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CN114615695B - 一种5g工业终端模拟装置及测试方法 - Google Patents

一种5g工业终端模拟装置及测试方法 Download PDF

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CN114615695B
CN114615695B CN202210273498.3A CN202210273498A CN114615695B CN 114615695 B CN114615695 B CN 114615695B CN 202210273498 A CN202210273498 A CN 202210273498A CN 114615695 B CN114615695 B CN 114615695B
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China
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industrial
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公彦杰
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Abstract

本发明涉及一种5G工业终端模拟装置及测试方法，装置包括：物理信息单元，用于接收用户所设置的物理信息；业务交互单元，用于接收用户触发预先设置的自动模式按钮的指令，并且在接收到用户触发自动模式按钮的指令后，生成模拟数据流量；业务关系单元，用于接收用户所设置的该5G工业终端模拟装置与用户所指定的5G工业终端模拟装置之间的业务关系信息；测试单元，用于接收用户在预先设定的测试案例中所选择的测试案例的指令，并基于用户所设置的物理信息、该5G工业终端模拟装置与用户所指定的5G工业终端模拟装置之间的业务关系信息、模拟数据流量，针对用户所选择的测试案例进行测试，并生成相应的测试结果。

Description

一种5G工业终端模拟装置及测试方法
技术领域
本发明涉及工业通信技术领域，尤其涉及一种5G工业终端模拟装置及测试方法。
背景技术
5G具有超大带宽、超低延时、大规模连接等特性，是新一代信息通信技术演进升级的重要方向。5G可以满足新的工业大数据的传输需求，也可以满足工业现场网络灵活组网和无线通信的需求。当工业5G网络完成现场部署，还需要结合工业应用场景，将5G网络视作工业应用的组成部分，完成工业5G网络与工业应用的融合测试，保证工业5G网络及应用投入使用后能够充分满足工业现场需求。
但是，目前国内缺乏针对5G工业应用的测试设备，以及针对运营商5G网络进行现场工业应用评测设备。工业应用场景现场环境复杂，包括测试无扰接入要求、5G空口测试困难、现场设备不能停机、业务不能中断、业务流量突发等，严重制约了5G在工业的推广应用。
发明内容
(一)要解决的技术问题
鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种5G工业终端模拟装置及测试方法，其解决了针对现有5G工业应用场景不支持设备接入测试的技术问题。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
第一方面，本发明实施例提供一种5G工业终端模拟装置，包括：
物理信息单元，用于接收用户所设置的物理信息；
业务交互单元，用于接收用户触发预先设置的自动模式按钮的指令，并且在接收到用户触发预先设置的自动模式按钮的指令后，按照预先设定的发送间隔生成模拟数据流量；
所述模拟数据流量满足预先设定的数据类型、数据大小；
