CN103248440B - 终端测试系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种终端测试系统及测试方法，所述系统包括测试组件和一个或多个系统模拟器；所述测试组件用于控制、管理、执行测试过程；所述系统模拟器与被测终端通过空中接口相连，用于实现底层协议栈；所述测试组件和系统模拟器构造模拟的通信系统用于对被测终端进行测试。所述方法可利用本发明的测试系统对终端进行测试。本发明的终端测试系统及测试方法，可根据具体测试内容灵活配置从测试组件的数目，提供多种测试功能。并且通过设置时延观测模块，将高层信令处理时延和传输时延分离开，避免高层信令的处理时延给定时器的处理带来抖动，确保终端无线资源管理一致性测试对时间同步的要求。

Description

终端测试系统及方法

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种终端测试系统及方法。

背景技术

随着第三代合作伙伴组织（3GPP，3rd Generation PartnershipProject）时分长期演进（TD-LTE，Time Division-Long Term Evolution）国际标准的推进和相关技术试验有条不紊地推进，TD-LTE产业链逐步形成。据全球移动设备供应商协会（GSA,Global mobile SuppliersAssociation）2011年10月最新数据显示，已有48家设备制造商的197款TD-LTE用户端设备准备上市。相比于TD-LTE终端产品逐步走向成熟，运用于TD-LTE一致性测试的专用系统模拟器的研发和成熟化则相对滞后。

一致性测试是验证被测终端对相关协议的符合程度的测试，实质上是利用一组测试例，在一定的网络环境下，对被测终端进行黑盒测试，通过比较实际的测试输出结果和预期输出结果的异同，确立被测终端在多大程度上与协议描述一致。协议一致性测试主要包括：终端射频一致性测试、终端协议一致性测试和终端无线资源管理（RRM，Radio Resource Management）一致性测试。对于终端协议一致性测试，一般须由专业的仪器仪表公司开发专门的系统模拟器，按照3GPP定义的测试要求用测试和测试控制表示法（TTCN-3，Test and TestControl Notation3）编写抽象测试集，从而完成一致性测试。终端RRM一致性测试主要包括：空闲状态下移动性管理，连接模式下移动性管理，RRC连接控制，终端测量过程要求以及测试性能要求等。TD-LTE标准在研发初期相当长一段时间内，由于缺乏专业的终端一致性测试设备，大大影响了对新用户终端一致性和互联互通测试的进展。

如图1所示，在标准TS36.523-3中，首次引入将非接入层（NAS，Non-Access Status）和无线资源控制层（RRC，Radio Resource Control）从系统模拟器中分离出来的一致性测试框架。采用这种测试主机和多台系统模拟器的构架后，当模拟不同无线接入技术（RAT，RadioAccess Technology）时，所有系统模拟器的RRC层协议都在控制主机实现，保证了系统模拟器之间的独立运行，只需在RRC层部分对测试例进行修改。该系统架构结构清晰，模块化程度高，可扩展性强，便于系统软硬件的维护和升级。然而，终端RRM一致性测试与其他测试有着明显的区别，既要考虑终端对协议一致性的支持能力，又要考虑终端对射频一致性的支持能力，同时由于RRM一致性测试中涉及大量的定时器操作，对被测终端信令处理时延提出了更高的要求，因此，RRM一致性测试大大提高了对测试供应商提供新的测量功能并提高其产品测量能力的要求。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：提供一种能够提供多种测试功能，并且满足RRM一致性测试对时间同步需求的终端测试系统。

（二）技术方案

为解决上述问题，本发明一方面提供一种终端测试系统，包括测试组件和一个或多个系统模拟器；所述测试组件用于控制、管理、执行测试过程；所述系统模拟器与被测终端通过空中接口相连，用于实现底层协议栈；所述测试组件和系统模拟器构造模拟的通信系统用于对被测终端进行测试。

