测试覆盖范文

2024-06-24

测试覆盖范文（精选8篇）

测试覆盖第1篇

在现阶段,如果发生软件安全事故,不仅会给人们造成巨大的经济损失,还会影响我国经济的稳定。并且随着我国软件安全测试技术的发展,软件测试例集也在不断地增长。而基于测试覆盖的安全关键软件测试技术是一种效率高、安全的软件安全测试方法,在软件领域具有很广泛的应用。所以测试人员应该重视基于测试覆盖的安全关键软件的测试。

1 基于测试覆盖的安全关键软件测试方法

1.1 测试特点

所谓安全关键软件就是指安全系数高、可靠的软件。这种软件在各个领域都有很广泛的应用。常见的应用领域是在安全系统中。安全关键软件主要是通过在特定的硬件环境中应用软件。在应用软件的过程中,会产生很多的数据流,如控制执行语句、传感器信息、接口交互信息。当用户使用时,安全关键软件就会进行实时计算,并作出相对的反应。而当非法用户入侵时,安全关键软件会快速的进行信息筛选、分析,并作出应对。由此可见,在开发安全关键软件时,应该进行危险分析,并对可能会出现的非法攻击等安全问题进行预防。

因为安全关键软件具有一定的特殊性,所以基于测试覆盖的安全关键软件的测试也具有特殊性。首先,它需要配套专门的测试工具。其次,如果软件的开发环境和软件的运行环境不相同时,那么在测试完主机后,还要再进行目标机器的测试。之后,如果测试输入的语句复杂度较高,那么在进行常规的语句测试之后,还要进行时序关系等其它约束语句的测试。最后,对于软件是否具有可靠性指标,采取不同的测试方法。如果有,则需要进行可靠性增长测试。如果没有,则需要进行软件可信度的测试。

1.2 测试策略

基于测试覆盖的安全关键软件的测试需要以生命周期模型为导向,采用白盒测试或者是黑盒测试,进行测试覆盖率的信息收集,并以此而为动态参考数据。基于测试覆盖的安全关键软件测试包括三个步骤。首先,应该先排序例集,并确定优先级。例集主要是通过安全系数分类之后,采用黑盒测试法获得的。其次是对重要的模块进行有限测试。最后是在有限测试所得数据的基础上,进行回归分析,从而得出测试覆盖的增长函数。

在这个过程中,选用的测试用例应该能够促进测试覆盖有促进作用。同时,如果在测试过程中,软件产生多余的残留数据信息,如软件的缺陷属性,则需要建立缺陷模型来保证软件测试充分性和正确性。此外,测试人员还可以通过增加测试用例,来提高安全关键软件测试的精确性。其测试策略如图1。

2 基于测试覆盖的安全关键软件测试的实例

本文以主控软件的测试作为示例。在基于测试覆盖的测试方法中,增加了传统测试方法,然后将两者进行分析对比。实践证明,基于测试覆盖的安全关键软件测试方法具有高效性、短时性。

(1)软件测试的第一步是分析软件的安全性,并确定软件的危险级别。主控软件是一种嵌入式软件,其安全系数比较高。如果主控软件的数据通讯发生通讯链路故障,那么就属于严重危险,而如果数据通讯发生数据内容错误,则属于轻度危险。当主控软件的调焦控制发生接收命令有误的故障,则属于轻度危险;如果调焦控制出现电机驱动故障,则属于严重危险。

(2)确定量化软件的测试覆盖目标。依据主控软件应用在航天型号软件中的特点。该主控软件的测试覆盖目标主要包括两个方面,一是根据实际需要,分解测试项之后,要求需求细节的覆盖率达到100%。同时测试类型必须符合相关标准。二是要应用测试工具时,要分析源程序的覆盖范围。并保证语句覆盖和分支覆盖都能达到10%。

(3)测试用例的选择。主控软件的测试项包括工基本功能、处理时间的余量等83测试项。因而其测试用例大约需要528个。并且测试用例的设计需要利用功能分解、边界值分析等方法。同时要求测试用例的覆盖目标达到100%。

(4)测试环境的准备。基于主控软件运行在太空环境下,因而测试环境配备的是以TestB ed为测试工具,并标配RTInsight数据信息采集工具,同时还添加了RTInsignhtP ro作为结构覆盖测试工具。此外,为主控软件提供的是DSP SMJ320运行环境和软件测试平台。

