用于移动通信网中路由选择和费用采集的测试装置及其运行方法

摘要

一种用于移动通信网中路由选择和费用检测的测试装置,至少一个装备有线连通信接口的移动站安装有一多路复用装置,以及一控制计算机,所述移动用户有一适配器模块代替数据模块,所述适配器模块与所述多路复用装置采用的连接方式,使得可在所述移动用户中仿真所述数据模块中的一个,所述控制计算机与所述多路复用装置采用的连接方式,使得可分别选择所述数据块中的一个,而且所述控制计算机与所述移动站的线连通信接口至少虚拟连接。

说明书

本发明涉及用于移动通信网中路由选择和费用采集的测试装置和运行这种装置的方法。

移动通信网的结构是公知的，尤其是在Jacek Biala著的《移动通信和智能网(Mobifunk und intelligente Netze)》(Friedrich Vieweg &Sohn出版社，Braunschweig/Wiesbaden，1995)一书中得以详细描述。

这样的移动通信网基本上由多个互连的交换系统和多个移动用户组成，所谓的基地站系统可连接至所述交换系统。交换系统至少包括一个交换装置和用于管理移动用户数据的多个数据库。和本发明有关的最重要的数据库是原始位置数据库(HLR，Home Location Register)、访问者位置数据库(VLR，Visitors Location Register)和鉴别中心(AUC，Authentication Center)。此外，移动通信网的交换系统还有对其他通信网的接口。

在原始位置数据库HLR中存储有每个用户的原始数据。这里存储的是永久性用户数据，如国际用户识别码(IMSI，International MobilSubscriber Identity)、国际移动用户ISDN码(MSISDN，MobilStation ISDN Number)、鉴别密钥，以及临时性数据，如移动用户最后或实际所在地点的访问者位置数据库地址(VLR地址)。

所有用户和移动用户的数据存储在访问者位置数据库中，这些数据在相应交换系统的覆盖范围(Einzugsbereich)是可运用的。

借助于隶属于原始位置数据库(HLR)的鉴别中心(AUC)可检测一用户是否拥有有效的SIM卡，并是否有权要求该移动通信网提供服务。这里，SIM卡(用户识别模块)与个人识别码一起构成可得到该移动通信网服务的使用权限的实体部分。每个备有用户识别卡(SIM)的移动用户可与至少一个基地站系统建立无线连系。

基地站系统包括所有用于同多个移动用户通信以及与所连接的交换装置进行接收和发射信号的双向传输装置。

在这样的移动通信网的建造和运行期间经常出现对网络配置的改变，这种改变可通过对单个交换系统进行局部的软件更新或通过增加基地站而扩展物理网络结构来实现，这样，就有必要测试移动通信网的至少部分功能。这里的测试包括信号发送过程，信道的建立和取消，以及路由选择和费用采集。

路由选择(Routing)包括在不同交换系统之间选择网络连接，从而在一个第一交换系统的覆盖范围内呼叫的用户和处在一个第二交换系统的覆盖范围内的被呼叫用户之间建立连接的所有过程。此外，还对每个交换系统所属数据库包含的数据的一致性进行检测。

由于有多种发送信号的可能，并且互相建立通话连接，因此，这样的测试开销很大并且加大了网络的容量负荷。尽管可在业务量少的时间，尤其是在夜间进行这样的测试，但对所有系统特性进行完全的测试所花费的时间至少对手工操作来说是很长的，以致于在业务量少的时间窗口内不能够完成测试。另一方面，作出的所有改变必须在向负有交费义务的用户开放系统组成以前完成并进行了全面的测试。

众所周知，在GSM网的研制、建造和投入运行阶段都运用了复杂的测试系统。例如在《GSM中的测试战略，测试仪器和测试系统(Teststrategien，Messgeraete und-systeme in GSM)》(ntz，1994，第9和10卷，第654至658和第726至732页)一文中描述了下列测试任务的测试方法：

