一種適用于td-lte網(wǎng)絡(luò)rrc狀態(tài)機(jī)的測量系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，特別涉及一種適用于TD-LTE網(wǎng)絡(luò)中RRC狀態(tài)機(jī)的測量方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]TD-LTE 是英文 Time Divis1n Long Term Evolut1n (分時(shí)長期演進(jìn))的英文簡稱，是基于3GPP LTE(第三代合作伙伴計(jì)劃長期演進(jìn)技術(shù))的一種通訊技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)。如圖1所示，在扁平化的TD-LTE網(wǎng)絡(luò)中，eNodeB(演進(jìn)型NodeB)網(wǎng)元將UMTS網(wǎng)絡(luò)的NodeB和RNC (無線網(wǎng)絡(luò)控制器)進(jìn)行了融合。其中，RRC (無線資源控制協(xié)議)被實(shí)施在RNC中，RRC協(xié)議負(fù)責(zé)移動(dòng)終端和基站之間無線數(shù)據(jù)鏈路的建立和釋放，并在每一個(gè)移動(dòng)終端設(shè)備上維護(hù)著一個(gè)RRC狀態(tài)機(jī)，該狀態(tài)機(jī)負(fù)責(zé)管理物理鏈路的狀態(tài)。通常來說，在移動(dòng)終端主要有2種RRC狀態(tài):(1)RRC_IDLE狀態(tài):移動(dòng)終端沒有RRC連接以及用戶專有資源，不能夠傳輸數(shù)據(jù)，在此狀態(tài)下能耗較低；(2) RRC_C0NNECTED狀態(tài)，即一般所述的RRC連接建立狀態(tài)，為完成數(shù)據(jù)傳輸建立無線數(shù)據(jù)傳輸鏈路，在此狀態(tài)下能耗很高。移動(dòng)終端的RRC狀態(tài)切換包括2個(gè)方向，包括從RRC_C0NNECTED狀態(tài)向RRC_IDLE狀態(tài)的切換，稱為Demot1n (降級)，這個(gè)過程一般由網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商設(shè)置的不活動(dòng)計(jì)時(shí)器來觸發(fā)，在T時(shí)間內(nèi)觀測不到任何數(shù)據(jù)傳輸，不活動(dòng)計(jì)時(shí)器觸發(fā)Demot1n，其中T時(shí)間又被稱為尾時(shí)間；從RRC_IDLE狀態(tài)向RRC_CONNECTED狀態(tài)的切換，稱為Promot1n (迀升)，這個(gè)狀態(tài)切換過程要帶來較大的時(shí)延。
[0003]LTE網(wǎng)絡(luò)采用非連續(xù)接收機(jī)制(DRX，Discontinuous recept1n)，采用固定的周期，并在尋呼時(shí)刻(PO)到來時(shí)啟動(dòng)監(jiān)視r(shí)occH(物理下行控制信道)的功能，進(jìn)入空閑模式下的激活期(Ondurat1n Timer)，在激活期需要全面監(jiān)視F1DCCH,在DRX激活期過去之后再次進(jìn)入睡眠狀態(tài)，用戶裝置僅監(jiān)控每個(gè)DRX周期的PO。圖2所示為LTE網(wǎng)絡(luò)中非連續(xù)接收機(jī)制不意圖。
[0004]不同TD-LTE網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商根據(jù)實(shí)際情況配置了不同的RRC參數(shù)，如圖3所示是運(yùn)營商可能配置的LTE RRC狀態(tài)機(jī)模型。
[0005]無線網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商通過根據(jù)具體情況設(shè)置不同的狀態(tài)Demot1n不活動(dòng)定時(shí)器、狀態(tài)Promot1n時(shí)延、非連續(xù)接收周期與激活期等參數(shù)來控制上述狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。由于運(yùn)營商并不公開這些參數(shù)，用戶裝置無法直接獲得上述參數(shù)。
[0006]目前針對蜂窩網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)終端RRC狀態(tài)機(jī)測量技術(shù)研宄較少，且主要集中在3G網(wǎng)絡(luò)，缺少針對TD-LTE網(wǎng)絡(luò)中RRC狀態(tài)機(jī)及其參數(shù)的測量。QianFeng等人提出一種適用于UMTS網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)終端探測技術(shù)來測量RRC狀態(tài)機(jī)。這種方法通過調(diào)整用戶設(shè)備的收/發(fā)數(shù)據(jù)包策略，可以發(fā)現(xiàn)不同RRC狀態(tài)之間切換的特征，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)推算RRC狀態(tài)機(jī)及其具體參數(shù)。
