TD-SCDMA系統(tǒng)基于網(wǎng)元仿真技術(shù)的OMC功能測試研究

0、引言

隨著TD-SCDMA技術(shù)的不斷進(jìn)步和完善，備受關(guān)注的TD-SCDMA外場測試也已經(jīng)全面展開，現(xiàn)已順利通過了空載測試、負(fù)載測試，即將進(jìn)入第3階段的測試。與此同時，設(shè)備提供商紛紛加快了通信網(wǎng)絡(luò)管理軟件的研發(fā)和測試的步伐，作為管理TD網(wǎng)絡(luò)無線接入部分(RNC和Node B)的核心軟件操作——維護(hù)中心(openation maintenance center，OMC)系統(tǒng)也在緊張有序的測試之中。由于在OMC功能測試中往往會遇到一些與真實(shí)網(wǎng)元相關(guān)的而普通實(shí)驗(yàn)室無法實(shí)現(xiàn)的測試用例，例如：對大量不同類型告警管理的測試，OMC對大量網(wǎng)元的管理功能的測試。這些問題給正常的功能測試帶來了極大的不便，并且嚴(yán)重影響著軟件質(zhì)量和測試進(jìn)度。為了解決OMC功能測試中的這一系列問題，利用網(wǎng)元仿真技術(shù)輔助測試將是一種十分有效的方法。

1、OMC系統(tǒng)簡述

TD-SCDMA的OMC屬于EMS層網(wǎng)管部分，其主要功能是管理3G網(wǎng)絡(luò)中無線接入部分網(wǎng)絡(luò)設(shè)備RNC和Node B，同時它也通過北向接口提供服務(wù)或者把相關(guān)數(shù)據(jù)提供給上層網(wǎng)管，它與OMC-S等核心網(wǎng)網(wǎng)管程序組成完整的3G網(wǎng)絡(luò)管理應(yīng)用[

1]。根據(jù)OMC所處的層次以及工業(yè)化的需求，OMC主要包括CM(configuration management)，F(xiàn)M(fault management)，PM(performance management)，SWM(software management)，SM(security management)等主要相關(guān)模塊[2，3]。其中CM模塊主要完成網(wǎng)元與OMC本身的配置管理，包括對網(wǎng)元配置數(shù)據(jù)的同步采集、呈現(xiàn)以及對配置管理對象的狀態(tài)管理;PM模塊完成對網(wǎng)元性能業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的集中管理，包括收集網(wǎng)元性能業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、保存并為用戶提供查詢監(jiān)視功能，同時可以通過建立測量任務(wù)定時收集網(wǎng)元性能數(shù)據(jù)[4];FM模塊實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)元上告警信息的收集和呈現(xiàn)，通過告警呈現(xiàn)知道網(wǎng)元的運(yùn)行情況，為用戶維護(hù)網(wǎng)元提供重要的依據(jù)和保障[5];SWM軟件管理模塊是確保整個網(wǎng)管系統(tǒng)可以正確、正常地運(yùn)行，主要完成對網(wǎng)元軟件、數(shù)據(jù)文件、License文件及其他類型文件的下載與上傳，對Node B網(wǎng)元激活和RNC復(fù)位，對OMC文件系統(tǒng)與外部介質(zhì)之間的文件導(dǎo)入導(dǎo)出、OMC的版本軟件的創(chuàng)建與管理、OMC文件系統(tǒng)的管理、網(wǎng)元文件系統(tǒng)的管理等。OMC系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

圖1　OMC架構(gòu)圖

2、基于網(wǎng)元仿真技術(shù)的OMC功能測試

在軟件功能測試中，主要關(guān)注于被測軟件的功能實(shí)現(xiàn)，而不是內(nèi)部邏輯。被測對象的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、運(yùn)作情況對測試人員是不可見的。測試人員對被測產(chǎn)品的驗(yàn)證主要是根據(jù)產(chǎn)品的需求規(guī)格說明書和測試需求列表來驗(yàn)證產(chǎn)品的功能實(shí)現(xiàn)是否符合產(chǎn)品的需求規(guī)格。功能測試主要是為了發(fā)現(xiàn)以下幾類錯誤：功能錯誤或遺漏、界面錯誤、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或外部數(shù)據(jù)庫訪問錯誤、性能錯誤和初始化或終止錯誤[7]。