-物理参数的测试

-协议测试，单个协议机制的测试

-功能和服务协议的执行过程的测试

-网络或组件的效率测试

-服务质量测试

-协议和负荷性能测试

-移动交换系统测试

-基地与系统测试

-基地站设备、发射和接收装置测试

-移动用户测试

-从GSM向固定网过渡的测试

这些必要的多种测试对网络运行者来说时间和设备开销很大。

因此，本发明的任务是使所需要的多种测试可自动进行，为此，对所进行的改变而言是必须的多种测试在需测试的移动通信网中加以系统化，并对任何改变进行任意的测试过程。

为此，本发明提供了一种用于移动通信网中路由选择和费用采集的测试装置，所述网主要由多个互连的交换系统和多个移动用户组成，基地站系统可连至所述交换系统，其中

-移动用户备有可与至少一个基地站系统无线连接的装置，

-交换系统至少包括一个交换装置和若干用于管理移动用户数据的数据库，

-每个移动用户备有一卡式数据模块，其数据至少部分存储在交换系统之一的一数据库中，

其特征是，

-至少一个装备有连线通信接口的移动用户安装有一用于接收和交替处理多个数据模块的多路复用装置，以及一控制计算机，

-所述移动用户有一适配器模块代替数据模块，所述适配器模块与所述多路复用装置采用的连接方式，使得可根据所述多路复用装置的开关状态在所述移动用户中仿真所述数据模块中的一个，

-所述控制计算机与所述多路复用装置采用的连接方式，使得可分别选择所述数据块中的一个，而且

-所述控制计算机与所述移动用户的线连通信接口至少虚拟连接。

下面结合一个实施例详细说明本发明。

图3所示的是一已知的移动通信网2，该网主要由多个互连的连有基地站系统22/1至22/4的交换系统21/1和21/2组成，此外还包括移动通信网2的移动用户，所述移动用户分别持有卡类数据模块，可与基地站系统22/1至22/4中的至少一个进行无线连接。

其中每个交换系统21/1和21/2由一交换装置和用于管理移动用户数据的多个数据库组成。这些数据库包括原始位置数据库(HLR)，其中存储每个用户的原始数据；访问者位置数据库(VLR)，其中存储实际处于各交换系统21/1和21/2的覆盖范围的所有用户和移动用户的数据；鉴别中心(AUC)，用于检测一用户是否拥有有效数据模块(SIM卡)；以及设备识别寄存器(EIR)，其中存储移动用户的序列号。

此外，在原始位置数据库(HLR)中还存储有国际用户识别(IMSI)、国际移动用户ISDN码(MSISDN)、鉴别密钥和指向在原始位置数据库(HLR)中寄存的当时的移动用户处在其覆盖范围的交换系统21/1和21/2的指针。

每个交换系统21/1和21/2此处还可有对其他通信网6的接口或端口。

基地站系统22/1至22/3分别包括基地站及相应的控制装置。

用于移动通信网2中路由选择和费用采集的测试装置1包括一控制计算机11，一多路复用装置12和一移动用户14，如图1所示，其中移动用户14有一线连通信接口141。例如爱立信公司(Ericsson)的设备GH198除对移动通信网2的无线接口5外还可用一线连串行接口，通过该串行接口所有数字键和命令的操纵均可被仿真，并可读取设备的状态。移动用户14各有一适配器模块代替插入的数据模块，该适配器模块与通信接口14相连。

多路复用装置12用于获取和交替处理多个数据模块中的一个。在多路复用装置12中可处理的数据模块在不同交换系统21/1和21/2的原始位置数据库(HLR)中登记。多路复用装置12有一与移动站14的通信接口141相连的移动用户接口123。此外，多路复用装置12有一串行接口121和一并行接口122，用于与控制计算机11通信。

控制计算机11至少具有一个串行接口111和一个并行接口112，分别与多路复用装置12的串行接口121和并行接口122相连。控制计算机11与多路复用装置12这样连接，使得多路复用装置12中的数据模块中的每一个可被选择，并且每个选择的移动用户14中的数据模块可通过适配器模块进行仿真。