(5)测试数据信息的收集。主控软件的数据信息采集工具是RTInsight,其主要收集步骤包括硬件连接、源代码插桩、执行测试、分析数据、保存及导入测试记录。所谓硬件连接就是利用三态门将测试工具和测试系统连接起来。此外,为了能够实时掌握监控总线的写入操作状态,需要CSO和WEO分别于写信号、片选相连接。而为了实时掌握监控总线的读操作,需要DATA-CS1和DATA-RD分别于片选和输出相连接。所谓源代码插桩是利用插桩模板,将源文件引入Testbed中,然后根据运行的数据结果进行分析。如果需要二次插桩,则需要将编译后的.Obj文件转换成可存储的代码。所谓执行测试就是建立工程文件,并输入识别地址,连接后即可开始测试程序。所谓数据分析是指根据在测试过程中收集的结果数据,分析语句覆盖率、分支覆盖率、函数时间性能测量值。而数据保存就是利用RTInsight数据信息采集工具实时的保存测试数据。之所以采用专门的数据收集工具是因为软件测试过程中产生的数据流太多。最后是测试记录,测试记录需要记录缺陷数、用例个数、语句覆盖率和分值覆盖率。实际的测试结果如图2,从表中数据可以看出,测试用例个数是528,缺陷数是18,但是语句覆盖率是86.55%,分支覆盖率为67.74%。x可见,语句覆盖率和分支覆盖率并没有达到标准。

(6)预测软件中的剩余缺陷。在预测剩余缺陷之前,需要对测量数据进行归纳和整理。首先是采用了传统软件测试方法,补充了696个测试用例,实际用例数是1224个,执行时间是21天,总共发现了23个问题。其中包括总线通讯、时序控制、指令处理、橡移计算、偏流控制、调焦控制、温度控制、新能指标、成像控制这个几个大方面。缺陷类型包括接口缺陷、输出缺陷、逻辑缺陷、输入缺陷、输出缺陷、数据缺陷、设计缺陷、文档缺陷。之后又采用了基于测试覆盖的测试方法。相比传统测试方法,该方法又补充了45个用例,总共执行了573个用例,执行时间是8天,发现了31问题。然后通过代码的人工走查方法,使语句覆盖和分支覆盖率达到100%。人工走查发现软件缺陷的模块主要包括成像控制、时序控制、温度控制、总线通讯、像移计算。

(7)测试数据分析。在该主控软件的测试中,采用了传统的测试方法和基于测试覆盖的测试方法。其中传统测试方法的实际用例个数是1224个,执行时间是21天,发现的缺陷个数是24个。基于测试覆盖的测试方法的实际用例个数是573个,执行时间是8天,发现缺陷个数是31。两者相比不难发现,基于测试覆盖的测试方法具有很明显的优势,它不仅能够缩短软件测试的执行时间,还能提高软件测试的精确度。基于测试覆盖方法相比于传统测试方法在发现缺陷个数上,其工作效率提高了33%。由此可见,采用基于测试覆盖的软件测试方法能够快速、高效的完成测试任务。

3 总结

综上所述,安全关键软件测试的最佳方法是利用测试覆盖方法。尤其是在安全软件被广泛应用的背景下,提高安全关键软件的测试效率是提高软件的安全性能的关键。所以为了促进我国软件行业的快速发展,促进我国信息化社会的进步,应该积极利用测试覆盖方法来测试安全软件,从而保证软件的可靠性和安全性。

参考文献

[1]黄丹丹,刘超,储开华.基于测试覆盖的安全关键软件测试策略探讨[J].数字技术与应用,2015.

[2]崔天意,肖洋.安全关键软件测试设计方法[J].甘肃科技,2015.

嵌入式软件的覆盖测试第2篇

嵌入式软件的开发与通用软件很大的`不同点在于，需要采用交叉开发的方式：开发工具运行在软硬件配置丰富的宿主机上，而嵌入式应用程序运行在软硬件资源相对缺乏的目标机上。对于这类软件的测试也存在着同样的问题：测试工具运行在宿主机上，测试所需要的信息在目标机上产生，并通过一定的物理/逻辑连接传输到缩主机上，由测试工具接收。因此，嵌入式软件测试的一个重要问题是建立宿主机与目标机之间的物理/逻辑连接，解决数据信息的传输问题。

CMMB网络覆盖测试系统第3篇

自2006年10月移动多媒体广播电视(以下简称“CMMB”) 技术标准颁布以来，作为唯一的中央级CMMB运营商，中广传播集团有限公司开始负责全国范围内CMMB网络的建设和维护。截止目前，CMMB网络已经覆盖全国300多个城市。

为确保CMMB网络覆盖质量满足开展商业运营的基本要求，在网络建设过程中，中广传播集团有限公司需对全国各城市CMMB网络覆盖效果进行评估测试。考虑到CMMB是我国自行研发的技术体系，目前，市场上缺乏相应的、成熟的测试设备和测试系统用于网络覆盖测试和评估，为此，基于广播电视规划院开发的CMMB路测仪，中广传播集团有限公司构建了CMMB网络覆盖测试系统。

