通信電臺自動測試系統軟件設計與實現

廣州海格通信集團股份有限公司 吳鑒冰

通信電臺自動測試系統軟件設計與實現

廣州海格通信集團股份有限公司 吳鑒冰

隨著現代信息科學領域中計算機技術、信號處理技術的高速發展，加速了電子測量技術的變革，新的測量方法、理念不斷的涌現，測量技術正朝著數字化、自動化、標準化、多功能化的方向發展。手工測試越來越不能滿足企業日常經營的實際要求，于是引入了自動化測試來幫助減輕測試所帶來的壓力。本文介紹了電臺測試軟件結構及技術標準，遵循的設計原則，測試方法等內容；分析了電臺測試系統軟、硬件結構以及軟件實現。

電臺；自動測試系統；軟件設計；功能實現

1.前言

科技的迅速發展，利用計算機進行自動測試系統(Automatic Test System，ATS）應用在通信、航空航天、軍事等各個領域。隨著軟件系統的廣泛應用，計算機能夠對各類信息和數據進行高速而又準確的處理，在軟件測試中可以由計算機代替人工去測試固定測試項目，還可以實現與時序、死鎖、資源沖突、多線程等相關的復雜測試任務，大大減少測試人員的工作量和測試成本，并提供高效的測試效率。自動化測試可重復使用，利用測試腳本編程語言實現重復使用。應用較為廣泛，并且測試結果客觀、標準。

2.電臺測試軟件結構及測試方法

國內目前電臺自動測試系統框架主要有關鍵字/表驅動、數據驅動、數據驅動與關鍵字的混合框架等。測試方法主要有關鍵字驅動自動化測試方法，數據驅動的自動化測試方法。關鍵字驅動方式的測試代碼便于重用，并且數據表記錄包含了動作，輸入數據和輸出的期望結果；數據驅動方式的不便測試代碼重用，并且對測試人員的編程能力要求比較高；應用廣泛的為關鍵字和數據驅動的混合測試方法，具有兼容關鍵字驅動和數據驅動特點。軟件自動化測試實現的主要方法有∶進行靜態和動態的代碼分析、捕獲和回放測試過程、測試腳本技術、虛擬用戶技術和測試管理技術[2]。

3.電臺軟件自動化測試過程

電臺軟件測試主要有單元測試、集成測試、確認測試、系統測試以及驗收測試，自底向上、逐步集成。

單元測試實現試開發軟件中最小的單元模塊(或源程序單元)。即在某個特定條件下測試對應的特定函數，或者測試由幾個函數組成的部分功能。集成測試將一個應用系統中己經測試過的各個模塊組裝起來進行測試，以驗證各模塊一起工作時彼此間沒有沖突干擾，且模塊間的數據可以正確的傳輸，檢查程序設計的結構是否存在問題。確認測試發現并己修正接口的錯誤，需要開始確認測試，檢驗軟件開發初期制定的驗證準則，確保開發的軟件能夠實現所有的功能以及性能的要求。系統測試檢驗開發的軟件產品能否與系統的其他部分（如計算機硬件、網絡、外部設備等）協調的工作，以及該系統是否滿足需求規格。驗收測試確定開發的軟件是否滿足最終用戶的需求。

最后，整合測試用例、測試框架和測試程序進行聯調。保證能夠正確有效的測試軟件產品，發現電臺設備存在的問題。

4.電臺自動測試軟件設計

4.1 軟件架構設計

電臺自動測試系統軟件分成交互界面、程序級、功能描述級和驅動級等。頂層的交互界面作用是實現所有相關信息的獲取與展示，并且把測試相關的儀器信息、參數信息等傳給測試參數程序以及配置文件，然后調用測試參數程序以完成最終的電臺參數測試功能。電臺自動測試系統軟件主要由信息管理、自檢校準、測試開發、測試執行、信息查詢和系統幫助六個模塊組成，包含的主要數據庫主要包括平臺綜合信息庫、自檢校準信息庫、被測對象信息庫、測試結果信息庫和測試參數庫等。電臺自動測試系統的主要任務是控制電臺工作在指定狀態下，并控制測試設備即各種PXI板卡，令其產生信號供給電臺工作使用或接收并分析電臺返回來的信號，實現對電臺關鍵性能參數的測量進而判斷電臺是否處于正常工作狀態。