控制计算机11此外还有本身是公知的存储器，用于存储确定各测试进程的流程和其顺序的程序。为此，控制计算机11与移动用户14的线连通信接口141至少虚拟相连。

此外，控制计算机11还有用于对测试进程和测试期间所需费用协议化的装置。控制计算机可以是周知的个人计算机。

此方案的优点是，使用这样配置的测试装置，在信号通信信道已可在短时间内及在任何时间有效和完全地进行测试，即对由所拨打的呼叫号码所决定的不同的交换系统的进出路由选择以及所运用的数据模块的原始登记的处理步骤进行测试。

如图2所示，本发明所述的多路复用装置12有一信号转换装置127，用于将与多路复用装置12的串行接口121连接的控制计算机11的串行接口111的信号转换至与移动台接口123连接的移动台14的线连通信接口141。其优点是可在控制计算机11和移动用户14之间桥接不同信号电平。

在本发明所述的另一种布置中，为测试话音信道，在发射方向安装一给定测试频率的NF发生器126，而在接收方向安装一个调谐到所述测试频率的鉴频器125。这里，NF发生器126的输出端和鉴频器125的输入端与多路复用装置12的移动用户接口123相连。

鉴频器125的输出端与多路复用装置12的串行接口121相连。在该输出端可测定是否存在接收到的测试频率。

此方案的优点是，这些装置除路由选择的检测外还可用于对话音通信必需的业务信道的检测。

此外，图2中还示出了读卡机124，它可接收并有选择地激活数据模块3。读卡机124与多路复用装置12的并行接口122连接以进行控制，又与移动用户接口123连接以进行数据传输。

在本发明所述的另一布置中还安装一调制解调器13，它与控制计算机11的一个串行接口113相连，如图1所示，并可通过连线7连接至独立于移动通信网2的第二通信网6。第二通信网6可以是固定网。

此方案的优点是，通过该第二通信网6，多个结构相同的测试装置1的各预定的测试步骤可与需测试的移动通信网2的装置无关地同步化。

为测试移动通信网2内的路由选择，同一多路复用装置12的可插入的数据模块3分别在同一移动通信网2的不同交换系统21/1和21/2的原始位置数据库中登记。

在本发明所述的另一种方案中，为测试不同移动通信网2之间的路由选择，同一多路复用装置12的可插入的数据模块3分别在不同移动通信网2的不同交换系统21/1和21/2的原始位置数据库中登记。

在建立连接时，根据所选择的数据模块3，首先询问登记有所选择的数据模块的交换系统的原始位置数据库，是否具有进入移动通信网2的权限。无论被询问的交换系统是否是发起建立连接的移动通信网2的组成部分，都进行信号通信，其运行允许转向网内及网间的路由选择步骤。根据所拨打的呼叫号码，在另外的信号通信中注册有被呼叫的移动用户的交换系统的原始位置的数据库作出应答，该交换系统返回一个指向被呼叫的移动用户处于其覆盖范围的交换系统的指针。尤其有利的是，包括被呼叫的移动用户的原始位置数据库的交换系统和所述移动用户处于其覆盖范围的交换系统均在发起所述建立连接的移动通信网2的内部和外部。

换言之，利用这种扩展也可检测所谓的“国际漫游”功能，即有规律地离开限于本国的移动通信网2。这里，既可从一外国移动通信网向被检测的移动通信网2中的移动用户呼叫。也可从被检测的移动通信网2向一外国移动通信网的移动用户呼叫。为此，呼叫移动用户和被呼叫移动用户均可在被检测的移动通信网2中登记，但它们当时停留在一外国移动通信网的覆盖范围内。

