CN117472674B - 一种基于资源池的软件无线电测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及软件无线电技术领域，公开了一种基于资源池的软件无线电测试方法，将测试需求与测试资源的数据信息通过标准化语言描述，分别抽象为需求资源池与资源能力资源池；资源池采用资源管理调度软件进行统一管理，并通过匹配算法，实现测试需求与测试资源的匹配调度。本发明解决了现有技术存在的通用性低、扩展性低、难以高效调度测试资源等问题。
Description
技术领域
本发明涉及软件无线电技术领域，具体是一种基于资源池的软件无线电测试方法。
背景技术
软件无线电平台（Software Definition Radio）是承载通信波形功能的物理实体，遵循SRTF( Software Definition Task Force)系列标准，对硬件资源和波形软件进行解耦，在统一的架构和标准接口的约束下，支持不同的波形在平台上的移植，最终达到“一种架构统一多种平台，一种平台加载多种波形，一种波形适应多种平台”的目标，从而保证在应用层面的互联互通。
SRTF系列标准涵盖架构、硬件平台、软件平台等一系列约束，相比于传统通信电台，软件无线电电台是一种多模式、宽频段、可重构、接口统一的深度综合化通信系统，综合化、集成化程度高，在研发过程中需要有测试平台来实现问题定位和性能评估。由于传统电台因为软件与硬件资源的深度绑定，无法通过通用的测试平台进行自动测试，也不具备软件无线电系统特有的功能模块的检查能力。软件无线电测试环境依据SRTF系列标准开发，对软件平台、硬件平台和典型电性能指标进行测试。但整套测试系统仪器多样，且互换性差。测试系统作为通用平台扩展性不足，软件无线电电台厂家众多，如何高效调度各类测试资源，并保证测试平台充分的扩展性对软件无线电电台的测试是个巨大考验。
综上，传统自动测试环境与物理资源耦合强，资源共享低，扩展性差，不具有通用性，面对软件无线电电台多厂家研制、设备资源各异、系统复杂、仪器多样的特点，方便快捷的设备扩展，统一高效的资源管理是一个迫切的测试需求。
本发明提供了一种软件无线电测试资源池化部署与管理方法，能够便捷的扩展设备仪器、高效管理仪器资源，提升测试系统通用性和扩展性。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明提供了一种基于资源池的软件无线电测试方法，解决现有技术存在的通用性低、扩展性低、难以高效调度测试资源等问题。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：
一种基于资源池的软件无线电测试方法，将测试需求与测试资源的数据信息通过标准化语言描述，分别抽象为需求资源池与资源能力资源池；资源池采用资源管理调度软件进行统一管理，并通过匹配算法，实现测试需求与测试资源的匹配调度。
作为一种优选的技术方案，包括以下步骤：
S1，测试系统建立：建立测试系统；其中，测试系统包括依次通信连接的测试平台、硬件集成平台、软件无线电平台，软件无线电平台为被测平台；
S2，资源标准化描述：对测试系统内测试需求、测试资源进行标准化描述，形成描述文件；
S3，描述文件解析：利用测试平台读取并解析描述文件，提取描述文件内测试资源信息；
S4，资源池建立：将测试资源信息汇总整理为测试需求资源池和测试资源能力资源池；
S5，资源池调度与管理：根据资源池内测试需求信息与资源能力信息，基于匹配算法，将测试需求与可用资源进行最优匹配生成匹配方案；
S6，测试驱动与执行：调用步骤S5生成的匹配方案涉及的设备驱动软件，执行软件无线电测试。
作为一种优选的技术方案，步骤S1中，测试平台包括资源管理调度软件、设备驱动软件、仪器资源描述文件、开关资源描述文件、接口适配资源描述文件、测试需求描述文件，硬件集成平台包括测试仪器、开关设备、接口适配设备。
