CN103139822B - 一种对无线通信系统物理层进行自动化测试的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种对无线通信系统物理层进行自动化测试的方法，包括启动测试装置，所述测试装置包括实现无线通信系统物理层功能的DSP板，以及设有基带数据收发器的PC机；DSP板作为目标机，PC机作为测试机；测试机生成各信道需要的覆盖性测试用例，启动基带数据收发器，产生基带数据，模拟层2和层3的功能配置控制大消息，并根据接口协议进行组包，发送数据；在目标机上接收到基带信号以后，对大消息进行解析，并保存节点数据和结果；测试机自动对比Matlab仿真平台的结果和DSP板传出的结果并显示。

Description

一种对无线通信系统物理层进行自动化测试的方法

技术领域

本发明涉及到自动化测试技术领域，具体涉及一种对无线通信系统物理层进行自动化测试的方法。

背景技术

3GPP协议把LTE通信系统中的BBU从横向分为：物理层（PHY,Physical）、数据链路层（MAC,Medium）和网络层（RRC,Radio Link Control），物理层处于无线接口协议模型的最底层，它提供物理介质中比特流传输所需要的所有功能，具体包括测量、同步、功率控制以及上下行数据的编解码处理，LTE物理层一般采用DSP（Digitial Signal Processor，数字信号处理器，是电脑中以数字信号来处理大量信息的器件）或者FPGA（现场可编程门阵列）来实现。而L2、L3层一般采用CPU（Central Processing Unit，中央处理器，是电脑中的运算和控制核心）来实现。对于基站系统的物理层而言，其软硬件功能必须要在测试充分的情况下，才能与L2和L3级联进行系统联调进而完成基站系统实际的测试，所以在此之前对物理层进行专门的测试就显得非常有必要。由于物理层需要测试的信道较多，需要设置的参数以及构造的测试用列众多，且部分测试用例如果手动设置较为复杂，难以达到覆盖性测试的目的，同时，效率低，需要耗费大量的人力，可靠性不高，出现问题后也不利于问题的定位，而业界也没有一套完整的针对物理层的测试设备。

发明内容

本发明提供了一种对对无线通信系统物理层进行自动化测试的方法，用于快速的定位和分析测试中遇到的问题，实现无线通信系统物理层的自动化测试。整个测试全自动化完成，并有完备的测试日志以供查询和分析，从而能极大减轻测试的工作量，提高工作效率。

本发明的技术方案为一种对无线通信系统物理层进行自动化测试的方法，测试过程包括以下步骤，

步骤1，启动测试装置，所述测试装置包括实现无线通信系统物理层功能的DSP板，以及设有基带数据收发器的PC机；DSP板作为目标机，PC机作为测试机，目标机和测试机建立通信连接；

步骤2，测试机生成各信道需要的测试用例，对所选每个测试用例分别依次执行以下操作，

测试机调用基带数据收发器产生测试用例的基带数据；

测试机将测试用例的相应参数配置成大消息；

测试机根据接口协议将测试用例的基带数据和大消息进行组包，发送组包所得数据到目标机；

目标机接收到数据以后，根据数据类型不同进行分类组包，保存所得基带信号和大消息相应的节点数据和结果并发送到测试机；

测试机对该测试用例采用Matlab仿真软件得到结果，对比Matlab仿真软件所得结果和目标机所得结果并显示。

而且，测试机生成各信道需要的测试用例时，根据需要测试的信道以及覆盖范围，遍历各信道表中参数的所有可能组合，自动生成测试用例。

而且，自动生成测试用例实现方式如下，

预先将各信道制作测试用例所需要的参数填入到一张EXCEL表格中，并写入各参数值的变化范围；

测试时，读取该EXCEL表格，将待测信道的各个参数存放到一个指定的二维数组1中，其中第一维为参数项目索引，第二维为参数的可能取值索引；然后遍历该二维数组中的所有参数组合的可能性，将对应的参数组合存入到另一二维数组2中，其中，第一维是用例索引，第二维为参数项索引；接下来将二维数组2中的各个用例参数按照预设映射关系填入到EXCEL表格中，每一个测试用例生成一张EXCEL表格，并创建新的文件夹把各个测试用例表格放入到各自的文件夹中。

