段 浴，曹龍漢 ，張治中，3，高尚蕾

1.重慶郵電大學(xué) 通信與信息工程學(xué)院，重慶 400065

2.重慶通信學(xué)院 控制工程重點(diǎn)實驗室，重慶 400035

3.重慶重郵匯測電子技術(shù)研究院有限公司，重慶 401121

1 引言

隨著移動通信網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展，2018年12月，國內(nèi)三大運(yùn)營商已獲得工信部關(guān)于5G試驗頻率的使用許可批復(fù)，標(biāo)志著全國范圍的大規(guī)模5G試驗即將迅速展開。目前，我國主流廠商華為已經(jīng)完成5G商用研發(fā)的第三階段測試，中興通訊、中國信科等也已完成了部分測試。2019年1月，隨著全國首個5G地鐵站在成都開通，5G試商用加速布局，這意味著5G時代即將來臨。

據(jù)IMT-2020（5G）推進(jìn)組于2014年5月面向全球發(fā)布的《5G愿景與需求白皮書》描述，5G網(wǎng)絡(luò)的理論傳輸速度峰值可達(dá)每秒數(shù)十Gb，將數(shù)百倍于4G網(wǎng)絡(luò)傳輸速度[1]。現(xiàn)有的增強(qiáng)型長期演進(jìn)（Long Term Evolution-Advanced，LTE-A）空口監(jiān)測分析儀難以處理如此海量的移動數(shù)據(jù)，難以適應(yīng)5G的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，不能滿足實際應(yīng)用的需求[2]，迫切需要更高性能的測試工具[3]。美國和歐盟正在積極研發(fā)用于5G測試的模擬終端[4]，日本安立公司與韓國三星正在合作研發(fā)支持5G NR全協(xié)議棧連接性測試的5G終端模擬設(shè)備。目前，我國生產(chǎn)的大部分通信儀器儀表總體還屬于中低產(chǎn)品，同世界發(fā)達(dá)國家還存在著較大的差距，核心技術(shù)及相關(guān)專利等不足，高端的設(shè)備非常少[5]。因此研發(fā)具有自主創(chuàng)新知識產(chǎn)權(quán)的新型5G終端模擬儀器，可提升國內(nèi)高端通信儀器設(shè)備研發(fā)能力，保證5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和優(yōu)化，推動我國5G產(chǎn)業(yè)鏈的快速發(fā)展。

在5G終端模擬器中，信令分析技術(shù)是模擬終端信令分析系統(tǒng)的核心技術(shù)，通過對信令流程的分析，得出問題的具體位置，并利用數(shù)據(jù)特征解決通信中的問題。近年來，也有很多研究人員對此進(jìn)行研究。張帆在GSM網(wǎng)絡(luò)信令解碼合成過程中，對用戶網(wǎng)絡(luò)信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)回填[6]。楊豐瑞等人在LTE網(wǎng)絡(luò)信令分析過程中，采用哈希算法完成業(yè)務(wù)呼叫/事務(wù)詳細(xì)記錄（Call/Transaction Detail Record，XDR）合成[7]。李雷等人在 LTEAdvanced網(wǎng)絡(luò)的Uu接口信令分析中，使用多協(xié)議關(guān)聯(lián)技術(shù)完成信令流程信息的關(guān)聯(lián)[8]。梁鵬等人在LTEAdvanced網(wǎng)絡(luò)中，提出一種基于用戶行為分析的信令分析算法（User Behavior Analysis Signaling Analysis Algorithm，UBA-SAA）[9]。然而上述方法只通過用戶數(shù)據(jù)信令流程和用戶業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流程關(guān)聯(lián)，并未考慮同一用戶的同一信令流程關(guān)聯(lián)消息，且只適用于傳統(tǒng)的LTE-A空口監(jiān)測儀分析。為此，本文將在5G終端模擬器信令分析過程中，結(jié)合傳統(tǒng)的LTE-A空口監(jiān)測儀分析中信令分析技術(shù)，提出一種以鏈地址法與哈希大頂堆相結(jié)合處理哈希沖突的改進(jìn)信令分析算法，并設(shè)計了在該算法基礎(chǔ)上的新型信令分析系統(tǒng)架構(gòu)，重點(diǎn)研究信令分析過程中的解碼合成與多協(xié)議關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)信令分析系統(tǒng)中的信令精準(zhǔn)監(jiān)測功能。測試結(jié)果表明，該信令分析技術(shù)能顯著提高信令分析系統(tǒng)模塊中信令分析性能，證明了該技術(shù)的可靠性。