作为一种优选的技术方案，步骤S2中，测试资源描述包括测试仪器描述、开关设备描述、接口适配设备描述，测试仪器描述为对测试仪器基本信息和能力的静态描述，开关设备描述为对开关矩阵的拓扑关系的描述，接口适配设备描述为对接口适配设备接口对应关系的描述，测试需求描述将测试用例转化为对硬件资源的数据指标需求。
作为一种优选的技术方案，测试仪器描述包括对测试能力、接口的描述，开关设备描述包括对开关矩阵内部链路、接口关系、开关矩阵与被测设备之间高频接口的唯一性描述，接口适配设备描述包括对接口适配设备接口关系、接口适配设备与被测设备之间低频接口的唯一性描述，测试需求描述包括对测试用例需要的信号类型、数值、执行流程的描述。
作为一种优选的技术方案，步骤S3中，解析描述文件包括以下步骤：
S31，加载基于xml格式的需求与资源标准化描述文件；
S32，获取需求与资源标准化描述文件的根元素；
S33，根据测试需求搜寻设定的子元素，并获取子元素的属性或元素值；
S34，重复步骤S33，直至获取完所有子元素；
S35，汇总整理获取的所有子元素信息，并释放需求与资源标准化描述文件句柄。
作为一种优选的技术方案，步骤S4中，将各个测试需求信息和资源信息用链表数据结构进行资源池创建，分别形成需求资源池和资源能力资源池；其中，资源能力资源池包括：仪器资源池、开关资源池和接口适配资源池。
作为一种优选的技术方案，步骤S5中，匹配算法包括以下步骤：
S51，将所有测试仪器及该测试仪器下所有测试能力参数用一维矩阵表示，形成测试仪器能力矩阵；将测试需求参数用一维矩阵表示，形成测试需求矩阵；
S52，遍历比较测试仪器能力矩阵与测试需求矩阵，判断该测试仪器能力是否满足测试需求：若不满足，则舍弃该测试仪器；若满足，则将该测试仪器存储进匹配资源列表；
S53，对测试需求矩阵和匹配资源列表内的测试仪器能力矩阵进行归一化处理；
S54，依次计算测试需求矩阵与匹配资源列表内所有测试仪器能力矩阵的距离，距离越小，越匹配；
S55，从距离最小的测试仪器能力开始，通过开关资源池判断此测试仪器与被测设备之间是否有可用高频通道；通过接口适配设备资源池判断此测试仪器与被测设备之间是否有可用低频通道：若都有通道，则匹配成功；反之，则继续判断下一个测试仪器的能力，直至匹配列表内全部结束。
作为一种优选的技术方案，步骤S54中，矩阵距离公式如下：
；
其中，表示测试仪器能力矩阵，/>表示测试需求矩阵，║•║表示矩阵欧式距离运算，i表示测试仪器能力矩阵或测试需求矩阵内第i个元素，m表示测试仪器能力矩阵或测试需求矩阵的列数，/>表示仪器能力矩阵内第i个元素，/>表示测试需求矩阵内第i个元素。
作为一种优选的技术方案，步骤S6中，资源管理调度软件下发测试控制指令，设备驱动软件控制开关设备建立测试仪器与被测设备的高频通路，设备驱动软件控制接口适配设备建立测试平台、测试仪器与被测设备的低频控制、数据通路，设备驱动软件控制测试仪器执行配置参数、激励信号、采集测试数据。
本发明相比于现有技术，具有以下有益效果：
（1）本发明通过测试资源池的松耦合和集约化管理，实现测试资源的共享利用、灵活调度，提升测试系统扩展性和测试资源利用率、有效减少重复性开发；
（2）本发明标准化资源描述、规范资源池管理流程，降低硬件设备和测试系统的耦合绑定、提升系统的扩展性；
（3）本发明能够便捷的扩展设备仪器、高效管理仪器资源，提升测试系统通用性和扩展性。
附图说明
图1为本发明所述的一种基于资源池的软件无线电测试方法的步骤示意图；
图2为本发明所述的测试系统的结构示意图；
图3为资源池管理软件示意图；
图4为资源匹配流程示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