而且，测试机将测试用例的相应参数配置成大消息实现方式如下，

分别按照L3和L2与物理层接口大消息的格式，基于VC++构造成物理层可读的大消息格式，其中需要填入的各个字段的值默认设为0；然后读取测试用例的EXCEL表格，按照预设映射关系将EXCEL表格的各个参数读出并转化为相应的格式填入到大消息格式相应字段中；最后按照协议生成L3CELL消息、L3UE消息和 L2大消息。

本发明不需提供信号源、信道仿真仪和频谱仪等设备即可完成物理层的单元测试，具有通用性强，架构实现简单，资源少、成本低等优点。与以往的测试方法相比，它可自动进行大规模的覆盖性单元测试，并且可以快速的定位和分析测试中遇到的问题，从而实现无线通信系统物理层的自动化测试，测试完成后有完备的测试日志以供查询和分析。能极大减轻测试的工作量，提高工作效率。

附图说明

图1为本发明实施例的PC机（测试机）软件分层示意图。

图2为本发明实施例的流程图。

图3为本发明实施例的测试机和目标机的交互工作示意图。

图4为本发明实施例的自动生成测试用例配置界面示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

本发明实施例的测试系统主要由以下几个部分构成：实现物理层功能的DSP板，它也是待测设备（目标机）；PC机（测试机），用于运行基于VC++的自动化测试平台，该平台完成所有控制以及基带数据信息的收发功能，并把所运行的结果显示出来。具体实施时一般还使用网线，用于PC机与其他设备之间的通信，即PC机和目标机采用网线连接。PC机上设置基带数据收发器，用于模拟BBU下发和接收基带的数据。基带数据收发器可采用软件技术实现，供PC机调用，具体实现可参考现有技术。

基于以上测试系统，实施例执行测试的流程如下：

步骤1，启动测试装置，所述测试装置包括实现无线通信系统物理层功能的DSP板，以及设有基带数据收发器的PC机；DSP板作为目标机，PC机作为测试机，目标机和测试机建立通信连接；

步骤2，测试机生成各信道需要的测试用例，对所选每个测试用例分别依次执行以下操作，

测试机调用基带数据收发器产生测试用例的基带数据；

测试机将测试用例的相应参数配置成大消息；

测试机根据接口协议将测试用例的基带数据和大消息进行组包，发送组包所得数据到目标机；

目标机接收到数据以后，根据数据类型不同进行分类组包，保存所得基带信号和大消息相应的节点数据和结果并发送到测试机；

测试机对该测试用例采用Matlab仿真软件得到结果，对比Matlab仿真软件所得结果和目标机所得结果并显示。

具体实施时，本领域技术人员可利用计算机技术自行设计PC控制机（测试机）软件，实现基于VC++的自动化测试平台，以便实现PC机的测试功能。如图1所示，提供具体软件实现建议供参考：PC控制机（测试机）软件可以分为用户界面层、测试层和通信层：

用户界面层主要负责接收用户的各种输入选择测试信道和测试用例，显示测试正在进行的状态，并将结果显示给用户，生成测试报表，并可从界面选择进入相应文件查看测试结果（LOG记录）；用户界面层主要包括测试配置文件选取路径设置模块，生成报表结果模块；同时还可在界面层集成一个自动生成测试用例的工具；

测试层主要根据界面配置选取测试配置文件，运行基于Matlab的仿真平台程序产生配置参数和标准结果，并获取、传递和处理发送给DSP的配置参数文件，最终保存和比较从DSP接收到的数据与Matlab生成的标准结果，进行比较。测试层主要包括发送数据处理模块（指Matlab数据），接收数据处理模块（指DSP输出数据），比较测试数据模块；