1 概述

CMMB网络覆盖测试系统通过对接收到的CMMB信号进行解调和分析，从而达到对网络覆盖质量进行评估的目的。一个典型的CMMB网络覆盖测试系统如图1和图2所示。由图可知：测试系统主要包括：CMMB路测仪、便携接收天线、蓝牙全球定位系统(GPS)、便携频谱仪以及笔记本电脑。其中，CMMB路测仪对接收到的CMMB信号进行接收和解调，并将初步处理数据通过USB接口传送给笔记本电脑;GPS完成定位功能，向笔记本电脑提供地理位置信息;为了更加准确地获取现场CMMB信号的频谱信息，主要包括：频谱特性及信号功率，CMMB覆盖测试系统采用了技术成熟的进口便携频谱仪;笔记本电脑装有CMMB覆盖测试软件，能够实时处理来自CMMB路测仪、频谱仪以及GPS的数据信息，并以图表形式直观显示网络覆盖测试结果。

2 CMMB路测仪

CMMB路测仪是CMMB网络覆盖测试系统的核心设备, 主要完成对CMMB信号的接收和解调, 并输出基带数据和相关测试信息。CMMB路测仪完全符合GY/T 220.1-2006《移动多媒体广播第1部分:广播信道帧结构、信道编码和调制》和GY/T 220.2-2006《移动多媒体广播第2部分:复用》等标准, 可对CMMB系统各种工作模式展开实验室和现场性能评估测试。

鉴于CMMB专用信道解调芯片输出的测试信号种类有限, 为确保CMMB路测仪具有更加强大的网络覆盖测试和数据分析处理能力, 更加满足开展CMMB网络覆盖测试的要求, 本文所述的CMMB路测仪采用了“专用信道解调芯片+可编程器件 (FPGA) ”的设计方案。除了具备最基本网络覆盖测试功能外, 基于此方案的CMMB路测仪还能给出接收信号的调制误差率、信道冲击响应以及星座图等测试指标, 便于工程技术人员开展进一步分析和研究。

根据硬件设计和实现的不同，CMMB路测仪可分为三种型号，图3、图4和图5分别给出了三种型号CMMB路测仪的实物图。其中，I型路测仪由USB接口供电，需与笔记本电脑配合使用，该款路测仪具有良好的便携性;II型和III型路测仪本身具备了计算机功能，可单独构建CMMB网络覆盖测试系统，但需采用交流供电，适宜配置在专用的工程测试车上使用。

3 网络覆盖测试系统功能

为了更加全面、客观地评估CMMB网络的覆盖效果，为CMMB网络参数的进一步调整和优化提供科学的技术依据，CMMB网络覆盖测试系统应同时具备对网络覆盖效果进行实时测试以及对后期数据进行分析处理的功能。CMMB网络覆盖测试系统界面如图6所示。

3.1 覆盖测试

图6中区域2主要完成对测试区域地图的加载及各项操作;区域4实时显示测试过程中CMMB信号的各项解调参数;色的对应关系;区域3是测试参数设置工具栏，可对测试模式、GPS通信参数以及接收芯片参数进行配置。此外，在选中观看视频时，该区域将实时显示音视频节目，工程技术人员可同时观察视频播放和误码显示，使主观和客观评价结合起来;区域6主要完成GPS失锁报警及地图的自动对焦设置。

上述各项参数设置完成后，CMMB覆盖测试系统就能够开始进行实时自动化的网络覆盖测试。在覆盖测试过程中，CMMB测试系统的GPS设备、频谱仪以及路测仪实时产生当前接收点的地理位置、接收信号的场强值以及误码率值(误比特BER、RS误包或LDPC误包)数据信息，覆盖测试系统将场强、误码率等信息以不同的颜色记号标示在地图软件上，从而反映出当前CMMB信号场强分布和各点接收性能。此外，在测试过程中，CMMB网络覆盖测试系统还能实时给出信号场强分布区间以及成功接收比例的统计信息。图7为CMMB网络覆盖测试结果的示意图。

图7直观给出了CMMB覆盖区域内各种测试数据信息，其中，图7中左上角子图用不同颜色给出了整个覆盖测试区域内CMMB信号场强分布示意;右上角子图用红绿两种颜色给出了整个覆盖测试区域内CMMB信号成功接收地点分布;左下角子图给出了信号场强和误码出现情况;右下角子图给出了信号场强的分布区间以及成功接收与否的比例统计。

为了进一步对CMMB信号进行研究和分析，除信号场强、误码率外，CMMB覆盖测试系统还能对无线信道冲击响应、接收信号星座图以及调制误差率(MER)等技术指标进行测试和测量。其中，信道冲击响应功能对于CMMB单频网性能的分析和调整至关重要。图8和图9分别给出了CMMB信道冲击响应及信号星座图的测试示意图。通过图8和图9，工程技术人员能够初步掌握和分析接收区域内无线传输信道多径干扰的情况，在此基础上，进一步开展CMMB覆盖网络的调整和优化工作。