[0007]但是，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的測量方法存在以下問題:(1)LTE網(wǎng)絡(luò)相對于3G網(wǎng)絡(luò)來說，因?yàn)榉沁B續(xù)接收機(jī)制的存在，導(dǎo)致這種從移動(dòng)終端進(jìn)行主動(dòng)測量往返時(shí)延的方法，會(huì)導(dǎo)致RRC狀態(tài)promot1n到連接狀態(tài)，無法測量LTE網(wǎng)絡(luò)中空閑狀態(tài)的下行監(jiān)聽信道非連續(xù)周期和非連續(xù)周期內(nèi)激活期的大小。(2)此種方法在測量往返時(shí)延過程中，因?yàn)闆]有考慮到大字節(jié)數(shù)據(jù)包與小字節(jié)數(shù)據(jù)包在傳輸時(shí)延上的差異性，會(huì)導(dǎo)致RRC狀態(tài)機(jī)參數(shù)測量結(jié)果不夠精確。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種適應(yīng)性良好，檢測效率高，耗時(shí)短的適用于TD-LTE網(wǎng)絡(luò)RRC狀態(tài)機(jī)的測量系統(tǒng)和方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種適用于TD-LTE網(wǎng)絡(luò)RRC狀態(tài)機(jī)的測量系統(tǒng)，其包括單向時(shí)延測量模塊401、測量結(jié)果存儲(chǔ)模塊402及時(shí)延結(jié)果分析模塊403 ;其中
[0009]單向時(shí)延測量模塊401:包括對TD-LTE網(wǎng)絡(luò)中無線資源控制協(xié)議RRC狀態(tài)機(jī)的單向時(shí)延進(jìn)行測量的移動(dòng)終端和服務(wù)器，其中，服務(wù)器和移動(dòng)終端分別作為服務(wù)端和客戶端，在服務(wù)器和移動(dòng)終端之間預(yù)先設(shè)置了服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)包到移動(dòng)終端的規(guī)則和移動(dòng)終端接收數(shù)據(jù)包的規(guī)則，在移動(dòng)終端和服務(wù)端間建立TCP連接，并且采用GPS或者NTP網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議時(shí)鐘同步法，校準(zhǔn)使移動(dòng)終端和服務(wù)端達(dá)到時(shí)鐘同步；并將單向時(shí)延測量結(jié)果發(fā)送給測量結(jié)果存儲(chǔ)模塊402 ；
[0010]測量結(jié)果存儲(chǔ)模塊402:用于記錄并存儲(chǔ)服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)包到移動(dòng)終端的經(jīng)歷的單向時(shí)延結(jié)果；
[0011]時(shí)延結(jié)果分析模塊403:調(diào)用測量結(jié)果存儲(chǔ)模塊402的測量結(jié)果，從時(shí)延測量結(jié)果中尋找躍迀點(diǎn)，確定躍迀點(diǎn)處對應(yīng)的時(shí)延大小和休眠時(shí)間，利用移動(dòng)終端RRC狀態(tài)之間切換會(huì)產(chǎn)生額外時(shí)延的特性，LTE網(wǎng)絡(luò)DRX非連續(xù)接收影響時(shí)延測量結(jié)果呈周期性變化的特性，計(jì)算得出LTE RRC狀態(tài)機(jī)的參數(shù)，具體包括A、RRC_CONNECTED狀態(tài)切換RRC_IDLE狀態(tài)Demot1n降級不活動(dòng)定時(shí)器的測量；B、RRC_IDLE狀態(tài)切換到RRC_CONNECTED狀態(tài)Promot1n迀升時(shí)延的測量；C、非連續(xù)接收周期與非連續(xù)接收周期內(nèi)激活期的測量。
[0012]一種適用于TD-LTE網(wǎng)絡(luò)RRC狀態(tài)機(jī)的測量方法，其包括以下步驟:
[0013]201、預(yù)先在服務(wù)器和移動(dòng)終端之間設(shè)置服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)包到移動(dòng)終端的規(guī)則和移動(dòng)終端接收數(shù)據(jù)包的規(guī)則；在移動(dòng)終端和服務(wù)端間建立TCP連接，并且采用GPS或者NTP網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議時(shí)鐘同步法，校準(zhǔn)使移動(dòng)終端和服務(wù)端達(dá)到時(shí)鐘同步；
[0014]202、測量并記錄服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù)包到移動(dòng)終端的單向時(shí)延；