通信层主要是处理和DSP进行数据收发的交互。通信层主要包含数据发送模块和数据接收模块。

本发明所采用的主要步骤的流程图如附图2所示，开始配置测试环境，启动测试PC机，然后启动DSP板（即物理层的目标机），根据测试需求在测试平台界面上配置测试用例，测试用例配置完成后，开始测试。数据流先由基带数据收发器产生（即模拟信号源产生基带信号），测试软件控制PC机通过网口向目标机发送基带信号机控制信息，目标机通过接收到的控制信息执行相关信道的运算，并保存节点数据以及结果到相应的缓存（buffer）中，与此同时，PC机运行matlab仿真软件模拟基站端，基于Matlab的测试平台控制对基带数据收发器所产生的基带数据进行相同的运算，并保存结果。Matlab为现有技术，具体实施时可根据配置的测试用例运行相应的Matlab代码将测试用例的参数读进程序中，然后由Matlab产生基带数据，待上述步骤完成后，测试平台通过对保存的数据进行分析比对，判断目标机与测试机的matlab仿真软件所得结果是否一致，是则保存节点数据、否则界面上提示错误信息并保存节点数据，显示出测试的结果供测试人员分析。然后判断模块（测试用例）是否执行完毕，是则保存最终结果及相关打印信息，否则返回至模拟信号源产生基带信号继续循环执行对下一个测试用例的处理。

下面以实施例的具体流程来说明该发明的实施方法，如图3所示：

1、启动测试装置：包括装有测试机软件的PC机，实现物理层功能的DSP板，用网线将他们连接起来。PC机和DSP板之间建立Socket接口通信机制，Socket接口是TCP/IP网络的API，Socket接口定义了许多函数或例程，程序员可以用它们来开发 TCP/IP网络上的应用程序。然后在测试机软件的用户界面上设置工作路径并选择将要测试的信道。

2、如图4的界面所示，在用户界面上选择开始测试后，自动化测试平台调用自动生成测试用例插件（自动生成测试用例工具V1.0），根据选择的测试信道（例如，物理随机接入信道PRACH、物理上行链路控制信道PUCCH、物理上行共享信道PUSCH、上行信道质量检测SRS）和需要测试的用例覆盖范围，自动生成所需要的各个信道的测试用例（如图4中生成108个），无需再用手工配置。为便于实施参考，提供实施例具体测试用例生成方法为：制作测试工具时将各信道制作测试用例所需要的参数填入到一张EXCEL表格中，并写入各参数值的变化范围，测试时，读取该EXCEL表格，将待测信道的各个参数存放到一个指定的二维数组1中，其中第一维为参数项目索引，第二维为参数的可能取值索引。然后遍历该二维数组中的所有参数组合的可能性，将对应的参数组合存入到另一二维数组2中，其中，第一维是用例索引，第二维为参数项索引。接下来，将二维数组2中的各个用例参数按照一定的事先约定好的映射关系填入到EXCEL表格中，每一个测试用例生成一张EXCEL表格，并创建新的文件夹把各个测试用例表格放入到各自的文件夹中，测试开始后，测试机软件将遍历各个测试用例。具体实施时，用户可以按测试需求从中选择测试用例。