2 信令分析系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)

傳統(tǒng)的LTE-A網(wǎng)絡(luò)是以演進(jìn)型UMTS全球地面無線接入網(wǎng)（Evolved Umts Terrestrial Radio Access Network，E-UTRAN）扁平化、演進(jìn)核心網(wǎng)（Evolved Packet Core，EPC）集中化的結(jié)構(gòu)，固定的網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)到點(diǎn)（Point-to-Point，P2P）通信[10]。用戶面設(shè)備（User Equipment，UE）承載較多控制功能，控制面設(shè)備功能單一，功能模塊之間緊耦合，將導(dǎo)致信令監(jiān)測分析過程中網(wǎng)絡(luò)側(cè)數(shù)據(jù)采集效率較低，且解碼合成后XDR不能高效存儲。

結(jié)合LTE-A空口監(jiān)測分析儀中信令分析技術(shù)，通過引入5G網(wǎng)絡(luò)基于服務(wù)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（Service-Based Architecture，SBA），核心網(wǎng)（Next Generation Core，NGC）通過控制面和轉(zhuǎn)發(fā)面分離，簡化用戶面實現(xiàn)高效轉(zhuǎn)發(fā)，無線接入網(wǎng)（New Radio，NR）通過集中單元/分布單元（Centralized Unit/Distribution Unit，CU/DU）分離，實現(xiàn)無線資源集中協(xié)作和控制，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能去緊耦合。根據(jù)3GPP及相關(guān)行業(yè)測試規(guī)范要求，5G終端模擬器中信令分析系統(tǒng)分為三個子系統(tǒng)：L1L2子系統(tǒng)、L3解碼合成子系統(tǒng)、反查子系統(tǒng)。圖1是5G終端模擬器中信令分析系統(tǒng)框架。

圖1 5G終端模擬器中信令分析系統(tǒng)框架

L1、L2子系統(tǒng)功能主要是完成數(shù)據(jù)采集及解碼解密重組、L3解碼合成子系統(tǒng)功能是完成信令面與業(yè)務(wù)面解碼和合成出表、反查子系統(tǒng)功能是完成從客戶端獲取當(dāng)前頁面需要顯示的消息解碼結(jié)果。

3 信令分析系統(tǒng)模塊設(shè)計

5G終端模擬器信令分析系統(tǒng)借鑒互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（Internet Technology，IT）領(lǐng)域微服務(wù)風(fēng)格（Micro Service Style，MSS）的設(shè)計理念，在信令交流中引入“服務(wù)調(diào)用”，依據(jù)模塊化的設(shè)計思想，將網(wǎng)絡(luò)功能定義為多個可以相對獨(dú)立，可被靈活調(diào)用的服務(wù)模塊。信令分析具體步驟如下：

步驟1主要是基帶板從天線采集實時數(shù)據(jù)，作為同相正交（In-phase Quadrature，IQ）數(shù)據(jù)存儲到本地，并將L1的數(shù)據(jù)發(fā)送到層二板。

步驟2層二板將L1數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，為關(guān)鍵性解密解碼做準(zhǔn)備，在完成對MAC協(xié)議、RLC協(xié)議、PDCP協(xié)議的解析之后，輸出L2的數(shù)據(jù)到層三板。

步驟3層三板將L2數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，完成RRC和NAS層的解碼合成及IP、應(yīng)用用戶名協(xié)議解析。

步驟4將解碼結(jié)果按照信令消息的關(guān)鍵Key值進(jìn)行多協(xié)議關(guān)聯(lián)，合成XDR并存放到數(shù)據(jù)庫中。

信令分析系統(tǒng)按功能可分為信令采集模塊、解碼合成模塊、多協(xié)議關(guān)聯(lián)模塊和合成出表與數(shù)據(jù)反查模塊四大模塊。

