WiMax实验室测试问题的研究

盛利军，王勇

（南京邮电大学 南京 210003）

0 引言

无线和宽带的发展和融合将是无线与移动通信领域最重要的一个发展方向。宽带无线技术的一个解决方案是WiMax 技术 (Worldwide Interoperability for Microwave Access，全球微波接入互操作性)。最初的WiMax技术定位于固定业务，随着宽带移动化和移动宽带化的趋势，在演进的过程中被逐步赋予了更多无线移动性的能力，并被写进了IEEE802.16e规范中，即为移动WiMax。移动WiMax能够满足用户移动中的高速宽带需求。目前这项技术仍在进一步研究之中。

WiMax积极推广的是IEEE802.16系列标准及其相关的规范。IEEE802.16标准系列到目前为止包括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属于固定无线接入空中接口标准，而802.16e属于移动宽带无线接入空中标准。

随着WiMax技术的发展，对WiMax技术的测试研究也变得越来越重要。本文主要研究WiMax的实验室测试，而重点则会在如何实现自动化测试方面。

1 实验室测试

WiMax测试从理论上讲主要分为系统级测试和设备级测试，认证测试主要针对的是设备级测试，而运营商主要关心的则是系统级测试。实验室测试主要使用相关的仪器来模拟现实的通信环境，这些仪器包括AP，CPE，衰减器，功率控制器等，然后通过管理软件对系统进行操作从而实现测试过程。

由于实验室测试的环境变化很小或基本没有改变，具有可重现性，所以可以用来研究在一定条件下的网络的性能。而这些性能测试在外场测试很难实现，主要是由于外场测试的环境复杂多变，影响网络的因素较多，很难重现问题，具有很大的主观性。

实验室测试主要遵循的标准为802.16-2004.它主要包括：无线电性能测试、系统性能测试及其他相关的测试。无线电性能测试使对设备的电器指标进行测试，比如发送功率、频率容限，信道带宽，接收灵敏度等。而系统性能测试在实验室测试的内容包括吞吐量、上下行传输带宽、延时。实验室测试的延时主要是BS与CPE的保温处理速度及系统延时，因为模拟的测试环境中信道的延时基本可以忽略。系统特性测试是指对802.16特有的技术进行测试，与其它的宽带无线接入技术相比，802.16-2004标准中定义了一些新的特性，包括多速率自适应技术、自动传输功率控制、QoS等。其它相关测试主要包括：系统10/100baseT接口测试、T1/E1接口测试、供电系统测试、设备对周边环境适应测试（包括环境温度、湿度等）以及电磁兼容测试等。

实验室测试的手段主要包括手动的测试和自动的测试。手动测试就是测试员一步步地模拟相应的过程，在操作完成后得到测试的结果。自动测试则是设计一个自动进行的平台，在测试的过程中，各个步骤都由相关软件自动完成，甚至不需要测试员进行监视。下面将给出一个典型的测试实例，先给出其手动测试的相关步骤，然后在其基础上给出自动测试平台的实现方法。

2 实验室自动测试平台的研究

2.1 测试实例

首先选择一个测试实例来进行研究，测试实例如表1所示。

该测试实例主要改变DCD Interval(ms)这个参数，将其值配置为1025，修改了这个值将会带来以下两个结果：(a)AP的Modem卡重启；(b)UCD Interval将会改变为与DCD Interval相同的值。

2.2 手动测试

在对该实例进行手动测试时，测试员需要注意一下的测试步骤和测试方法：

a)检查CPE是否处在NE状态，即CPE是否连接到WiMax网络。主要操作包括telnet到Modem卡，检查CPE的MAC地址，打开CPE GUI,检查WiMax的IP地址等。

b)登陆EMS。

c)在EMS GUI上改变DCD Interval(ms)参数的值为1025。

d)将这个修改的参数通过EMS使其生效。

e)验证系统中的这个参数值是否改变。通过telnet到AP的控制器来检查相关的文档，从而得到c)中是否修改正确。

f)登陆到AP控制器，获取AP重启时间参数uptime，检查AP在修改参数的操作中是否重启。

g)登陆到AP的Modem卡，获取Sector A的重启信息。

h)登陆到AP的Modem卡，获取Sector B的重启信息。

i)登录到AP控制器，截取数据包并且对其进行分析，确定修改的值是否真正生效。

2.3 自动测试

表1 WiMax测试例

设计思想：在创建自动测试平台时，要使用很多的测试工具，像iTest，QTP，iPerf，Cygwin，PowerTCP等；使用软件编写测试平台，考虑把各种类型的测试抽象成通用的测试步骤；使用通用的步骤来创建测试实例；使用不同的工具来创建测试步骤，如GUI或WEB等；另外，应该能够提供界面来运行实例，能查看测试报告，收集各种测试及环境信息，能够根据测试实例说明自动创建测试步骤，能够按计划的运行实例并能多次运行等。

要想创建自动的测试，还要解决很多的困难。同一个功能步骤中的值需要能够被改变，因为同一个步骤可能包含很多的测试点；很难在测试失败时报错；无法在不同的系统来执行测试等。

针对给出的测试实例，我们首先要使用测试工具按照测试实例说明文档自动创建测试步骤来对应2.2节中的a)至i)：

在创建的过程中，工具能够根据实例描述文档自动修改各步骤中的值。测试的工具除了要能够创建并执行这些通用的步骤外，还要能够对测试的结果进行记录。

设计的测试平台的体系结构如图1所示。

图1 测试平台体系结构

在自动测试的过程中，不需要监督，节省了大量的人力，并能够缩短测试的时间，提高测试的正确率。

使用该平台的测试结果如表2所示。

表2 测试例的测试结果

3 结论

自动测试与手动测试有很大不同，它能够长时间、多次数的连续运行。能够自动化所有的测试实例，测试覆盖面广。该测试平台除了能够记录基本的执行信息外，也可以详细的记录执行过程中的各种细节。在一个步骤执行出现错误时会直接跳过剩下的步骤进行下一个功能的测试。但在测试过程中仍会存在一些问题，比如一个功能测试的失败可能会影响后面各个功能的测试等，都有待进一步研究。

[1]董娜娜,詹惠琴.软件测试自动化技术应用研究[J].电子测试,2010(11).

[2]黄毅.WiMax射频测试应用[J].电子产品世界,2006(23).

[3]李建宇，孙向辉.WiMax测试领域的若干问题探讨[J].通信世界，2005(08).

[4]Jeffery G.Andrews,Arunabha Ghosh,Rias Muhamed.Fundamentals of WiMAX[M].Prentice Hall, 2007.

[5]IEEE 802.16-2004.IEEE Standard for Local and metropolitan area networks,Part 16:Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems.IEEE ,Oct.2004.

[6]Dan O’Shea.The ComPlete Gulde TO:WiMAX[C].WIMAX FORUM,2006:2-19.

[7]徐威,吴恺.WiMAX的技术发展和测试[J].通信世界,2006(16).