优选地，所述测试系统还包括信道模拟器。

优选地，所述测试组件包括主测试组件和一个或多个从测试组件；所述主测试组件为人机交互的控制接口，在测试开始时自动创建，在测试终止后自动销毁；所述从测试组件由主测试组件在测试例的执行过程中根据具体测试内容动态创建、终止、销毁。

优选地，所述从测试组件包括定时器模块和时延观测模块；所述定时器模块用于为高层协议模块提供定时；所述时延观测模块用于将高层信令的处理时延和传输时延分离。

优选地，所述从测试组件还包括高层协议模块和适配模块；所述高层协议模块用于实现RRC层和NAS层功能，实现RRM测试例；所述适配模块用于将抽象测试集编译成为可执行测试集。

优选地，所述主测试组件包括用户交互模块，测试管理模块和通信端口；所述用户交互模块负责与用户的交互操作；所述测试管理模块用于对测试系统进行全面的管理，包括在测试开始之前的配置和初始化，选择需要执行的测试用例并启动测试过程，在测试执行过程中实时统计搜集测试日志并输出到用户交互模块，在测试结束时对测试执行过程进行判定和回收；所述通信端口用于主测试组件和从测试组件之间的互操作，包括测试指令的分发以及测试数据的收集。

优选地，所述用户交互模块包括输入单元和测试日志显示单元；所述输入单元用于提供操作人员进行测试核心语言编写的交互界面。所述测试日志显示单元用于将测试管理模块从主测试组件和从测试组件搜集的日志汇总生成测试结果文件并显示。

本发明另一方面提供了一种终端测试方法，包括以下步骤：

测试系统初始化，创建主测试组件；

主测试组件根据当前执行的测试类型确定从测试组件的数目，并创建从测试组件；

从测试组件利用系统模拟器执行可执行测试例集，对被测终端进行测试。

优选地，所述方法在从测试组件利用系统模拟器执行可执行测试例集对被测终端进行测试的步骤之后还包括以下步骤：主测试组件记录测试过程，分析比较测试结果，完成相关参数分析。

（三）有益效果

本发明的终端测试系统及方法，采用分布式并行架构，主测试组件可以根据具体测试内容灵活配置从测试组件的数目，提供多种测试功能，当主测试组件仅配置一个从测试组件参与测试，可以完成终端协议一致性测试，当配置若干个从测试组件，可以完成终端无线资源管理一致性测试，当加入信道模拟器后，可完成终端射频一致性测试。并且通过设置时延观测模块，将高层信令处理时延和传输时延分离开，避免高层信令的处理时延给定时器的处理带来抖动，确保终端无线资源管理一致性测试对时间同步的要求。

附图说明

图1为现有技术的终端一致性测试系统的结构示意图；

图2为本发明实施例的终端测试系统的结构示意图；

图3为本发明实施例的终端测试系统主测试组件的结构示意图；

图4为本发明实施例的终端测试系统从测试组件的结构示意图；

图5为本发明实施例一的终端测试方法的流程示意图；

图6为本发明实施例二的终端测试方法的流程示意图；

图7为本发明实施例三的终端测试方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明如下。

如图2所示，本发明的一个实施例的终端测试系统，包括测试组件和一个或多个系统模拟器；所述测试组件用于控制、管理、执行测试过程；所述系统模拟器与被测终端通过空中接口相连，用于实现底层协议栈；所述测试组件和系统模拟器构造模拟的通信系统用于对被测终端进行测试。

所述系统模拟器可以包括时分长期演进（TD-LTE）系统模拟器、时分同步码分多址（TD-SCDMA，Time Division Synchronous CodeDivision Multiple Access）系统模拟器、全球移动通信（GSM，GlobalSystem for Mobile Communications）系统模拟器等。由于RRM一致性测试需要模拟多小区、多系统并加入干扰和白噪声，因此TD-LTERRM一致性终端测试系统需要由多个系统模拟器级联构成。所述系统模拟器负责实现底层协议栈，包括物理层、媒体接入层（MAC，Media Access Control）、无线链路层（RLC，Radio Link Control）和分组数据汇聚层（PDCP，Packet Data Convergence Protocol）。其中，物理层实现传输信道编解码，错误检测，速率匹配，向上层提供测量指示等功能；MAC层实现数据复用/解复用，自适应调制编码功能；RLC层实现数据纠错重传功能；PDCP层实现数据头压缩，完整性保护和加密功能。

