一种基站模拟测试终端、测试方法及装置与流程

本发明涉及移动通信基站测试技术，尤其涉及一种基站模拟测试终端、测试方法及装置。

背景技术：

在数字化时代全面来临的当下，通信网络特别是移动通信网络，在人类社会的生产生活活动中，已逐渐成为一种如水电气般不可或缺的存在。广大用户对移动通信网络的深度依赖，要求现代移动通信网络不仅能提供给大家所需要的业务功能和性能水平，还需要这些业务功能和性能的供给是7×24×365无间断的，这就要求移动通信网络具有极高的稳定性与可靠性。移动通信基站设备，作为移动通信网络接入网中与用户终端直接交互的通信设备，也作为移动通信网络中部署规模最大的网络设备，在通信业务提供及其稳定性与可靠性方面扮演着至关重要的角色。因此不论作为通信基站设备供应商在相关产品研发、外场试点、规模出货等过程中，还是作为移动通信网络运营商在现网批量部署、网络运营维护等过程中，都需要通过各种严苛的产品测试，来确保向下游交付的基站产品质量符合预期的要求，并最终能够满足移动通信网络稳定可靠完备地提供通信业务服务的需求。

在基站设备各环节的测试活动中，绝大多数情况下都需要使用一个或多个用户终端设备配合测试，通过终端接入被测基站的蜂窝小区，与移动通信网络进行各种控制面的协议流程交互和数据面的用户数据传送，以此来验证基站设备是否符合相关技术规范，网络是否能够提供预期的业务功能与性能。同时由于用户终端设备品种多样、终端品牌、型号各异，虽然总体上看都是按照统一的技术标准或规范实现的，但在技术标准或规范的框架下，在标准规范允许的具体范围内，不同的终端可能有各自不同的ue能力、不同的特性参数集，甚至还有不同的协议版本，这些因素都可能导致其与基站设备及移动通信网络产生不同的交互，对对端设备提出不同的需求。

目前，在基站设备的研发与生产、网络的运营与维护过程的各测试阶段，人们大多采用真实的商用终端进行基站设备测试，这存在着如下问题：

1、在基站设备各模块集成交付前，在研发过程中，不能使用终端对基站协议栈及基站其它功能进行实际的业务对接测试，缺少客观中立的手段或工具对在研产品进行模块级的对接测试，难以及时发现缺陷。

2、在新的移动通信系统导入阶段，市场上支持新一代通信网络的商用终端较少，且用于测试的商用终端其ue能力、特性功能集固定，支持的协议版本唯一，不能完备测试基站所有相关特性。在基站产品研发生产、网络运营维护过程中，无法做到较为充分的iot测试。

3、许多测试场景需要在测试终端侧人为构造，如rrc连接重建、数据丢包、crc校验失败等场景，而用于测试的商用终端，其设备厂家出于安全考虑，将终端侧协议栈施行了严密的封装，测试人员难以通过终端内部的协议栈实现相关测试场景的便捷触发，而需要构造真实的特定场景来触发特定业务流程。部分商用终端厂家出于合作伙伴的测试需要，提供了专门的终端调测工具，如高通的qxdm、华为的histudio等工具，用于对各自设备进行各项参数定制与调测，但总体来说可以自行控制的终端参数有限。

4、在网络运营维护过程中，常常出现基于特定品牌、型号的用户终端才出现的投诉问题，在问题复现、定位解决过程中，需要使用完全一样的终端，运营商解决这类投诉问题的成本投入较高，而问题解决后特定终端后期利用率又较低，造成了一定的资源浪费。

5、作为测试设备使用时，商用终端难以与现有的自动化测试框架集成，需要根据商用终端厂家特定的控制命令，针对性地编写自动化测试程序对终端进行有限度的自动化测试控制。

6、对基站设备进行容量测试、冲击测试等规格或压力测试对设备商和运营商来说都是非常必要的，但这需要大量的测试终端，使用真实的商用终端作为测试终端，一方面测试成本陡增，另外也不便于统一协调进行测试，需要针对测试场景开发专门的测试控制平台。另外市场上也有个别如tm500等国外厂商在售的专业移动测试终端设备，但动辄数百万人民币的报价对很多中小设备厂商来说很有压力。

综上，现有移动通信基站无线协议栈测试过程中，采用的测试方法大多有赖于真实的商用终端，对被测对象集成度要求较高(需要协议栈功能完整集成)，无法在各协议栈子层单独开发、分模块测试阶段较好地开展测试。此外在各测试阶段，现有测试方法难以灵活构造各种测试场景，并且容量规格、冲击测试等测试所需的大量终端又会导致测试成本过高。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种能够针对通信基站设备进行测试的基站模拟测试终端。

本发明的另一目的在于提供一种能够针对通信基站设备进行测试的测试方法及装置。

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。

根据本发明的一方面，提供了一种基站模拟测试终端，包括协议栈功能模块和协议接口适配模块，所述协议栈功能模块包含与被测基站协议栈中实体对等的若干个协议栈子层，所述若干个协议栈子层的上下层之间存在通信交互，所述各协议栈子层也支持配置为通过协议接口适配模块与被测基站协议栈中的对等实体直接通信。

