CN101690302B - 用于测试移动无线设备的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于测试移动无线设备的可再现方法，该方法通过借助于测量设备对现场或实验室测试中的移动无线网络的移动无线数据进行测量，来测试移动无线设备，该移动无线数据被分析设备分析、被存储并被自动转换为用于控制测试设备的可由用户执行和读取的指令序列，该测试设备通过再现可编辑的指令序列来再现移动无线网络，并以可自由再现测试场景的方式促使移动无线设备的自动测试和交互测试。

Description

用于测试移动无线设备的方法

技术领域

本发明涉及用于测试移动无线设备的方法。

背景技术

通过例如借助于测试网络，在所谓的现场测试中，测量移动无线网络在真实条件下的移动无线信号，以对移动无线设备进行测试的方法在现有技术中是已知的。在租用的测试网络或在真实现场中，对移动无线设备与一个或多个无线网络的基站之间的协作能力以及互相影响进行测试。

现有技术的缺点是，在租用的测试网络中进行测试非常昂贵。如果在真实现场中进行测试，则由于诸如小区功率、定时、负荷等的边际条件(marginalcondition)持续变化，使得这些条件常常不可再现。

此外，在实验室中针对移动无线设备是否“正确地”响应，也就是说，是否遵从于标准进行响应，来仿真和测试移动无线网络的方法在现有技术中也是已知的。为此，必须通过信令例程来观察通信协议的准确流程。然后，编制而成的流程对协议测试器或信号发生器进行控制，用于网络仿真。

在测试环境中远离真实情况的自编程测试是不利的。编程者趋向于(无意中)建立过于简单因此不能满足在真实条件下对移动无线设备的要求的场景。此外，指令序列的编程非常麻烦，因此很容易受错误影响。相应地，这些实验室测试仅在克服很大困难的情况下才可以被转换到真实情况，反之亦然。对于所测试的移动无线设备在真实条件下是否也会以无差错方式运行，这些实验室测试仅具有很低的预测能力。

发明内容

目的是开发一种更接近真实情况、更节省费用的测试移动无线设备的方法。真实条件下的测试和实验室中的测试被结合在一起。

该目的通过根据权利要求1的方法有利地实现。

在真实网络中，借助于测量设备确定关于网络的信息。例如，使网络扫描器位于真实环境中的测试运行上。相应地，在至少一个真实的移动无线网络运行期间，确定由基站生成的关于真实网络的信息。替代地，也可以在测试实验室中，例如在实施协作测试期间，确定该信息。分析设备对所获得的关于至少一个移动无线网络的信息进行分析。将所分析的信令信号的信息转换为能够被读取并因此能够被例如信号发生器的测试设备执行的指令序列。该指令序列可以例如以给定的格式被存储。该格式与测试设备相匹配，使得现在可以得到可通过测试设备回放的可再现测试场景。因此，用于对真实网络环境进行仿真的测试设备由该指令序列控制。

根据本发明的方法和根据本发明的测试设备的有利的进一步展开在从属权利要求中详细说明。

在该测试运行上，移动无线设备向基站发送作为GHz范围内的数字编码电磁波的信号和响应信号，并且反过来从基站接收信号。用于确定移动无线网络的信息的测量设备测量从基站进来的所有无线信号。其中，所感兴趣的是无线信号中的数字编码的协议数据，而不是用户数据。在以下部分中，将基站的这些协议数据称作信号；将与基站通信的移动无线设备的协议数据称作响应信号。

该移动无线设备以下述方式被配备：将从基站接收的信号和向基站发送的响应信号发送至分析设备。分析设备接收从所配备的移动无线设备发送的数据。这些数据被分析设备分析，并被存储在硬盘上。其中，分析设备还对网络外部的信号进行分析，这些网络外部的信号由所使用的网络扫描器类似地确定。全部信息被存储在公共日志文件中。其中，本发明所理解的配备的移动无线设备或测试用移动无线设备是，可通过接口输出与移动无线设备与至少一个基站之间所传输的消息有关的信息的移动无线设备。另外，关于无线现场的信息由测试用移动无线设备传输。

关于至少一个移动无线网络的以下信息由分析设备进行分析，并至少部分地用于生成指令序列：

a.)所有必需的无线小区，尤其是无线小区的基站的ID，以及诸如在UMTS情况下的小区定时之类的小区参数。

b.)需要的注册的确定。如果没有可用注册，则使用标准注册。

c.)所有必需的层3消息。在OSI模型中，层3为网络层。

d.)小区功率回放所必需的所有小区信息。

e.)真实时间进程，尤其是相邻小区相对于彼此的时间位置。

f.)安全算法流程。由于网络中使用的算法是私有的，因此回放使用标准测试USIM和基于诸如由3GPP工作组在TS 34.108.109中所描述的测试规程的算法。

现在将所确定的信息转换为可读指令序列，并优选将其存储。如果在向可读格式转换期间，指令序列的指令不足以用于对移动无线设备与所模拟的基站之间的连接进行仿真，则优选自动确定测试场景不能被回放的原因，并且补充指令序列中的缺失指令。