所述测试系统还可以包括信道模拟器，用于为RRM一致性测试中各小区加入白噪声。

所述测试组件可以包括主测试组件和一个或多个从测试组件；所述主测试组件为人机交互的控制接口，在测试开始时自动创建，在测试终止后自动销毁。一般情况下，在整个测试例的执行过程中，有且只有一个主测试组件。所述从测试组件由主测试组件在测试例的执行过程中根据具体测试内容动态创建、终止、销毁。当执行协议一致性测试时，主测试组件仅创造一个从测试组件，当执行RRM一致性测试时，主测试组件将创建多个从测试组件。

如图4所示，所述从测试组件可以包括定时器模块和时延观测模块，所述定时器模块用于为高层协议模块提供定时，所述时延观测模块用于将高层信令的处理时延和传输时延分离。由于TD-LTE网络中，被测终端发送给从测试组件的高层信令需要经过抽象语法记号（ASN.1，Abstract Syntax Notation One）编码，因此，从测试组件接收到被测终端发送的高层信令需要经过ASN.1解码过程，这将引入额外的信令处理时延。时延观测模块通过分离高层信令的传输时延和处理时延，使得定时器模块可以区分传输时延和处理时延，为定时器模块提供准确的时延预估。

所述从测试组件还可以包括高层协议模块和适配模块；所述高层协议模块用于实现RRC层和NAS层功能，实现RRM测试例，所述适配模块用于将抽象测试集编译成为可执行测试集。在本发明的一个实施例中，所述高层协议模块采用TTCN-3语言编写，来实现3GPPTS36.521-3中的RRM测试例部分，由于采用TTCN-3来实现构造测试例部分而并非完整的NAS和RRC协议栈，大大降低了实现的复杂度，所述适配模块负责将由TTCN-3描述的抽象测试集编译成为可执行测试集。

如图3所示，所述主测试组件一般包括用户交互模块，测试管理模块和通信端口；所述用户交互模块负责与用户的交互操作，用户的输入和测试结果输出都由用户交互模块实现；所述测试管理模块用于对测试系统进行全面的管理，包括在测试开始之前的配置和初始化，选择需要执行的测试用例并启动测试过程，在测试执行过程中实时统计搜集测试日志并输出到用户交互模块，在测试结束时对测试执行过程进行判定和回收；所述通信端口用于主测试组件和从测试组件之间的互操作，包括测试指令的分发以及测试数据的收集，在本发明的一个实施例中，在测试执行过程中，所述通信端口将主测试组件的指令分发到从测试组件，在测试结束后，所述通信端口接收从测试组件返回的测试结果以及日志，所述通信端口采用套接字进行通信。

所述用户交互模块进一步可以包括输入单元和测试日志显示单元；所述输入单元用于提供操作人员进行测试核心语言编写的交互界面。所述测试日志显示单元用于将测试管理模块从主测试组件和从测试组件搜集的日志汇总生成测试结果文件并显示。

上述终端测试系统的测试方法一般包括以下步骤：

S100：测试系统初始化，创建主测试组件；

S200：主测试组件根据当前执行的测试类型确定从测试组件的数目，并创建从测试组件；

S300：从测试组件利用系统模拟器执行可执行测试例集，对被测终端进行测试。

所述方法在步骤S300之后还可以包括以下步骤:

S400：主测试组件记录测试过程，分析比较测试结果，完成相关参数分析。

下面通过几个实施例来详细阐述利用本发明终端测试系统测试终端的方法：

实施例一

TD-LTE通信系统的RRM一致性测试例中，其执行流程一般都遵循下述步骤：（1）建立两个TD-LTE小区，并设置小区环境满足特定的条件；（2）在两个小区广播系统消息；（2）被测终端开机，驻留在TS36.508规范中规定的状态2A或3A；（4）一定时间后，小区功率发生变化，观察被测终端反映；（5）根据被测终端的反映，判定被测终端是否符合要求；（6）重复上述步骤若干次，直至满足置信度要求。