3.1 信令采集模塊

該模塊的功能主要是利用采集卡獲取無線端口用戶的信令數(shù)據(jù)，實現(xiàn)原始信令數(shù)據(jù)的采集。采用從信令鏈路上采集的信令消息，且將采集到的信令消息進(jìn)行協(xié)議分析，并根據(jù)消息類型分為信令面數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)面數(shù)據(jù)，分別對應(yīng)空口的控制平面和用戶平面。信令面數(shù)據(jù)主要包括承載在PDCP上的RRC和NAS協(xié)議以及系統(tǒng)信息塊（System Information Block，SIB）、主信息塊（Master Information Block，MIB）等UE與gNB之間用于維護(hù)控制消息傳輸?shù)男帕顢?shù)據(jù)，業(yè)務(wù)面數(shù)據(jù)包括PDCP及其承載的IP協(xié)議等用戶數(shù)據(jù)，如表1所示。

表1 信令面與業(yè)務(wù)面數(shù)據(jù)

3.2 解碼合成模塊

信令采集模塊從層二板獲取L2數(shù)據(jù)，并根據(jù)消息類型將數(shù)據(jù)識別為信令面與業(yè)務(wù)面，分別對應(yīng)空口的控制平面和用戶平面，分別發(fā)送到信令面無鎖隊列與業(yè)務(wù)面無鎖隊列的尾部，相應(yīng)的解碼合成模塊從隊列頭部獲取數(shù)據(jù)，分別進(jìn)行解碼合成。首先判斷L2數(shù)據(jù)是否為空，如果不為空就按協(xié)議類型解碼，若為空就結(jié)束解碼。根據(jù)不同類型的協(xié)議，調(diào)用不同的解碼器，調(diào)用對應(yīng)解碼函數(shù)進(jìn)行解碼。

信令面解碼主要包括對NAS及RRC協(xié)議的解碼，采用抽象語法標(biāo)記（Abstract Syntax Notation One，ASN.1）標(biāo)準(zhǔn)定義格式，將協(xié)議以特定的格式存放在描述文本中，再用相應(yīng)的編譯器把文件生成C++代碼，循環(huán)解碼至頂層數(shù)據(jù)。業(yè)務(wù)面解碼主要是對包括IP、TCP、HTTP、UDP、DNS、FTP等協(xié)議的用戶數(shù)據(jù)的解碼。各層協(xié)議都有對應(yīng)的端口號指向上層協(xié)議，對各層協(xié)議進(jìn)行循環(huán)解碼，直至解至頂層數(shù)據(jù)。具體解碼流程如圖2（a）所示。

協(xié)議合成是對各層協(xié)議按照協(xié)議類型，根據(jù)不同的合成信息去獲取用戶和信令具有相互關(guān)聯(lián)的信息，并將其組合形成完整的信令流程。協(xié)議合成包括Diameter、NAS、RRC等協(xié)議的合成信息。

首先，需要初始化合成模塊，獲取解碼數(shù)據(jù)，解碼的結(jié)果為L3數(shù)據(jù)，其中包含MsgId與CDR ID對應(yīng)消息的字段，協(xié)議的流量統(tǒng)計信息以及存儲協(xié)議棧數(shù)據(jù)。此外，需要為每層協(xié)議定義各自的協(xié)議合成器，通過消息的關(guān)鍵信息Key值在哈希表中查找對應(yīng)信令流程消息并判斷其是否存在，若存在則更新統(tǒng)計信息，若不存在則創(chuàng)建新的XDR。與此同時，進(jìn)行超時檢查，若未超時則將相應(yīng)Key值添加進(jìn)去，當(dāng)收到結(jié)束消息時，調(diào)用合成出表模塊將合成XDR和統(tǒng)計表發(fā)送到多協(xié)議關(guān)聯(lián)模塊進(jìn)行關(guān)聯(lián)。具體合成流程如圖2（b）所示。

圖2 解碼合成流程

3.3 多協(xié)議關(guān)聯(lián)模塊

多協(xié)議關(guān)聯(lián)是指為了進(jìn)行實時的關(guān)聯(lián)回填而去進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)用戶信息的自動關(guān)聯(lián)，通過查詢臨時的關(guān)鍵關(guān)聯(lián)信息Key值，然后借助監(jiān)測系得到真實的關(guān)鍵值合成完整的信令流程，并填入到XDR中[11]。

