支持終端一致性測試的TD-SCDMA協(xié)議測試平臺

1、引言
隨著對無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)種類、無線傳輸速率要求不斷增強，第三代移動通信技術(shù)及應(yīng)用得到了迅猛的發(fā)展，TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)及其應(yīng)用的研究成為3G發(fā)展的重頭戲。雖然TD-SCDMA技術(shù)已經(jīng)成熟，但是其產(chǎn)業(yè)化的道路依然坎坷，其中終端設(shè)備的測試問題已經(jīng)成為了TD-SCDMA產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的瓶頸。因此，開展對TD-SCDMA移動終端一致性測試技術(shù)[1]的研究，設(shè)計針對TD-SCDMA系統(tǒng)的終端測試平臺，對準(zhǔn)確地驗證移動終端設(shè)備的各項技術(shù)和性能要求具有十分重要的意義。
對終端設(shè)備的測試包括：射頻指標(biāo)測試、協(xié)議測試[1-3]其他測試。協(xié)議一致性測試是協(xié)議測試的基礎(chǔ)，即通過觀察設(shè)備對協(xié)議具體實現(xiàn)在不同環(huán)境和條件下的反應(yīng)行為來驗證協(xié)議實現(xiàn)與相應(yīng)的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)是否一致。協(xié)議一致性測試是一致性測試中的難點。
現(xiàn)有的終端協(xié)議一致性測試方案主要有兩種：第一種是對協(xié)議棧進行完全實現(xiàn)，然后控制協(xié)議棧的運行狀態(tài)完成測試；第二種是對某項具體測試內(nèi)容使用工具集生成測試用例。前者可以較簡便地實現(xiàn)某一項測試。但結(jié)構(gòu)體系比較封閉，業(yè)務(wù)的擴展性和重用性不強，而且整體協(xié)議棧開發(fā)難度大。后者具有較強的擴展性但是提高了測試方法實現(xiàn)的復(fù)雜度，生成TD-SCDMA測試用例較麻煩，而且重用性差，如果沒有對測試用例運行平臺很好的設(shè)計和對所有測試步驟進行統(tǒng)籌規(guī)劃作為前提，用例很難配合使用。
本文提出了一個具有實際應(yīng)用價值的可以支持終端協(xié)議一致性測試的TD-SCDMA終端測試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，該系統(tǒng)不僅可以提供協(xié)議一致性測試。而且可以模擬網(wǎng)絡(luò)的基本業(yè)務(wù)，并且實現(xiàn)了體系架構(gòu)模塊化以具有標(biāo)準(zhǔn)的接口的靈活擴展方式，具備開放的體系結(jié)構(gòu)。
2、協(xié)議一致性測試與TTCN
2.1　協(xié)議一致性測試
協(xié)議一致性測試是協(xié)議測試的一種，它是一種功能性測試，依據(jù)協(xié)議規(guī)范的說明對協(xié)議的某個實現(xiàn)進行測試，判斷協(xié)議實現(xiàn)與協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)是否保持一致。其主要目的是確認產(chǎn)品遵從規(guī)范要求，減少產(chǎn)品在現(xiàn)場運行時發(fā)生錯誤的風(fēng)險性。
協(xié)議一致性測試標(biāo)準(zhǔn)包括3個部分：抽象測試集（ATS）、協(xié)議實現(xiàn)一致性說明（PICS）和協(xié)議實施附加信息（PIXIT）?？蓤?zhí)行測試集（ETS）在以上3部分基礎(chǔ)上生成。
協(xié)議一致性測試的主要步驟如下：
●根據(jù)協(xié)議規(guī)范，研究協(xié)議規(guī)范的每個特性，為每個特性編寫測試目的。
●把每個測試目的轉(zhuǎn)化為抽象測試用例（ATC）。覆蓋協(xié)議規(guī)范所有特性的多個ATC集合就構(gòu)成了該協(xié)議規(guī)范的ATS。
●生成PICS/PIXIT。PICS用來說明實施的要求、能力及可選項實施的情況。PIXIT用來提供測試時必須標(biāo)明的協(xié)議參數(shù)。
●確定測試方法，針對不同的IUT（被測實現(xiàn)），用戶應(yīng)采用不同的測試方法。
●根據(jù)PICS/PIXIT和測試目的編寫測試用例，生成ETS。
●使用生成的ETS測試IUT。
●根據(jù)測試結(jié)果生成測試報告。
2.2　協(xié)議測試語言TTCN
協(xié)議一致性測試最主要的工作之一就是測試用例的生成。有許多自動生成測試用例的方法，但是這些方法都依賴于協(xié)議的形式化描述，而大多數(shù)通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)議都是用自然語言描述。要對這類協(xié)議進行測試，由于不能用基于狀態(tài)機模型的產(chǎn)生工具自動生成測試集，必須由專業(yè)人員熟悉該協(xié)議和相關(guān)協(xié)議，寫出自然語言描述的測試集。這種自然語言描述的測試集的最大缺點是二義性和難以用機器處理。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）推薦了一種專門描述測試集的半形式化描述語言TTCN[4-6]，它具有明確的語法和語義，且是可執(zhí)行的，用以描述獨立于任何實現(xiàn)的通用測試集。針對測試領(lǐng)域，TTCN提供了許多有用元素，目前已經(jīng)發(fā)展成為一種通用的測試規(guī)格語言。
TTCN是一種形式測試描述語言，采用樹和表格為表現(xiàn)形式的測試表示法，其中表格主要用于數(shù)據(jù)類型、原語、協(xié)議觀察點、約束等，樹則用于描述測試集、測試用例、測試步驟等。
TTCN有2種表現(xiàn)形式：圖形方式（GR）和機器處理方式（MP）。
●GR采用表格方式，適合于人機交互時使用。
●MP通過使用定義的語法來生成測試集，適合于在機器處理和其他自動方式之間進行轉(zhuǎn)換。
TTCN需要滿足以下需求：
●測試系統(tǒng)能夠定義和構(gòu)造發(fā)送和接收IUT的抽象服務(wù)原語（ASP）。
●能夠定義和構(gòu)造嵌入在ASP的協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PDU）。
●在指定控制和觀察點（PCO）上，能夠規(guī)定ASP的發(fā)送或接收順序構(gòu)造測試用例。
在對TD-SCDMA高層軟件進行測試時，TTCN雖然采用黑盒測試方法，但通過與SDL的聯(lián)合使用（協(xié)仿真），可以生成消息序列流圖（MSC）。通過觀察IUT內(nèi)部和IUT與環(huán)境（測試系統(tǒng)）之間的消息序列和數(shù)據(jù)流，達到查找錯誤的目的。
3、TD-SCDMA協(xié)議測試平臺結(jié)構(gòu)
測試平臺包括多個功能實體和框架模塊，主要由腳本部分、協(xié)議部分和應(yīng)用部分3個部分構(gòu)成，結(jié)構(gòu)框架如圖1所示。