在进一步的步骤中，指令序列在图形用户界面上的列表中列出。其中，优选给每个指令分配一行。因此，例如可以修改后续数据：可以跳过、拷贝、插入和删除指令。而且也可以对层3的数据进行编辑。例如借助于编辑器实施单独的消息的编辑。使用以这种方式获得的指令序列来控制测试设备。

测试设备优选为协议测试器。在测试实验室中，该协议测试器对一个或多个移动无线网络进行仿真。为此，测试设备读入来自分析设备的可读指令序列，并重新将该可读指令序列转换为在真实环境中测得的信号，从而再现一个或多个移动无线网络。相应地，协议测试器进入与处于测试中的移动无线设备的交互。协议测试器将这些无线信号发送至处于测试中的移动无线设备。作为其一部分，处于测试中的移动无线设备响应从协议测试器发送的数据，并在与处于测试中的移动无线设备进行通信的仿真移动无线网络中发送响应信号。预期响应信号是从真实场景的原始记录中获知的，并且在表格式指令序列中被标记为不可执行的指令。在仿真期间，由处于测试中的移动无线设备发送相应的消息。这些消息由协议测试器预期，并与指令序列中被标记为进来的消息的消息进行比较。序列中后续指令行的进一步实施仅在预期消息，即处于测试中的移动无线设备的响应信号，已经到达时进行。

其中，实施测试以确定移动无线设备是否观察到依据有效标准的、用于仿真的移动无线网络的通信协议，并如所预期的那样响应从基站进来的信号。移动无线设备通过仿真的移动无线网络被呼叫。因此，测试例如对进来的呼叫进行的正确响应。

协议测试器还可以仅回放指令序列中的一部分。其中，该部分指令序列可能是不完整的。在这种情况下，缺失的指令由协议测试器自动补充。

指令序列例如通过显示器被输出，并且可以通过图形用户界面被编辑。为此，在列表中列出指令序列中要被回放的指令。使用鼠标或通过按钮来操作编辑器。可以在不同的地方修改、拷贝和插入单个指令或若干个指令。还可以删除指令序列中的一个或多个指令。因此，也可以在不需要真实环境中的其它测试运行的情况下建立新的测试场景。

测试场景优选被存储，并根据需要的频率被回放。对于处于测试中的移动无线设备与协议测试器之间的通信来说，存在两种模式。在第一种模式中，协议测试器将对协议测试器发送至处于测试中的移动无线设备的信号的响应信号预期为，与在真实移动无线网络中的记录期间或在先前实验室协作测试期间所确定的、并在指令序列中被列为响应信号的响应信号完全相同。如果响应信号与处于测试中的移动无线设备实际发回的响应信号不一致，则立即终止测试。这种模式称为“严格模式”。

在第二种模式中，协议测试器对应于要被回放的指令序列向处于测试中的移动无线设备发送其数据。然后，移动无线设备通过发回响应信号来响应协议测试器。其中，发回的响应信号的顺序可以与预期的顺序有偏离。在第二种模式中，由移动无线设备发送的响应信号可以偏离于预期的响应信号，前提是基本的移动无线标准允许这样的偏离，也就是说，基本的移动无线标准例如没有规定消息的顺序。然而，测试场景仍然继续，原因在于基本的指令序列仍然被逐行运行。这种模式称为“容许模式”。如果移动无线设备的操作稍微不同，并且回放软件使用用于回归测试的场景，则这种模式是有利的。

无论是在严格模式还是在容许模式中，都可以按照比特准确率基于单个移动无线数据来调节上行链路消息——即移动无线设备发送到基站的数据。这称为“约束匹配(constraint matching)”。

在优选的测试场景中，协议测试器可以通过仿真不同的小区功率来测试接收功率和发送功率。为此，协议测试器降低仿真的基站X的发送功率和接收功率，使得移动无线设备仅在有困难的情况下或没有困难的情况下记录与基站X的无线联络。然后实施测试，以确定移动无线设备是否如预期的那样，切换到提供比基站X更好的发送和接收功率的下一基站Y。一个另外的测试场景，协议测试器可以增加仿真的基站X的功率，并测试移动无线设备在先前与提供比基站X弱的发送和接收功率的基站Y进行通信的情况下是否会切换到该基站X。这种从一个基站到下一基站的切换称为“切换(handover)”，并可以通过具体定义的功率的指征来引起。