本系統(tǒng)是以小區(qū)無線網(wǎng)絡(luò)臨時標(biāo)識（Cell Radio Network Temporary Identifier，C-RNTI）作為用戶標(biāo)識，將同一用戶的同一信令流程中相關(guān)聯(lián)的消息組合在一起，形成完整的信令流程。按照協(xié)議類型合成協(xié)議事務(wù)詳細(xì)記錄，并提取協(xié)議類型、關(guān)聯(lián)主鍵及取值，UE標(biāo)識（userID）、國際移動用戶識別碼（International Mobile Subscriber Identification Number，IMSIN）、用戶IP地址（UserIP）、事務(wù)開始時間（Runtime）、事務(wù)結(jié)束時間（Endtime）等用于關(guān)聯(lián)分析的關(guān)鍵信息，如表2所示。最后將相同用戶的信令面和業(yè)務(wù)面數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配關(guān)聯(lián)，打上多協(xié)議關(guān)聯(lián)標(biāo)簽，進(jìn)一步合成綜合XDR。多協(xié)議關(guān)聯(lián)流程如圖3所示。

表2 實驗中使用的UCI數(shù)據(jù)集

圖3 多協(xié)議關(guān)聯(lián)

3.4 合成出表與數(shù)據(jù)反查模塊

將同一用戶的關(guān)聯(lián)字段進(jìn)行合成，合成后的XDR通過Socket接口發(fā)送到入庫程序，出表到數(shù)據(jù)庫中?？蛻舳艘榭唇Y(jié)果時，先向服務(wù)器請求消息統(tǒng)計信息，統(tǒng)計信息返回到客戶端?？蛻舳送ㄟ^對服務(wù)發(fā)起請求，服務(wù)進(jìn)程通過查找L2關(guān)鍵數(shù)據(jù)獲取概要信息，并返回給客戶端，用戶通過信令反查可查看多協(xié)議關(guān)聯(lián)后的合成信令流程。

4 算法設(shè)計

4.1 哈希信令分析算法

在傳統(tǒng)哈希信令分析算法（Hash Signaling Analysis Algorithm，HSAA）中，對信令的合成與多協(xié)議關(guān)聯(lián)會將信令的關(guān)鍵信息Key值映射到哈希表中。哈希函數(shù)又名散列函數(shù)（Hash Function）[12]，哈希表由于在數(shù)據(jù)查詢中查詢速度快且插入、刪除操作方便而被廣泛應(yīng)用[13]。信令流程信息關(guān)聯(lián)合成XDR時，選取源IP、源端口號、目的IP、目的端口號作為Key值構(gòu)建哈希函數(shù)，采用哈希算法利用信令消息關(guān)鍵Key值在哈希表中查找對應(yīng)信令流程，完成相關(guān)信令流程關(guān)聯(lián)[14]。

用Hash索引的方式，索引值采用特定的Key值，不同的信令流程都有與其相對應(yīng)Key值，綜合信令XDR合成過程中，用戶的Key值可能對應(yīng)不同Value[15]。此時具有相同哈希地址的Key值就會產(chǎn)生沖突[16]，其哈希地址為p=H(Key)，當(dāng)出現(xiàn)沖突時，就為產(chǎn)生沖突的地址H(Key)求一個地址序列：

其中，H(Key)為哈希函數(shù)，m為表長，di稱為增量序列。

HSAA算法在處理哈希沖突時一般用開放地址法，但是開放地址法容易產(chǎn)生數(shù)據(jù)堆積問題，當(dāng)結(jié)點(diǎn)規(guī)模很大時會浪費(fèi)很多空間，消耗內(nèi)存較大，不適于大規(guī)模的數(shù)據(jù)存儲[17]；在插入時可能會出現(xiàn)多次沖突的現(xiàn)象[18]，且當(dāng)刪除的元素是多個沖突元素中的一個時，需要再處理后面的元素，實現(xiàn)較復(fù)雜。

HSAA算法中，對信令關(guān)鍵消息Key值的Value出現(xiàn)概率是按直接插入法進(jìn)行排序，但是直接插入法比較次數(shù)較多，時間復(fù)雜度較大，效率較低。

4.2 哈希大頂堆信令分析算法

在信令綜合流程中，HSAA算法在處理哈希沖突時效率不高，因此在改進(jìn)信令分析算法中，用鏈地址法處理哈希表沖突。根據(jù)哈希Key值查找哈希表中Value，得到存在沖突的哈希表項指向鏈表的地址，將所有具有同一哈希地址的關(guān)鍵Key值，放在同一個同義詞鏈表中，用數(shù)組存放各個鏈表的頭指針。

在信令分析中，假設(shè)m為5的哈希函數(shù)關(guān)鍵值序列XK{K1,K2,K4,K5,K6,K9,K10,K11,…,Kn}，鏈地址法處理沖突時的哈希表如圖4所示。