业务关系单元，用于接收用户所设置的该5G工业终端模拟装置与用户所指定的5G工业终端模拟装置之间的业务关系信息；
测试单元，用于接收用户在预先设定的测试案例中所选择的测试案例的指令，并基于用户所设置的物理信息、该5G工业终端模拟装置与用户所指定的5G工业终端模拟装置之间的业务关系信息、模拟数据流量，针对用户所选择的测试案例进行测试，并生成相应的测试结果。
优选地，所述装置还包括：
时钟同步单元，用于通过卫星导航系统或者NTP方式调节模拟装置的时钟为预先设定值；
所述卫星导航系统为全球定位系统或北斗卫星导航系统。
优选地，
业务交互单元，用户触发预先设置的导入模式按钮的指令，并在接收到用户触发预先设置的导入模式按钮的指令后，接收用户输入实际数据。
优选地，
所述用户所设置的物理信息包括：该5G工业终端模拟装置名称、该5G工业终端模拟装置访问控制MAC地址、该5G工业终端模拟装置网络协议IP地址、该5G工业终端模拟装置端口号和/或该该5G工业终端模拟装置与指定的5G工业终端模拟装置之间的连接通道和/或该5G工业终端模拟装置与指定的5G工业终端模拟装置之间的连接协议。
优选地，
该5G工业终端模拟装置与其他5G工业终端模拟装置之间的连接通道为5G网关、5G工业模组、WiFi、有线网络中的一种；
该5G工业终端模拟装置与其他5G工业终端模拟装置之间的连接协议在IP层为UDP、TCP、ICMP、ModbusTCP、OPC UA中的一种；
该5G工业终端模拟装置与其他5G工业终端模拟装置之间的连接协议在MAC层为Profinet。
优选地，
该5G工业终端模拟装置与用户所指定的5G工业终端模拟装置之间的业务关系信息，包括：业务上行、下行、上下行、单业务和并发业务中的一种或几种。
优选地，
所述预先设定的测试案例，包括：故障恢复时间、可靠性。
优选地，
测试单元，用于接收用户在预先设定的测试案例中所选择的测试案例的指令，并基于用户所设置的物理信息、该5G工业终端模拟装置与用户所指定的5G工业终端模拟装置之间的业务关系信息、模拟数据流量，针对用户所选择的测试案例进行测试，并生成相应的测试结果，具体包括：
若用户在预先设定的多个测试案例中所选择的测试案例为故障恢复时间时，则基于用户所设置的物理信息，测试单元将所述模拟数据流量，按照预先设定的时间间隔发送至与该5G工业终端模拟装置具有业务关系的用户所指定的5G工业终端模拟装置，并接收与该5G工业终端模拟装置具有业务关系的用户所指定的5G工业终端模拟装置在正常状态下针对该模拟数据流量所返回的响应报文，进一步，以根据公式(1)获取故障恢复时间具体数值；
所述公式(1)为：
其中，a＝Ti/2；
TR为故障恢复时间；
i为测试单元发送所述模拟数据流量的第i次；
N为预先设置的总的测试单元发送所述模拟数据流量的次数，且N≥100；
Ti为预先设定的发送间隔时间；
n为测试单元接收到第一响应报文时已经发出去的报文的次数；
所述第一响应报文为：与该5G工业终端模拟装置具有业务关系的用户所指定的5G工业终端模拟装置在正常状态下针对该模拟数据流量所返回的第一个响应报文；
判断所述故障恢复时间具体数值是否在预先设定的范围内，若在，则确定所述生成故障恢复时间的测试结果为正常。
优选地，
测试单元，用于接收用户在预先设定的测试案例中所选择的测试案例的指令，并基于用户所设置的物理信息、该5G工业终端模拟装置与用户所指定的5G工业终端模拟装置之间的业务关系信息、模拟数据流量，针对用户所选择的测试案例进行测试，并生成相应的测试结果，具体包括：
若用户在预先设定的多个测试案例中所选择的测试案例为可靠性时，则基于用户所设置的物理信息，测试单元将所述模拟数据流量，按照预先设定的时间间隔发送至与该5G工业终端模拟装置具有业务关系的用户所指定的5G工业终端模拟装置，并接收与该5G工业终端模拟装置具有业务关系的用户所指定的5G工业终端模拟装置在正常状态下针对该模拟数据流量所返回的响应报文，进一步，以根据公式(2)获取可靠性具体数值；