4.2 電臺測試設備信息管理

電臺測試設備信息管理主要實現電臺自動測試系統硬件驅動的名稱，驅動所在位置等硬件信息的增加、刪除、修改和查詢。被測設備信息管理是對被測試電臺的名稱，生產廠家，生產時間，所屬單位，預計報廢時間等信息的增加、刪除、修改和查詢，同時作為信息入口，是測試開發和測試執行的基礎。校準信息管理是對校準人員，校準單位，校準證書存儲位置等信息的增刪改查，同時可以查看校準單位頒發的設備校準證書。同時可查看開機自檢信息，每次自檢結果自動存入系統數據庫的相關表中。

電臺自動測試系統在工作過程中，射頻輸入輸出信號經過一系列的連接線纜和開關，容易產生測量通道的誤差。為減少測量通道誤差，需要對自動測試系統進行通道校準，保存校準數據并對校準數據進行一定處理以便進行數據補償。需要針對校準數據進行數據擬合。系統中采用的數據擬合方法是相鄰頻率點直線擬合法。

4.3 自動測試軟件功能實現

本文按實踐設計的短波電臺自動測試系統為例，作為平臺型的軟件，必須具備非常靈活的產品架構，在保證主體框架不變的前提下，可以方便地實現型號、批次、測試和儀器管理，使用戶在配置和測試時，達到周期短、操作方便。軟件架構需采用了獨立的測試層和用戶界面層系統采用C/S結構。分為功能測試流程和數據管理層（即客戶端）和設備驅動、儀器管理、測試層（即服務端），客戶端負責測試流程的定制、測試參數設置、測試規劃管理、數據的處理、存儲和顯示，實現各種用戶界面操作接口。服務器端主要負責各類設備的驅動和儀器管理及根據客戶端指令進行某個指定功能的測試，服務端實現了儀器和測試透明化管理，為客戶端提供統一的測試接口。它解決了電臺自動測試軟件的業務描述，與電臺型號、測試批次、測試儀器型號、電臺測試指標、指標測試參數設置之間的交互管理問題。

在測試層，應提供獨立的儀器管理功能、統一的測試接口和可擴展的設備驅動模塊。該層屏蔽了技術細節，具有良好的擴展性和兼容性，使開發人員能夠集中精力關注電臺測試中的業務與管理問題。為用戶界面層提供透明的儀器管理和測試功能模塊，上層僅需要告訴測試層需要什么測試功能及參數即可，而不必關心是哪一臺儀器以及怎么實現了測試功能。統一的測試接口，讓上層開發人員擺脫了用戶界面管理和繁瑣的儀器操作交錯管理的夢魘，從而有更多的精力為用戶提供更好的界面服務。

在用戶界面層，提供獨立的數據處理功能和測試管理功能。

數據處理功能：包括電臺型號管理、批次管理、用戶管理、測試數據管理和報表輸出等，使用戶可以方便地定制新的型號和批次。

測試管理功能：包括測試規劃管理、測試項目定制、測試參數設置和測試操作等，使用戶可以方便地規劃測試和進行測試。用戶界面層可以使用戶把所有的精力專注于電臺測試業務的設計、管理和操作。

圖1 電臺管理業務流程圖

用戶可單測一個指標，也可測選中指標名稱前的復選框測試多個指標，對已測試過的指標會在右邊的已測電臺中列出，選中已測電臺可以查看已測結果，還可以重新測試該電臺。注： (測試單元格為藍色表示該指標還沒有測試，為紅色表示測試不合格，為綠色則為測試合格)。單指標重測：當要重測的指標是紅色時，只需單擊該指標的測試單元格則啟動測試程序，若為綠色時，需雙擊該指標，測試該指標。指標內重測：當一指標只是少數頻點或工作方式的測試有錯誤時，可在測試結果窗體內雙擊相的紅色單元格即可對該單元格的數據進行重測，此種方式主要是節省時間。具體界面如圖2所示。

圖2 測試管理模塊界面2

圖3 測試電臺指標設置界面

4.結論

軍用電臺在部隊裝備體系作用越來越重要，保障設備尤其是自動測試系統近些年發展迅速。電臺自動測試系統軟件包含系統管理、自檢校準、測試開發、測試執行和信息查詢、故障診斷、測試分析等功能。自動測試系統設計完備，通過調用測試程序集實現對電臺裝備關鍵性能參數的自動測試與數據處理。

[1]潘國強,李小龍,武文光．軍隊裝備大修現狀淺析[J]．裝備制造技術,2011,6：111-113．

[2]刑亞坤,吳國慶,李永貴．軍用短波電臺野戰通用自動檢測系統測試方法研究[J]．現代電子技術,2009,1：14-16．

[3]李濤．電臺自動測試與分析系統的設計與實現[D]．濟南：山東大學,2012,10．