5G消息測試系統構建及關鍵技術研究

張雪艷，劉牧寅，佘康妮（中訊郵電咨詢設計院有限公司，北京 100048）

0 前言

自2020 年4 月三大運營商攜手11 家合作伙伴聯合發布《5G 消息白皮書》以來，5G 消息就以迅猛的發展勢頭不斷深入保險、金融、政務、公共服務等多個領域。

5G 消息測試是保障5G 消息業務全面發展的重要環節。本文基于5G RCS 消息企業相關規范，結合行業測試技術，對5G消息測試系統的構建以及關鍵測試技術進行探討，以期給5G 消息測試部署驗證提供參考。

1 5G消息測試系統構建

1.1 5G消息服務

5G 消息是傳統短信業務的升級，是運營商的一種基礎電信服務，基于IP 技術實現業務體驗的提升，其支持的媒體格式更多，表現形式更豐富，可以給用戶帶來交互式體驗。簡言之，5G 消息是集傳統短信業務和交互式富媒體消息RCS 于一身的一種消息形式，它完全可以向下兼容，不受網絡條件影響，在3G/4G/5G網絡中均能使用。同時，它包含3 個關鍵組件：5G 短信、5G富媒體消息RCS和5G物聯網短信。

5G 消息除了提供To C、To B（B2C、B2B）業務之外還可以提供面向IoT 物聯網端的服務和應用，從而服務各行各業，如圖1 所示。明確了5G 消息的測試需求及用戶群體后，下一步就需要針對測試需求從不同角度進行測試分析和設計。

圖1 5G消息服務范圍

1.2 5G消息測試系統構建

5G 消息系統架構如圖2 所示，包括終端、5G 消息中心、MaaP平臺、計費結算、消息監管和網間互通等。

圖2 5G消息架構

終端：終端通過3G/4G/5G 網絡或WLAN 接入5G消息中心，用戶使用移動電話號碼作為通信標識。

5G 消息中心：5G 消息中心具備5G 消息管理、分發、路由等功能，提供統一的終端和網絡間接口。5G消息中心包括IMS 接入、RCS AS、內容存儲和配置管理等功能。

MaaP 平臺：MaaP 平臺承載在5G 消息中心之上，向Chatbot 開放統一接口，負責行業客戶Chatbot 的審核、認證，行業消息中多媒體內容的上傳與存儲，同時支持終端對Chatbot目錄和信息進行查詢。

Chatbot：是一種行業客戶向終端用戶提供的以對話形式呈現的服務。該服務通常基于人工智能軟件，模擬人類智能對話，向用戶提供特定服務功能。

計費結算：用于5G 消息的計費、結算等。5G 消息的計費點在3G/4G/5G分組域、5G消息中心、MaaP平臺和網間互通網關中。

消息監管：用于實現消息內容的合規性審查以及不良消息的過濾屏蔽。

網間互通：用于實現不同運營商間5G消息業務互通。

參考上述架構則可以搭建業務測試系統。

2 5G消息測試關鍵技術探討

2.1 基于接口層面的測試技術

5G 消息是基于GSMA RCS UP 標準構建，測試也需要嚴格遵從相應的測試標準規范，在基于GSMA UP業務規范基礎之上，運營商也出臺了相應的5G消息業務規范，本文的測試系統模擬了中國移動、中國電信和中國聯通的API接口。

API 是用于構建軟件應用程序的一組規程、協議和工具。API充當軟件應用程序之間的接口，允許2個軟件應用程序相互通信。API 接口測試主要由輸入、處理和輸出3 個部分構成，通常會選取Postman、Jmeter、soapUI等接口測試工具進行測試，但首先要清楚接口層面的常用協議（如thrift、HTTP、REST、SOAP 等）以及協議中所包含的請求和響應等，然后再進行測試設計。

a）設計操作步驟，簡言之就是編寫請求，例如單個請求和連續多個關聯請求。

b）設計用例數據，這些數據是用來測試的關鍵，需要按照接口規范構造一組或多組數據。

c）編寫斷言，也就是預期結果，將接口的輸出預期結果編寫成斷言信息，以便接口測試輸出結果進行比對。

d）檢查測試執行結果，通過接口工具，分析檢查結果是否與斷言相符，并利用協議進行定位和分析。

接口測試方法可以覆蓋所有5G 消息的API接口，確保業務接口完整可用；同時通過接口的測試，還可以對系統的整體性能進行測試分析，以確保接口性能滿足5G消息業務不斷拓展的要求。

2.2 基于業務層面的測試分析技術

前文提到5G消息的應用場景非常廣泛，目前已經在金融、保險、公共服務等行業廣泛應用試點，基于業務層面的測試也需要從不同業務場景入手。不同行業業務場景的測試側重點也不同，比如金融類更關心安全性和性能方面的問題，5G消息可能需要和銀行已有系統打通，這就涉及到數據傳輸、加密、網絡安全等問題，同時支付安全也是需要重點考慮的要素；而To B 或To C 業務則可能更關注富媒體卡片的交互機制、用戶體驗感和終端適配等問題。