所述公式(2)为：
NT为该5G工业终端模拟装置发送的总的报文次数；
nl为该5G工业终端模拟装置在发送NT次报文后，所收到的响应报文的次数，或者与该5G工业终端模拟装置具有业务关系的用户所指定的5G工业终端模拟装置收到的报文次数；
n0为该5G工业终端模拟装置在发送NT次报文后，所收到的超过超时时间的响应报文的次数，或者与该5G工业终端模拟装置具有业务关系的用户所指定的5G工业终端模拟装置收到的超过超时时间的报文次数；
nf为该5G工业终端模拟装置在发送NT次报文后，所收到的错误的响应报文的次数，或者与该5G工业终端模拟装置具有业务关系的用户所指定的5G工业终端模拟装置收到的错误的响应报文的次数；
其中，错误的响应报文为经测试单元检测的与预先设定数据不符的响应报文；
n0f为该5G工业终端模拟装置在发送NT次报文后，所收到超过超时时间且错误的响应报文的次数，或者与该5G工业终端模拟装置具有业务关系的用户所指定的5G工业终端模拟装置收到超过超时时间且错误的响应报文的次数。
第二方面，本发明实施例提供一种5G工业终端测试方法，所述方法由上述的5G工业终端模拟装置所执行。
(三)有益效果
本发明的有益效果是：本发明的一种5G工业终端模拟装置及测试方法，由于采用测试单元，用于接收用户在预先设定的测试案例中所选择的测试案例的指令，并基于用户所设置的物理信息、该5G工业终端模拟装置与用户所指定的5G工业终端模拟装置之间的业务关系信息、模拟数据流量，针对用户所选择的测试案例进行测试，并生成相应的测试结果。相对于现有技术而言，能够保证现场设备不停机、业务不中断，针对5G工业应用场景支持设备接入测试，提高了测试的工作效率。
附图说明
图1为本发明的一种5G工业终端模拟装置示意图；
图2为本发明实施例中的5G工业终端模拟装置在应用中的一种连接示意图。
具体实施方式
为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
参见图1，本实施例提供一种5G工业终端模拟装置，包括：
物理信息单元，用于接收用户所设置的物理信息。
业务交互单元，用于接收用户触发预先设置的自动模式按钮的指令，并且在接收到用户触发预先设置的自动模式按钮的指令后，按照预先设定的发送间隔生成模拟数据流量。
所述模拟数据流量满足预先设定的数据类型、数据大小。
业务关系单元，用于接收用户所设置的该5G工业终端模拟装置与用户所指定的5G工业终端模拟装置之间的业务关系信息。
测试单元，用于接收用户在预先设定的测试案例中所选择的测试案例的指令，并基于用户所设置的物理信息、该5G工业终端模拟装置与用户所指定的5G工业终端模拟装置之间的业务关系信息、模拟数据流量，针对用户所选择的测试案例进行测试，并生成相应的测试结果。
具体的，本实施例中的5G工业终端模拟装置是一种可以模拟工业应用场景中蜂窝终端设备与测试相关的通信、应用等信息的蜂窝终端设备，它可模拟实际工业应用需求产生业务数据，对应用数据大小和发送间隔时间等参数进行配置，可提供测试数据，模拟实际的蜂窝网络(也就5G工业终端)接入方式，如通过网关或者通信模组接入蜂窝网络。
用户可以基于5G工业应用场景下网络、终端、业务等多因素下对蜂窝网络能否满足工业应用需求进行评估测试。
在本实施例的实际应用中，所述装置还包括：时钟同步单元，用于通过卫星导航系统或者NTP方式调节模拟装置的时钟为预先设定值。
所述卫星导航系统为全球定位系统或北斗卫星导航系统。
在本实施例的实际应用中，业务交互单元，用户触发预先设置的导入模式按钮的指令，并在接收到用户触发预先设置的导入模式按钮的指令后，接收用户输入实际数据。