在本发明所述的另个一方案中，控制计算机11配置一程序，用以选择数据模块3中的一个。处理遥控移动用户14的与数据模块相关的预定义命令序列，对通过所述命令完成的单个测试步骤进行采集和记录。并对由处理单个测试步骤引起的费用进行采集和记录。这里的命令库最好至少包括：

a)接通移动用户、以一个选择的数据模块3启动初始化进程并对其进行监控的命令，

b)使开始建立从测试装置1的移动用户14至一给定测试呼叫号码的通话连接，持续一给定的时间并对其进行监控的命令，

c)启动从测试装置1的移动用户14至第二结构相同的测试装置1’的可预定的移动用户14的连接的命令，

d)在测试装置1的移动用户14至第二测试装置1’的调制解调器13之间建立连接的命令，

e)在测试装置1的调制解调器13至可预定的第二测试装置1’之间建立连接的命令。

此外，还可设置在测试装置1和1’的调制解调器13之间进行通信的命令。另外，该程序还可包括对同步命令和路由信息进行事件控制的接收并记录的方法。详细地讲，使启动测试进程的测试装置1通过选择的通信网6呼叫另一可预定的测试装置1’，使其准备好在一预定的时间窗口内将从某一测试装置出发建立连接。

除了主要涉及测试装置1和一个或多个交换系统21/1和21/2之间的信号信息交换的测试进程外，本发明的装置还可用于两个终端设备间的测试。为此至少安置两个相同结构的测试装置1和1’，交替用作主装置1和从属装置1’，主装置1是启动测试进程的装置，而从属装置1’是等待测试进程并作出反应的装置。详细地讲，在主装置1中先后选择并启动数据模块3，所选择并启动的数据模块在移动用户14中被仿真。对于每个数据模块，将向移动用户14提供预定义命令的可给定序列，移动通信网2的装置将这些命令转换为适当的通信动作。为此，应通过无线接口5与分别连接至交换系统21/1或21/2的基地站系统22/1至22/4中的一个进行信息交换。此外，在主装置1中将每个给定的通信动作以及每个从属装置1’的相应响应记录下来。

在每一从属装置1’中按照预定义的命令序列执行主装置要求的通信动作，并将每个主装置要求的通信动作及自己作出的相应响应记录下来。

此方案的优点是，既在主装置1侧记录又在从属装置记录，使得可通过比较与在不出现错误情况下相同的记录偏差，使每个测试过程中出现的错误明显突出。

此外，还可通过主装置1使每个参与测试进程的从属装置1’与该测试进程的通信请求同步。

详细地说，使从属装置1’作好接收呼叫的准备并使之进入睡眠状态，实际的呼叫将该参与的从属装置1’从睡眠状态置入活跃状态。

这里，参与测试进程的测试装置1和1’的这种同步也可通过与被测试的移动通信网2无关的一个第二通信网6来实现。为此，可通过调制解调器连接对所述同步进行操作。由主装置1的调制解调器13出发，通过固定网连线7与由多个互连的固定网交换站61/1和61/2组成的固定网6相连，并通过另一固定网连线7’与从属装置1’的调制解调器13相连。

在本发明所述的另一个方案中可设定，将测试进程完成后在各测试装置1和1’中记录的费用数据与包括在移动通信网2的交换系统21/1和21/2中的费用数据进行比较。此外还规定，在完成测试进程后再将主装置1中记录的测试步骤与在参与的从属装置1’中记录的测试步骤进行比较。

下面结合图3详细说明使用上述测试装置可实现的测试进程。

第一测试进程是将处于仿真一个数据模块情况下的移动用户14在移动通信网2中公布。为此，在主8测试装置1中用程序控制依次选择、启动数据模块，并在移动用户中仿真。为此，将所述移动用户遥控接通，该移动用户马上开始通过无线接口5与最近的基地站系统22/2进行通信。这里，检测无线接口5的信号协议。接着，从仿真的数据模块传输的数据中确定其原始位置数据库(HLR)登记有所述数据模块的交换系统。其中检测通过无线接口5应答的基地站系统和与之相连的交换系统21/1和21/2的信号协议。此外，检测到其原始位置数据库登记有所述仿真的数据模块的交换中心的路由选择的工作原理。