在这些场景中，协议测试器以相同的时间间隔对应于所记录的小区功率来调整最重要的小区的小区功率。为了保护测试场景免受外部电磁干扰，移动无线设备优选位于像法拉第屏蔽那样操作的屏蔽室中。

在实验室环境中的测试是可再现并可编辑的，因此可以更快地实施，并且更节省费用。使用测量设备和配备的移动无线设备来记录信令信息的测量只需要在真实环境下执行一次。优选将测量设备与配备的移动无线设备或测试用移动无线设备一起使用，因为测量设备在关于移动无线网络的多种信息方面更快、更综合并且更准确。在真实现场测试及其无线信号期间，不对移动无线设备进行校准。另外，(很多)无线小区不能被充分地分析。比较而言，使用测量设备不会丢失信息，并且实验室中的回放甚至更准确地对应于真实条件。将数据转换为可读指令序列并不需要人工实施，而是自动发生的。新的测试场景可以在不需要真实环境中的新测试运行的情况下通过编辑能力而配备。

在测试期间进行回放的情况下，也可以使用处于测试中的移动无线设备来代替测试用移动无线设备。也就是说，记录测试中出现的场景，并且使用所记录的场景来生成新的指令序列。

附图说明

在以下说明中，参考附图更详细地解释本发明的一个优选实施例。附图如下：

图1示出根据本发明方法的实现的示意性表示；

图2示出该方法的实现的流程图；

图3总体上示出该方法的纵览；

图4示出用于将数据转换为可读且可执行的指令序列的软件的图形用户界面；

图5示出用于编辑指令序列的软件的图形用户界面；

图6示出用于配备测试场景的软件的图形用户界面。

具体实施方式

图1提供了方法的示意性纵览。测试运行的第一步骤1中，在真实条件下，使用配备的移动无线设备测量至少一个移动无线网络的信息。在进一步的步骤2中，分析设备分析关于该至少一个移动无线网络的信息。在下一步骤3中，借助于分析设备存储该信息。其中存储介质可以是硬盘。

在进一步的步骤4中，将存储的信息转换为可读指令序列。可读指令序列是控制指令的序列，其可以借助于信号发生器执行，以便生成移动无线信号。在最后的步骤5中，通过对测试设备进行控制来再现指令序列。其中例如协议测试器的测试设备通过逐行运行指令序列来仿真被记录的真实无线网络中的处理。因此，与在真实网络中一样，可以部分地预期处于测试中的已预订或者正预定的移动无线设备的响应。如果没有出现这种响应，则协议测试器进入等待状态。预期的响应信号被标记为不可执行，但被包含在指令序列中。

一旦在这个时间点出现处于测试中的移动无线设备的非预期消息，也就是说，出现与预期指令的偏离，则必须在“容许”和“严格”两种模式之间进行区分。在严格模式中，这导致具有相应的错误输出的中断；而在容许模式中，最初等待预期消息或者响应信号的到来。在容许模式中，如果预期消息或者响应信号最终到来，则该方法继续。

图2示出该方法的更准确的流程。在步骤6中，由分析设备提供的可读指令序列被载入存储器中，并在图形用户界面上的列表中被可视化。现在可以对该指令序列的列表进行编辑。

其中，存在配备新的测试场景等并且存储文件名的可能性，或者存在通过从总的指令集中提取指令序列而生成缩略场景的可能性。例如，如果从测试运行上的现场测试得到的数据包含来自三个基站的数据，则可以以仍然包含仅来自两个基站的信号的方式来修改指令序列。逐行列出的指令可以单独被选择。

在步骤5’中，开始指令序列的运行，并且对协议测试器进行控制，以便仿真网络。因此，该协议测试器通过接收控制指令并将所接收的控制指令转换回移动无线信号来再现至少一个移动无线网络(步骤7)。

关于系统是否以交互模式操作，或者处于测试中的移动无线设备是否要被远程控制的询问16现在被运行。在第一种情况18中，可能以交互方式响应所接收的这些信号；换句话说，移动无线设备通过键盘被正常操作，即由操作者正常操作。比较而言，在第二种情况17中，只要在测试过程中需要在移动无线设备上输入，就对移动无线设备进行远程控制。在下一步骤8中，配备的移动无线设备响应从协议测试器接收的信号。现在实施关于是否要以“约束匹配”模式运行测试的询问10。