在本实施例的实际应用中，所述用户所设置的物理信息包括：该5G工业终端模拟装置名称、该5G工业终端模拟装置访问控制MAC地址、该5G工业终端模拟装置网络协议IP地址、该5G工业终端模拟装置端口号和/或该该5G工业终端模拟装置与指定的5G工业终端模拟装置之间的连接通道和/或该5G工业终端模拟装置与指定的5G工业终端模拟装置之间的连接协议。
在本实施例的实际应用中，该5G工业终端模拟装置与其他5G工业终端模拟装置之间的连接通道为5G网关、5G工业模组、WiFi、有线网络中的一种。
该5G工业终端模拟装置与其他5G工业终端模拟装置之间的连接协议在IP层为UDP、TCP、ICMP、ModbusTCP、OPC UA中的一种。
该5G工业终端模拟装置与其他5G工业终端模拟装置之间的连接协议在MAC层为Profinet。
参见图2，在实际应用中，若蜂窝终端设备有多个，那么则采用与蜂窝终端设备数量相同的5G工业终端模拟装置一一对应进行模拟，如果蜂窝终端设备与蜂窝网络设备之间是通过5G网关连接，那么用户则将会设置与该蜂窝终端设备对应的5G工业终端模拟装置也采用5G网关与蜂窝网络设备进行连接，也就是说，本实施例中的5G工业终端模拟装置能够直至5网关、5G工业模组、WiFi、有线网络的连接方式，同时，用户可以根据实际情况，设置本实施例中的5G工业终端模拟装置的IP层协议以及MAC层协议。
在本实施例的实际应用中，该5G工业终端模拟装置与用户所指定的5G工业终端模拟装置之间的业务关系信息，包括：业务上行、下行、上下行、单业务和并发业务中的一种或几种。具体的，用户根据实际蜂窝终端设备的业务连接方式来设置5G工业终端模拟装置之间业务关系，使5G工业终端模拟装置按照实际的蜂窝终端设备之间的业务连接方式来连接。
在本实施例的实际应用中，所述预先设定的测试案例，包括：故障恢复时间、可靠性。
具体的，本实施例中预先设定的测试案例，还可以包括：时延、业务速率、抖动、定位准确度等，对此不作具体限定。
在本实施例的实际应用中，测试单元，用于接收用户在预先设定的测试案例中所选择的测试案例的指令，并基于用户所设置的物理信息、该5G工业终端模拟装置与用户所指定的5G工业终端模拟装置之间的业务关系信息、模拟数据流量，针对用户所选择的测试案例进行测试，并生成相应的测试结果，具体包括：
若用户在预先设定的多个测试案例中所选择的测试案例为故障恢复时间时，则基于用户所设置的物理信息，测试单元将所述模拟数据流量，按照预先设定的时间间隔发送至与该5G工业终端模拟装置具有业务关系的用户所指定的5G工业终端模拟装置，并接收与该5G工业终端模拟装置具有业务关系的用户所指定的5G工业终端模拟装置在正常状态下针对该模拟数据流量所返回的响应报文，进一步，以根据公式(1)获取故障恢复时间具体数值；
所述公式(1)为：
其中，a＝Ti/2。
TR为故障恢复时间。
i为测试单元发送所述模拟数据流量的第i次。
N为预先设置的总的测试单元发送所述模拟数据流量的次数，且N≥100。
Ti为预先设定的发送间隔时间。
n为测试单元接收到第一响应报文时已经发出去的报文的次数。
所述第一响应报文为：与该5G工业终端模拟装置具有业务关系的用户所指定的5G工业终端模拟装置在正常状态下针对该模拟数据流量所返回的第一个响应报文。
判断所述故障恢复时间具体数值是否在预先设定的范围内，若在，则确定所述生成故障恢复时间的测试结果为正常。
在本实施例的实际应用中，测试单元，用于接收用户在预先设定的测试案例中所选择的测试案例的指令，并基于用户所设置的物理信息、该5G工业终端模拟装置与用户所指定的5G工业终端模拟装置之间的业务关系信息、模拟数据流量，针对用户所选择的测试案例进行测试，并生成相应的测试结果，具体包括：
