通信设备消息接口独立描述与编码的方法及装置 【技术领域】
本发明属于通信技术领域，尤其涉及一种通信设备消息接口独立描述与编码的方法及装置。
背景技术
在通信系统中，特别是对于移动通信终端和移动通信路测仪，通信协议栈是整个通信系统核心组成部分之一。通信协议栈的开发需要软件开发工程师和测试工程师的共同合作才能顺利完成。在通信协议栈的开发过程中，需要对已开发的软件进行现场测试，对测试中出现的问题进行分析研究，再对问题进行解决。所以现场测试人员在测试过程中，需要保存通信设备消息，并将出现问题的消息交给研发人员，由研发人员对消息流程进行分析，从而对测试中出现的问题进行研究解决。消息分析处理是通信协议栈开发的主要调试方法之一。
目前在通信设备通信协议栈软件的研发过程中，通常对通信协议的消息流程进行分析的方法是，使用UART(Universal AsynchronousReceiver/Transmitter，通用非同步收发传输器)，或者USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)，或者以太网(Ethernet)中的TCP/IP协议(Transfer ControlProtocol/Internet Protocol，传输控制协议/网际协议)等连接设备，将待测试通信设备和工作人员的检测设备相连，待测试通信设备在测试中实时将通信协议的消息导出，通过连接设备实时传输给检测设备，同时在检测设备上运行通信协议消息的解析工具，该解析工具能够实时的解析出消息流程，供测试人员检查或保存。当测试人员在测试中发现问题时，便将消息保存，然后发给软件开发人员进行分析和处理。
目前这种方法存在的问题是：由于通信协议的复杂性，从物理层到非接入层，通信协议消息极其复杂。测试人员通常在测试过程中需要从通信设备中取得大量通信协议消息和数据，然后，通过检测设备上的解析工具采用某种解码方法对获取到的通信协议消息进行进一步的计算分析，以供研发人员分析统计。而且为了能够对通信协议消息进行解码，通信协议消息的解析工具需要采用跟通信设备消息接口编码相对应的解码方法，进行统一解码计算处理。然而由于通信协议消息数量极为庞大，消息的种类千差万别，更为复杂的是，如果通信设备通信协议栈的软件版本发生变化或升级，该通信协议消息的数据编码也会不可避免的发生变化。
综上所述，必须设计出一种能够适应各种通信协议消息类型的编码方法，并且能够做到与通信设备通信协议栈的软件版本独立。否则，通信协议消息的解码问题将存在严重的版本耦合性和协议栈代码依赖性。
【发明内容】
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种通信设备消息接口独立描述与编码的方法及装置，实现了通信协议消息的编码方法独立于通信设备协议栈软件版本。
为了达到上述目的，本发明提供一种通信设备消息接口独立描述与编码的方法，所述方法包括：
将待测试通信设备中通信协议消息的接口采用接口定义文件描述，并采用结构定义文件描述待测试通信设备中通信协议消息的结构；
当检测设备首次与所述待测试通信设备连接时，将采用的所述接口定义文件和采用的所述结构定义文件传输给所述检测设备；
将所述待测试通信设备中的通信协议消息采用自然数据报文方式编码，并传输给所述检测设备，由所述检测设备采用所述结构定义文件和所述接口定义文件对报文进行解码。
优选的，所述结构定义文件为采用哈希散列方式定义的结构定义文件。
优选的，所述将采用的所述接口定义文件和采用所述结构定义文件传输给所述检测设备的步骤具体为：
将采用的所述接口定义文件和所述结构定义文件打包压缩，并将压缩后的所述接口定义文件和所述结果定义文件传输给所述检测设备。
优选的，所述打包压缩的步骤具体包括：
分别按所述接口定义文件和所述结构定义文件进行压缩处理；
对接口定义文件压缩包和结构定义文件压缩包再进行打包处理，并将所述接口定义文件压缩包和所述结构定义文件压缩包切分成多个小数据包。
优选的，所述待测通信设备通过握手协议将压缩算法版本，数据包类型，数据包个数和每个数据包的大小通知给所述检测设备。
优选的，所述接口定义文件包括：通信设备协议栈软件所包含的进程列表，进程总数，进程名称，有限状态机消息名及消息代码和应用型输出消息名及消息代码中的一种或多种。
