WiMax實(shí)驗(yàn)室測(cè)試問(wèn)題的研究

盛利軍，王勇

（南京郵電大學(xué) 南京 210003）

0 引言

無(wú)線和寬帶的發(fā)展和融合將是無(wú)線與移動(dòng)通信領(lǐng)域最重要的一個(gè)發(fā)展方向。寬帶無(wú)線技術(shù)的一個(gè)解決方案是WiMax 技術(shù) (Worldwide Interoperability for Microwave Access，全球微波接入互操作性)。最初的WiMax技術(shù)定位于固定業(yè)務(wù)，隨著寬帶移動(dòng)化和移動(dòng)寬帶化的趨勢(shì)，在演進(jìn)的過(guò)程中被逐步賦予了更多無(wú)線移動(dòng)性的能力，并被寫(xiě)進(jìn)了IEEE802.16e規(guī)范中，即為移動(dòng)WiMax。移動(dòng)WiMax能夠滿(mǎn)足用戶(hù)移動(dòng)中的高速寬帶需求。目前這項(xiàng)技術(shù)仍在進(jìn)一步研究之中。

WiMax積極推廣的是IEEE802.16系列標(biāo)準(zhǔn)及其相關(guān)的規(guī)范。IEEE802.16標(biāo)準(zhǔn)系列到目前為止包括802.16、802.16a、802.16e、802.16d、802.16e、802.16f、802.16g 以及最新的802.16m。其中802.16、802.16a、802.16d屬于固定無(wú)線接入空中接口標(biāo)準(zhǔn)，而802.16e屬于移動(dòng)寬帶無(wú)線接入空中標(biāo)準(zhǔn)。

隨著WiMax技術(shù)的發(fā)展，對(duì)WiMax技術(shù)的測(cè)試研究也變得越來(lái)越重要。本文主要研究WiMax的實(shí)驗(yàn)室測(cè)試，而重點(diǎn)則會(huì)在如何實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)試方面。

1 實(shí)驗(yàn)室測(cè)試

WiMax測(cè)試從理論上講主要分為系統(tǒng)級(jí)測(cè)試和設(shè)備級(jí)測(cè)試，認(rèn)證測(cè)試主要針對(duì)的是設(shè)備級(jí)測(cè)試，而運(yùn)營(yíng)商主要關(guān)心的則是系統(tǒng)級(jí)測(cè)試。實(shí)驗(yàn)室測(cè)試主要使用相關(guān)的儀器來(lái)模擬現(xiàn)實(shí)的通信環(huán)境，這些儀器包括AP，CPE，衰減器，功率控制器等，然后通過(guò)管理軟件對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行操作從而實(shí)現(xiàn)測(cè)試過(guò)程。

由于實(shí)驗(yàn)室測(cè)試的環(huán)境變化很小或基本沒(méi)有改變，具有可重現(xiàn)性，所以可以用來(lái)研究在一定條件下的網(wǎng)絡(luò)的性能。而這些性能測(cè)試在外場(chǎng)測(cè)試很難實(shí)現(xiàn)，主要是由于外場(chǎng)測(cè)試的環(huán)境復(fù)雜多變，影響網(wǎng)絡(luò)的因素較多，很難重現(xiàn)問(wèn)題，具有很大的主觀性。

實(shí)驗(yàn)室測(cè)試主要遵循的標(biāo)準(zhǔn)為802.16-2004.它主要包括：無(wú)線電性能測(cè)試、系統(tǒng)性能測(cè)試及其他相關(guān)的測(cè)試。無(wú)線電性能測(cè)試使對(duì)設(shè)備的電器指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試，比如發(fā)送功率、頻率容限，信道帶寬，接收靈敏度等。而系統(tǒng)性能測(cè)試在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試的內(nèi)容包括吞吐量、上下行傳輸帶寬、延時(shí)。實(shí)驗(yàn)室測(cè)試的延時(shí)主要是BS與CPE的保溫處理速度及系統(tǒng)延時(shí)，因?yàn)槟M的測(cè)試環(huán)境中信道的延時(shí)基本可以忽略。系統(tǒng)特性測(cè)試是指對(duì)802.16特有的技術(shù)進(jìn)行測(cè)試，與其它的寬帶無(wú)線接入技術(shù)相比，802.16-2004標(biāo)準(zhǔn)中定義了一些新的特性，包括多速率自適應(yīng)技術(shù)、自動(dòng)傳輸功率控制、QoS等。其它相關(guān)測(cè)試主要包括：系統(tǒng)10/100baseT接口測(cè)試、T1/E1接口測(cè)試、供電系統(tǒng)測(cè)試、設(shè)備對(duì)周邊環(huán)境適應(yīng)測(cè)試（包括環(huán)境溫度、濕度等）以及電磁兼容測(cè)試等。

實(shí)驗(yàn)室測(cè)試的手段主要包括手動(dòng)的測(cè)試和自動(dòng)的測(cè)試。手動(dòng)測(cè)試就是測(cè)試員一步步地模擬相應(yīng)的過(guò)程，在操作完成后得到測(cè)試的結(jié)果。自動(dòng)測(cè)試則是設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)進(jìn)行的平臺(tái)，在測(cè)試的過(guò)程中，各個(gè)步驟都由相關(guān)軟件自動(dòng)完成，甚至不需要測(cè)試員進(jìn)行監(jiān)視。下面將給出一個(gè)典型的測(cè)試實(shí)例，先給出其手動(dòng)測(cè)試的相關(guān)步驟，然后在其基礎(chǔ)上給出自動(dòng)測(cè)試平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)方法。