考虑到室内无法正常接收GPS信号，除室外GPS地图自动打点覆盖测试外，CMMB网络覆盖测试系统还支持室内平面图上的手动打点方式的覆盖测试。

3.2 数据分析

对测试数据的统计和分析是改善CMMB网络覆盖效果的前提。CMMB网络覆盖测试系统具有强大的数据统计和分析功能，其中，图6中区域1完成对已测试数据的导入、导出和回放;区域7主要完成对已测数据的后期处理。总体而言，CMMB网络覆盖测试系统数据分析功能主要包括：

1.数据导入、导出和回放

CMMB网络覆盖测试系统提供了测试数据导入、导出和离线回放功能。在测试过程中，CMMB网络覆盖测试系统以数据库文件的方式存储测试数据，并且在非实时测试状态下，通过导入前期保存的测试数据库，以直观的方式重新显示测试结果。

2.数据库合并

鉴于实际测试中同一覆盖区域的CMMB的测试工作可分阶段展开，为了便于工程技术人员对整个覆盖区内的测试数据进行分析和统计，CMMB网络覆盖测试系统提供了数据库合并功能，即将多个测试数据库文件合并成一个数据库文件，以便开展后期的分析处理。

3.数据导出至Google Earth

考虑到Google Earth是一种比较流行的地理信息系统，基于Google Earth，工程技术人员能够非常方便地对覆盖区域内的测试数据进行二次开发、处理和分析。为此，CMMB网络覆盖测试系统提供了将测试数据导出至Google Earth地图的功能。图10和图11分别给出了基于Google Earth地图的信号CMMB信号场强分布示意以及成功接收概率示意。

4.统计

CMMB网络覆盖测试系统能够完成的数据统计功能主要包括：覆盖区域内信号场强区间分布以及接收失败点信号场强区间分布，如图12和图13所示。通过对测试数据的统计，工程技术人员能够初步分析覆盖质量的成因，从而为下一阶段CMMB网络的优化提供借鉴。

4 结束语

CMMB网络覆盖测试系统的建立大大简化了网络覆盖测试手段，提高了网络覆盖测试的效率。目前，CMMB网络覆盖测试系统已经成功应用于全国各个城市的网络覆盖测试及优化工作当中。

随着全国300多个城市CMMB网络覆盖测试工作的进一步深入，对于CMMB覆盖测试系统势必提出新的要求。因此，在结合实际测试工作的基础上，中广传播集团有限公司也将不断总结经验，不断升级完善CMMB网络覆盖测试系统的功能和性能。

摘要：CMMB网络覆盖测试系统是开展网络覆盖效果评估测试的技术平台, 对于CMMB网络的建设至关重要。本文首先介绍了CMMB网络覆盖测试系统的相关设备和仪器, 在此基础上, 详细介绍了CMMB网络覆盖测试系统的各项测试功能及数据分析处理能力。

卫星覆盖区测试方法及工程应用第4篇

卫星覆盖区测试是卫星有效载荷在轨测试和卫星工程系统测试的重要内容, 目的是检验卫星覆盖区是否满足用户提出的设计研制要求, 是否可在设计区域内为系统用户提供良好优质的服务, 测试结果是卫星验收交付及用户使用的重要依据。

卫星波束覆盖区根据卫星天线的不同大致可分为“全球覆盖”、“区域覆盖”、“点波束覆盖”等几类。区别主要体现在覆盖区面积和范围上, 对于覆盖区测试方法来说, 没有本质上的不同。这里重点以区域覆盖波束测试来介绍卫星覆盖区测试方法。

1 主要评判参数

卫星覆盖区范围直接决定了用户未来的实际使用, 因此评判卫星覆盖区性能是否合格主要是看卫星覆盖区是否能按照工程设计要求覆盖使用范围, 并向终端用户提供稳定良好的服务, 即在某指定区域终端设备是否能正确接收卫星转发的信号, 是否能成功转发该终端设备发送的信号。卫星覆盖区性能主要通过以下几个指标评判。

(1) 出站链路

卫星应用工程中, 出站链路即地面站发射出站信号至卫星, 卫星转发信号至用户终端的信号链路, 主要有2个评判参数:① 卫星出站信号等效全向辐射功率EIRPs, 由于多数地面中心站配有大功率高功放和大口径天线, 可以将卫星出站转发器推至饱和工作, 因此EIRPs体现了卫星出站信号发射功率性能, 直接决定用户在覆盖区接收卫星信号的强度;② 终端用户接收误码率Pb, 该指标为终端用户接收卫星系统提供服务性能的评判指标。由于接收误码率Pb与接收信号信噪比有直接关系, 一般来说确定的信噪比及信号调制方式就基本确定了终端用户的接收误码率Pb, 而信噪比又与卫星发射EIRPs相关, 因此出站链路只需进行卫星发射EIRPs测试即可。