在一实施例中，该基站模拟测试终端的所述协议接口适配模块用于管理各协议栈子层之间或协议栈子层与被测基站协议栈对等实体之间的消息交互，还用于根据配置指示将指定协议栈子层与下层协议栈子层的接口交互切换为与被测基站的对等实体间的接口交互，或者相反。

在一实施例中，该基站模拟测试终端的还包括操作维护模块，所述操作维护模块用于对所述协议栈子层的全量参数进行配置修改与维护、对可由终端侧主动发起的空口协议消息进行自主触发以及对消息携带的相关信元进行自主定制。

在一实施例中，该基站模拟测试终端的所述操作维护模块具有协议栈功能模块与被测基站协议栈中实体之间的信令消息、协议栈子层之间的消息的跟踪功能，还具有按照配置进行指定消息拦截以控制协议流程的功能。

在一实施例中，该基站模拟测试终端的所述操作维护模块还具有ue能力搜集和存储功能。

在一实施例中，该基站模拟测试终端的还包括测试接口管理模块，所述测试接口管理模块用于与自动化测试平台对接，所述测试接口管理模块从测试用例库中获取测试用例，并按照测试用例步骤通过操作维护模块控制模拟器执行测试步骤，或将测试用例结果反馈给自动化测试平台。

在一实施例中，该基站模拟测试终端的所述测试接口管理模块还支持与第三方自动化测试框架进行对接，所述模拟测试终端装置在测试框架测试用例的指示下进行自动化的测试用例执行。

在一实施例中，该基站模拟测试终端的所述协议栈子层包括模拟物理层和特定对接层，所述特定对接层的接口与lte/5g链路级仿真应用程序对接，所述模拟物理层通过直通接口与被测基站的物理层实体对接。

在一实施例中，该基站模拟测试终端的所述模拟物理层还支持与sdr射频硬件对接。

根据本发明的另一方面，还提供了一种移动通信基站的测试方法，包括以下步骤：基于被测基站当前所处的阶段，确定测试需求；按照测试需求对模拟测试终端进行最小功能集配置，通过配置协议栈功能模块构建测试环境，其中，协议栈功能模块包含与被测基站协议栈中实体对等的若干个协议栈子层；执行测试用例，对被测基站进行测试，其中，通过协议接口适配模块实现协议栈子层与被测基站中对等实体的直接交互；验证被测基站的行为是否符合预期。

在一实施例中，该测试方法还包括：搜集并存储市场上现有商用终端的ue能力数据，作为终端能力样本库，在后续的测试过程中，根据需要从该样本库中提取特定终端的ue能力数据，以模拟该特定商用终端的协议行为。

根据本发明的又一方面，还提供了一种模拟测试装置，包括存储器和处理器；所述存储器，用于存储计算机程序；所述处理器，用于当执行所述计算机程序时，实现上述任一方法的移动通信基站的测试方法。

本发明基站模拟测试终端实施例的有益效果是：通过设置协议栈功能模块，并搭建与基站实体对应的协议栈子层，可实现模块级测试和集成测试的需求。通过将协议栈子层与被测基站协议栈中的对等实体直接通信，即使被测基站物理层、低层射频ru单元等暂未就绪，也能够对被测基站产品相关模块进行测试，从而可以满足基站研发过程中各阶段的测试需求。

本发明方法及装置实施例因为具备相应的技术特征，所以具备相同的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本发明的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。

图1是移动通信网络的简化框图；

图2是本发明基站模拟测试终端实施例的功能模块示意图；

图3是本发明基站模拟测试终端实施例与基站对接示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作详细描述。注意，以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本发明的保护范围进行任何限制。

图1为移动通信网络的简化框图，根据该简化图，可知移动通信网络主要由用户终端1、通信基站2、核心网3三部分组成，本发明提出的基站模拟测试终端和移动通信测试方法主要以通信基站2作为测试对象，以用户终端1作为辅助测试工具，对通信基站2与用户终端1之间的无线空中接口(uu口)协议的功能、规格、性能等进行测试。

为了提供高效率、灵活的测试方法，本发明实施例提出了一种基站模拟测试终端，该模拟测试终端的功能模块示意图如图2所示，包括协议栈功能模块和协议接口适配模块，协议栈功能模块包含与被测基站协议栈中实体对等的若干个协议栈子层，若干个协议栈子层的上下层之间通信交互，协议栈子层通过协议接口适配模块与被测基站协议栈中的对等实体直接通信。

本发明提出的基站测试模拟终端，其通信协议栈实现，在相关技术规范与标准的基础上，按照协议栈各子层模块化实现，协议栈各子层可按照标准规范与上下子层通信交互，也可以通过bypass直通接口与被测基站侧的协议栈子层对等实体直接通信，以满足基站研发过程中各阶段的模块级测试及集成测试需求。

协议接口适配模块用于管理各协议栈子层之间或协议栈子层与被测基站协议栈中实体之间的消息交互，还用于根据配置指示将指定协议栈子层与下层协议栈子层的接口交互切换为与被测基站的对等实体间的接口交互，或者相反。