优选的，所述结构定义文件包括：有限状态机消息、应用型输出消息、超时消息、异常处理消息、交互控制消息和版本信息消息中的一种或多种。
优选的，所述待测通信设备通过UART通用非同步收发传输器，或者USB通用串行总线，或者TCP/IP传输控制协议/网际协议与所述检测设备连接。
本发明还提供一种通信设备消息接口独立描述与编码地装置，包括：
消息描述模块，用于将待测试通信设备中通信协议消息的接口采用接口定义文件描述，并采用结构定义文件描述通信协议消息的结构；
配置模块，用于在检测设备首次与所述待测试通信设备连接时，将采用的所述接口定义文件和采用的所述结构定义文件传输给所述检测设备；
消息传输模块，用于将所述待测试通信设备中的消息采用自然数据报文方式编码，并传输给所述检测设备，所述检测设备采用由所述待检测设备传输的所述结构定义文件和所述接口定义文件对报文进行解码。
优选的，所述结构定义文件为采用哈希散列方式定义的结构定义文件。
上述技术方案中的至少一个技术方案具有如下有益效果：首先将通信协议消息的接口采用接口定义文件定义，并采用结构定义文件描述通信协议消息的结构；当检测设备上的消息解析工具首次与该待测试通信设备连接时，将采用的接口定义文件和采用的结构定义文件传输到检测设备中；然后将待测设备中所有的通信协议消息采用自然数据报文方式编码，并在传输给检测设备的消息解析工具后，由该消息解析工具采用接口定义文件和结构定义文件对报文进行解码，从而实现了通信协议消息的编解码独立于通信设备协议栈软件版本，使得可不依赖于具体通信协议消息定义的源代码，而对所有通信协议消息用统一方法描述的实时解码，实现了通信协议消息结构改变而解码能自动同步的目的，从而可有效提高测试效率，可广泛的应用在移动通信终端和移动通信路测仪上。
【附图说明】
图1为本发明的消息接口独立描述与编解码方法的流程示意图；
图2为本发明的消息接口独立描述和编码规约数据传输的方法流程示意图；
图3为本发明的通信协议消息解析方法流程示意图；
图4为本发明的通信设备消息接口独立描述与编码装置的结构示意图。
【具体实施方式】
为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明实施例做进一步详细地说明。在此，本发明的示意性实施例及说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
在本实施例中为了方便通信设备的测试，减少测试成本和提高测试效率，可首先将待测试通信设备中通信协议消息的接口采用接口定义文件定义，并采用结构定义文件描述通信协议消息的结构，并将该接口定义文件、结构定义文件、以及与协议栈软件版本有关的定义文件在待测试通信设备烧写软件、固件时一并烧写到待测试通信设备的可擦可编程只读存储器中；当检测设备(例如主控电脑)首次与该待测试通信设备连接时，可将该接口定义文件和结构定义文件传输到检测设备中；然后将待测设备中的所有通信协议消息采用自然数据报文方式编码，并将编码后的消息传输给检测设备，该检测设备中的消息解析工具将采用由待测试通信设备传输过来的结构定义文件对报文进行解码。
如图1所示，为本发明中的通信设备消息接口独立描述与编码的方法流程图，具体步骤如下：
步骤11、将待测试通信设备的软件、固件以及包含待测试通信设备的消息接口独立描述与编码规约数据包烧写到待测试通信设备的可擦可编程只读存储器中；
在本步骤中可使用待测试通信设备中的升级软件工具，将相应版本的通信设备的软件、固件、以及待测试通信设备消息接口独立描述与编码规约数据一并烧写到待测试通信设备的数据存储单元中。上述数据存储单元可位于待测试通信设备的EEPROM(Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory，电可擦除可编程只读存储器)；
在本实施例中，上述待测试通信设备消息接口独立描述与编码规约数据包包括以下两种文件：
1)接口定义文件，该接口定义文件可用于定义待测试通信设备中通信协议消息的接口名称和编号。