3、从第一个测试用例起，测试机启动发送线程，自动化测试平台启动基带数据收发器，产生基带数据。

4、本发明基于Matlab物理层链路仿真平台模拟信号源，基于VC++模拟调度器的功能进而实现物理层的自动化测试。因此自动化测试平台根据步骤2所确定的测试用例，将参数配置成L3CELL消息（层3小区级系统消息）, L3UE消息（层3用户级系统消息）和 L2大消息（层2调度消息）的形式，模拟层2和层3的功能，准备将大消息（调度消息）进行下发。其具体的实施方法为：分别按照L3（层3）和L2（层2）与物理层接口大消息的格式，基于VC++构造成物理层可读的大消息格式，其中需要填入的各个字段的值将其默认设为0，然后读取按照步骤2生成的测试用例EXCEL表格，按照事先约定好的映射关系将测试用例EXCEL表格的各个参数读出并将其转化为相应的格式填入到大消息格式相应字段中，最后按照协议生成L3CELL消息, L3UE消息和 L2大消息，从而可以根据界面配置的测试用例，模拟调度器的功能。

5、根据通信格式封装组包数据并发送：根据测试机软件与DSP的接口协议对基带数据和大消息进行组包，发送数据。

6、在目标机上，接收到数据以后，根据数据类型不同进行分类组包，同时，自动化测试平台挂起发送线程，启动接收线程，目标机接收到基带信号以后，对大消息进行解析，并保存节点数据和计算结果并发送到测试机。

7、测试机对该测试用例采用Matlab仿真软件得到结果，对比Matlab仿真软件所得结果和DSP传出的结果，并在结果显示区显示，输出测试报告。然后可取下一测试用例执行3~7，直到选择的所有测试用例处理完毕。

本发明的上述实例仅仅为说明本发明的方法实现，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，都可轻易想到其变化和替换，因此本发明保护范围都应涵盖在由权利要求书所限定的保护范围之内。所述的无线通信系统包括但不限于LTE系统，所述的物理层包括但不限于LTE系统的物理层。

Claims (1)

1.一种对无线通信系统物理层进行自动化测试的方法，所述无线通信系统为LTE通信系统，其特征在于：测试过程包括以下步骤，

步骤1，启动测试装置，所述测试装置包括实现无线通信系统物理层功能的DSP板，以及设有基带数据收发器的PC机；DSP板作为目标机，PC机作为测试机，目标机和测试机建立通信连接；

步骤2，测试机进行以下处理，

首先生成各信道需要的测试用例，包括根据需要测试的信道以及覆盖范围，遍历各信道表中参数的所有可能组合，自动生成测试用例，实现方式如下，

预先将各信道制作测试用例所需要的参数填入到一张EXCEL表格中，并写入各参数值的变化范围；测试时，读取该EXCEL表格，将待测信道的各个参数存放到一个指定的二维数组1中，其中第一维为参数项目索引，第二维为参数的可能取值索引；然后遍历该二维数组中的所有参数组合的可能性，将对应的参数组合存入到另一二维数组2中，其中，第一维是用例索引，第二维为参数项索引；接下来将二维数组2中的各个用例参数按照预设映射关系填入到EXCEL表格中，每一个测试用例生成一张EXCEL表格，并创建新的文件夹把各个测试用例表格放入到各自的文件夹中；

然后，对所选每个测试用例分别依次执行以下操作，

测试机调用基带数据收发器产生测试用例的基带数据；

测试机将测试用例的相应参数配置成大消息，实现方式为分别按照L3和L2与物理层接口大消息的格式，基于VC++构造成物理层可读的大消息格式，其中需要填入的各个字段的值默认设为0；然后读取测试用例的EXCEL表格，按照预设映射关系将EXCEL表格的各个参数读出并转化为相应的格式填入到大消息格式相应字段中；最后按照接口协议生成L3CELL消息、L3UE消息和L2大消息，模拟L2和L3的功能；所述L3CELL消息为L3小区级系统消息，所述L3UE消息为L3用户级系统消息，所述L2大消息为L2调度消息；

测试机根据接口协议将测试用例的基带数据和大消息按通信格式进行组包，发送组包结果到目标机；

目标机接收到基带数据以后，对大消息进行解析，保存大消息相应的节点数据和结果并发送到测试机；

测试机对该测试用例采用Matlab仿真软件得到结果，对比Matlab仿真软件所得结果和目标机所得结果并显示。