空闲状态下同频TD-LTE小区间的重选测试用例用于验证被测终端在空闲状态下，在两个相邻同频小区内重选时是否满足3GPP规定的重选时延，重选时延定义为从小区各个物理信道功率参数改变到被测终端在新的小区的物理随机接入信道上发送随机接入前导码之间的时间。如图5所示，具体测试过程包括如下步骤：

S100：测试系统初始化，自动创建主测试组件。

S200：主测试组件根据当前执行的测试类型确定从测试组件的数目，并创建从测试组件，具体包括以下步骤：

主测试组件判断当前执行的测试类型，确定创建从测试组件的数目。本次测试执行3GPP TS36.521-3规范中编号为4.2.2的一致性测试，主测试组件创建2个从测试组件：从测试组件1和2分别模拟2个同频的TD-LTE小区。包括一个服务小区（小区1），一个邻小区（小区2）。（这一点和TD-SCDMA通信系统的RRM测试有所不同，TD-SCDMA测试中需要建立6个小区，除了和被测终端有信令交互的服务小区和邻小区外，还有4个背景小区）

S300：从测试组件利用系统模拟器执行可执行测试例集，对被测终端进行测试，具体包括如下分步骤：

S311：被测终端开机，读取系统消息，驻留在3GPP TS36.508规范中规定的状态2A。

S312：系统消息广播。从测试组件1控制TD-LTE系统模拟器1广播系统消息SIB1，SIB3。其中，SIB1和SIB3均为3GPP TS36.331规范中规定的系统消息块，SIB1广播了小区1的公共信道配置，SIB3广播了小区1重选相关配置。从测试组件2控制TD-LTE系统模拟器2广播系统消息SIB1，SIB3。其中，SIB1广播了小区2的公共信道配置，SIB3广播了小区2重选相关配置。

S313：从测试组件设置两个小区功率范围。从测试组件1控制TD-LTE系统模拟器1根据协议中T1时刻要求配置小区1各个物理信道功率参数，并启动T1定时器。从测试组件2控制TD-LTE系统模拟器2根据协议中T1时刻要求配置小区2各个物理信道功率参数。

S314：T1定时器超时，从测试组件1检测被测终端是否在小区1的物理随机接入信道上发送随机接入前导码。如果是，继续测试；否则失败次数加1。

S315：从测试组件调整两个小区功率范围。从测试组件1控制TD-LTE系统模拟器1根据协议中T2时刻要求配置小区1各个物理信道功率参数。从测试组件2控制TD-LTE系统模拟器2根据3GPP协议中T2时刻要求配置小区2各个物理信道功率参数，并启动T2定时器。

