TD-SCDMA系统RNC侧Node B测试平台的分析与实现

2.2.3　测试平台的基本需求

设计出的测试平台的特性满足以下要求。

●出厂前测试。Node B从生产线上完成后，进行的最后一道质量测试，主要是与射频相关的Iub信令测试，如小区建立、系统消息更新、无线链路建立等，以及上行链路的FP帧的误码率及误块率等。

●数据链路的对等层测试。如Node B与RNC之间的ATM层和FP层的信令测试。

●Iub信令集的覆盖测试。由测试平台发起各种NBAP（Node B应用部分）过程或测试平台响应Node B的NBAP的各种请求，要求覆盖各种信令过程，如无线链路的建立、重配与删除，小区的建立与删除，公共信道与专用信道的测量，复位与阻塞等。

●CS（电路交换）域及PS（分组交换）域的通信链路的建立与数据传输的测试。包括语音业务和数据业务的测试，以及各种混合业务的测试，如CS AMR 12.2 kbit/s+PS 64 kbit/s等。

为了提高测试效率及平台的易用性，它还需要支持以下功能。

●测试自动化。支持基于脚本的测试用例，可以在不需要测试人员干预的情况下完成测试，这对于费时耗力的回归测试及需要大量循环过程的压力测试尤其有利。

●测试用例的灵活性。可以根据需要灵活地修改测试用例的脚本，以完成不同的测试流程与信令交互，如对于CS通话过程，在不同的测试用例中可以配置不同的无线资源（码道和时隙等）。

●异常测试用例。这是测试平台的最主要的优势所在，对于被测对象，不仅要求它可以对正常情况做出正确响应，还要可以发现和排除异常过程，如在某状态下，接收到未预期的消息，或消息中存在错误信息等。对于使用真实RNC来测试Node B。这些测试是无法完成的。

3、测试平台的实现

TD-SCDMA的各层协议具有不同的实时性要求，如ATM与FP其实时性要求很高，要求运行在实时性操作系统中，能够以高时间精度中断的形式接收和发送数据，因此需要具有实时操作系统的处理器板，而层3的协议如NBAP、RRC（无线资源控制）等实时性要求不高，在一定时间内完成特定数据处理即可，可以运行在一般的非实时操作系统之上，并且由于测试系统需要具有很强的数据分析、处理和显示功能，因此需要具有较强处理功能的PC机。由此可以将整个测试平台分成两个部分：与Node B物理连接相关的RTOS处理平台及处理高层协议的非实时处理平台。文中以Windows平台为例，给出如图3所示的Node B Iub接口测试平台的系统架构。

图3　RNC侧测试平台网络结构

3.1　测试平台配置结构

测试平台由一台普通的Windows PC和一块专用硬件板构成，通过E1线或T1线与Node B进行网络连接。测试人员操作Windows PC就可控制整个测试过程。

在实际使用过程中，根据实际情况，可增减加一些和Node B相关的测试网元和工具，如一些测试分析仪等。图3中的UE仅为可选配置，Node B为图中惟一的受测对象，其他设备都为测试辅助工具。

3.2　测试平台总体架构

如图4所示，Iub测试平台系统分为两部分：专用硬件板和Windows PC。两部分之间的信息交互采用TCP/IP通信模式。

图4　Iub测试平台模块结构

Windows PC部分主要实现一些对实时性要求不高的RRC协议和NBAP协议。自动测试脚本引擎及测试数据准备和后期数据的分析模块都在Windows PC端运行。利用Microsoft的GUI编程工具，可以开发出Windows PC较友好的用户界面，对用户的操作水平要求也相对下降。

专用硬件板部分用专用的电路实现，ATM协议栈相关的软件在其上运行，具备与Node B进行ATM连接的功能，主要用于与Node B进行数据传输。其上的另一个重要部分是用户面底层协议栈，如层1的FP和层2的RLC/MAC。由于RNC侧的FP要与Node B侧的FP进行同步，并且只能在配置好的固定TTI（时间间隙）进行数据收发，因此要求此专业硬件板具有较高的定时精度（毫秒级）。

