支持终端一致性测试的TD-SCDMA协议测试平台

1、引言
随着对无线数据业务种类、无线传输速率要求不断增强，第三代移动通信技术及应用得到了迅猛的发展，TD-SCDMA标准及其应用的研究成为3G发展的重头戏。虽然TD-SCDMA技术已经成熟，但是其产业化的道路依然坎坷，其中终端设备的测试问题已经成为了TD-SCDMA产业化发展的瓶颈。因此，开展对TD-SCDMA移动终端一致性测试技术[1]的研究，设计针对TD-SCDMA系统的终端测试平台，对准确地验证移动终端设备的各项技术和性能要求具有十分重要的意义。
对终端设备的测试包括：射频指标测试、协议测试[1-3]其他测试。协议一致性测试是协议测试的基础，即通过观察设备对协议具体实现在不同环境和条件下的反应行为来验证协议实现与相应的协议标准是否一致。协议一致性测试是一致性测试中的难点。
现有的终端协议一致性测试方案主要有两种：第一种是对协议栈进行完全实现，然后控制协议栈的运行状态完成测试；第二种是对某项具体测试内容使用工具集生成测试用例。前者可以较简便地实现某一项测试。但结构体系比较封闭，业务的扩展性和重用性不强，而且整体协议栈开发难度大。后者具有较强的扩展性但是提高了测试方法实现的复杂度，生成TD-SCDMA测试用例较麻烦，而且重用性差，如果没有对测试用例运行平台很好的设计和对所有测试步骤进行统筹规划作为前提，用例很难配合使用。
本文提出了一个具有实际应用价值的可以支持终端协议一致性测试的TD-SCDMA终端测试系统结构，该系统不仅可以提供协议一致性测试。而且可以模拟网络的基本业务，并且实现了体系架构模块化以具有标准的接口的灵活扩展方式，具备开放的体系结构。
2、协议一致性测试与TTCN
2.1　协议一致性测试
协议一致性测试是协议测试的一种，它是一种功能性测试，依据协议规范的说明对协议的某个实现进行测试，判断协议实现与协议标准是否保持一致。其主要目的是确认产品遵从规范要求，减少产品在现场运行时发生错误的风险性。
协议一致性测试标准包括3个部分：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3部分基础上生成。
协议一致性测试的主要步骤如下：
●根据协议规范，研究协议规范的每个特性，为每个特性编写测试目的。
●把每个测试目的转化为抽象测试用例（ATC）。覆盖协议规范所有特性的多个ATC集合就构成了该协议规范的ATS。
●生成PICS/PIXIT。PICS用来说明实施的要求、能力及可选项实施的情况。PIXIT用来提供测试时必须标明的协议参数。
●确定测试方法，针对不同的IUT（被测实现），用户应采用不同的测试方法。
●根据PICS/PIXIT和测试目的编写测试用例，生成ETS。
●使用生成的ETS测试IUT。
●根据测试结果生成测试报告。
2.2　协议测试语言TTCN
协议一致性测试最主要的工作之一就是测试用例的生成。有许多自动生成测试用例的方法，但是这些方法都依赖于协议的形式化描述，而大多数通信网络协议都是用自然语言描述。要对这类协议进行测试，由于不能用基于状态机模型的产生工具自动生成测试集，必须由专业人员熟悉该协议和相关协议，写出自然语言描述的测试集。这种自然语言描述的测试集的最大缺点是二义性和难以用机器处理。国际标准化组织（ISO）推荐了一种专门描述测试集的半形式化描述语言TTCN[4-6]，它具有明确的语法和语义，且是可执行的，用以描述独立于任何实现的通用测试集。针对测试领域，TTCN提供了许多有用元素，目前已经发展成为一种通用的测试规格语言。
TTCN是一种形式测试描述语言，采用树和表格为表现形式的测试表示法，其中表格主要用于数据类型、原语、协议观察点、约束等，树则用于描述测试集、测试用例、测试步骤等。
TTCN有2种表现形式：图形方式（GR）和机器处理方式（MP）。
●GR采用表格方式，适合于人机交互时使用。
●MP通过使用定义的语法来生成测试集，适合于在机器处理和其他自动方式之间进行转换。
TTCN需要满足以下需求：
●测试系统能够定义和构造发送和接收IUT的抽象服务原语（ASP）。
●能够定义和构造嵌入在ASP的协议数据单元（PDU）。
●在指定控制和观察点（PCO）上，能够规定ASP的发送或接收顺序构造测试用例。
在对TD-SCDMA高层软件进行测试时，TTCN虽然采用黑盒测试方法，但通过与SDL的联合使用（协仿真），可以生成消息序列流图（MSC）。通过观察IUT内部和IUT与环境（测试系统）之间的消息序列和数据流，达到查找错误的目的。
3、TD-SCDMA协议测试平台结构
测试平台包括多个功能实体和框架模块，主要由脚本部分、协议部分和应用部分3个部分构成，结构框架如图1所示。