LTE網(wǎng)絡(luò)測試儀-高速數(shù)據(jù)采集技術(shù)的研究與開發(fā).pdf

1、隨著LTE商用網(wǎng)絡(luò)建設(shè)進(jìn)程的加快，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測將為網(wǎng)絡(luò)部署和運(yùn)營維護(hù)提供重要支撐，為實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)控、業(yè)務(wù)質(zhì)量評估、故障定位和性能優(yōu)化提供可靠依據(jù)。LTE網(wǎng)絡(luò)具有數(shù)據(jù)傳輸速率更高、系統(tǒng)容量更大、網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)IP化等特點，這對LTE網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測平臺的數(shù)據(jù)采集技術(shù)也提出了更高要求。實現(xiàn)高速海量的IP數(shù)據(jù)采集將為LTE網(wǎng)絡(luò)測試儀的信令采集與分析奠定重要基礎(chǔ)。
　　 本文以LTE網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測為背景，針對目前IP數(shù)據(jù)采集卡采集性能不能滿足網(wǎng)絡(luò)需求且價格昂

2、貴等現(xiàn)狀問題，從千兆線速IP數(shù)據(jù)采集卡的開發(fā)著手，對高速IP鏈路數(shù)據(jù)采集技術(shù)進(jìn)行了研究。
　　 本文的研究重點是IP數(shù)據(jù)采集卡的Windows軟件平臺設(shè)計與實現(xiàn)。在全FPGA架構(gòu)的硬件平臺基礎(chǔ)上，提出了軟件設(shè)計方案，包括WDM驅(qū)動程序、API函數(shù)動態(tài)鏈接庫和MFC界面應(yīng)用程序。WDM驅(qū)動程序主要完成對數(shù)據(jù)采集卡的全局配置、過濾配置、統(tǒng)計和告警配置，以及將采集數(shù)據(jù)從板卡內(nèi)存搬移至主機(jī)內(nèi)存等工作。驅(qū)動程序的數(shù)據(jù)采集處理采用了零拷貝技

3、術(shù)，定義了特定的環(huán)形鏈表內(nèi)存管理結(jié)構(gòu)和復(fù)合包的數(shù)據(jù)封裝格式，采用靈活的包緩存分配策略，提出了一種基于輪詢和讀寫索引號控制機(jī)制，與FPGA層進(jìn)行交互，保證應(yīng)用程序能夠快速地接收并處理采集到的數(shù)據(jù)。
　　 API接口函數(shù)為應(yīng)用程序和驅(qū)動程序通信搭建了橋梁，將與訪問硬件相關(guān)的代碼按功能封裝為動態(tài)鏈接庫，界面應(yīng)用程序可以通過調(diào)用API函數(shù)接口實現(xiàn)對數(shù)據(jù)采集卡的控制。
　　 界面應(yīng)用程序基于MFC對話框模式進(jìn)行開發(fā)，呈現(xiàn)可視化、易

4、操作、全程管理的友好測試界面，使用戶能夠直接通過界面控件連接設(shè)備、配置參數(shù)、訪問內(nèi)存、啟動和停止采集，并獲取實時的統(tǒng)計告警信息。
　　 測試應(yīng)用結(jié)果表明IP數(shù)據(jù)采集卡能夠?qū)崿F(xiàn)對千兆線速IP鏈路短包和長包數(shù)據(jù)的采集和正確過濾，并且有效減少了收包過程中對計算機(jī)CPU的占用率，解決了高速網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)存在的“中斷淹沒”和丟包率急劇上升問題，達(dá)到了預(yù)期效果。
　　 該IP數(shù)據(jù)采集卡已通過泰爾實驗室權(quán)威測試，并已應(yīng)用于多省市運(yùn)營