[0015]203、從時(shí)延測量結(jié)果中尋找躍迀點(diǎn)，確定躍迀點(diǎn)處對應(yīng)的時(shí)延大小和休眠時(shí)間，利用移動(dòng)終端RRC狀態(tài)之間切換會(huì)產(chǎn)生額外時(shí)延的特性，LTE網(wǎng)絡(luò)DRX (非連續(xù)接收)影響時(shí)延測量結(jié)果呈周期性變化的特性，計(jì)算得出LTE RRC狀態(tài)機(jī)的參數(shù)，具體包括以下參數(shù):RRC_C0NNECTED狀態(tài)切換RRC_IDLE狀態(tài)Demot1n降級不活動(dòng)定時(shí)器的測量；RRC_IDLE狀態(tài)切換到RRC_C0NNECTED狀態(tài)Promot1n迀升時(shí)延的測量；非連續(xù)接收周期的測量與非連續(xù)接收周期內(nèi)激活期的測量。
[0016]進(jìn)一步的，步驟203中具體得出RRC_C0NNECTED狀態(tài)切換到RRC_IDLE狀態(tài)Demot1n的降級不活動(dòng)定時(shí)器的測量具體步驟包括:
[0017](I)設(shè)置最大執(zhí)行次數(shù)M，計(jì)數(shù)器初始值N; (2)服務(wù)端向客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)包；(3)服務(wù)端休眠N*100ms ;(4)服務(wù)端與客戶端進(jìn)行時(shí)鐘同步；(5)服務(wù)端再次向客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)包；(6)記錄步驟(5)中單向時(shí)延Tn; (7)循環(huán)上述步驟(2)-(6) ;(8)尋找數(shù)列T N的躍迀點(diǎn)，記第一個(gè)躍迀點(diǎn)n，點(diǎn)η處對應(yīng)休眠時(shí)間為N1,則移動(dòng)終端RRC狀態(tài)Demot1n不活動(dòng)定時(shí)器NflOOms。其中，N為循環(huán)計(jì)數(shù)器初始值。
[0018]進(jìn)一步的，步驟203中RRC_IDLE狀態(tài)切換到RRC_CONNECTED狀態(tài)Promot1n迀升時(shí)延的測量包括以下具體步驟:(I)設(shè)置最大執(zhí)行次數(shù)M，計(jì)數(shù)器初始值N; (2)服務(wù)端向客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)包；(3)服務(wù)端休眠N*100ms ; (4)服務(wù)端與客戶端進(jìn)行時(shí)鐘同步；(5)服務(wù)端再次向客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)包；(6)記錄步驟(5)中單向時(shí)延Tn;(7)循環(huán)上述步驟(2)-(6);
(8)服務(wù)端向客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)包；(9)記錄步驟(5)中單向時(shí)延D1;(10)尋找數(shù)列Tn的躍迀點(diǎn)，記第二個(gè)躍迀點(diǎn)m，點(diǎn)m-Ι處對應(yīng)的測量時(shí)延Tnri，則狀態(tài)promot1n時(shí)延為Tnrl-D1Iiis,其中，N為循環(huán)計(jì)數(shù)器初始值。
[0019]進(jìn)一步的，步驟203中非連續(xù)接收周期的測量包括以下具體步驟:(I)設(shè)置最大執(zhí)行次數(shù)M,計(jì)數(shù)器初始值N ; (2)服務(wù)端向客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)包；(3)服務(wù)端休眠N*100ms ; (4)服務(wù)端與客戶端進(jìn)行時(shí)鐘同步；(5)服務(wù)端再次向客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)包；(6)記錄步驟(5)中單向時(shí)延Tn;(7)循環(huán)上述步驟(2)-(6) ;(8)尋找數(shù)列T ,的躍迀點(diǎn)，記第一個(gè)躍迀點(diǎn)X，點(diǎn)X處對應(yīng)測量時(shí)延Tx;記第二個(gè)躍迀點(diǎn)Y，點(diǎn)Y處對應(yīng)測量時(shí)延T y，則RRC_IDLE狀態(tài)下非連續(xù)接收周期為(Ty-Tx) *100ms。其中，N為循環(huán)計(jì)時(shí)器。
[0020]進(jìn)一步的，非連續(xù)接收周期激活期的測量包括以下具體步驟:(I)設(shè)置最大執(zhí)行次數(shù)M,計(jì)數(shù)器初始值N ; (2)服務(wù)端向客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)包；(3)服務(wù)端休眠N*100ms ; (4)服務(wù)端與客戶端進(jìn)行時(shí)鐘同步；(5)服務(wù)端再次向客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)包；(6)記錄步驟(5)中單向時(shí)延Tn; (7)循環(huán)上述步驟(2)-(6)；⑶尋找數(shù)列T !^的躍迀點(diǎn)，記第一個(gè)躍迀點(diǎn)P，點(diǎn)P處對應(yīng)測量時(shí)延T1;記第二個(gè)躍迀點(diǎn)q，點(diǎn)q-Ι處對測量時(shí)延T 0，RRC_IDLE狀態(tài)下非連續(xù)接收周期激活期Tm= [T pUms，N為循環(huán)計(jì)數(shù)器初始值。