如图1至图4所示，为了克服现有测试平台资源管理复杂、共享难、系统扩展性差、仪器互换性低的不足，本发明的目的在于提供一种基于物理资源虚拟化的资源池部署管理方法，标准化资源描述、规范资源池管理流程，降低硬件设备和测试系统的耦合绑定、提升系统的扩展性。
本发明公开了一种软件无线电测试资源池化部署与管理方法。设计软件无线电领域，该系统包括资源管理调度软件、设备驱动软件、测试仪器、开关设备和接口适配设备组成。设计一套标准规范的资源描述规则，通过该规则对资源仪器、测试需求进行描述，由资源调度管理软件解析汇总，形成资源池，并对资源池进行匹配调度。驱动仪器和设备完成软件无线电自动测试。通过测试资源池的松耦合和集约化管理，实现测试资源的共享利用、灵活调度，提升测试系统扩展性和测试资源利用率、有效减少重复性开发。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种软件无线电测试资源池化部署与管理方法基于脚本驱动的自动测试流程设计方法包括以下步骤：测试系统建立、资源标准化描述、描述文件解析、资源池建立、资源池调度与管理、测试驱动与执行；
测试系统包含测试平台和被测平台，其中测试平台包含资源调度管理软件、设备驱动软件、测试仪器、开关设备、接口适配设备，被测平台为被测软件无线电平台；
所述资源标准化描述是基于XML语言设计的一套资源描述语言，核心组件包括仪器描述、开关描述、接口适配设备描述、测试需求描述，各组件说明如下：
--仪器描述：对测试仪器基本信息和能力的静态描述。包含仪器名称、接口类型、通道号、仪器能力（如电压、电流、频率、精度等）；
--开关描述：包含对开关矩阵拓扑关系进行描述，包括开关矩阵内部链路、接口关系，及开关矩阵与被测设备之间高频接口的唯一性描述；
--接口适配设备描述：包含对接口适配设备接口关系的描述，包括接口适配设备接口关系，及接口适配设备被测设备之间低频接口的唯一性描述。包括电气特性、标识、连接器、接插件等；
--测试需求描述：将测试用例转化为对硬件资源的测试需求，并对激励信号、测试信号、测试流程等进行标准化描述；
对所述描述文件的解析包含以下步骤：
S31，加载基于xml格式的需求与资源标准化描述文件；
S32，获取需求与资源标准化描述文件的根元素；
S33，根据测试需求搜寻设定的子元素，并获取子元素的属性或元素值；
S34，重复步骤S33，直至获取完所有子元素；
S35，汇总整理获取的所有子元素信息，并释放需求与资源标准化描述文件句柄。
所述资源池建立是：解析仪器资源描述文件、开关资源描述文件、接口适配设备资源描述文件、测试需求描述文件后，资源池调度与管理软件将所有信息用链表数据结构进行资源池创建，分别创建仪器资源池、开关资源池、接口适配设备资源池、测试需求资源池。每个资源信息与测试需求信息则作为链表节点。
所述资源池调度与管理为根据测试需求资源池内测试需求信息，基于资源调度算法，将测试需求与可用资源进行最优匹配。资源配置流程如图4。资源匹配算法步骤如下：
1.将所有仪器，及该仪器下所有测试方案的能力参数用矩阵表示；将测试需求参数用矩阵表示；
2.遍历比较仪器方案能力矩阵与测试需求矩阵，判断该方案能力是否满足测试需求。若不满足，淘汰。若满足，则存储进匹配资源列表。
3.由于各参数量纲不同，对匹配资源列表内的能力矩阵进行归一化处理；
4.依次计算测试需求矩阵与仪器某方案能力矩阵的距离，距离越小，越匹配。矩阵距离公式如下：
5.从距离最小的仪器资源能力开始，通过开关资源池和接口适配设备资源池判断此仪器与测试点是否有测试通道。若有通道，则匹配成功，若无通道，则判断次一个仪器资源，直至匹配列表内全部结束。
所述测试驱动与执行：根据资源管理调度软件匹配的仪器，选择开关驱动及接口适配设备驱动，进行测试链路搭建。并根据选择的仪器能力方案，选择仪器驱动，进行仪器参数设置。