如果所谓的“约束匹配”被开启，则在情况19中，实施上行链路数据的按比特匹配，其中上行链路数据由移动无线设备发送到被仿真的基站，即协议测试器。如果“约束匹配”模式没有被开启，则实施关于是否要以严格模式运行测试的询问11。

如已经解释的，在严格模式20中，协议测试器将移动无线设备所发送的响应信号与预期的信号进行精确比较。这之后是询问(步骤22)：有偏离吗？如果有，则立即终止测试场景(步骤23)。

比较而言，如果激活了容许模式12，则协议测试器测试从移动无线设备发送的信号，并且容许例如指令序列中的相对小的偏离。这些小偏离可能涉及响应信号的顺序或者涉及返回的响应信号的内容。

这之后是关于是否出现处于容许范围内的误差的询问13。如果是，则记录错误21，但测试继续。与配备的移动无线设备在现场测试中的真实条件下所做的一样，处于测试中的移动无线设备会将其发送的和接收的所有信号发送到分析设备。

这之后是询问14：现在已经运行了全部指令序列吗？如果否，则软件使用指令序列中的下一指令继续控制协议测试器。如果是，则终止测试。在步骤15中测试评估设备对测试结果进行评估。

该方法整体的重要流程在图3中以功能块的形式被可视化。在现场测试中，一个或多个移动无线网络的若干基站110位于真实环境中。配备的移动无线设备120发送信号300，并在下行链路从基站110之一接收响应信号300。其它基站例如邻近小区的基站的信号被叠加到用于配备的移动无线设备120与基站之间的信息传输而交换的这些无线信号上。

这些基站110的信号300以及移动无线设备120发送的信号通过例如网络扫描器的测量设备1’被测量。配备的移动无线设备120将它发送的和接收的响应信号和信号300’路由到分析设备230。类似地，测量设备1’将它接收的信号路由到分析设备230。分析设备230对信号300和300’进行分析，并存储从信号300和300’中得到的数据。与配备的移动无线设备相比，这种情况下的测量设备还可以确定关于以下这种移动无线网络的信息，在这种无线网络中没有关于移动无线设备的信息可用。另外，由测量设备确定的关于这些网络的信息比由配备的移动无线设备确定的关于这些网络的信息更加准确。

这些数据由分析设备导出，被转换为可读指令序列，并以可由协议测试器执行的格式被存储。软件允许对指令序列的编辑。最后，使用指令序列来控制协议测试器。其中，指令序列不需要仅仅来自分析设备，而是可以使用软件，例如通过增加进一步的指令，对指令序列本身进行附加的编程。也可以自动实施这种增加。为此，针对完整性对指令序列进行检查。“完整性”是指用于通过测试设备生成标准化信号的所有指令都是可获得的。如果在该测试期间确定缺失了指令，例如缺失注册序列，则自动添加缺失的指令。

协议测试器600执行指令，从而再现至少一个移动无线网络。处于测试中的移动无线设备120’发送信号300”作为响应信号300”。发送的和接收的信号300”从处于测试中的移动无线设备120’被路由到分析设备230。测试评估设备15对测试结果进行评估。

如由箭头500以简化方式所指示的，在场景回放期间，可能已经再次实施了处于测试中的移动无线设备所确定的数据的记录。在这种情况下，处于测试中的移动无线设备120’同时成为测试用移动无线设备。为此，移动无线设备120’必须能够例如通过附加接口来发送数据。

图4中，可读格式的数据导出的各个过程以报告R1的形式列出在用户界面中。在导出过程期间对测试场景的所有必需的改变也记录在该报告中。如果数据不足以进行仿真，则确定测试场景不能被回放的原因。其中，指令序列中缺失的指令被自动补充。

图5表示通过协议测试器600灵活地回放测试场景所使用的软件的用户界面。

在该用户界面中，形成区域700，在该区域中指示用于实施测试的当前配置。在所呈现的情况中，由设备CRCU-W协助回放测试场景。此外还指示了用于实施测试的一些进一步的细节，例如若干高频输入和/或输出中的给定高频输入和/或输入的使用。在所呈现的示例中，使用高频输入RF2。另外，可以设置输入衰减和输出衰减。在所示出的示例中，输入衰减和输出衰减均被设为0dB，也就是说，没有衰减。最后，提供关于同步的信息。这里所使用的设备既可以借助于内部同步源也可以借助于外部同步源进行同步。

在所示出的示例中，右侧顶部处示出了协议测试器的示意图。对于根据本发明的方法来说，右侧底部处的指令序列的列表L100是主要相关的。使用该软件，指令序列可以被载入列表L100中并被编辑。该指令列表源自以协议测试器600可读且可执行的格式对测量数据的导出，其中单独的指令可以另外被编制，因此也可以在该用户界面中被编辑。