對于OMC功能測試主要完成CM，F(xiàn)M，SM，SWM，PM，NBI等相關(guān)模塊的功能測試。不但涉及到界面錯誤，數(shù)據(jù)庫的一致性而且還包括網(wǎng)元消息的解析、配置的同步、告警上報呈現(xiàn)的正確性、管理大量網(wǎng)元的壓力測試。使得OMC的功能測試涉及的內(nèi)容和方法與一般軟件大有不同，也存在普通軟件功能測試幾乎不可能出現(xiàn)的難題。例如：①穩(wěn)定性測試過程中需要大量的網(wǎng)元，在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下難以實(shí)現(xiàn);②需要對網(wǎng)元進(jìn)行相關(guān)配置，而OMC暫不提供圖形用戶接口(GUI)配置功能;③需要生成網(wǎng)元告警，不可能損壞機(jī)器生成告警。

為了很好地解決以上傳統(tǒng)軟件功能測試方法不能完成的OMC功能測試問題，在實(shí)際工作中引入了網(wǎng)元仿真技術(shù)的概念是十分必要的。

2.1　網(wǎng)元仿真儀表

網(wǎng)元仿真儀表(NE Simulator)具有模擬與OMC系統(tǒng)有關(guān)的網(wǎng)元功能，以及能實(shí)現(xiàn)FM，PM，CM，SWM，SM等模塊的相關(guān)功能，為外部測試提供必要的支持，成為OMC功能測試中一個重要的測試工具。NE Simulator主要具有以下功能：

1)生成RNC MML下行命令;

2)生成Node B下行命令;

3)批量生成告警報文，模擬RNC及Node B上報告警;

4)根據(jù)用戶需求上報性能文件;

5)修改配置文件，單機(jī)模擬多網(wǎng)元;

6)網(wǎng)元文件的上傳、下載;

7)模擬各種不同版本的網(wǎng)元。

具備以上功能的NE Simulator即可高度模擬真實(shí)的Node B和RNC進(jìn)行相關(guān)的測試。通過使用NE Simulator可以很好地解決上述OMC功能測試當(dāng)中的常規(guī)軟件測試不能完成的問題。NE Simulator在網(wǎng)絡(luò)中位于網(wǎng)元管理層NMS，與真實(shí)的網(wǎng)元處于同一位置，通過打開相應(yīng)端口來響應(yīng)OMC的請求。NE Simulator在網(wǎng)絡(luò)中的位置如圖2所示。

圖2　NE Simulator在網(wǎng)絡(luò)中的位置

2.2　NE Simulator的軟件實(shí)現(xiàn)

NE Simulator的工作原理如圖3所示。NE Simulator模擬RNC，Node B打開端口監(jiān)聽來自O(shè)MC的連接請求，對OMC進(jìn)行身份鑒權(quán)，處理OMC下發(fā)的網(wǎng)元命令并作出響應(yīng)。并且根據(jù)需求下發(fā)告警，模擬上報性能測試數(shù)據(jù)，允許對網(wǎng)元進(jìn)行配置實(shí)現(xiàn)模擬CM，SWM，F(xiàn)M，PM，SM模塊功能。

圖3　NE Simulator的工作原理圖

NE Simulator可以通過客戶端IP創(chuàng)建模擬網(wǎng)元，并且根據(jù)配置文件完成真實(shí)網(wǎng)元的初始化，自動進(jìn)行網(wǎng)元同步，完成網(wǎng)元與服務(wù)器的數(shù)據(jù)同步。在功能測試過程中，模擬網(wǎng)元根據(jù)真實(shí)網(wǎng)元的消息模型，對OMC的同步命令等網(wǎng)元命令作出回應(yīng)，并按照固定的格式發(fā)送到OMC Server。服務(wù)器通過消息或文件的解析讀取模擬網(wǎng)元上報的數(shù)據(jù)并更新數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，更新客戶端各個模塊相應(yīng)數(shù)據(jù)的顯示或設(shè)備面板，TOPO界面的更新，從而完成網(wǎng)元和OMC的交互，達(dá)到測試的目的，為測試提供必要的依據(jù)。

根據(jù)業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)NE Simulato在縱向上可分為3個部分：GUI APPLICATION，Domain Logic，F(xiàn)ramework。

●GUI Application：主要通過TestBox，List，Button，Menu等控件實(shí)現(xiàn)NE simulator的界面框架，為用戶提供一個友好的界面和方便快捷的操作方式。同時利用Domain Logic特有的消息機(jī)制即消息監(jiān)聽器Listeners完成對用戶操作的監(jiān)聽，從而觸發(fā)相應(yīng)的事件。