该接口定义文件包括如下内容：通信设备协议栈软件所包含的进程名列表，进程个数，有限状态机消息名及消息代码，应用型输出消息名及消息代码，超时消息、异常处理消息、交互控制消息、版本信息消息等等所有消息的消息名及其消息代码。同时，几乎每条通信协议消息都有个对应的结构体定义，接口定义文件给出了对应关系。对于不同的协议栈软件版本，接口定义文件将完全不同。
接口定义文件将基于所有协议栈代码，采用脚本自动提取。但是，通过本实施例，该接口定义文件可被固化到待测试通信设备的可擦可编程只读存储器中，并且能够被传输到检测设备中，实现了消息接口的实时编码的版本无关性。
下面给出了该接口定义文件的内容模板：
/*进程列表
进程总数
/*进程名称 进程编号
进程名称1 0
进程名称2 1
进程名称3 2
/*定时器表*/
/*#define定时器名称 定时器编号(无符号整型，十六进制)
#define定时器名称1 0x00000001
#define定时器名称2 0x00000002
/*有限状态机消息表*/
/*#define消息名称 消息编号(无符号整型，十六进制)
#define消息名称1 0x00000001
#define消息名称2 0x00000002
#define消息名称3 0x00000003
/*应用型输出消息表*/
/*#define消息名称 消息编号(无符号短整型，十六进制)
#define应用消息名称1 0x0001
#define应用消息名称2 0x0002
#define应用消息名称3 0x0003
/*消息结构体名称对应表
/*消息名称：消息结构体名称
消息名称1：消息结构体名称1
消息名称2：消息结构体名称2
消息名称3：消息结构体名称3
2)结构定义文件，每个通信协议消息都有对应的结构体，结构定义文件可用于描述待测试通信设备中通信协议消息的结构。
该结构定义文件包括如下内容：所有接口定义文件中包含的有限状态机消息、应用型输出消息、超时消息、异常处理消息、交互控制消息、版本信息消息等等所有消息的消息结构定义描述。对于不同的协议栈软件版本，接口定义文件将完全不同。接口定义文件将基于所有协议栈代码，采用脚本自动提取。
结构定义文件可采用哈希散列集方式存储，每个基础数据类型、每个结构体定义、每个typedef类型重定义、每个枚举类型和每个联合体类型，均有唯一的哈希键值唯一标识。每个结构体的数据成员，都有其所属的类型哈希键值描述，都有位偏移起始值。每个结构体都有总数据大小描述。
通过结构定义文件，实现了通信协议消息的独立哈希描述。采用哈希描述通信协议消息的结构的优点在于，可保证所描述对象的高度一致性和完整性，并且克服了其它接口描述语言(IDL，Interface Description Language)的平台依赖性与复杂性。
下面给出了该接口定义文件的内容模板：
/*typedef类型重定义
(T)：typedef类型重定义标识符；该typedef类型重定义哈希键值；由该typedef类型所重定义的原结构体哈希键值；
/*结构体
(S)：结构体名称；结构体哈希键值；结构体总位长；
结构体成员变量名称1；该成员变量位偏移；该成员变量的数据类型的哈希键值；
结构体成员变量名称2；该成员变量位偏移；该成员变量的数据类型的哈希键值；
结构体成员变量名称3；该成员变量位偏移；该成员变量的数据类型的哈希键值；
结构体成员变量名称4；该成员变量位偏移；该成员变量的数据类型的哈希键值；
/*数组
(A)：数组名称；该数组的哈希键值；该数组维度(元素个数)；该数组数据类型的哈希键值；
/*枚举类型
(E)：枚举类型名称；该枚举类型的哈希键值；该枚举类型的每个枚举成员的位长度；
枚举成员1：该枚举成员的值；
枚举成员2：该枚举成员的值；
枚举成员3；该枚举成员的值；
枚举成员4：该枚举成员的值；
枚举成员5：该枚举成员的值；
枚举成员6：该枚举成员的值；
/*联合体
(U)：联合体名称；该联合体哈希键值；该联合体总的位长度；
联合体成员变量1、0：该成员变量的数据类型的哈希键值；
联合体成员变量2、0：该成员变量的数据类型的哈希键值；
联合体成员变量3、0：该成员变量的数据类型的哈希键值；
/*基本数据类型
(B)；基本数据类型名称；该类型的哈希键值；该类型数据字节长度；该类型名称简称；
步骤12、系统初始化和用户配置；
在本实施例中，本步骤可包括以下三个步骤：
