基于Mock机制的无线通信设备自动化测试平台的设计探讨

王晨宇

（山东省信宇通信工程监理有限公司，山东 青岛 266000）

无线通信设备主要是利用无线电波传播信息的设备，是现阶段我国对外远距离通信的主要手段。无线通信设备自动化测试系统主要是依据现阶段《900/1800MHz TDMA 数字蜂窝移动通信网通用分组无线业务（GPRS）设备测试方法：移动台》（YD/T 1215—2006）、《900/1800MHz TDMA 数字蜂窝移动通信网通用分组无线业务（GPRS）设备技术要求：移动台》（YD/T 1214—2006）对无线通信设备运行的要求，以LabView 软件为工具开发的一套用于无线通信设备自动化测试的系统[1]。

2.1 设计背景

以阿里巴巴为例，由于其主要以电商为核心，对交易系统的通信稳定性具有较高的要求。在整体交易系统的整体发展过程中，维护人员也在不断流转，导致现有维护者无法清晰了解无线通信业务的代码顺序。再加上常规自动化测试工具需要进行脚本编写及测试数据准备，覆盖率较低，与需求重构后回归验证要求不相符，这就导致全面升级阶段的回归测试难度较大。基于此，在阿里巴巴内部设置了一个依赖真实流量回归的无线通信设备自动化测试平台，可以通过创新的自动Mock（在自动化测试阶段部分不易构造、获取的对象，可采用虚拟对象创建的方式进行测试）机制，复制线上真实流量，进行自动化回归测试。同时通过写接口验证、读接口回归验证，发现无线通信设备运行阶段出现的重构bug（漏洞），保证交易通信项目的稳定运行[2]。

2.2 系统框架

以LabView 软件为开发工具的无线通信设备自动回归测试平台主要是将一部分线上真实流量进行复制。随后在新的自动Mock 机制约束下，借助Java 的instrument（代码分析及内存自动化测试工具），实现面向切面编程（Aspect Oriented Programming，AOP）。

无线通信设备自动化测试平台的架构如图1 所示，其中接入层主要负责将机房与阿里云生产环境连接；
数据储存单元将测试用例映射组成策略进行分类储存，为后续数据信息管理提供依据；
内部稳定性测试平台主要负责对数据分类操作的稳定性开展测试。无线通信设备自动化测试平台可以依托阿里云生产环境，完成灵活、可扩展性无线通信设备运行流量的自动化测试[3]。

图1 无线通信设备自动化测试平台的架构

2.3 硬件要求及测试组网

无线通信设备自动化测试平台主要采用的是Internet/Intranet 技术，通过利用主流MySQL 数据库规范（如图2）进行设计。

图2 MySQL 数据库

系统测试组网主要通过“云”环境，以云的方式，面对多个监测对象，形成云端自动化测试平台。在实际设计过程中，主要使用综测仪、频谱仪、信号源等测试工具，经物理层交换机或测试集成箱对无线通信基站、无线通信终端运行数据进行搜集。随后根据自动化测试平台自动化脚本，执行任务管理、日志管理、统计管理、系统交互等作业。经多个中间件，对运行现场、外部研发模块进行全过程维护[4]。

2.4 软件框架

无线通信设备自动化测试平台软件操作系统主要利用LabView 平台。依据Mock 协议，保证无线通信设备自动化测试平台与上、下各个模块均完全兼容。同时选用通用开发工具Java 的最新版本，进行平台开发[5]。

3.1 实现对外系统请求的Mock

为实现无线通信设备自动化测试平台对外系统请求的Mock，可利用不同类型中间件对外发起远程过程调用（Remote Procedure Call，RPC）请求，或者通过无线通信设备自动化测试平台配置的中间件，隔离无线通信各模块。随后无线通信设备自动化测试平台客户端会针对相关中间件，在脱离人工配置RPC接口的情况下进行AOP 处理，实现对外系统请求的自动Mock。另外，第四范式还发布自动机器学习平台AutoML 2.0。对外系统请求的Mock 紧跟市场发展，希望引领市场需求，会在恰当时期推出符合需求的产品。如今到了软件定义算力的阶段，第四范式现在先做到骨架的改变[6]。

3.2 程序执行流程

一方面，在测试某一无线通信设备时，需要依据委托创建→用例关联→任务分配及接收→测试配置及执行→测试结果生成的顺序执行。其中，在委托创建模块，应保证一款无线通信设备与一个特定委托一一对应；
用例关联主要是明确测试内容；
任务分配及接收需要在测试内容确定后，确定用例分配对象及时间要求；
而测试配置及执行主要是在相关模块对象确定之后，与物理交换机、测试仪及客户端配合，选择恰当的测试用例参数。