S316：T2定时器超时，从测试组件2判断被测终端是否在小区2物理随机接入信道上发送随机接入前导码。如果是，继续测试；否则失败次数加1。

S317：重复步骤S311-S316直到满足置信度要求。在置信度为95%以上时，重复进行该测试，观测得到的小区重选正确率应该在90%以上。

S400：主测试组件记录测试过程，分析比较测试结果，完成相关参数分析。

实施例二

如图6所示，利用本发明测试系统进行TD-LTE终端协议一致性测试的方法，包括以下步骤：

S100：测试系统初始化，自动创建主测试组件。

S200：主测试组件判断当前执行的测试类型，确定创建从测试组件的数目，由于是进行终端协议一致性测试，主测试组件创建一个从测试组件。

S300：从测试组件利用系统模拟器执行可执行测试例集，对被测终端进行测试，具体包括如下分步骤：

S321：被测终端通过解读系统消息完成小区驻留。

S322：被测终端与TD-LTE系统模拟器建立连接，包括接入层连接以及非接入层连接建立。

S323：TD-LTE系统模拟器向被测终端发送预定义大小数据包，激活被测终端工作于回环测试模式。

S324：从测试组件执行TD-LTE可执行测试例集，对被测终端进行测试。

S400：主测试组件记录测试过程，分析并比较测试结果，完成相关参数分析。

实施例三

如图7所示，利用上述测试系统进行终端无线资源管理一致性测试的方法，包括：

S100：测试系统初始化，自动创建主测试组件。

S200：主测试组件判断当前执行的测试类型，确定创建从测试组件的数目，由于是进行终端无线资源管理一致性测试，主测试组件创建三个从测试组件：从测试组件一、从测试组件二和从测试组件三。从测试组件一负责构建TD-LTE可执行测试集，从测试组件二负责构建TD-SCDMA可执行测试集，从测试组件三负责构建GSM可执行测试集。

S300：从测试组件联合执行RRM一致性可执行测试例集，对被测终端进行测试。

S400：主测试组件记录测试过程，分析并比较测试结果，完成相关参数分析。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (7)

1.一种终端测试系统，其特征在于，包括测试组件和一个或多个系统模拟器；所述测试组件用于控制、管理、执行测试过程；所述系统模拟器与被测终端通过空中接口相连，用于实现底层协议栈；所述测试组件和系统模拟器构造模拟的通信系统用于对被测终端进行测试；

所述测试组件包括主测试组件和一个或多个从测试组件；所述主测试组件为人机交互的控制接口，在测试开始时自动创建，在测试终止后自动销毁；所述从测试组件由主测试组件在测试例的执行过程中根据具体测试内容动态创建、终止、销毁；

所述从测试组件包括定时器模块和时延观测模块；所述定时器模块用于为高层协议模块提供定时；所述时延观测模块用于将高层信令的处理时延和传输时延分离。

2.如权利要求1所述的终端测试系统，其特征在于，所述测试系统还包括信道模拟器。

3.如权利要求1所述的终端测试系统，其特征在于，所述从测试组件还包括高层协议模块和适配模块；所述高层协议模块用于实现无线资源控制层RRC和非接入层NAS功能，实现无线资源管理RRM测试例；所述适配模块用于将抽象测试集编译成为可执行测试集。

4.如权利要求1所述的终端测试系统，其特征在于，所述主测试组件包括用户交互模块，测试管理模块和通信端口；所述用户交互模块负责与用户的交互操作；所述测试管理模块用于对测试系统进行全面的管理，包括在测试开始之前的配置和初始化，选择需要执行的测试用例并启动测试过程，在测试执行过程中实时统计搜集测试日志并输出到用户交互模块，在测试结束时对测试执行过程进行判定和回收；所述通信端口用于主测试组件和从测试组件之间的互操作，包括测试指令的分发以及测试数据的收集。

5.如权利要求4所述的终端测试系统，其特征在于，所述用户交互模块包括输入单元和测试日志显示单元；所述输入单元用于提供操作人员进行测试核心语言编写的交互界面；所述测试日志显示单元用于将测试管理模块从主测试组件和从测试组件搜集的日志汇总生成测试结果文件并显示。

6.一种终端测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

测试系统初始化，创建主测试组件；

主测试组件根据当前执行的测试类型确定从测试组件的数目，并创建从测试组件；

从测试组件利用系统模拟器执行可执行测试例集，对被测终端进行测试；

所述主测试组件为人机交互的控制接口，在测试开始时自动创建，在测试终止后自动销毁；

所述从测试组件由主测试组件在测试例的执行过程中根据具体测试内容动态创建、终止、销毁；

所述从测试组件包括定时器模块和时延观测模块；所述定时器模块用于为高层协议模块提供定时；所述时延观测模块用于将高层信令的处理时延和传输时延分离。

7.如权利要求6所述的终端测试方法，其特征在于，所述方法在从测试组件利用系统模拟器执行可执行测试例集对被测终端进行测试的步骤之后还包括以下步骤：主测试组件记录测试过程，分析比较测试结果，完成相关参数分析。