(2) 入站链路

卫星工程中, 入站链路即用户终端发射信号至卫星, 卫星转发信号至地面站的信号链路。入站链路的主要评判参数为:卫星G/T值。由于终端用户多为小信号发射, 该指标体现了卫星对用户终端发射信号无失真放大的能力。

1.1卫星等效全向辐射功率EIRPs

卫星等效全向辐射功率EIRPs是指地面站向卫星转发器发射信号, 使转发器处于饱和状态时, 转发器的饱和输出功率。卫星等效全向辐射功率EIRPs的计算公式为:

EIRPs=PLNA+DLNA-Gearr+Ld+ (Gso-Gsi) , (1)

式中, PLNA:地面测试设备低噪声放大器输出端口信号电平;DLNA:地面测试设备低噪声放大器增益;Ld:卫星信号至地面测试设备天线口面的空间总损耗, 包括空间、极化、跟踪、大气等损耗;Gearr:地面测试设备接收天线增益, 包括馈线等损耗;Gso:卫星发射天线波束指向中心增益;Gsi:卫星发射天线在地面测试点增益。

从公式 (1) 可以看出:由于卫星天线在不同地点的增益不同, 因此覆盖区测试时, 不同测试地点的测得的卫星等效全向辐射功率EIRPs不同。

1.2卫星G/T值

卫星品质因数 (G/T) 是指卫星接收天线到转发器输入端的增益G与转发器输入端的噪声温度T之比。G和T要求都等效到设备的同一个测试点上。

G/T= (C/N0) u-EIRPe+Lu+[K]+ (Gso-Gsi) , (2)

式中:

C/N0:由公式 (3) 计算得到

$\frac{1}{(C / Ν_{0})_{u}} = \frac{1}{(C / Ν_{0})} - \frac{1}{(C / Ν_{0})_{d}}$ ; (3)

EIRPe:地面站发射信号功率;

Lu:地面站发射信号至卫星接收天线口面的上行总损耗, 包括空间、极化、跟踪、大气等损耗;

[K]≈-228.6 dBW/ (kHz) :玻尔兹曼常数;

(Gso-Gsi) :卫星转发器波束指向中心与测试点之间的差值;

(C/N0) d:下行载噪比;

(C/N0) u:上行载噪比;

C/N0:下行总载噪比。

2 测试方法

工程应用中, 卫星覆盖区测试主要采用2种方法进行。① 移动测试方法。保持卫星正常姿态不变, 有效载荷正常工作, 地面测试设备从卫星有效覆盖区选取若干测试点进行测试, 根据测试结果绘制卫星覆盖区范围, 评估覆盖区是否符合用户的实际使用要求。该方法为卫星覆盖区测试的常规方法;② 卫星姿态偏置测试方法。该方法是地面移动测试方法的延伸, 通过使卫星平台姿态偏置改变卫星天线波束指向, 从而间接改变卫星覆盖区范围, 在卫星覆盖区改变后, 采用地面移动测试方法绘制卫星覆盖区范围, 再通过理论计算推算卫星恢复至正常姿态时的实际覆盖区范围。该方法主要应用于地面移动测试无法到达或不宜测试的情况。

2.1测试设备组成

卫星覆盖区参试, 设备包括地面站、监测站、移动测试设备、测试仪器等, 如图1所示。

地面站主要承担卫星覆盖区测试时出站信号的发射、入站信号的接收与测量, 负责测试期间卫星有效载荷的管理、调度、状态监测, 负责完成遥测信号的接收处理和遥控指令的发射。

监测站分布于卫星覆盖区的不同位置, 负责接收测量卫星转发的地面站发送的出站信号, 并向卫星发射入站信号。

移动测试设备包括用户终端设备与数据处理计算机, 功能任务与监测站基本相同, 但其具备灵活的机动性, 可在任意预定的测试特征点完成测试任务。

测试仪器主要包括频谱仪、信号源、功率计等。

地面站、监测站和移动测试设备在参加测试前需要对其链路增益及损耗进行准确的标定。

2.2地面移动测试法

在使用地面移动测试方法进行卫星覆盖区测试前, 首先根据卫星转发器天线设计及测试结果, 通过仿真、理论计算, 绘制卫星覆盖区的设计范围, 初步确定覆盖区中心点及其边缘;再沿此卫星覆盖区等值曲线切线方向, 自中心点至边缘选取若干个典型测试特征点。

卫星覆盖区测试时, 地面站与移动测试设备构成出入站信号链路, 采用互发互收信号的方式进行, 如图2所示。首先, 地面站向卫星发出站信号, 将卫星转发器推至饱和点工作。移动测试设备从覆盖区中心地区开始进行测试。已知地面站发射EIRPe, 移动测试设备接收卫星转发的出站信号, 通过单载波测量或电平载噪比估值方式测量接收信号电平强度, 利用公式 (1) 计算得到卫星等效全向辐射功率EIRPs。通过卫星发射EIRPs参数的符合情况评判该点是否满足用户技术要求, 确定该点是否属于出站信号服务区范围。当测量结果低于指标要求时, 则认为该点已出覆盖区。