若用户在预先设定的多个测试案例中所选择的测试案例为可靠性时，则基于用户所设置的物理信息，测试单元将所述模拟数据流量，按照预先设定的时间间隔发送至与该5G工业终端模拟装置具有业务关系的用户所指定的5G工业终端模拟装置，并接收与该5G工业终端模拟装置具有业务关系的用户所指定的5G工业终端模拟装置在正常状态下针对该模拟数据流量所返回的响应报文，进一步，以根据公式(2)获取可靠性具体数值。
所述公式(2)为：
NT为该5G工业终端模拟装置发送的总的报文次数。
nl为该5G工业终端模拟装置在发送NT次报文后，所收到的响应报文的次数，或者与该5G工业终端模拟装置具有业务关系的用户所指定的5G工业终端模拟装置收到的报文次数。
n0为该5G工业终端模拟装置在发送NT次报文后，所收到的超过超时时间的响应报文的次数，或者与该5G工业终端模拟装置具有业务关系的用户所指定的5G工业终端模拟装置收到的超过超时时间的报文次数。
nf为该5G工业终端模拟装置在发送NT次报文后，所收到的错误的响应报文的次数，或者与该5G工业终端模拟装置具有业务关系的用户所指定的5G工业终端模拟装置收到的错误的响应报文的次数。
其中，错误的响应报文为经测试单元检测的与预先设定数据不符的响应报文。
n0f为该5G工业终端模拟装置在发送NT次报文后，所收到超过超时时间且错误的响应报文的次数，或者与该5G工业终端模拟装置具有业务关系的用户所指定的5G工业终端模拟装置收到超过超时时间且错误的响应报文的次数。
本实施例中的一种5G工业终端模拟装置，由于采用测试单元，用于接收用户在预先设定的测试案例中所选择的测试案例的指令，并基于用户所设置的物理信息、该5G工业终端模拟装置与用户所指定的5G工业终端模拟装置之间的业务关系信息、模拟数据流量，针对用户所选择的测试案例进行测试，并生成相应的测试结果。相对于现有技术而言，能够保证现场设备不停机、业务不中断，针对5G工业应用场景支持设备接入测试，提高了测试的工作效率。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。

Claims (4)

1.一种5G工业终端模拟装置，其特征在于，包括：
物理信息单元，用于接收用户所设置的物理信息；
业务交互单元，用于接收用户触发预先设置的自动模式按钮的指令，并且在接收到用户触发预先设置的自动模式按钮的指令后，按照预先设定的发送间隔生成模拟数据流量；
所述模拟数据流量满足预先设定的数据类型、数据大小；
业务关系单元，用于接收用户所设置的该5G工业终端模拟装置与用户所指定的5G工业终端模拟装置之间的业务关系信息；
测试单元，用于接收用户在预先设定生成的测试案例中所选择的测试案例的指令，并基于用户所设置的物理信息、该5G工业终端模拟装置与用户所指定的5G工业终端模拟装置之间的业务关系信息、模拟数据流量，针对用户所选择的测试案例进行测试，并生成相应的测试结果；
所述装置还包括：
时钟同步单元，用于通过卫星导航系统或者NTP方式调节模拟装置的时钟为预先设定值；
所述卫星导航系统为全球定位系统或北斗卫星导航系统；
所述用户所设置的物理信息包括：该5G工业终端模拟装置名称、该5G工业终端模拟装置访问控制MAC地址、该5G工业终端模拟装置网络协议IP地址、该5G工业终端模拟装置端口号和/或该5G工业终端模拟装置与指定的5G工业终端模拟装置之间的连接通道和/或该5G工业终端模拟装置与指定的5G工业终端模拟装置之间的连接协议；
该5G工业终端模拟装置与其他5G工业终端模拟装置之间的连接通道为5G网关、5G工业模组、WiFi、有线网络中的一种；
该5G工业终端模拟装置与其他5G工业终端模拟装置之间的连接协议在IP层为UDP、TCP、ICMP、ModbusTCP、OPCUA中的一种；
该5G工业终端模拟装置与其他5G工业终端模拟装置之间的连接协议在MAC层为Profinet；
该5G工业终端模拟装置与用户所指定的5G工业终端模拟装置之间的业务关系信息，包括：业务上行、下行、上下行、单业务和并发业务中的一种或几种；