硬件板上的UPD（user plane dispatcher）模块，用来分发用户面的数据到RLC/MAC或FP。

FP的主要功能是处理Iub口用户面DCH（专用信道）数据流和CTCH（公共业务信道）数据流的数据/控制帧的封装/解封装。

3.3　专用硬件板的选择和软件设计

专用硬件板是此测试系统中重要的一部分，它主要用来运行ATM协议栈，层一的FP、层二的RLC/MAC，以太网协议栈、消息分发模块。

图5中WinPath为板载高性能CPU，其Packet Bus有128 Mbyte 64位的133 MHz SDRAM内存。Host Bus上有128 Mbyte SDRAM内存和16 Mbyte Boot Flash。板子通过RJ45口支持Copper PHY连接，从而可以通过1 000 Mbit/s以太网使用TCP/IP与Windows PC连接。TDI及UPI2等物理接口支持OCTAL E1/T1，用以和Node B进行连接。板载256 Kbyte I2C Serial EEPROM。JTAG DEBUG用于调测板子的状态。通过可选PPC子板可以加强板子的CPU处理能力。实验表明，此硬件板内存大，处理能力强，选用专用的实时操作系统后，处理ATM协议栈和FP、MAC、ALCAP协议时能充分保证数据流量大时的实时操作。当有更高的CPU占用应用时，可通过PPC子板进行扩展。

图5　专用硬件板结构

板子上的操作系统选用的原则是尽量使用实时性较强的嵌入式操作系统，各个模块的可设计成独立的进程或任务，模块之间的数据交互可采用消息队列机制。

硬件板及其相应的软件选定后，板子上的软件可选用一些成熟的协议栈软件。测试的人机接口主要由Windows PC上的软件来实现，因此Windows PC端软件是测试平台的关键。

3.4　Windows PC端软件

3.4.1　Windows PC各模块的功能和关系

如图4所示，Windows PC部分有以下几个模块：人机接口模块、消息和日志路由及缓存模块、自动测试脚本引擎模块、NAS（network attached storage）非接入层的procedure/codec模块、RRC procedure/codec模块、NBAP procedure/codec模块、数据流distributor模块。

人机接口模块的主要功能有消息编辑、自动测试脚本编辑、测试日志及输出消息查看/分析，此模块是整个测试平台与测试人员交互的惟一接口，良好的图形接口设计可以节省测试人员大量的时间，减少操作出错的可能性。测试需要准备的消息具体内容、配置数据和自动脚本都由此模块生成，然后消息及配置数据由此模块交给消息和日志路由及缓存模块，测试脚本交给脚本引擎模块。在测试结果消息及日志处理方面，测试过程中的输出数据都由消息和日志路由模块交给人机接口模块。

图6　脚本引擎

NAS模块与Iub接口没有直接关系，它是CN（核心网）侧与UE侧对等的层结构，因此测试平台没有CN，所以根据UE测试需求引入NAS模块。

脚本引擎是测试平台的核心自控模块。测试人员通过人机交互模块输入脚本程序到此模块执行。据不同的测试案例，脚本程序按其所在控制面和用户面两种状态分别与NBAP模块或NAS/RRC模块进行交互，从而驱动整个系统按测试人员的意图运行。

在每一个测试案例中，RRC、NBAP及NAS的一些消息都可被导出到消息及配置数据路由模块，这样通过人机接口模块，测试人员可方便地跟踪分析干预每一个消息及流程，从而快速定位可能出现的各种错误。

3.4.2　自动测试脚本引擎模块的设计

脚本引擎要求能解释执行脚本语言，并将执行状态返回给人机交互模块。脚本引擎的输入是脚本文件，在脚本文件中实现了测试平台测试时所用的流程。如图6所示，引擎分为专用部门和通用部分两大类。通用部分是执行解析过的脚本指令及处理生成日志缓存。专用部分是用来实现各脚本过程的接口及对脚本过程的语法定义和解释。脚本文件及日志模块都是由人机接口模块来生成或处理的。

引入自动测试脚本引擎后，测试人员的主要工作是用脚本语言编写测试过程，繁琐反复的测试过程管理和控制工作交给测试引擎自动执行，从而大大减少测试人员的重复手工劳动。

4、结语

基于这种方式实现的Iub测试平台设计层次清晰，硬件成本低，基于脚本引擎，测试自动化程度高，流程可编程控制，图形化的日志分析界面，直观易用。支持Pre-QE，FFT，ATM　regression Test，FP Peer to Peer Test，Iub Coverage Test，MultiNode B Support，CS-MOC，PS-MOC。通过鼎桥公司TD-SCDMA开发及测试表明，实用性强，是TD-SCDMA测试中Node B测试的一个强有力的工具。