移动测试设备向卫星发射入站信号, 地面站接收信号并通过单载波或电平估值方式估算卫星发射信号EIRPs, 及地面天线接收冷、热噪声, 利用式 (2) 、式 (3) 计算得到卫星G/T值。通过卫星G/T值测量结果的符合情况评判该点是否满足用户服务要求, 确定该点是否属于入站信号服务区范围。当测量结果低于指标要求, 则认为该点已出覆盖区。

依次测量各测试特征点, 找出卫星覆盖区边缘位置, 并通过测试结果绘制出卫星覆盖区闭合曲线。测试结果与卫星工程设计要求的覆盖区范围进行一致性比对, 评估卫星覆盖区性能是否满足要求。

2.3卫星姿态偏置测试法

卫星姿态偏置测试法是利用主动改变卫星覆盖区范围, 将覆盖区从不便于测试的地区 (如海上、境外等) 移至利用测试的地区进行测试, 测试过程与地面移动测试方法相同。

在利用卫星姿态偏置测试方法进行卫星覆盖区测试前, 为使卫星通过姿态偏置的方式使覆盖区指向选定的测试特征点, 需要根据特征点位置和天线波束指向的设计位置来计算卫星俯仰角偏置 (Δθ) 和滚动角偏置 (Δβ) 。考虑到姿态偏置控制需要消耗星上燃料, 测试特征点不能选择过多。偏置姿态角的简化计算公式如下:

$\begin{array}{l} Δ θ = 2 \arcsin \frac{r s i n (λ_{1} - λ_{0})}{2 Η} ‚ (4) \\ Δ β = 2 \arcsin \frac{r s i n (\partial_{1} - \partial_{0})}{2 Η} ‚ (5) \end{array}$

式中, λ1、∂1为需要进行测试的特征点经度和纬度;λ0、∂0为理论设计的天线波束指向中心点的经度和纬度;r为地球半径;H为卫星距离地面的高度。

地面站测控系统按照计算得到的卫星偏置姿态角, 向卫星发射控制指令, 控制卫星天线波束指向测试特征点。卫星偏置完成后, 采用地面移动测试方法, 选取多个测试特征点进行出站链路卫星等效全向辐射功率EIRPs测试, 入站链路卫星G/T值测试。

测试结束后, 绘制出卫星覆盖区闭合曲线, 并推算卫星不偏置状态下的覆盖区, 将结果与卫星理论覆盖区范围进行一致性比对, 评估卫星实际覆盖区性能是否满足要求。全部测试结束后, 地面站发遥控指令, 恢复卫星正常工作姿态。

2.42种测试方法对比

2种卫星覆盖区测试方法各有特点, 在工程中均有广泛的应用。

地面移动测试方法, 操作简单, 技术要求低, 不会对卫星正常工作产生影响, 也不会影响系统工作的正常进行;但需要选取卫星覆盖区的多个特征点位, 选取点位的数量与覆盖区范围相关, 一般不少于十点, 因此测试周期较长, 需要消耗大量人力和财物资源, 同时会出现测试点位地理位置不在国内或者不适合移动测试等因素影响测试, 造成关键点位无法测到。

卫星姿态偏置方法, 是地面移动测试方法的有效补充, 可以很好地解决卫星覆盖区在海上或境外的不利于测试的问题, 测试方法比较方便灵活, 同时降低了测试成本和时间, 不受外场测试环境制约, 提高了测试效率;但该方法需要对卫星姿态进行调整, 会消耗卫星燃料, 同时测试期间由于卫星覆盖区的变化会对系统正常工作造成一定的影响或中断。

3 工程应用

在某型号卫星的覆盖区测试中, 将2种测试方法很好地结合起来共同完成了该星的覆盖区测试。由于该卫星覆盖区中心在东南沿海地区, 自覆盖区中心向西, 大部地区为我国内陆范围, 可采用地面移动测试方法完成陆地范围内的测试。向东由于覆盖区大部位于海上, 采用出海测试成本高, 时间过长, 因此利用卫星姿态偏置测试方式, 将卫星覆盖区中心向西偏移500 km左右, 将位于海上的覆盖区大部分移至陆地, 在结合地面移动测试方法, 高效地完成了卫星覆盖区测试。

测试根据理论覆盖区范围选取了十几个测试特征点, 即包括覆盖区中心, 也包括边缘地区。通过对每个特征点进行出站链路和入站链路的2个参数测试, 根据计算结果绘制了卫星实际覆盖区范围。测试结果表明:利用2种测试方法结合, 可以有效地完成对卫星覆盖区的测试, 测试结果更好地真实反映了卫星实际覆盖区范围。

4 结束语

从工程实践来看, 将地面移动测试方法与卫星姿态偏置方法结合起来进行卫星覆盖区测试可以取得较好的测试结果与效率, 通过测量出站链路卫星发射EIRPs及入站链路卫星G/T值, 可以较为准确地评估卫星实际的覆盖区范围, 有效提高测试的准确性。

参考文献

[1]徐福祥.卫星工程[M].北京:中国宇航出版社, 2004.