圖4 鏈地址法處理沖突時的哈希表

在信令分析建立哈希表的過程中，在哈希表鏈地址法的基礎(chǔ)上，對信令消息的關(guān)鍵Key值進(jìn)行排序，本文提出一種哈希大頂堆信令分析算法（Big Top Heapsort Hash Signaling Analysis Algorithm，BTH-HSAA）。將同一用戶信令消息具有相同Value的關(guān)鍵Key值，采用大頂堆排序的方法將關(guān)鍵字按Value出現(xiàn)的概率排序，按概率大小去決定處理沖突時鏈表中的位置，提高哈希地址沖突時的查找效率。

在信令分析中，假設(shè)信令消息關(guān)鍵字序列X(k,v){(k1,v1)，(k2,v2)，(k3,v3)，(k4,v4)，(k5,v5)，(k6,v6)，(k7,v7)，(k8,v8)}，信令消息關(guān)鍵Key值哈希大頂堆如圖5所示。

圖5 信令消息關(guān)鍵Key值哈希大頂堆

采用鏈地址法與大頂堆排序結(jié)合處理哈希沖突的BTH-HSAA算法流程如圖6，具體步驟如下：

步驟1初始化合成模塊，獲取解碼數(shù)據(jù)信令消息關(guān)鍵Key值。

步驟2選取用戶動態(tài)標(biāo)識C-RNTI作為Key值構(gòu)建哈希函數(shù)，根據(jù)哈希函數(shù)構(gòu)建哈希表，將關(guān)鍵Key值映射到哈希表。

步驟3對信令關(guān)鍵消息Key值按其Value出現(xiàn)的概率利用大頂堆方法從大到小進(jìn)行排序。

步驟4按Value值出現(xiàn)概率的大小去決定處理沖突時鏈表中Key值的位置，將概率較大的Key值放在哈希表中沖突較小的位置。

步驟5在哈希表中用鏈地址法去處理沖突，訪問哈希表記錄，通過消息的關(guān)鍵信息Key值在哈希表中查找對應(yīng)信令流程消息，并判斷其是否存在。

步驟6若存在則更新統(tǒng)計信息，將同一用戶同一信令流程信息關(guān)聯(lián)合成，若不存在則創(chuàng)建新的XDR。

圖6 BTH-HSAA算法流程

4.3 算法分析

在信令分析的信令流程合成中，通過查找消息的關(guān)鍵信息Key值，判斷其在哈希表中對應(yīng)信令流程消息去創(chuàng)建XDR，主要的操作就是對關(guān)鍵Key值的比較查詢，把查找過程中查找關(guān)鍵Key值查找成功時的平均比較次數(shù)稱作平均查找長度（Average Search Length，ASL），對n個元素的查找表，平均查找長度定義為：

其中，Pi為查找表中第i個數(shù)據(jù)元素的概率，Ci為查找到第i個數(shù)據(jù)元素時已經(jīng)比較過的次數(shù)。

在信令消息合成中，在查找信令消息關(guān)鍵值的Value概率基礎(chǔ)上，將關(guān)鍵Key值映射到哈希表中一個位置來訪問記錄。見表3所示，HSAA算法處理哈希沖突時使用的是直接插入法排序，關(guān)鍵消息Key值比較次數(shù)較多，時間復(fù)雜度為O(n2)。而BTH-HSAA算法，處理哈希沖突時使用大頂堆排序，查找過程中比較次數(shù)大大減少，在最壞的情況下時間復(fù)雜度才為O(nlbn)。因此，查找耗時顯著減少，而且在BTH-HSAA算法中，處理哈希沖突時使用鏈地址法，鏈表中的結(jié)點(diǎn)是動態(tài)申請的，處理沖突簡單，且無堆積現(xiàn)象，平均查找長度較短，較開放地址法更加節(jié)省空間，且在鏈表首部插入結(jié)點(diǎn)，刪除結(jié)點(diǎn)也比較方便，只需調(diào)整指針而不需要對其他沖突元素作調(diào)整。因此對于BTH-HSAA算法，數(shù)據(jù)量越大相對耗時越少，從而提高數(shù)據(jù)處理的高效性和準(zhǔn)確性，同時也提高了動態(tài)內(nèi)存資源的重復(fù)利用。