基于業務層面的測試首先要對待測試的業務場景進行分析，通常可以用海盜派測試分析MFQ&PPDCS 分析法進行測試設計。這是由邰曉梅在2008 年提出的一套測試分析方法，MFQ 針對軟件系統功能多且復雜、功能之間的交互多、質量屬性要求高的特點，結合Model Based Testing、Risk Based Testing 的思想，開展測試分析和測試設計；PPDCS 是針對很多測試人員面對眾多的測試設計技術無從選擇的問題而提出的一種選擇測試設計技術思路。

MFQ體現了從測試角度分析一個被測對象的3個主要維度：基于模型的單功能測試分析與測試設計（MD——Model Based Discrete Function Test Analysis and Test Design）、功能交互測試分析與設計（FI——Function Interaction Test Analysis and Test Design）和質量屬性測試分析與設計（QC——Quality Characteristic Test Analysis and Test Design）。

針對M 部分，PPDCS 提供了一個“選擇合適的模型對單功能建模”的思路，其中每個字母分別代表一種模型特征：流程（Process）、參數（Parameter）、數據（Data）、組合（Combination）、狀態（State）。

下面就以5G 消息的媒體素材上傳功能為例進行MFQ 測試設計，首先按照單功能測試部分、交互功能影響部分、質量屬性部分3 個維度對該功能進行簡單劃分，劃分完成后，對不同部分進行測試設計就可以大致得到如圖3所示的結果。

圖3 基于MFQ測試設計

此時，再結合PPDCS 的各模型特征和黑盒測試的邊界值、等價類劃分、因果圖等多種測試技術，針對不同部分進行更詳細的測試設計，就可以得到一份更為詳盡的測試設計覆蓋圖。

通過海盜派測試設計法與常規測試方法（邊界值、因果判斷、等價類劃分等）的組合應用就可以輸出一份較為完整的測試設計。經過MFQ 分析法測試設計后，粗略統計該功能可以通過幾十個用例場景去覆蓋測試，從而完成該業務相關測試驗證。

MFQ&PPDCS 測試分析法可以將復雜功能模塊拆分成多個單功能進行建模設計、交互性功能以及質量屬性部分的測試設計覆蓋，再結合常用的黑盒測試方法，最終覆蓋所有5G 消息業務功能。由此也可以看出，測試活動都是由小到大，由簡單到復雜，由單元到系統的有序活動過程，再配合研發過程進行逐步覆蓋和測試驗證，最終輸出質量可靠的軟件產品。

2.3 性能和安全層面考慮

前文講到，安全性和性能是金融行業和保險行業最關心的部分，在5G消息架構中針對消息的監管工作是由單獨模塊來完成的，并且通過運營商管道進行數據傳輸，安全能得到有效保障，而且在傳輸加解密和用戶數據等方面都有相應安全技術手段和標準要求。隨著近幾年用戶隱私數據保護的各項監管措施逐漸落實，5G消息數據傳輸的安全性和數據保護也越來越受重視。在性能方面，網絡虛擬化技術的彈性伸縮、高可靠性和易維護性等特點能很好地保障5G 消息的整體性能。同時結合5G 網絡的高速傳輸、低時延、超大網絡容量以及泛在網和萬物互聯等特性，完全可以保障5G消息的高性能、快速傳輸和應用。

由于5G 消息包含文字、圖片、媒體素材等多種信息，在內容監管上相較于普通短信更有難度。消息監管模塊主要對以下2類內容進行識別校驗。

a）采用關鍵字匹配技術對文字內容進行校驗。在5G 消息中，文本信息的長度變化范圍大，長文本的不良信息需要通過關鍵字組合匹配來進行識別。

b）通過人工智能識別技術對多媒體圖片、音視頻等消息進行識別。這里需要結合音頻以及圖像識別技術來實現，并且需要不斷地深度學習和訓練優化模型，調優算法，同時在人工智能基礎上加上一定的人工參與，以達到更高的精確度和精準度。

隨著5G消息的發展和深入應用，運營商在移動通信領域追求的安全和高效也必將隨著技術更迭不斷更新，軟件測試技術也將繼續在這2 個領域不斷深入應用。

3 5G消息測試建議

5G 消息的應用領域還在不斷拓展延伸，5G 消息的測試范圍也將不斷擴大。外圍對接系統和本身業務的不斷豐富，勢必會給5G消息業務測試工作帶來更多更大的挑戰。本文所探討的測試關鍵技術可以為測試者提供借鑒和參考。針對API的測試技術和測試實踐可以覆蓋內外部接口測試，而基于MFQ&PPDCS測試分析法可以對上層業務邏輯進行拆解細化，提煉出有效的測試要點，從而完成不同業務流程的覆蓋和測試。

4 結束語

5G 消息是傳統短信業務的升級，它是普通用戶開啟5G時代、享受高質量基礎通信服務的標志。三大通信運營商也正與全球運營商和產業鏈合作伙伴一起不斷提升通信服務能力水平，共同開啟5G全新運營時代。