●Domain Logic：這個層次是NE Simulator的核心，業(yè)務(wù)邏輯的實(shí)現(xiàn)層主要分為3個部分：Meta & MIT，NE Business Logic，Mapping。Meta & MIT為其他模塊提供元信息支持和網(wǎng)元業(yè)務(wù)邏輯。NE Business Logic是所有業(yè)務(wù)邏輯的實(shí)現(xiàn)，分為PM，F(xiàn)M，SM，SWM，CM 5個模塊，分別模擬真實(shí)網(wǎng)元對相關(guān)命令作出響應(yīng)，并完成真實(shí)網(wǎng)元的相關(guān)模塊的業(yè)務(wù)功能。

●Frameworks：包括一些業(yè)務(wù)無關(guān)的技術(shù)框架，一般具有非常良好的復(fù)用性。由于OMC要實(shí)現(xiàn)與網(wǎng)元的消息通信，主要由Socket完成。因此，F(xiàn)rameworks中最主要的Socket Manager完成管理Socket框架的連接、通斷及發(fā)送消息。

2.3　NE Simulator實(shí)驗(yàn)室環(huán)境搭建

進(jìn)行OMC功能測試要將真實(shí)網(wǎng)元和模擬網(wǎng)元二者相結(jié)合。NE Simulator只提供一些基本的功能和參數(shù)校驗(yàn)，很多Relation校驗(yàn)、業(yè)務(wù)邏輯校驗(yàn)等功能還不完備，所以要以真實(shí)網(wǎng)元為基礎(chǔ)、以模擬網(wǎng)元為依托組建網(wǎng)絡(luò)來完成相關(guān)功能測試。實(shí)驗(yàn)室設(shè)備連接情況如圖4所示。

圖4　設(shè)備連接圖

2.4　NE Simulator在OMC功能測試中的應(yīng)用

NE Simulator在OMC實(shí)際的功能測試中，通過終端IP或虛擬IP創(chuàng)建模擬網(wǎng)元，對OMC下發(fā)的命令做出響應(yīng)來模擬真實(shí)網(wǎng)元。下面就功能測試當(dāng)中遇到的幾個難題來說明NE Simulator實(shí)現(xiàn)OMC功能測試的過程。

1)執(zhí)行增量同步LMT命令。為了滿足測試用例前置條件，有時需要增加相應(yīng)的MO(management object)，但此項(xiàng)功能暫時不能在OMC中以GUI方式實(shí)現(xiàn)，可以通過增量同步LMT命令增加對象，滿足測試條件。具體流程如下：首先模擬網(wǎng)元發(fā)出LMT命令，Mediation處理LMT命令獲得MO的類型和屬性信息，并將信息保存到內(nèi)存中，同時也根據(jù)需要，自動添加子MO修改相應(yīng)的配置文件，發(fā)送LMT事件至OMC，事件報文中包含MO在OMC所關(guān)心的屬性信息。模擬網(wǎng)元調(diào)用相關(guān)模塊的方法，將得到的結(jié)果發(fā)給OMT，從而實(shí)現(xiàn)模擬網(wǎng)元與OMC的交互，完成在OMC當(dāng)中有些命令無法以GUI方式實(shí)現(xiàn)的難題。

2)上報大量告警。由于FM是OMC中的某些重要模塊涉及到告警屏蔽規(guī)則設(shè)置，單板告警顯示等功能。這些功能的測試需要大量不同類型的告警，使用真實(shí)網(wǎng)元制造告警是不切實(shí)際的，而NE Simulator恰恰可以模擬真實(shí)網(wǎng)元上報大量告警。首先在模擬網(wǎng)元的客戶端選擇告警類型和告警編號，并通過設(shè)置告警發(fā)送的速率和發(fā)送時間上報測試所需求的告警。告警類型根據(jù)3GPP規(guī)范可分為Critical，Major，Minor，Cleared 4種級別。服務(wù)器根據(jù)模擬網(wǎng)元的告警類型等信息更新數(shù)據(jù)庫實(shí)時刷新客戶端的告警信息及相關(guān)高級模塊的顯示。