圖7 測試過程及結(jié)果

表3 信令分析算法對比

5 測試結(jié)果與分析

5.1 測試結(jié)果

測試環(huán)境：Windows10操作系統(tǒng)，處理器為Inter?Core? i5-4460 CPU@3.20 GHz，安裝內(nèi)存8.00 GB的平臺。

本文以Visual Studio 2017編譯器運(yùn)行環(huán)境，測試程序使用C++語言編寫。測試過程中，以5G中TS38.331協(xié)議為基礎(chǔ)，利用信令消息中基站分配給UE的一個動態(tài)標(biāo)識C-RNTI作為關(guān)鍵消息Key值。由于C-RNTI的取值范圍為003D～FFF3，因此在其范圍內(nèi)隨機(jī)生成模擬數(shù)據(jù)源，通過賦值得到5 000個測試用例。部分?jǐn)?shù)據(jù)測試如圖7所示，通過改進(jìn)BTH-HSAA算法，例如在哈希表中查找信令流程消息的關(guān)鍵信息Key值“0x4d6”的對應(yīng)Value，查找結(jié)果為“0x29a”，并判斷其存在，則更新統(tǒng)計信息，將同一用戶同一信令流程信息關(guān)聯(lián)合成。

5.2 性能分析

通過對以上測試用例進(jìn)行測試，5 000個測試用例均成功測試通過。在測試過程中，通過Visual Studio 2017編譯器的診斷工具，如圖8所示，可以實時查看算法程序所用內(nèi)存資源及耗時。

圖8 測試過程診斷

本文將BTH-HSAA算法測試結(jié)果與HSAA算法與UBA-SAA算法進(jìn)行比較。如圖9所示，相對于HSAA與UBA-SAA，改進(jìn)BTH-HSAA使用鏈地址法處理哈希沖突，無內(nèi)存堆積，消耗內(nèi)存平均降低61.83%和58.53%，實現(xiàn)了內(nèi)存資源的動態(tài)重復(fù)利用，更加節(jié)省內(nèi)存資源。

圖9 測試信令分析消耗內(nèi)存對比

在測試結(jié)果中，如表4所示，測試數(shù)據(jù)500個、2 500個、5 000個時，HSAA 算法耗時 167.4 ms、393.1 ms、751.2 ms，UBA-SAA耗時163.7 ms、376.5 ms、616.5 ms，改進(jìn)BTH-HSAA算法耗時154.9 ms、251.8 ms、333.5 ms，相對耗時平均降低45.85%和39.57%。相對于HSAA和UBA-SAA算法，新型架構(gòu)下改進(jìn)的BTH-HSAA算法所需時間顯著減少。如圖10所示，HSAA算法信令數(shù)據(jù)分析速率較低，而且當(dāng)數(shù)據(jù)量逐漸增大時，信令數(shù)據(jù)分析速率還會略微下降；UBA-SAA算法速率有一定提升，但提升幅度不大；而改進(jìn)BTH-HSAA算法的信令數(shù)據(jù)分析速率隨著數(shù)據(jù)量逐漸增大，能保持逐漸增高的信令分析速率。由此表明，在信令分析中該改進(jìn)算法非常有效。

圖10 信令數(shù)據(jù)分析速率對比

6 結(jié)束語

針對5G終端模擬器中信令分析系統(tǒng)，本文設(shè)計了一種新型的信令分析系統(tǒng)架構(gòu)，相對于傳統(tǒng)扁平化的LTE-A網(wǎng)絡(luò)，引入5G網(wǎng)絡(luò)服務(wù)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，依據(jù)模塊化設(shè)計思想，實現(xiàn)無線資源集中協(xié)作和控制，以及網(wǎng)絡(luò)功能去緊耦合。同時，在信令分析過程中，在對信令關(guān)聯(lián)合成XDR時，選取用戶動態(tài)標(biāo)識C-RNTI作為信令消息關(guān)鍵Key值構(gòu)建哈希函數(shù)，結(jié)合鏈地址法與哈希大頂堆排序的優(yōu)點(diǎn)，提出一種改進(jìn)信令分析算法。測試結(jié)果表明，相對于傳統(tǒng)信令分析系統(tǒng)，新型架構(gòu)下的改進(jìn)算法耗時與消耗內(nèi)存顯著減少，而且當(dāng)數(shù)據(jù)量越大時，效果越明顯。表明該系統(tǒng)是有效的、可行的，對即將試商用的5G網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化、測試具有重要意義。

表4 信令分析算法耗時 ms