[0021]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及有益效果如下:
[0022]本發(fā)明所述方法可以有效地測量出狀態(tài)Demot1n不活動(dòng)定時(shí)器、狀態(tài)Promot1n時(shí)延、非連續(xù)接收周期與激活期，該方法步驟少，適應(yīng)性良好，檢測效率高，耗時(shí)短。通過對這些網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的測量，助于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商更好地掌握網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，并且針對性地完善、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和資源分配。進(jìn)一步為移動(dòng)終端應(yīng)用開發(fā)者提供可靠的理論支持，發(fā)現(xiàn)應(yīng)用程序在數(shù)據(jù)傳輸過程中對終端能耗的影響，從而協(xié)助其在開發(fā)過程中優(yōu)化數(shù)據(jù)交互過程，以便更好地提升網(wǎng)絡(luò)傳輸質(zhì)量。
【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明提供實(shí)施例蜂窩移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖；
[0024]圖2:TD-LTE網(wǎng)絡(luò)非連續(xù)接收機(jī)制示意圖；
[0025]圖3:TD-LTE網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商配置的RRC狀態(tài)機(jī)模型示意圖；
[0026]圖4:TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)終端RRC狀態(tài)機(jī)測量系統(tǒng)示意圖；
[0027]圖5:RRC狀態(tài)Demot1n不活動(dòng)定時(shí)器測量方法流程圖；
[0028]圖6:RRC狀態(tài)Promot1n時(shí)延測量方法流程圖；
[0029]圖7:RRC_IDLE狀態(tài)下非連續(xù)接收周期測量方法流程圖；
[0030]圖8:RRC_IDLE狀態(tài)下非連續(xù)接收周期激活期測量方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]以下結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
[0032]參見如圖4所示，TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)終端RRC狀態(tài)機(jī)測量系統(tǒng)主要包括三個(gè)部分:
[0033]單向時(shí)延測量模塊401:包括用于單向時(shí)延測量的移動(dòng)終端和服務(wù)器。其中，服務(wù)器和移動(dòng)終端分別作為服務(wù)端和客戶端，首先設(shè)置數(shù)據(jù)包發(fā)送/接收時(shí)間間隔和移動(dòng)終端休眠時(shí)間，設(shè)置每次發(fā)送/接收數(shù)據(jù)包間隔為100ms，在移動(dòng)終端和服務(wù)端間建立TCP連接，并且利用GPS或者NTP時(shí)鐘同步技術(shù)，準(zhǔn)確校準(zhǔn)移動(dòng)終端和服務(wù)端時(shí)鐘同步，確保單向時(shí)延測量結(jié)果準(zhǔn)確有效性。
[0034]測量結(jié)果存儲(chǔ)模塊402:用于記錄并存儲(chǔ)服務(wù)器發(fā)送到移動(dòng)終端數(shù)據(jù)包經(jīng)歷單向時(shí)延結(jié)果。
[0035]時(shí)延結(jié)果分析模塊403:調(diào)用測量結(jié)果存儲(chǔ)模塊402的測量結(jié)果，從時(shí)延測量結(jié)果中尋找躍迀點(diǎn)，確定躍迀點(diǎn)處對應(yīng)的時(shí)延大小和休眠時(shí)間，利用移動(dòng)終端RRC狀態(tài)之間切換會(huì)產(chǎn)生額外時(shí)延的特性，LTE網(wǎng)絡(luò)DRX(非連續(xù)接收)影響時(shí)延測量結(jié)果呈周期性變化的特性，計(jì)算得出LTE RRC狀態(tài)機(jī)的參數(shù)，具體包括A、RRC_CONNECTED狀態(tài)切換RRC_IDLE狀態(tài)Demot1n降級不活動(dòng)定時(shí)器的測量；B、RRC_IDLE狀態(tài)切換到RRC_CONNECTED狀態(tài)Promot1n迀升時(shí)延的測量；C、非連續(xù)接收周期與非連續(xù)接收周期內(nèi)激活期的測量。
[0036]下面參照附圖5，具體說明移動(dòng)終端RRC狀態(tài)Demot1n不活動(dòng)定