2 實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)測(cè)試平臺(tái)的研究

2.1 測(cè)試實(shí)例

首先選擇一個(gè)測(cè)試實(shí)例來(lái)進(jìn)行研究，測(cè)試實(shí)例如表1所示。

該測(cè)試實(shí)例主要改變DCD Interval(ms)這個(gè)參數(shù)，將其值配置為1025，修改了這個(gè)值將會(huì)帶來(lái)以下兩個(gè)結(jié)果：(a)AP的Modem卡重啟；(b)UCD Interval將會(huì)改變?yōu)榕cDCD Interval相同的值。

2.2 手動(dòng)測(cè)試

在對(duì)該實(shí)例進(jìn)行手動(dòng)測(cè)試時(shí)，測(cè)試員需要注意一下的測(cè)試步驟和測(cè)試方法：

a)檢查CPE是否處在NE狀態(tài)，即CPE是否連接到WiMax網(wǎng)絡(luò)。主要操作包括telnet到Modem卡，檢查CPE的MAC地址，打開(kāi)CPE GUI,檢查WiMax的IP地址等。

b)登陸EMS。

c)在EMS GUI上改變DCD Interval(ms)參數(shù)的值為1025。

d)將這個(gè)修改的參數(shù)通過(guò)EMS使其生效。

e)驗(yàn)證系統(tǒng)中的這個(gè)參數(shù)值是否改變。通過(guò)telnet到AP的控制器來(lái)檢查相關(guān)的文檔，從而得到c)中是否修改正確。

f)登陸到AP控制器，獲取AP重啟時(shí)間參數(shù)uptime，檢查AP在修改參數(shù)的操作中是否重啟。

g)登陸到AP的Modem卡，獲取Sector A的重啟信息。

h)登陸到AP的Modem卡，獲取Sector B的重啟信息。

i)登錄到AP控制器，截取數(shù)據(jù)包并且對(duì)其進(jìn)行分析，確定修改的值是否真正生效。

2.3 自動(dòng)測(cè)試

表1 WiMax測(cè)試?yán)?/p>

設(shè)計(jì)思想：在創(chuàng)建自動(dòng)測(cè)試平臺(tái)時(shí)，要使用很多的測(cè)試工具，像iTest，QTP，iPerf，Cygwin，PowerTCP等；使用軟件編寫(xiě)測(cè)試平臺(tái)，考慮把各種類(lèi)型的測(cè)試抽象成通用的測(cè)試步驟；使用通用的步驟來(lái)創(chuàng)建測(cè)試實(shí)例；使用不同的工具來(lái)創(chuàng)建測(cè)試步驟，如GUI或WEB等；另外，應(yīng)該能夠提供界面來(lái)運(yùn)行實(shí)例，能查看測(cè)試報(bào)告，收集各種測(cè)試及環(huán)境信息，能夠根據(jù)測(cè)試實(shí)例說(shuō)明自動(dòng)創(chuàng)建測(cè)試步驟，能夠按計(jì)劃的運(yùn)行實(shí)例并能多次運(yùn)行等。

要想創(chuàng)建自動(dòng)的測(cè)試，還要解決很多的困難。同一個(gè)功能步驟中的值需要能夠被改變，因?yàn)橥粋€(gè)步驟可能包含很多的測(cè)試點(diǎn)；很難在測(cè)試失敗時(shí)報(bào)錯(cuò)；無(wú)法在不同的系統(tǒng)來(lái)執(zhí)行測(cè)試等。

針對(duì)給出的測(cè)試實(shí)例，我們首先要使用測(cè)試工具按照測(cè)試實(shí)例說(shuō)明文檔自動(dòng)創(chuàng)建測(cè)試步驟來(lái)對(duì)應(yīng)2.2節(jié)中的a)至i)：

在創(chuàng)建的過(guò)程中，工具能夠根據(jù)實(shí)例描述文檔自動(dòng)修改各步驟中的值。測(cè)試的工具除了要能夠創(chuàng)建并執(zhí)行這些通用的步驟外，還要能夠?qū)y(cè)試的結(jié)果進(jìn)行記錄。

設(shè)計(jì)的測(cè)試平臺(tái)的體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 測(cè)試平臺(tái)體系結(jié)構(gòu)

在自動(dòng)測(cè)試的過(guò)程中，不需要監(jiān)督，節(jié)省了大量的人力，并能夠縮短測(cè)試的時(shí)間，提高測(cè)試的正確率。

使用該平臺(tái)的測(cè)試結(jié)果如表2所示。

表2 測(cè)試?yán)臏y(cè)試結(jié)果

3 結(jié)論

自動(dòng)測(cè)試與手動(dòng)測(cè)試有很大不同，它能夠長(zhǎng)時(shí)間、多次數(shù)的連續(xù)運(yùn)行。能夠自動(dòng)化所有的測(cè)試實(shí)例，測(cè)試覆蓋面廣。該測(cè)試平臺(tái)除了能夠記錄基本的執(zhí)行信息外，也可以詳細(xì)的記錄執(zhí)行過(guò)程中的各種細(xì)節(jié)。在一個(gè)步驟執(zhí)行出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)會(huì)直接跳過(guò)剩下的步驟進(jìn)行下一個(gè)功能的測(cè)試。但在測(cè)試過(guò)程中仍會(huì)存在一些問(wèn)題，比如一個(gè)功能測(cè)試的失敗可能會(huì)影響后面各個(gè)功能的測(cè)試等，都有待進(jìn)一步研究。

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