在列表L100中，指令序列中的一个指令501在每行中与附加信息和按钮一起列出。该列表L100包括8列L1至L8，以下对其进行解释。

列L1示出每个指令行的运行号。列L2针对每行以选择框的形式提供按钮。如果通过用鼠标点击选择框而录入记号，则相应行中的指令将会被跳过。如果没有插入记号，则相应行中的指令将被执行。因此，可以以灵活方式生成指令序列。

该图示说明示出用于UMTS移动无线连接的用户界面。其中，在列L3中示出“无线承载ID”。

第四列L4以毫秒将相应指令的相对执行时间示为相对于先前指令的延迟。如果并行发送多个指令，则相对于同一串的先前指令指示相应串中出现的延迟。下一列L5以毫秒指示上行链路的相对执行时间。列L6以选择框的形式指示相应的指令是否已经被运行。如果插入了记号，则相应的指令已经被运行。该选择框不可编辑，而是仅仅用于显示。

列L7使用箭头符号指示所涉及的是上行链路指令还是下行链路指令：对于上行链路指令，出现“向右的箭头”的图形符号，对于下行链路指令，出现“向左的箭头”的图形符号。其中，应当考虑实际仅执行下行链路指令的情况。上行链路指令实际上是处于测试中的移动无线设备的预期响应信号，并且借助于箭头方向被标记为不可执行。这些指令形成关于处于测试中的移动无线设备是否已经如所预期的那样进行响应的测试的基础。

最后，列L8示出可编辑的指令本身。这些指令可以被删除、修改、添加和替换。还可能剪切出所列出的指令序列的一部分，并通过开始按钮S仅开始该剪切出的指令序列。对指令的编辑也可以借助于分离的程序来实施，该分离的程序基于要修改的指令的选择而被调用。

在图6中，可以交互配备全新的测试场景所使用的软件5”的用户界面示于上部的窗口中。这允许基于现场测试数据进行高灵活性的测试。由于仅需要一次真实环境中的测试运行，因此可以实现可观的费用节省。此外，不仅可以再现现场测试，还可以在没有限制的情况下再现其它实验室测试。在图6中，底部处的窗口内再次示出图5中详细解释的软件的用户界面。

根据本发明的方法不限于所示出的示例性实施例。具体而言，也可以以有利的方式对特征进行特别组合。此外，基于仅以示例方式提供图1-7中示出的示例性方案的事实而做出参考。

Claims (12)

1.一种用于测试移动无线设备的方法，包括以下方法步骤：

借助于测量设备，另外且独立地借助于移动无线设备，确定关于至少一个真实移动无线网络的信息，

借助于分析设备分析通过所述测量设备和通过所述移动无线设备接收的、关于所述移动无线网络的信息，

借助于分析设备分析进入所述移动无线设备的和从所述移动无线设备出来的所有信号；

将所述信息转换为指令序列，以及

通过由测试设备实施所述指令序列中的至少一部分来仿真所述真实移动无线网络。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分析设备记录在所述移动无线网络中注册的移动无线设备所确定的、关于所述移动无线网络的附加信息，其中所述信息和所述附加信息被转换为公共指令序列。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述测试设备为协议测试器，并且所述测试设备在测试场景中与移动无线设备交互来回放所述指令序列。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在一种测试场景中，所述协议测试器仿真若干个不同的移动无线网络。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述指令序列中的一部分被选择，并且所述协议测试器回放所述指令序列的该部分用于仿真。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的方法，其特征在于，在实施所述仿真所必需的指令缺失的情况下，所述指令序列由所述协议测试器自动补充。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述指令序列最初被输出，并能够通过图形用户界面被编辑，其中所述测试设备由编辑得到的指令序列控制。

8.根据权利要求3至5中任一项所述的方法，其特征在于，在第一模式下，所述测试设备将仿真期间的响应信号预期为，与在确定所述移动无线网络的信息时接收的响应信号完全相同，并且如果接收到与预期的响应信号不同的响应信号，则终止所述测试场景。

9.根据权利要求3至5中任一项所述的方法，其特征在于，在第二模式下，所接收的响应信号在顺序上偏离于所预期的响应信号，其中所述测试场景继续。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，基于所述移动无线设备的各个响应信号，实施完整响应信号与所预期的响应信号的按比特匹配。

11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，基于所述移动无线设备的各个响应信号，实施完整响应信号与所预期的响应信号的按比特匹配。

12.根据权利要求3至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述协议测试器在所述测试场景中生成不同的小区功率，并相应地针对所述移动无线设备的接收功率和发送功率对所述移动无线设备进行测试。

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