3)模擬大量不同版本網(wǎng)元。由于OMC要實(shí)現(xiàn)對于多版本網(wǎng)元的管理，用大量不同版本真實(shí)網(wǎng)元顯然是難以實(shí)現(xiàn)的，我們可以通過不同版本的NE Simulator模擬不同版本的網(wǎng)元，測試多版本網(wǎng)元管理。NE Simulator對大量Node B的模擬并不需要大量的客戶端，而是通過修改模擬器配置文件中Node B的信息，增加單個RNC管理的Node B對象，并設(shè)置為不同的IP地址。在對應(yīng)的RNC的同步過程中，會根據(jù)配置文件中相應(yīng)的IP地址，自動發(fā)現(xiàn)RNC管理的大量Node B，從而實(shí)現(xiàn)模擬大量Node B的功能，為進(jìn)行大量網(wǎng)元高負(fù)載的測試創(chuàng)造了測試環(huán)境。

NE Simulator可以用少量的終端模擬大量不同版本的網(wǎng)元，完成對OMC各個模塊的功能測試和性能壓力測試，為OMC的測試提供了有力的保障。

2.5　測試結(jié)果及其分析

以NE Simulator建立模擬網(wǎng)元為例，在使用NE Simulator建立模擬網(wǎng)元后，即可實(shí)時的在OMC系統(tǒng)得到新的網(wǎng)元樹并可以對模擬網(wǎng)元進(jìn)行操作和管理。在OMC的功能測試中，對真實(shí)網(wǎng)元的操作和對模擬網(wǎng)元的操作完全一致，并且像真實(shí)網(wǎng)元一樣對OMC系統(tǒng)的操作做出響應(yīng)，完成CM，F(xiàn)M，SM，SWM，PM等的相關(guān)操作，可以方便快捷的協(xié)助完成OMC功能測試。

但是由于NE Simulator畢竟是模擬器，與真實(shí)網(wǎng)元相比還存在很多不足。例如對于有些業(yè)務(wù)邏輯校驗(yàn)、異常處理、域值校驗(yàn)方面還存在不足，所以NE Simulator還不能在功能測試中完全取代真實(shí)網(wǎng)元。

3、結(jié)束語

對TD-SCDMA網(wǎng)管系統(tǒng)OMC進(jìn)行了簡單的介紹，并著重論述了基于網(wǎng)元仿真技術(shù)的OMC功能測試技術(shù)以及NE Simulator模擬網(wǎng)元的工作流程和原理。OMC功能測試當(dāng)中會遇到一些使用真實(shí)網(wǎng)元難以完成的測試用例，NE Simulator可以很好的協(xié)助完成這些用例的執(zhí)行，更好的保證OMC功能測試的可靠性和有效性。但是NE Simulator畢竟只是對網(wǎng)元的一種模擬，

同時還是需要真實(shí)網(wǎng)元協(xié)助來進(jìn)行OMC功能測試。因此我們還是應(yīng)該不斷完善NE Simulator的功能以便更好地配合真實(shí)網(wǎng)元完成OMC的功能測試。

參考文獻(xiàn)：

[1]　謝顯中.TD-SCDMA第三代移動通信系統(tǒng)技術(shù)與實(shí)現(xiàn)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2004.

[2]　3GPP.TS 32.101 V7.2.0 Telecommunication management Principles and high level requirement[EB/OL].(2006-10)[2006-11-15].http：//www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/32_series/32.101/32101-720.zip

[3]　3GPP.TS 32.102 V7.0.0 Telecommunication management Architecture[EB/OL].(2006-3)[2006-11-15].http：//www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/32_series/32.102/32102-700.zip.

[4]　3GPP.TS 32.600 V6.0.0 Configuration Management (CM);Concept and high-level requirements [EB/OL].(2004-3)[2006-11-15].http：//WWW.3gpp.org/ftp/Specs/archive/32_series/32.600/32600-600.zip.

[5]　3GPP.TS 32.401 V7.0.0 Performance Management(PM);Concept and requirements[EB/OL].(2006-6)[2006-11-15].http：//WWW.3gpp.org/ftp/Specs/archive/32_series/32.401/32401-700.zip.

[6]　3GPP.TS 32.111 V6.0.1 Fault Management requirements [EB/OL].(2005-6)[2006-11-15].http：//WWW.3gpp.org/ftp/Specs/archive/32_series/32.1111/32111-1-601.zip.

[7]　古樂.軟件測試技術(shù)概論[M].北京：清華大學(xué)出版社，2004.