所述预先设定的测试案例，包括：故障恢复时间、可靠性；
测试单元，用于接收用户在预先设定的测试案例中所选择的测试案例的指令，并基于用户所设置的物理信息、该5G工业终端模拟装置与用户所指定的5G工业终端模拟装置之间的业务关系信息、模拟数据流量，针对用户所选择的测试案例进行测试，并生成相应的测试结果，具体包括：
若用户在预先设定的多个测试案例中所选择的测试案例为故障恢复时间时，则基于用户所设置的物理信息，测试单元将所述模拟数据流量，按照预先设定的时间间隔发送至与该5G工业终端模拟装置具有业务关系的用户所指定的5G工业终端模拟装置，并接收与该5G工业终端模拟装置具有业务关系的用户所指定的5G工业终端模拟装置在正常状态下针对该模拟数据流量所返回的响应报文，进一步，以根据公式(1)获取故障恢复时间具体数值；
所述公式(1)为：
其中，a＝Ti/2；
TR为故障恢复时间；
i为测试单元发送所述模拟数据流量的第i次；
N为预先设置的总的测试单元发送所述模拟数据流量的次数，且N≥100；
Ti为预先设定的发送间隔时间；
n为测试单元接收到第一响应报文时已经发出去的报文的次数；
所述第一响应报文为：与该5G工业终端模拟装置具有业务关系的用户所指定的5G工业终端模拟装置在正常状态下针对该模拟数据流量所返回的第一个响应报文；
判断所述故障恢复时间具体数值是否在预先设定的范围内，若在，则确定生成故障恢复时间的测试结果为正常。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
业务交互单元，用户触发预先设置的导入模式按钮的指令，并在接收到用户触发预先设置的导入模式按钮的指令后，接收用户输入实际数据。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
测试单元，用于接收用户在预先设定的测试案例中所选择的测试案例的指令，并基于用户所设置的物理信息、该5G工业终端模拟装置与用户所指定的5G工业终端模拟装置之间的业务关系信息、模拟数据流量，针对用户所选择的测试案例进行测试，并生成相应的测试结果，具体包括：
若用户在预先设定的多个测试案例中所选择的测试案例为可靠性时，则基于用户所设置的物理信息，测试单元将所述模拟数据流量，按照预先设定的时间间隔发送至与该5G工业终端模拟装置具有业务关系的用户所指定的5G工业终端模拟装置，并接收与该5G工业终端模拟装置具有业务关系的用户所指定的5G工业终端模拟装置在正常状态下针对该模拟数据流量所返回的响应报文，进一步，以根据公式(2)获取可靠性具体数值；
所述公式(2)为：
NT为该5G工业终端模拟装置发送的总的报文次数；
nl为该5G工业终端模拟装置在发送NT次报文后，所收到的响应报文的次数，或者与该5G工业终端模拟装置具有业务关系的用户所指定的5G工业终端模拟装置收到的报文次数；
n0为该5G工业终端模拟装置在发送NT次报文后，所收到的超过超时时间的响应报文的次数，或者与该5G工业终端模拟装置具有业务关系的用户所指定的5G工业终端模拟装置收到的超过超时时间的报文次数；
nf为该5G工业终端模拟装置在发送NT次报文后，所收到的错误的响应报文的次数，或者与该5G工业终端模拟装置具有业务关系的用户所指定的5G工业终端模拟装置收到的错误的响应报文的次数；
其中，错误的响应报文为经测试单元检测的与预先设定数据不符的响应报文；
n0f为该5G工业终端模拟装置在发送NT次报文后，所收到超过超时时间且错误的响应报文的次数，或者与该5G工业终端模拟装置具有业务关系的用户所指定的5G工业终端模拟装置收到超过超时时间且错误的响应报文的次数。
4.一种针对5G工业终端测试方法，其特征在于，所述方法由所述权利要求1或3的5G工业终端模拟装置所执行。
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