步骤121、待测试通信设备通过握手协议将待测设备所支持的消息接口独立描述与编码功能特性通知检测设备。
主要流程是：将待测试通信设备通过UART，或者USB，或者以太网中的TCP/IP协议与检测设备相连，并利用检测设备上的消息解析工具与待测试通信设备进行握手初始连接，待测试通信设备上报是否支持消息接口独立描述与编码特性，上述消息接口独立描述与编码特性包括：该消息接口独立描述与编码规约数据包的压缩算法版本，数据包类型，数据包个数和每包大小等；
上述消息解析工具是安装于检测设备上的一个应用程序，是一种消息的解析工具，具有对通信协议消息进行配置、解析、显示和存储等功能。
上述握手协议是待测试通信设备与检测设备中消息解析工具相连接时，采用的初始化通信流程，该握手协议负责指示待测试通信设备支持的消息接口独立描述与编码功能特性，如压缩算法版本，数据包类型，数据包个数和每个数据包的大小等；
步骤122、根据用户配置下发使能消息接口独立描述与编码的配置信息给待测试通信设备；
上述使能消息接口独立描述与编码的配置信息是指一种预设的接口数据，通过配置信息可以确定是否要求接口独立描述与编码。
步骤123、消息接口独立描述与编码功能特性得到确认之后，待测试通信设备发送给消息解析工具的通信协议消息，一直采用该消息接口独立描述与编码处理并传输；
步骤13、消息接口独立描述与编码规约数据压缩打包；
主要分成两个步骤：
步骤131、在收到使能消息接口独立描述与编码的配置信息后，先将消息接口独立描述与编码规约数据，按规约文件类型分别压缩，该规约文件类型包括：接口定义文件和结构定义文件。
步骤132、对接口定义文件压缩包和结构定义文件压缩包再分别进行打包，各切分成易于传输的多个小的数据包片段。
步骤14、消息接口独立描述与编码规约数据的传输；
待测试通信设备通过UART，或者USB，或者以太网中的TCP/IP协议与检测设备相连，将接口独立描述与编码规约数据按照预设的传输协议，传输到检测设备的消息解析工具，再由消息解析工具进行分析处理。
参见图2，为消息接口独立描述与编码规约数据传输的方法流程示意图，具体步骤如下：
步骤141、判断待测试通信设备是否支持传输接口定义文件和结构定义文件？若是执行步骤142；否则，可结束本流程；
步骤142、待测试通信设备申请传输接口定义文件和结构定义文件；
在本步骤中，待测试通信设备向检测设备发送文件类型、压缩数据包总长度、压缩数据包切分数据包片段的个数、每个数据包片段的最大长度和压缩类型；
步骤143、判断接口定义文件和结构定义文件是否传输完成？若是，执行步骤146；否则，执行步骤144；
步骤144、传输接口定义文件或者结构定义文件压缩数据包的下一个数据包片段，然后执行步骤145；
步骤145、校验传输的接口定义文件和结构定义文件是否正确？若是，返回步骤143，否则，返回步骤144；
步骤146、判断接口定义文件和结构定义文件是否都传输完成？若是，可结束本流程；否则，返回步骤142；
步骤15、消息接口独立描述与编码规约数据重新组装并解压缩；
本步骤可分成以下两个步骤：
步骤151、消息接口独立描述与编码规约数据重新组装。
具体过程是：检测设备上的消息解析工具处理待测试通信设备按照预设的传输协议发送来的消息接口独立描述与编码规约数据包的包片，并根据包片信息检查其校验字节是否正确，检查包片所属消息接口独立描述与编码规约数据文件类型、序号和总数，然后进行消息接口独立描述与编码规约数据的拼装。
如果发现某个序号的包片不完整、校验失败或者传输失败，则要求通信设备重新传输，并返回步骤14，直至所有的消息接口独立描述与编码规约数据包传输成功完整。上述包片是指在步骤132中切分的数据包片段。
步骤152、对重新组装的消息接口独立描述与编码规约数据包，按照系统初始化和用户配置过程中从握手协议获得的压缩算法信息，进行解压缩，并保存到检测设备上供以后使用，下次如果通信设备未对其软件、固件版本更换升级，则无需重新传输消息接口独立描述与编码规约数据包。如果解压缩失败，指示通信设备重新传输。
步骤16、加载消息接口独立描述与编码规约数据；
本步骤可分成以下两个步骤：
步骤161、检测设备上的消息解析工具将对解压缩后的消息接口独立描述与编码规约数据包文件进行重新加载。