[2]刘旭东.卫星通信技术[M].北京:国防工业出版社, 2000.

[3]李建成, 余培军, 安锦文.基于姿态偏置的卫星天线方向图在轨测试实现[J].飞行器测控学报, 2006, 25 (2) :44-47.

基于逻辑覆盖的软件测试分析第5篇

如何提高软件质量是软件工程致力解决的关键问题之一。软件测试是保证软件正确性和提高软件可靠性的最基本和最重要的手段。其目标就是以最少的时间和人力找出软件中潜伏的各种错误和缺陷。软件测试是软件生存周期的一个重要组成部分。设计测试方案是测试阶段的关键技术，不同的测试数据发现程序错误的能力差别很大，为了提高测试效率降低测试成本，应该选用高效的测试数据。

测试的目标是尽可能地去发现错误，去寻找被测试对象与规定不一致的地方。但是不可能进行穷尽测试，因此，有选择地执行程序中某种最有代表性的通路，是用白盒方法测试程序时对穷尽测试唯一可行的替代办法。

1 软件测试的定义

软件测试就是根据软件开发各阶段的规格说明或程序内部结构精心设计一批测试用例，并利用这些测试用例来运行程序，观察程序的执行结果，验证该结果是否与预期的一致，然后作相应的纠错、调整和评价。Glen Myers认为：“程序测试是为了发现错误而执行程序的过程。”这一测试定义明确指出“寻找错误”是测试的目的。因而，软件测试的目标涵盖了：(1)测试是一个为了寻找错误而运行程序的过程;(2)一个好的测试用例是很可能找到至今为止尚未发现的错误的用例;(3)一个成功的测试是指揭示了至今为止尚未发现的错误的测试。软件测试的目标是设计这样的测试用例，能够系统地揭示不同类型的错误，并且耗费最少的时间和最少的工作量。

2 白盒测试

白盒测试是针对被测单元内部是如何进行工作的一种测试方法。它根据程序控制结构设计导出测试用例，主要用于软件程序的验证。又称透明盒测试、逻辑驱动测试。它依赖于对程序细节的严密检验，针对特定条件和循环集设计测试用例，对软件的逻辑路径进行测试。在程序的不同点检验“程序的状态”以判定其实际情况是否和预期的状态相一致。采用白盒测试应全面的了解程序内部的逻辑结构，对所有的逻辑路径进行测试，是一种穷举路径的测试方法。在使用这种方法时，测试者必须检查程序的内部结构，从检查程序的逻辑结构着手，得出测试数据。

白盒测试是按照程序内部预期应有的逻辑测试程序，检验程序中的每条执行通络是否都能按预定要求正确工作。设计测试方案是测试阶段的关键技术，所谓测试方案应该包括三方面的内容：具体的测试目的、应该输入的测试数据和预期的输出结果。通常又可以将测试数据和预期的输出结果成为测试用例。

3 逻辑覆盖

逻辑覆盖是白盒测试常用的技术，白盒测试根据程序的内部逻辑来设计测试用例。驱动被测试程序运行完成的测试。即用测试数据运行被测程序时对程序逻辑的覆盖程度。主要覆盖标准有：语句覆盖、判定覆盖、条件覆盖、判定/条件覆盖、条件组合覆盖等。

4 基于逻辑覆盖的实例

本文将结合一个实例来分别讲解语句覆盖、判定覆盖、条件覆盖、判定/条件覆盖、条件组合覆盖。

例如，图1是一个被测试模块的流程图，它的源程序如下：

（1）语句覆盖

为了暴露程序中的错误，至少每个语句应该执行一次。语句覆盖是选择足够多的测试数据，是被测试程序中的每个语句至少执行一次。

对于上述实例，我们设计一个能通过流图中路径sacbed的测试数据即可。

测试用例：A=2，B=0，X=4

(实际上X可以是任意实数)时程序的每个语句均得到执行，完成了语句覆盖。

（2）判定覆盖

判定覆盖又叫分支覆盖，是比语句覆盖较强的一种方法，判定覆盖不仅每个语句必修至少执行一次，而且每个判定的每种可能的结果都应该至少执行一次。对于上述实例，能够分别覆盖sacbed和sabd的两组测试数据，或者可以分别覆盖路径sacbd和sabed的两组测试数据，都满足判定覆盖标准。即用下面的两组测试数据就可以做到判定覆盖：

测试用例Ⅰ.A=3，B=0，X=3(覆盖sacbd)

