基于云測(cè)試的無線通信網(wǎng)絡(luò)仿真系統(tǒng)研究

　　邵玉成，孫 昊，王先鵬（中電科儀器儀表有限公司，安徽 蚌埠 233010）

　　摘 要：本文介紹了基于云測(cè)試的無線通信網(wǎng)絡(luò)仿真系統(tǒng)構(gòu)建方法，深入分析了云測(cè)試平臺(tái)與無線通信網(wǎng)絡(luò)仿真系統(tǒng)間協(xié)同工作的原理，并對(duì)異地協(xié)同測(cè)試技術(shù)、無線通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)同測(cè)試技術(shù)、系統(tǒng)綜合集成等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析。并針對(duì)無線通信相關(guān)測(cè)試場(chǎng)景提出了云測(cè)試平臺(tái)設(shè)計(jì)方案。

　　關(guān)鍵詞：云測(cè)試；無線通信；協(xié)同測(cè)試

　　0 引言

　　在現(xiàn)代測(cè)量領(lǐng)域中，特別是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)^[1-4]的發(fā)展，讓人們進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到萬物互聯(lián)的重要性和緊迫性^[5]。為了更廣泛地利用優(yōu)質(zhì)的處理資源和降低測(cè)試的成本，每個(gè)人都在為構(gòu)建自己的測(cè)試環(huán)境而費(fèi)盡心思，從單一測(cè)試儀器的購買、使用，到大型測(cè)試系統(tǒng)的配置、部署，每個(gè)需要使用測(cè)試儀表和系統(tǒng)的人都至少需要閱讀、消化幾百甚至上千頁的專業(yè)測(cè)試儀器技術(shù)文檔，并在一定周期的實(shí)踐后才能靈活運(yùn)用。而在高新技術(shù)飛速發(fā)展的今天，很多人會(huì)發(fā)現(xiàn)，測(cè)試儀器熟練使用往往跟不上技術(shù)的發(fā)展，因而人們不得不投入大量的時(shí)間在學(xué)習(xí)使用新型儀器上。而技術(shù)更新了，儀器升級(jí)了，又要重復(fù)學(xué)習(xí)、熟悉的過程，每個(gè)人都在周而復(fù)始地構(gòu)建著適用于自己的測(cè)試環(huán)境。而針對(duì)測(cè)試儀器本身，單一用戶使用的時(shí)間短，絕大多數(shù)的測(cè)試資源在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)都處于閑置狀態(tài)。這種情況的出現(xiàn)，形成了大量的人力和物力資源的浪費(fèi)。

　　本文介紹的基于云測(cè)試的無線通信網(wǎng)絡(luò)仿真平臺(tái)的研究方法，就是將云測(cè)試技術(shù)引入測(cè)量領(lǐng)域^[6]，使用戶通過網(wǎng)絡(luò)即可完成一系列、全方位的專業(yè)測(cè)量。基于云測(cè)試的無線通信網(wǎng)絡(luò)仿真平臺(tái)，將通過自主開發(fā)、自行設(shè)計(jì)的方式，采用異地協(xié)同測(cè)試技術(shù)、多制式通信網(wǎng)絡(luò)協(xié)同測(cè)試技術(shù)、系統(tǒng)綜合集成等關(guān)鍵技術(shù)，搭建不同制式的無線通信網(wǎng)絡(luò)仿真平臺(tái)，將不同制式的無線通信網(wǎng)絡(luò)仿真平臺(tái)分別與云端服務(wù)器相連，并置于不同地區(qū)，例如：甲仿真平臺(tái)置于A地，乙仿真平臺(tái)置于B地，丙仿真平臺(tái)置于C地，三種仿真平臺(tái)通過云端服務(wù)器相連，實(shí)現(xiàn)異地統(tǒng)一資源配置、協(xié)同測(cè)試管理的目的^[7]。測(cè)試用戶可在本地編寫自動(dòng)化測(cè)試腳本，通過網(wǎng)絡(luò)上傳至云端服務(wù)器，與服務(wù)器相連的無線通信網(wǎng)絡(luò)仿真平臺(tái)，將按照測(cè)試用戶編寫的自動(dòng)化測(cè)試腳本，進(jìn)行不同制式的無線通信網(wǎng)絡(luò)功能、性能等方面的測(cè)試，并將完整的測(cè)試報(bào)告通過網(wǎng)絡(luò)返回至測(cè)試用戶處。

