一种对基站进行协议一致性测试的系统和方法

摘要

本发明所提供的一种对基站进行协议一致性测试的系统和方法，该系统是基于TTCN－3对全球互操作性微波接入系统中的基站进行测试，确保检测所实现的协议实体与协议规范的标准规定一致，它采用测试后台和前台代理所构架的结构来对基站进行测试，包括：测试后台，用于解析执行已编译的TTCN－3测试用例并判定测试结果；前台代理，用于根据所述测试后台的要求收发业务数据，并向所述基站发送控制信息。本发明实现了在没有射频模块等物理层实现的情况下对基站进行协议一致性测试，降低测试系统的成本和加大测试系统自身的可靠性，达到了节约成本和增加测试系统的健壮性的目的。

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域，具体涉及一种基于TTCN-3的对WIMAX系统中的基站进行协议一致性测试的系统和方法。

背景技术

TTCN-3(Testing and Test Control Notation Version 3，测试和测试控制表示法第三版)是一种由ETSI(The European Telecommunications StandardsInstitute，欧洲通讯标准研究院)制定的国际性标准化的测试脚本语言，并公布成为ETSI ES 201 873系列标准文件，作为一个功能强大的基于响应系统的黑盒测试标准，TTCN-3被广泛地应用于多种不同领域和类型的测试之中，尤其在通信领域的协议一致性测试(PCT，Protocol Conformance Testing)中发挥着无与伦比的作用。

WiMAX技术(Worldwide Interoperability for Microwave Access，全球互操作性微波接入)是一项基于IEEE 802.16d/e标准的宽带无线接入城域网技术，也可以称为IEEE Wireless MAN，其主要目标是提供一种在城域网一点对多点的多厂商环境下，可有效地进行互操作的宽带无线接入手段，WiMAX系统采用了与第三代移动通信系统类似的网络体系结构，包括移动终端(MSS，Mobile Service Subcrible)、接入网(ASN，Access ServiceNetwork)、核心网(CSN，Core Service Network)和各种应用服务器；其中，接入网用于处理所有与无线相关的功能，而核心网处理WiMAX系统内主要的数据业务，并实现与外部网络的交换和路由功能，MSS、ASN、CSN和各种应用服务器一起构成了整个WiMAX系统；BS(Base Station，基站)指的是WIMA系统接入网中的无线收发信机，包括射频处理单元和基带处理单元，主要功能是扩频、调制、信道解码，还包括基带信号和射频信号的相互转换等功能。

协议一致性测试是一种黑盒测试，是检测所实现的协议实体(或系统)与协议规范的符合程度的测试，即是验证被测实现(IUT，ImplementationUnder Test)与协议标准规定是否一致的手段。通常利用一组专门设计的测试用例，在一定的网络环境下，对被测实现进行黑盒测试，通过比较被测实现IUT的实际输出与预期输出的异同，判定被测实现IUT是否与协议描述相一致。

协议一致性测试标准包括三部分：抽象测试集(ATS)、协议实现一致性说明(PICS)和协议实施附加信息(PIXIT)，可执行测试集(ETS)在以上三部分的基础上生成。其中，抽象测试集ATS规定某一标准协议的测试目的、测试内容和测试步骤，协议实现一致性说明PICS说明实施的要求、能力及选项实现的情况，协议实施附加信息PIXIT提供测试必须的协议参数。

传统的基于TTCN-3的针对BS(Base Station，基站)的协议一致性测试需要编写一组用来模仿业务流程的测试用例，配合测试系统的软硬件实现来仿真移动终端，通过空中接口向基站BS发送激励消息，同时接收基站BS返回的响应消息；测试系统还要与基站BS通过网口进行通信，激励基站BS主动通过空中接口发送消息，以测试某些由基站BS主动发起的业务流程。这种测试系统存在两方面的缺点：首先，移动终端的仿真需要复杂的软硬件的支持来实现基带与射频两部分的功能，研发成本昂贵，从而造成市面上的协议一致性测试工具在价格上难以被BS生产厂家所接受；其次，协议一致性测试主要是针对WIMAX系统的MAC(Medium Access Control，媒质接入控制)层，物理层实现的引入不仅增加了测试系统的成本，而且加大了测试系统自身的不可靠性，对于定位测试中发现的问题也造成了一定的困难。

发明内容

本发明的目的是，针对上述现有技术存在的缺陷提供了一种基于TTCN-3的直接对基站BS的媒质接入控制层进行协议一致性测试的系统和方法，以实现在没有射频模块等物理层实现的情况下对基站BS进行协议一致性测试，从而达到节约成本和增加测试系统的健壮性的目的。