在为进行测试而使用移动通信网2时，在每个所谓的“位置更新”中将产生这些过程，配备有某一数据模块的移动用户的当时的停留位置被更新，并在该移动用户当时处于其覆盖范围的交换系统的访问者位置数据库(VLR)中对其进行管理。此外，在登记有所述数据模块的交换系统的原始位置数据库(HLR)中存入指向所述移动用户实际停留其中的交换系统的指针。

第二测试进程是在两个移动用户之间建立连接。这里应区分，呼叫应由主测试装置1还是从属测试装置1’开始。

在第一种情况下，呼叫从主测试装置1开始。由控制计算机启动，在主测试装置1中仿真任意一个数据模块，拨打属于从属测试装置1’的一个数据模块的号码。该测试进程的主要组成部分包括在所述主测试装置1处于其覆盖范围的交换系统21/1中对呼叫信号进行分析，并进行由该交换系统21/1至被呼叫的从属测试装置1’处于其覆盖范围的交换系统21/2的路由选择。

在第二种情况下，呼叫从从属测试装置1’开始。为此，主测试装置1请求从属测试装置1’进行该测试进程，这里的请求可通过-选择的连接通路进行，并且是上述的测试装置1和1’之间的同步的组成部分。同样，在所述测试进程的这种情况下，呼叫号码在从属测试装置1’所属的交换系统21/2中被检测，并且检测从交换系统21/2至主测试装置1处于其覆盖范围的交换系统21/1的路由选择。

所述选择的连接通路经过固定网6建立，主测试装置1的调制解调器通过固定网连线7与固定网交换站61/1相连，而从属测试装置1’的调制解调器经另一固定网连线7’与一个第二固定网交换站61/2相连。固定网交换站61/1和61/2以常规方式在固定网6中彼此相连。

另一种测试方法涉及移动用户和固定网站之间的连接的建立。这里，固定网站通过各测试装置1和1’中的调制解调器来描述。详细地说，该方法可有四种不同方案：

方案A：移动用户-主装置     向  调制解调器-从属装置

方案B：调制解调器-主装置   向  移动用户-从属装置

方案C：移动用户-从属装置   向  调制解调器-主装置

方案D：调制解调器-从属装置 向  移动用户-主装置

方案A和B的测试进程可直接由主测试装置1启动并执行。方案C和D的测试进程从主装置1出发通过上述选择的连接通路在从属测试装置1’中启动，并由从属测试装置按照委托来完成。

下面描述方案A的测试过程，作为例子。在入网点和呼叫方向互补情况下，方案B至D的测试过程完全相似，这里，对其他交换系统21/1或21/2的协议进行检测。

按照方案A，在建立由主测试装置1的移动用户向从属测试装置1’的调制解调器的连接时，使用主测试装置1的任一数据模块拨打属于固定网6的固定网连线7’的呼叫号码。此外，在交换系统21/1中由所拨打的呼叫号码确定路由信息，然后，该呼叫被准确传到交换系统21/2，该交换系统21/2通过固定网输入线72直接准确地与固定网6的固定网交换站61/2相连，被呼叫的从属测试装置1’的调制解调器通过固定网连线7’与该固定网交换站61/2相连。这里，呼叫号码在交换系统21/1和21/2中被检测，而且对移动通信网2内的路由选择和从移动通信网2至固定风6的越网路由选择进行检测。此外，对移动通信网2内的信号协议以及与移动通信网2和固定网6之间的通信有关的长途电话用户进行测试。

上述所谓信号协议在本说明书开始部分所提到的出版物中已有描述，这里不作进一步说明。

此外，还可在移动用户之间连接时测试与信号协议无关地运行的话音信道的效率。为此，在已有的连接中发出NF发生器126的声音信号，该声音信号被另一移动用户的鉴频器125所选择。这里可测试移动通信网2的装置之间的连线，即交换系统21/1和21/2之间和交换系统21/1和21/2与分别连接的基地站系统22/1至22/4之间的连线是否正确，因为例如双线的接头若错接则不可能进行话音通信。

所有的测试进程均作为可根据设置的测试过程由命令模块组成的可配置的程序组构成。每个命令模块均在可直接由控制计算机11运行的程序文件中实现。