　　1 系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)及關(guān)鍵技術(shù)

　　云測(cè)試技術(shù)是基于云計(jì)算的一種新型測(cè)試方案^[8]，云測(cè)試與傳統(tǒng)的測(cè)試類似，包括功能測(cè)試、性能測(cè)試、安全性測(cè)試：能夠進(jìn)行自動(dòng)化的功能測(cè)試與回歸驗(yàn)證；測(cè)試過程包括測(cè)試用例的設(shè)計(jì)、測(cè)試問題的提交、測(cè)試計(jì)劃、測(cè)試報(bào)告以及測(cè)試管理等工作。而無線通信網(wǎng)絡(luò)仿真平臺(tái)作為無線通信領(lǐng)域的一種重要仿真設(shè)備，具有穩(wěn)定的測(cè)試能力，良好的資源分配管理，準(zhǔn)確的測(cè)試精度，簡(jiǎn)潔的測(cè)試流程等優(yōu)勢(shì)。

　　基于云測(cè)試的無線通信網(wǎng)絡(luò)仿真平臺(tái)由云測(cè)試服務(wù)平臺(tái)、不同制式的網(wǎng)絡(luò)仿真儀、資源管理服務(wù)器、安全監(jiān)控服務(wù)器和用戶終端組成。網(wǎng)絡(luò)仿真儀、資源管理服務(wù)器和安全監(jiān)控服務(wù)器相互連接，組成不同制式的網(wǎng)絡(luò)仿真平臺(tái)，置于不同的地區(qū)。云測(cè)試服務(wù)平臺(tái)通過互聯(lián)網(wǎng)與不同制式的網(wǎng)絡(luò)仿真平臺(tái)相連，組成云測(cè)試無線通信網(wǎng)絡(luò)仿真平臺(tái)。

　　基于云測(cè)試的無線通信網(wǎng)絡(luò)仿真平臺(tái)研究，創(chuàng)新性地將云測(cè)試技術(shù)運(yùn)用于無線通信網(wǎng)絡(luò)的仿真測(cè)試中，用戶可在任何地方，通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行無線通信網(wǎng)絡(luò)的仿真測(cè)試（如圖1所示）。

　　測(cè)試人員使用本地終端編寫自動(dòng)測(cè)試腳本，通過互聯(lián)網(wǎng)上傳至云測(cè)試平臺(tái)服務(wù)器，服務(wù)器將執(zhí)行用戶的測(cè)試案例，并利用現(xiàn)有測(cè)試資源將測(cè)試任務(wù)分配至不同仿真平臺(tái)，分別進(jìn)行相關(guān)測(cè)試后，將測(cè)試結(jié)果匯總，形成完整的測(cè)試報(bào)告返回。在此過程中，測(cè)試人員需要將測(cè)試案例、虛擬用戶數(shù)、網(wǎng)絡(luò)連接配置等性能參數(shù)提供給云測(cè)試平臺(tái)。云測(cè)試平臺(tái)通過軟件來執(zhí)行測(cè)試．并生成功能、性能、射頻一致性、無線資源管理等方面的測(cè)試報(bào)告。

　　2 云測(cè)試服務(wù)平臺(tái)設(shè)計(jì)方案

　　云測(cè)試服務(wù)平臺(tái)可分為：IaaS（基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)）、PaaS（平臺(tái)即服務(wù)）、SaaS（軟件即服務(wù)）3層。IaaS層由無線通信網(wǎng)絡(luò)仿真儀表組成，以資源池的形式提供給用戶使用；PaaS層由資源監(jiān)控、資源管理、接入安全等數(shù)據(jù)庫軟件組成，以平臺(tái)的形式提供給用戶使用；SaaS層由用戶自服務(wù)門戶和用戶請(qǐng)求管理組成，以客戶端軟件的形式提供給用戶使用。