本发明的技术方案如下：

一种对基站进行协议一致性测试的系统，基于测试和测试控制表示法对全球互操作性微波接入系统中的基站进行测试，其中，包括：

测试后台，用于解析执行已编译的所述测试和测试控制表示法的测试用例并判定测试结果；

前台代理，用于根据所述测试后台的要求收发业务数据，并向所述基站发送控制信息。

所述的系统，其中，所述测试后台包括：

用例调度执行器，用于读取并解析已编译的协议一致性测试的所述测试用例文件；

编解码器，用于对所述测试用例文件进行编码和解码；

被测系统适配器，用于接收来自于所述用例调度执行器的数据并发送到通信客户端模块，同时接收从数据业务处理模块返回的信息，进行加工后返回给所述用例调度执行器；

通信客户端模块，用于对往来的测试数据和控制信息进行封装和解封装，完成所述测试后台与所述前台代理之间的数据传送。

所述的系统，其中，所述测试后台还包括：

平台适配器，用于根据所接收到的控制信息，调用本地控制模块和通信客户端模块来完成相应的控制功能；

本地控制模块，用于对给定数据进行指定的操作；

所述的系统，其中，所述前台代理包括：

通信服务端模块，与所述通信客户端模块信号连接，用于接受来自所述客户端的数据，与所述通信客户端模块进行配合来共同完成数据的传送。

远程控制模块，用于根据接收到的控制信息，控制数据业务处理模块的动作，并通过发送消息来控制所述基站的动作。

数据业务处理模块，用于向所述基站转发测试数据，接受所述远程控制模块的控制，对来自所述基站的返回信息进行上报。

所述的系统，其中，所述测试后台与所述前台代理通过以太网进行连接。

所述的系统，其中，所述测试后台运行于PC机上。

所述的系统，其中，所述测试后台还可用于专用服务器上。

所述的系统，其中，所述前台代理运行于单板的嵌入式环境上，与所述基站电连接。

一种对基站进行协议一致性测试的方法，采用测试后台和前台代理所构架的结构来对所述基站进行测试，包括如下步骤：

A、所述测试后台解析执行已编译的TTCN-3测试用例，将测试消息进行加工和封装通过以太网发送给所述前台代理；

B、所述前台代理根据所述测试后台的要求收发业务数据，对所发送的所述测试消息进行解封装，并向所述基站发送控制信息；

C、所述基站将响应消息反馈给所述前台代理，所述响应消息经过所述前台代理的过滤和封装，通过以太网发送给所述测试后台；

D、所述测试后台对收到的消息进行解封装，并对所述响应消息进行判定给出测试结果。

所述的方法，其中，包括如下步骤：

E、所述基站向所述前台代理主动发送消息，所述前台代理根据预设的参数对收到的消息进行过滤和封装，通过以太网发送给所述测试后台；

F、所述测试后台对收到的消息进行解封装，并对所述消息进行判定给出测试结果。

本发明所提供的一种基于TTCN-3的对WIMAX系统中的基站进行协议一致性测试的系统和方法，本发明采用测试后台和前台代理所构架的结构来对被测系统(基站)进行测试，实现了在没有射频模块等物理层实现的情况下对基站BS进行协议一致性测试，降低测试系统的成本和加大测试系统自身的可靠性，达到了节约成本和增加测试系统的健壮性的目的。

附图说明

图1为本发明的系统架构设计图；

图2为本发明的系统工作流程示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种具体的基于TTCN-3的对WIMAX系统中的基站进行协议一致性测试的系统和方法，为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。

为了解决在协议一致性测试过程中所存在的测试系统成本和可靠性的问题，本发明采用了测试后台和前台代理所构架的结构来对被测系统(SUT，System Under Test)，即基站进行测试的方法，它包括：第一步，测试后台解析执行已编译的TTCN-3测试用例，将测试消息进行加工和封装通过以太网发送给所前台代理；前台代理根据测试后台的要求收发业务数据，对所发送的所述测试消息进行解封装，并向被测系统(基站)发送控制信息；第二步，被测系统(基站)将响应消息反馈给前台代理，所述响应消息经过所述前台代理的过滤和封装，通过以太网发送给测试后台；测试后台对收到的消息进行解封装，并对所述响应消息进行判定给出测试结果；第三步，被测系统(基站)还可向前台代理主动发送消息，前台代理根据预设的参数对收到的消息进行过滤和封装，通过以太网发送给测试后台，测试后台对收到的消息进行解封装，并对所述消息进行判定给出测试结果。