如果加载失败，则指示待测试通信设备重新进行传输，或者提示用户，选择本地已有的接口定义文件和结构定义文件。上述消息接口独立描述与编码规约数据，即步骤11所定义的接口定义文件和结构定义文件。
步骤162、消息解析工具提取其中的消息接口独立描述与编码规约的信息，包括接口定义文件和结构定义文件的所有内容。
步骤17、传输通信协议消息、解码和保存；
本步骤包括以下两个步骤：
步骤171、根据消息接口独立描述与编码规约数据，由待测试通信设备负责传输消息，检测设备上的消息解析工具接收消息。
步骤172、消息解析工具负责解码和保存经过该规约编码的消息。
参见图3，为本发明中通信协议消息解析方法流程示意图，具体步骤如下：
步骤301、判断检测设备是否加载了接口定义文件和结构定义文件？若是，执行步骤302；否则，执行步骤306；
步骤302、根据接口定义文件，确定消息报文的消息名与结构名；
步骤303、根据结构定义文件，确定消息结构的长度，各成员变量的类型与偏移。进而根据结构定义文件进行递归解析，直至所有成员变量都已找到基础定义。
步骤304、根据完全展开的结构定义，对消息报文进行解析，给每个成员变量从报文中赋值；
步骤305、打印显示解码结果，并保存解码结果。或者进行进一步分析计算处理。
步骤306、重新传输接口定义文件和结构定义文件，或者选择本地文件，然后加载。
由上述可知，首先将通信协议消息采用接口定义文件定义，并采用结构定义文件描述通信协议消息的结构；当检测设备上的消息解析工具首次与该待测试通信设备连接时，将采用的接口定义文件和采用的结构定义文件传输到检测设备中；然后将待测设备中所有的通信协议消息采用自然数据报文方式编码，并在传输给检测设备的消息解析工具后，采用结构定义文件对报文进行解码，从而实现了通信协议消息与通信设备协议栈软件版本的独立性，使得可不依赖于具体通信协议消息定义的源代码，而对所有通信协议消息用统一方法描述的实时解码，实现了通信协议消息结构改变而解码能自动同步的目的，从而可有效提高测试效率，可广泛的应用在移动通信终端和移动通信路测仪上。
为了实现上述的方法实施例，本发明的其他实施例还提供了一种通信设备消息接口独立描述与编码的装置。另需首先说明的是，由于下述的实施例是为实现前述的方法实施例，故该装置中的模块都是为了实现前述方法的各步骤而设，但本发明并不限于下述的实施例，任何可实现上述方法的装置和模块都应包含于本发明的保护范围。并且在下面的描述中，与前述方法相同的内容在此省略，以节约篇幅。
参见图4，为本发明的通信设备消息接口独立描述与编码装置的结构示意图，该装置包括：
消息描述模块401，用于将待测试通信设备中通信协议消息的接口采用接口定义文件描述，并采用结构定义文件描述通信协议消息的结构；
配置模块402，用于在检测设备首次与所述待测试通信设备连接时，将采用的所述接口定义文件和采用的所述结构定义文件传输给所述检测设备；
消息传输模块403，用于将所述待测试通信设备中的消息采用自然数据报文方式编码，并传输给所述检测设备，所述检测设备采用由所述待检测设备传输的所述结构定义文件和所述接口定义文件对报文进行解码。
在本发明的另一实施例中，该装置还包括：人机交互模块404，用于处理用户通过人机界面输入的各种命令。当收到用户输入使能接口独立描述与编码功能的命令时，将接口独立描述与编码规约传输功能打开；当收到用户输入的禁止接口独立描述与编码规约传输功能的命令时，将接口独立描述与编码规约传输功能关闭；
在本发明的另一实施例中，该装置还包括：压缩模块405，用于获取通信设备接口独立描述与编码规约数据，将其固化于通信设备的可擦可编程只读存储器中，需要传输时，先压缩该规约数据；
在本实施例中，实现了与协议栈软件版本的独立性和协议栈代码的独立性，无论哪个通信设备软件版本，用户为了解码消息，都不必关心定义这些消息的协议栈软件版本；同时，对于通信设备中的有限状态机消息、应用型输出消息、超时消息、异常处理消息、交互控制消息、版本信息消息等等所有消息，实现了统一的实时编码，不再依赖于各消息定义的改变，实现了消息结构改变而解码能自动同步的目的。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。