　　云測(cè)試服務(wù)平臺(tái)（如圖2）可通過網(wǎng)絡(luò)為測(cè)試用戶提供遠(yuǎn)程測(cè)試服務(wù)，用戶可通過自服務(wù)門戶登陸操作界面，選擇服務(wù)目錄，填寫測(cè)試需求，也可在本地編寫自動(dòng)測(cè)試腳本，通過用戶請(qǐng)求發(fā)送至服務(wù)平臺(tái)，云測(cè)試服務(wù)平臺(tái)確認(rèn)請(qǐng)求合法后，按用戶需求及資源池中資源數(shù)量，進(jìn)行統(tǒng)一的資源分配管理，完成用戶測(cè)試，并返回測(cè)試報(bào)告。在從請(qǐng)求到測(cè)試的全過程中，云測(cè)試服務(wù)平臺(tái)進(jìn)行全程的資源監(jiān)控，包括可用總資源數(shù)、資源預(yù)請(qǐng)求數(shù)、活動(dòng)資源數(shù)、測(cè)試完成釋放資源數(shù)等。因?yàn)橘Y源池中資源可能分布在不同地方，所以云測(cè)試服務(wù)平臺(tái)還需對(duì)異地資源進(jìn)行統(tǒng)一配置管理、任務(wù)分配和測(cè)試結(jié)果匯總。

　　云測(cè)試服務(wù)平臺(tái)借用了“金字塔”的模型，將用戶關(guān)心的測(cè)量應(yīng)用放在最頂層，將以前那些需要大量軟、硬件投資以及專業(yè)技術(shù)的應(yīng)用，隱藏在“云”背后，已基于智能化的界面提供給用戶。

　　3 結(jié)論

　　將云測(cè)試技術(shù)與現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)相融合，不僅可以節(jié)約大量的人力、物力投入，減少大量專業(yè)測(cè)量?jī)x器購買，也是物聯(lián)網(wǎng)從通用領(lǐng)域到專用領(lǐng)域的一個(gè)飛躍。從用戶面對(duì)大量專業(yè)測(cè)量?jī)x表，到面對(duì)智能化測(cè)試平臺(tái)，云測(cè)試在測(cè)量領(lǐng)域的應(yīng)用，對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，對(duì)未來新型網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建，對(duì)測(cè)量領(lǐng)域的創(chuàng)新都將起到關(guān)鍵性作用。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1] 張鴻濤,等.物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)及系統(tǒng)應(yīng)用[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2011.

　　[2] 利爾達(dá)科技.物聯(lián)網(wǎng)/無線傳感網(wǎng)原理與實(shí)踐[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2011.

　　[3] 李津生,等.下一代Internet的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)[M].北京:人民郵電出版社,2001.

　　[4] 劉云浩,等.物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論[M].北京:科學(xué)出版社,2011.

　　[5] 陳海瀅,等.物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用啟示錄-行業(yè)分析與案例實(shí)踐[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2011.

　　[6] GORT?ZAR F,GALLEGO M.A Simple Path TowardsTesting Cloud Applications[C].2018 IEEE/ACM InternationalConference on Utility and Cloud Computing Companion(UCC Companion),Zurich,2018:28-29.

　　[7] KAO C H.LIU S T,LIN C C.Toward a Cloud Based Frameworkfor Facilitating Software Development and TestingTasks[C].2014 IEEE/ACM 7th International Conference onUtility and Cloud Computing,London,2014:491-492.

　　[8] LI H,LI X,WANG H,et al.Research on Cloud PerformanceTesting Model[C].2019 IEEE 19th International Symposiumon High Assurance Systems Engineering (HASE),Hangzhou,China,2019:179-183.

　?。ㄗⅲ罕疚膩碓从诳萍计诳峨娮赢a(chǎn)品世界》2020年第07期第71頁，歡迎您寫論文時(shí)引用，并注明出處。）