根据该方法本发明采用了如图1所示的用于对基站进行协议一致性测试的系统，该系统是基于TTCN-3对全球互操作性微波接入系统中的被测系统(基站)进行测试，确保检测所实现的协议实体与协议规范的标准规定一致，包括：测试后台和前台代理，其中，测试后台运行于普通的PC机上，为了提高测试后台的响应速度，也可以将其部署在专用的服务器上，测试后台，用于解析执行已编译的TTCN-3测试用例并判定测试结果；前台代理运行于单板的嵌入式环境之上，前台代理，用于根据所述测试后台的要求收发业务数据，并向被测系统(基站)发送控制信息，测试后台和前台代理通过以太网连接，前台代理与被测系统(基站)连接。用于协议一致性测试的TTCN-3脚本的编辑和编译需要专门的第三方开发环境，TTCN-3用例调度执行器是以编译后的测试用例文件作为输入，为用户提供一个测试执行平台和测试结果的观察窗口。

测试后台包括以下模块：TTCN-3用例调度执行器，编解码器、平台适配器、SUT适配器、本地控制模块、通信客户端模块。

其中，TTCN-3用例调度执行器，与编解码器、平台适配器、SUT适配器相连，用于读取并解析已编译的用于协议一致性测试的TTCN-3测试用例文件，调用编码器对用例中的TTCN-3类型的数据进行编码，根据解析结果向SUT适配器发送编码后的测试数据，向平台控制器发送编码后的控制信息，接收SUT适配器和平台适配器的反馈，调用解码器将反馈信息解码为TTCN-3类型的数据，判定当前用例的测试结果并生成测试报告；

编解码器，用于将给定的TTCN-3类型的数据编码为指定格式的码流，将给定的码流解码为指定TTCN-3类型的数据；

平台适配器，与TTCN-3用例调度执行器、本地控制模块、通信客户端模相连，用于根据接收到的控制信息，调用本地控制模块完成相应的动作，或者调用通信客户端模块将控制信息发送给远程控制模块来完成相应的控制功能；

SUT适配器，与TTCN-3用例调度执行器、通信客户端模相连，用于将接收到的数据加工为BS可以识别的形式，调用通信客户端模块发送给数据业务处理模块，同时接收从数据业务处理模块返回的信息，进行加工后返回给TTCN-3用例调度执行器；

本地控制模块，用于对给定数据进行指定的操作，如：加密、解密、计算数字签名等；

通信客户端模块，与平台适配器、SUT适配器相连，通过TCP/IP(Transmit Control Protocol/Internet Protocol，传输控制协议/互联网协议)与通信服务端模块进行连接，对往来的测试数据和控制信息进行封装和解封装，完成测试后台与前台代理之间的数据透明传送。

前台代理还包括以下模块：通信服务端模块、远程控制模块、数据业务处理模块。

其中，通信服务端模决，与远程控制模块、数据业务处理模块相连，并通过TCP/IP与测试后台中的通信服务端模块进行连接，用于接受来自客户端的TCP/IP连接，与通信客户端模块进行配合来共同完成数据的透明传送。

远程控制模块，与通信服务端模块、数据业务处理模块以及与被测系统(基站)相连根据收到的控制信息，控制数据业务处理模块的动作，或者通过发送消息来控制BS的动作。

所述的数据业务处理模块，与通信服务端模块、远程控制模块以及与被测系统(基站)相连，向被测系统(基站)转发测试数据，接受远程控制模块的控制，对来自被测系统(基站)的返回信息进行有条件的上报。

在测试执行过程中，编解码器为TTCN-3类型的数据与指定格式码流之间的转换提供了手段；平台适配器依赖于本地控制模块和远程控制模块，为脚本提供了控制外部环境的能力，包括获得本地算法的支持、控制被测系统(基站)BS和控制数据业务处理模块；SUT适配器则可以对脚本中定义的码流进行加工，然后发送给被测系统，也可以对被测系统返回的码流进行加工，再上报给TTCN-3调度执行模块。通信客户端模块和通信服务端模块配合，屏蔽了前后台通信方式的差异，为数据的传输提供了多个并行的信息交互通道；数据业务模块受控于远程控制模块，可以对前台发送给后台的码流进行筛选。

图2为本发明的系统工作流程示意图，下面参见附图2对各系列步骤进行详细的描述，其中：

步骤1.x系列定义了TTCN-3类型的数据到指定格式码流的转换流程；在步骤1.1中，TTCN-3用例调度执行器将需要转换的TTCN-3类型的数据发送给编码器；在步骤1.2中，编码器将编码完成后的指定格式的码流返回给TTCN-3用例调度执行器。

步骤2.x系列定义了指定格式码流到TTCN-3类型数据的转换流程；在步骤2.1中，TTCN-3用例调度执行器将指定格式的码流发送给解码器；在步骤2.2中，解码器将码流转换为TTCN-3类型的数据，并返回给TTCN-3用例调度执行器。