另外，针对无线通信设备自动化测试平台运行时内存数据状态、回放时内存数据状态不一致的情况，可以程序执行流程实现为入手点。综合考虑内存开关、本机缓存、Session 查询等因素，在平台内部设置自定义Mock 机制。通过将导致回放、测试阶段不一致代码片段创建成虚拟对象，可以保证线上回放执行程序与原有测试程序一致。

3.3 实现自动化测试验证

对于Web应用而言，请求最终可以HTTP请求（从客户端到服务器端的请求消息）发送的方式，实现自动化测试验证。假定阿里巴巴生产环境中无线通信设备应用可以正常响应用户的请求，且可以通过AOP的方式，将返回结果、请求入参及执行快照数据（如访问数据库及访问远程服务器的入参、返回结果等）逐一保存。随后将储存的快照数据发送给测试机器，即代码发生变化的机器。在测试机器收到快照数据瞬间，即为一次完整的回放过程结束时刻。同时，可将调用后台请求数据、返回结果、落库数据、线上真实请求发生时的数据等信息进行全量对比。通过对相关信息间差异进行分析，可以得出被测试无线通信设备中出现的问题。在整个自动化测试过程中，若发现其中存在差异，则可以RPC 请求发送的方式，记录中间快照数据，利用RPC 入参、RPC 返回值进行回放。

3.4 Mock 机制的无线通信设备平台在现代社会交通系统中的应用

3.4.1 紧急呼叫

紧急呼叫是以“PAN-PAN” 开头，“PANPAN”表示紧急，即呼叫电台有很紧急的电信要发送，关系到一艘交通工具、飞机或其他交通工具的安全或人员的安全。将Mock 机制的甚高频（Very High Frequency，VHF）无线电话置于CH70，输入“所有电台”或“特定台的9 位识别码”，设定呼叫种类为“紧急”，然后发送紧急呼叫。紧急呼叫发送完毕后，在CH16 发送紧急信息。将无线电话机置于CH16，然后语音发送：

——PAN - PAN PAN - PAN PAN - PAN

——All stations All stations All stations

——this is

——本交通工具9 位识别码或呼号

——紧急信文

——over

交通工具在CH70 上接收到对所有交通工具发送的紧急呼叫后，不应对数字选择性呼叫（Digital Selective Calling Terminals，DSC）系统的呼叫进行确认，但应该在CH16 守听紧急信文。

3.4.2 安全呼叫

VHF 无线电话呼叫是以“SECURITE”开头，“SECURITE”表示与安全有关的信文，即呼叫台将要发送有关航行安全的信文或重要的气象警告，呼叫格式为：

——SECURITE SECURITE SECURITE

——All stations All stations All stations

——this is

——安全信文

——over

如果遇到交通问题，各种搜救力量接到遇险报警信号或搜救任务协调员的指令后应全速驶往出事地点。但由于驾驶员某种情况下必须弃交通工具，搜救作业要注意以下几点：一是交通工具在到达出事地点附近开启9 GHz 雷达；
二是SART 的发射距离；
三是向下风、流处搜寻；
四是交通工具和航空器之间可使用VHF CH06 通信。

若驾驶员没有弃交通工具，应有遇险交通工具指定通信工具。若是与去救援的交通工具通信，则只能使用VHF（去救援的交通工具上唯一通信工具就是VHF）。

（1）交通工具向VTS 报告的种类及内容。船舶交通服务（Vessel Traffic Service，VTS）水域通信主要是交通工具向VTS 报告，各VTS 要求报告种类有所不同，主要报告为交通工具从适用地点出发前到指定地点前若干时间向VTS 所做的报告。报告内容大致包括交通工具名称和呼号、交通工具旗国、交通工具资料、现在交通工具位、其他相关信息（如航向、航速、目的港等）。

（2）偏离报告或变更报告（Deviationreport，DR）。如果需要则做此变更报告，即改变航行计划时进行此项报告，如进入或离开锚地。

（3）事故报告（IR/DG/HS/MP）。当交通工具发生或发现交通事故、污染事故或其他紧急情况后向VTS 所做的报告。事故报告的内容包括3 个方面：一是交通工具名称和呼号；
二是交通工具位置；
三是紧急情况及VTS 要求的其他信息。并不是交通工具经过每一个VTS 交通网络都要进行上述报告点，但航行计划和交通工具位是必须要报告的。

在无线通信设备应用范围逐步拓展的背景下，传统测试平台已无法胜任自动化测试工作，Mock 机制的无线通信设备，可实现远程通信，并能从无人机实时传输4K 未压缩视频。同时，Mock 机制的无线通信设备与5G 宽带联合工作，将开启一系列新的可能性，如360 度视频流和沉浸式虚拟现实应用。不仅如此，Mock 机制的无线通信设备项目还推动了毫米波无线通信系统的开发，使远程通信成为可能。因此，为了充分发挥无线通信设备接入控制器的产品性能，相关设计人员可在内部开发一个无线自动化测试平台，以便从根本上解决无线通信平台手动测试效果不佳的问题。

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