本发明给出了一种的物理资源虚拟化、测试资源池调度管理的技术方法。
本发明中，基于脚本驱动的自动测试流程设计方法，包括，基于标准描述语言的资源池化技术和测试资源池调度管理技术。
本发明中，基于XML语言设计的一套资源描述语言，核心组件包括仪器描述、开关描述、接口适配设备描述、测试需求描述。其中，仪器描述为对测试仪器基本信息和能力的静态描述，包含仪器名称、接口类型、通道号、仪器能力；开关描述主要为开关矩阵内各接口、通道的拓扑关系，及与被测设备之间高频接口的唯一性描述；接口适配设备描述主要为接口适配设备低频接口对应关系描述，测试需求描述主要为测试需要的信号类型、数值、执行流程等描述。
资源池调度管理软件解析标准化描述文件，并汇总资源信息。软件以链表形式组织数据，形成仪器资源池，开关资源池，接口适配资源池和测试需求资源池。
本发明中，用矩阵将资源池数据进行数学表示。通过能力判定、归一化、计算能力矩阵与测试需求矩阵距离，完成资源与测试需求的匹配调度。并通过设备驱动完成测试链路搭建，及测试用例执行。
实施例2
如图1至图4所示，作为实施例1的进一步优化，在实施例1的基础上，本实施例还包括以下技术特征：
一种软件无线电测试资源池化部署与管理方法的流程参见图1，整个测试流程为测试系统建立、资源标准化描述、描述文件解析、资源池建立、资源池调度与管理、测试驱动与执行，下述将分步骤进行描述：
步骤1：按照图2所示，建立测试系统：测试平台由资源管理调度软件、设备驱动软件、仪器资源描述文件、开关资源描述文件、接口适配资源描述文件和测试需求描述文件组成，硬件集成平台由测试仪器、开关设备和接口适配设备组成，被测平台由软件无线电平台组成，测试平台与硬件集成平台以仪器总线相连，测试平台和被测平台通过低频线缆和射频线相连；
步骤2：基于XML资源描述语言，对测试系统内测试仪器、开关设备、接口适配设备描述及测试需求进行标准化描述。其中，仪器主要描述测试能力、接口等，开关设备主要描述开关矩阵内各接口、通道的拓扑关系，接口适配设备主要描述低频接口对应关系，测试需求主要描述测试用例需要的信号类型、数值、执行流程等。
步骤3：如图3所示资源管理调度软件读取并解析仪器资源描述文件、开关资源描述文件、接口适配资源描述文件和测试需求描述文件。
步骤4：提取描述文件内资源信息，软件内汇总为仪器资源池，开关资源池，接口适配资源池和测试需求资源池；
步骤5：资源管理调度软件依次对测试资源次内测试需求进行匹配。根据测试需求，资源匹配算法，将仪器方案、开关路径、接口适配端口与测试需求进行匹配；
步骤6：资源管理调度软件下发测试控制指令，设备驱动软件控制开关设备建立仪器与被测设备高频通路，控制接口适配设备建立测试平台、仪器与被测设备低频控制、数据通路，控制测试仪器完成配置相关参数、激励信号、采集测试数据。
如上所述，可较好地实现本发明。
本说明书中所有实施例公开的所有特征，或隐含公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合和/或扩展、替换。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种基于资源池的软件无线电测试方法，其特征在于，将测试需求与测试资源的数据信息通过标准化语言描述，分别抽象为需求资源池与资源能力资源池；资源池采用资源管理调度软件进行统一管理，并通过匹配算法，实现测试需求与测试资源的匹配调度；
包括以下步骤：
S1，测试系统建立：建立测试系统；其中，测试系统包括依次通信连接的测试平台、硬件集成平台、软件无线电平台，软件无线电平台为被测平台；
S2，资源标准化描述：对测试系统内测试需求、测试资源进行标准化描述，形成描述文件；
S3，描述文件解析：利用测试平台读取并解析描述文件，提取描述文件内测试资源信息；