步骤3.x系列定义了控制本地环境的流程；在步骤3.1中，TTCN-3用例调度执行器向平台适配器发送本地控制请求，在步骤3.2中，平台适配器根据接收到的控制请求类型，对参数信息进行加工，然后转发给本地控制模块；在步骤3.3中，本地控制模块根据参数完成指定的动作，返回标识执行结果的消息给平台适配器，在步骤3.4中，平台适配器将收到的执行结果消息上报给TTCN-3用例调度执行器。

步骤4.x系列定义了控制业务数据处理模块的流程；在步骤4.1中，TTCN-3用例调度执行器向平台适配器发送远程数据筛选请求；在步骤4.2中，平台适配器根据接收到的控制请求类型，对参数信息进行加工，然后转发给通信客户端模块；在步骤4.3中，通信客户端模块对收到的消息进行封装，通过以太网发送给通信服务端模块；在步骤4.4中，通信服务端模块对后台发送的消息进行解封装，发送给远程控制模块；在步骤4.5中，远程控制模块解析消息中的控制命令及其参数，向数据业务处理模块发送指令，指示其对接收到的消息进行筛选；在步骤4.6中，数据业务处理模块向远程控制模块返回标识参数设置结果的消息；在步骤4.7中，远程控制模块将执行结果消息发送给通信服务端模块；在步骤4.8中，通信服务端模块对执行结果消息进行封装，通过以太网发送给通信客户端模块；在步骤4.9中，通信客户端模块对消息进行解封装，然后返回给平台适配器；在步骤4.10中，平台适配器将收到的执行结果消息上报给TTCN-3用例调度执行器。

步骤5.x系列定义了控制BS动作的流程；在步骤5.1中，TTCN-3用例调度执行器向平台适配器发送远程被测系统(基站)BS控制请求；在步骤5.2中，平台适配器根据接收到的控制请求类型，对参数信息进行加工，然后转发给通信客户端模块；在步骤5.3中，通信客户端模块对收到的消息进行封装，通过以太网发送给通信服务端模块；在步骤5.4中，通信服务端模块对后台发送的消息进行解封装，发送给远程控制模块；在步骤5.5中，远程控制模块解析消息中的控制命令极其参数，按约定的流程向被测系统(基站)BS发送消息，触发基站BS的动作；在步骤5.6中，远程控制模块完成基站BS的控制，将执行结果消息发送给通信服务端模块；在步骤5.7中，通信服务端模块对执行结果消息进行封装，通过以太网发送给通信客户端模块，在步骤5.8中，通信客户端模块对消息进行解封装，然后返回给平台适配器；在步骤5.9中，平台适配器将收到的执行结果消息上报给TTCN-3用例调度执行器。

步骤6.x系列定义了由TTCN-3用例调度执行器发送测试数据并取得基站BS响应的流程；在步骤6.1中，TTCN-3用例调度执行器向SUT适配器发送测试消息；在步骤6.2中，SUT适配器根据消息的类型，对消息进行必要的加工，然后发送给通信客户端模块；在步骤6.3中，通信客户端模块对消息进行封装，通过以太网发送给通信服务端模块；在步骤6.4中，通信服务端模块对后台发送的消息进行解封装，发送给数据业务处理模块；在步骤6.5中，数据处理模块将消息发送给基站BS；在步骤6.6中，数据业务处理模块收到基站BS的响应消息；在步骤6.7中，数据业务处理模块根据预设的参数对收到的消息进行过滤，然后返回给通信服务端模块；在步骤6.8中，通信服务端模块对返回的消息进行封装，通过以太网发送给通信客户端模块；在步骤6.9中，通信客户端模块对收到的消息进行解封装，返回给SUT适配器；在步骤6.10中，SUT适配器将响应消息上报给TTCN-3用例调度执行器，TTCN-3用例调度执行器将对响应消息进行判定，然后给出测试结果。

步骤7.x系列定义了基站BS主动向TTCN-3用例调度执行器发送消息的处理流程；在步骤7.1中，BS向数据业务处理模块主动发送消息；在步骤7.2中，数据业务处理模块根据预设的参数对收到的消息进行过滤，然后将过滤后的消息上报给通信服务端模块；在步骤7.3中，通信服务端模块对上报的消息进行封装，通过以太网发送给通信客户端模块；在步骤7.4中，通信客户端模块对收到的消息进行解封装，上报给SUT适配器；在步骤7.5中，SUT适配器将消息上报给TTCN-3用例调度执行器，TTCN-3用例调度执行器将对收到的消息进行判定，然后给出测试结果。

应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。