITT Applications.1992.
[7]?陳小光，陳蔚薇，郭麗麗．嵌入式軟件運行剖面建模及測試用例生成［J］.微計算機信息，2008，4（4）：243-245.