2.3网络封包捕获解析

　　网络封包捕获解析程序可从以太网卡中捕获数据流并进行解析显示。这里推荐使用wireshark[7]，它是一款常用的优秀开源网络封包分析软件，提供了自定义协议解析插件的编程接口，可以让使用者开发适用于自定义协议的插件。目前wireshark中已经提供了RRC层、PDCP层、RLC层、MAC层的解析插件，只需要在协议数据包前加上特殊的解析包头即可调用解析[8]，看到各个消息的名称和字段的值。在抓包以后，可以将抓包另存为pcap文件，方便下次查看。尤其在L1/L2层集成测试时，MAC/PHYAPI接口是处理MAC层消息，控制并调度PHY物理层链路处理的重要接口，MAC/PHYAPI的高效性和完备性直接影响到物理层处理的效率和正确性[9]。因此需要编写能够解析MAC/PHYAPI的wireshark网络封包软件的插件程序，使得wireshark能够显示两层接口之间交互的信息，如图3所示。

　　2.4udpsocket发送机制

　　在测试L2/L3层时，可先用以太网模拟PHY层，网关程序、基站协议栈程序、终端协议栈程序、网络封包捕获解析程序分别各自运行在一台计算机中，通过udpsocket编程来发送MAC层协议数据包，同时将RRC、PDCP、RLC、MAC层的协议数据包通过udpsocket编程抄送至网络封包捕获程序，网络封包捕获程序则监视设定的udp端口来抓取数据。

　　图3MAC/PHYAPI解析

　　2.5调试信息显示

　　2.5.1打印位置

　　调试信息的打印是测试的关键。LTE系统中传输时间间隔（TTI）被定义为1ms，也就是说1ms内需要将调度或者收发数据完全处理，每个子帧都有可能需要打印调试信息，将带给硬件不小的压力。在单独测试L2/L3层协议时，可以在计算机上运行程序，目前大部分计算机的性能可以满足需求，因此调试信息可以直接在窗口中打印。当加入L1层进行集成测试时，嵌入式开发板资源相对比较短缺，大量的I/O操作会严重占用CPU使用率，而CPU与以太网卡的交互速率更快。这里使用的PHY层开发板为飞思卡尔公司生产的BSC9131[10]，专门用于开发家庭基站，CPU为单核1GHz，打印信息较多时经常会导致开发板挂掉，解决的方法是应用udpsocket发送机制将调试信息通过以太网发送到计算机，计算机中则编写简单的wireshark解析插件后进行捕获解析。此方法经过实际项目检验有效可行，没有再出现挂掉的情况。

　　2.5.2模块化多色打印

　　直接在计算机上显示时，采用在程序中开发相应的专用打印模块的方法，不同的优先级打印信息显示不同的颜色，并且能够显示程序运行的状态、出错的位置。在与L1层集成测试时，同样可以选择多彩化打印。wireshark支持不同的协议或者端口显示不同的颜色，只需要简单的设置即可，这给我们调试提供了便利。应用这种方式，在调试信息繁多时可以极大的提高调试效率。图4为wireshark主窗口多色显示的结果，从图中可见，视觉效果十分明显。

　　图4wireshark多彩调试信息

　　3测试场景及结果

　　3.1L2/L3层

　　该场景下，协议栈程序运行在计算机上，由以太网模拟PHY层。在网关侧和终端侧分别建立一个虚拟网卡用来模拟IP层。图5是一个终端附着过程的wireshark抓包解析图，终端附着成功后，使用开源网络性能测试工具iperf向该socket发送指定速率的数据流。上行数据通路为：iperf客户端→终端虚拟网卡→终端协议栈→基站协议栈→服务网关→iperf服务器端；下行数据通路为：iperf客户端→服务网关→基站协议栈→终端协议栈→终端虚拟网卡→iperf服务器端。iperf可以报告带宽，延迟抖动和数据包丢失，客户端程序用于发送数据，服务器端程序用于接收数据，通过简单的命令行参数即可实现，示例如下：

　　客户端：iperf-c192.168.0.1-u-i1-p8000-b1M

　　服务器端：iperf-s-u-p8000-i1

　　图5终端附着信令过程

　　3.2L1/L2/L3层

　　L2/L3层场景完成后，即可将L1层加进来，进行真实情况下的测试。在项目中采用了业界普遍使用的艾法斯公司生产的TM500LTE测试终端，基站侧L1层采用飞思卡尔公司的BSC9131处理器开发板。计算机通过PPPoE（Point-to-pointProtocoloverEthernet）协议连接TM500，便可在计算机上使用iperf工具初步测试基站的性能。经过实际调试过程的检验，本文所述方案有效可行。

　　4结语

　　协议栈软件的测试需要清晰的数据流程。本文测试环境搭建简易，在与L1层集成调试时，将所有打印信息发送到wireshark软件解析显示，并且可以根据端口显示不同的颜色，协议数据状态一目了然，问题定位快捷方便，为调试协议栈软件系统时提供了很大的支持。另外，本文所述的测试环境不局限于上述，当在开发中缺少基站（终端）协议栈时，可在相应接收函数处构包模拟终端（基站）来达到测试的目的。同时，也可扩展到其他通信协议的测试，具有一定的推广性。

　　参考文献

　　[1]王映民.TD?LTE技术原理与系统设计[M].北京：人民邮电出版社，2010.

　　[2]3GPP.3GPPTS36.300，evolveduniversalterrestrialradioaccessandevolveduniversalterrestrialradioaccessnetwork（E?UTRAN），overalldescription，stage2[S/OL].[2008?12?11].http：//www.3gpp.org/ftp/Specs/html?info/36300.htm.

　　[3]3GPP.3GPPTS36.331，evolveduniversalterrestrialradioaccess，radioresourcecontrol（RRC）protocolspecification[S/OL].[2008?12?11].http：//www.3gpp.org/ftp/Specs/html?info/36331.htm.

　　[4]3GPP.3GPPTS36.323，evolveduniversalterrestrialradioaccess，packetdataconvergenceprotocol（PDCP）specification[S/OL].[2008?12?11].http：//www.3gpp.org/ftp/Specs/html?info/36323.htm.

　　[5]3GPP.3GPPTS36.322，evolveduniversalterrestrialradioaccess，radiolinkcontrol（RLC）protocolspecification[S/OL].[2008?12?11].http：//www.3gpp.org/ftp/Specs/html?info/36322.htm.

　　[6]3GPP.3GPPTS36.321，evolveduniversalterrestrialradioaccess，mediumaccesscontrol（MAC）protocolspecification[S/OL].[2008?12?11].http：//www.3gpp.org/ftp/Specs/html?info/36321.htm.

　　[7]LAMPINGU.Wiresharkdeveloper′sguideforwireshark1.11[EB/OL].[2013?01?11].http：//www.wireshark.org/docs/wsdg_html_chunked.

　　[8]Anon.MAC?LTEwiki[EB/OL].[2012?04?09].http：//wiki.wireshark.org/MAC?LTE.

　　[9]Anon.LTEeNBL1APIDefinitionv1.1[EB/OL].[2010?10?12].http：//www.smallcellforum.org.

　　[10]Anon.QorIQQonvergeBSC9131[EB/OL].[2013?07?05].http：//www.freescale.com/zh?Hans/webapp/sps/site/prod_summary.

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