在可能的实施例中，本基站测试模拟终端还包括操作维护模块，操作维护模块用于对协议栈子层的全量参数进行配置修改与维护、对可由终端侧主动发起的空口协议消息进行自主触发。此外，通过操作维护模块还可在遵从技术标准的前提下对消息携带的相关信元自主定制，以轻松构造各种期望的测试场景，验证被测基站各种行为是否符合预期。上述功能极大地提高了基站测试的测试效率。

进一步地，操作维护模块具有协议栈功能模块与被测基站协议栈中实体之间的信令消息、协议栈子层之间的消息的跟踪功能，还具有按照配置进行指定消息拦截以控制协议流程的功能。

优选地，操作维护模块还具有ue能力搜集和存储功能，从而可导入真实商用终端的ue能力属性，从协议层面向被测基站模拟出已有商用终端多样化的ue能力，同时也支持自行定制ue能力属性，基于相关技术标准对ue能力进行高中低不同能力规格配置，以完备验证被测基站对具有不同能力终端的支持度。

在可能的实施例中，本基站测试模拟终端还包括测试接口管理模块，测试接口管理模块用于与自动化测试平台对接。测试接口管理模块从测试用例库中获取测试用例，并按照测试用例步骤通过操作维护模块控制模拟器执行测试步骤，或将测试用例结果反馈给自动化测试平台。

测试接口管理模块还支持与第三方自动化测试框架进行对接，模拟测试终端装置在测试框架测试用例的指示下进行自动化的测试用例执行。

本发明提出的测试模拟终端，作为测试工具提供测试接口，可与第三方主流的自动化测试框架进行对接，在测试框架测试用例的指示下配合进行自动化的测试用例执行。

在可能的实施例中，协议栈子层包括模拟物理层和特定对接层，特定对接层的接口与lte/5g链路级仿真应用程序对接，模拟物理层通过直通接口与被测基站的物理层实体对接。

本发明提出的测试模拟终端，还提供开放的业务模块接口，可与matlab等第三方平台的lte/5g链路级仿真应用程序对接，并在物理层通过直通接口与被测基站物理层实体对接，以此对被测基站与模拟终端间的链路行为进行自由控制及可视化，极大地提升了基站空口协议测试的测试深入度、测试便利性与测试过程呈现的直观性。

在可能的实施例中，本发明提出的测试模拟终端，其模拟物理层支持与诸如usrpb200、bladerf等sdr射频硬件对接，以提供射频信号收发。由此能够以较低的成本、较高的灵活度满足产品频段多样化场景的测试需求。

图3示意了当被测基站处在产品研发前期，上层协议栈需要进行协议一致性测试，但基站物理层、低层射频ru单元等暂未就绪，无法提供完整的协议栈功能的场景下，利用所述模拟测试终端对被测基站产品相关模块进行测试的对等实体间数据通信链路连接方式。

在该场景下，根据自动化测试平台已定义的测试用例集通过测试接口管理模块对协议栈功能模块以及协议接口适配模块进行控制，预先定义的测试套(由多个具有相关性、或具有同一主题的测试用例组成)触发后，首先会有测试用例执行前的准备动作，包括但不限于通过触发本地的或者远程的自动化命令来准备测试环境或确认测试环境是否符合预期，如被测基站、核心网等是否正常联网；此外可能还包括对模拟测试终端进行参数配置或参数确认，进一步可能还需要包括控制模拟测试终端发起随机接入流程，相关消息通过所述协议接口适配模块与对接的被测基站协议栈进行交互，从而接入到被测基站的无线小区中。

执行前准备动作完成后，按指定的先后顺序逐个执行测试用例。典型的测试用例为，控制已经接入基站网络的模拟测试终端发起某一协议流程，该协议流程的初始消息发往被测基站后，被测基站对收到的消息按照其既定的业务逻辑进行处理，并向模拟测试终端反馈响应消息，测试框架会通过测试用例对模拟测试终端的协议栈实体收到的消息进行持续监听，若监听到期望的反馈响应消息到达，测试框架会在特定的协议子层(比如在rrc层)拦截该消息。测试用例拦截该消息后，对该消息解码并确认消息类型是否符合预期，消息内所带的信元中，当前用例所关心的信元及其参数值是否符合预期等。确认消息中所关心的信元参数均满足预期，则将该消息放回到流程中去，由模拟协议栈继续按照协议规范进行后续的消息处理；如果反馈消息中所关心的信元参数有不符合预期的，则测试用例执行失败，该测试用例执行结束，用例结果标记为失败，并将失败结果反馈到测试平台。不论测试用例执行成功或失败，在测试结果反馈给测试平台后，都将继续进行该测试套内的下一个测试用例，直至测试套内所有用例执行完毕。

在测试套内所有用例执行完毕后，需要执行测试后收尾动作，比如恢复模拟测试终端或被测基站的参数配置到执行前的配置，或者还需要控制模拟测试终端触发退网流程退出基站网络并关机。当然在每个测试用例执行的前后，根据具体需要，也可能存在用例级的测试前准备工作和测试后收尾动作。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。

以上所述仅为本申请的较佳实例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。