S4，资源池建立：将测试资源信息汇总整理为测试需求资源池和测试资源能力资源池；
S5，资源池调度与管理：根据资源池内测试需求信息与资源能力信息，基于匹配算法，将测试需求与可用资源进行最优匹配，生成匹配方案；
S6，测试驱动与执行：调用步骤S5生成的匹配方案涉及的设备驱动软件，执行软件无线电测试；
步骤S1中，测试平台包括资源管理调度软件、设备驱动软件、仪器资源描述文件、开关资源描述文件、接口适配资源描述文件、测试需求描述文件，硬件集成平台包括测试仪器、开关设备、接口适配设备；
步骤S2中，测试资源描述包括测试仪器描述、开关设备描述、接口适配设备描述，测试仪器描述为对测试仪器基本信息和能力的静态描述，开关设备描述为对开关矩阵的拓扑关系的描述，接口适配设备描述为对接口适配设备接口对应关系的描述，测试需求描述将测试用例转化为对硬件资源的数据指标需求；
测试仪器描述包括对测试能力、接口的描述，开关设备描述包括对开关矩阵内部链路、接口关系、开关矩阵与被测设备之间高频接口的唯一性描述，接口适配设备描述包括对接口适配设备接口关系、接口适配设备与被测设备之间低频接口的唯一性描述，测试需求描述包括对测试用例需要的信号类型、数值、执行流程的描述；
步骤S5中，匹配算法包括以下步骤：
S51，将所有测试仪器及该测试仪器下所有测试能力参数用一维矩阵表示，形成测试仪器能力矩阵；将测试需求参数用一维矩阵表示，形成测试需求矩阵；
S52，遍历比较测试仪器能力矩阵与测试需求矩阵，判断该测试仪器能力是否满足测试需求：若不满足，则舍弃该测试仪器；若满足，则将该测试仪器存储进匹配资源列表；
S53，对测试需求矩阵和匹配资源列表内的测试仪器能力矩阵进行归一化处理；
S54，依次计算测试需求矩阵与匹配资源列表内所有测试仪器能力矩阵的距离，距离越小，越匹配；
S55，从距离最小的测试仪器能力开始，通过开关资源池判断此测试仪器与被测设备之间是否有可用高频通道；通过接口适配设备资源池判断此测试仪器与被测设备之间是否有可用低频通道：若都有通道，则匹配成功；反之，则继续判断下一个测试仪器的能力，直至匹配列表内全部结束。
2.根据权利要求1所述的一种基于资源池的软件无线电测试方法，其特征在于，步骤S3中，解析描述文件包括以下步骤：
S31，加载基于xml格式的需求与资源标准化描述文件；
S32，获取需求与资源标准化描述文件的根元素；
S33，根据测试需求搜寻设定的子元素，并获取子元素的属性或元素值；
S34，重复步骤S33，直至获取完所有子元素；
S35，汇总整理获取的所有子元素信息，并释放需求与资源标准化描述文件句柄。
3.根据权利要求2所述的一种基于资源池的软件无线电测试方法，其特征在于，步骤S4中，将各个测试需求信息和资源信息用链表数据结构进行资源池创建，分别形成需求资源池和资源能力资源池；其中，资源能力资源池包括：仪器资源池、开关资源池和接口适配资源池。
4.根据权利要求3所述的一种基于资源池的软件无线电测试方法，其特征在于，步骤S44中，矩阵距离公式如下：
；
其中，表示测试仪器能力矩阵，/>表示测试需求矩阵，║•║表示矩阵欧式距离运算，i表示测试仪器能力矩阵或测试需求矩阵内第i个元素，m表示测试仪器能力矩阵或测试需求矩阵的列数，/>表示仪器能力矩阵内第i个元素，/>表示测试需求矩阵内第i个元素。
5.根据权利要求1至4任一项所述的一种基于资源池的软件无线电测试方法，其特征在于，步骤S6中，资源管理调度软件下发测试控制指令，设备驱动软件控制开关设备建立测试仪器与被测设备的高频通路，设备驱动软件控制接口适配设备建立测试平台、测试仪器与被测设备的低频控制、数据通路，设备驱动软件控制测试仪器执行配置参数、激励信号、采集测试数据。
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