测试用例Ⅱ.A=2，B=1，X=1(覆盖sabed)

从上述用例可以看出，判定覆盖比语句覆盖强，但是对程序的覆盖程度依然不高，上述的测试数据只覆盖了程序全部路径的一半。

（3）条件覆盖

条件覆盖是设计若干个测试用例，不仅每个语句至少执行一次，而且使判定表达式中的每个条件都取到各种可能的结果。对于上述实例，要满足条件覆盖的测试用例，就要满足以下要求：流程图中共有两个判定表达式，每个表达式中有两个条件，为了做到条件覆盖，应该选取测试数据使得在a点有下述各种结果出现：

在b点有下述各种结果出现：

只要使用下面两组测试数据就可以达到上述覆盖标准：

测试用例Ⅰ.A=2，B=0，X=4(满足A>1，B=0，A=2和X>1的条件，覆盖sacbed)

测试用例Ⅱ.A=1，B=1，X=1(满足A≤1，B≠0，A≠2，X≤1的条件，覆盖sabd)

从上述用例利用看出，条件覆盖通常比判定覆盖强，因为它使判定表达式中每个条件都取到了两个不同的结果，但判定覆盖却只关心整个判定表达式的值。比如，上述两组测试数据也可以同时满足判定覆盖标准。但是，也可能有相反的情况：虽然每个条件都取到了两个不同的结果，判定表达式却始终只取一个值。例如，如果使用下边两组测试数据，则只满足条件覆盖标准，并不满足判定覆盖标准(第二个判定表达式的值总是为真)：

测试用例Ⅰ.A=2，B=0，X=1(满足A>1，B=0，A=2和X≤1的条件，覆盖sacbed)

测试用例Ⅱ.A=1，B=1，X=2(满足A≤1，A≠2，X>1的条件，覆盖sabed)

（4）判定/条件覆盖

既然判定覆盖不一定包含条件覆盖，条件覆盖也不一定包含判定覆盖，所以判定/条件覆盖是一种能同时满足这两种覆盖标准的逻辑覆盖，判定/条件覆盖就是通过执行足够多的测试数据，使得每个判定表达式中的每个条件都取到各种可能的值，而且每个判定表达式也都取到各种可能的结果。

对于上述实例，要满足判定/条件覆盖标准，可以使用如下的测试数据：

测试用例Ⅰ.A=2，B=0，X=4

测试用例Ⅱ.A=1，B=1，X=1

从上述测试用例可以看出，这两组测试数据也就是为了满足条件覆盖标准最初选取的两组数据，因此，有时候判定/条件覆盖也并不比条件覆盖更强。

（5）条件组合覆盖

条件组合覆盖是更强的逻辑覆盖标准，其要求选取足够多的测试数据，使得每个判定表达式中条件的各种可能组合都至少出现一次。

对于上述的例子，共有八种可能的条件组合，分别是：

和其它逻辑覆盖标准中的测试数据一样，条件组合(5)-(8)中的X值是指在程序流程图第二个判定框(b点)的X值。

可以用下述的4组测试数据使上面列出的8种条件组合每种至少出现一次：

测试用例Ⅰ.A=2，B=0，X=4(针对1，5两组组合，执行路径sacbed)

测试用例Ⅱ.A=2，B=1，X=1(针对2，6两组组合，执行路径sabed)

测试用例Ⅲ.A=1，B=0，X=2(针对3，7两组组合，执行路径sabed)

测试用例Ⅳ.A=1，B=1，X=1(针对4，8两组组合，执行路径sabd)

从上述测试用例可以看出，满足条件组合覆盖标准的测试数据，也一定满足判定覆盖、条件覆盖和判定/条件覆盖标准，因此，条件组合覆盖是前述几种覆盖标准中最强的。

5 结束语

白盒测试是按照程序内部的结构测试程序，通过测试来检测产品内部动作是否按照设计规格说明书的规定正常进行，检验程序中的每条通路是否都能按预定要求正确工作。本文从软件测试的层次出发，对软件中的白盒测试方法和解决方案做一探讨，并结合具体实例设计了测试数据。总之，在设计测试方案时，测试者必须检查程序的内部结构，从检查程序的逻辑着手，尽可能全面地覆盖每一个逻辑路径，从而得出高效的测试数据。

参考文献

[1]张海蕃.软件工程[M].北京:人民邮电出版社,2004.

[2]朱少民.软件测试方法和技术[M].北京:清华大学出版社,2005.

[3]陈能技.软件测试技术大全[M].北京:人民邮电出版社,2008.

[4]洪新峰.浅谈白盒测试技术[J].电脑知识与技术,2010(11).

[5]古乐,史九林.软件测试技术概论[M].北京:清华大学出版社,2004.

短波发射机覆盖场强测试与分析第6篇

1 测试方法

由于覆盖场强的测试工作受到发射系统的发射功率、频率、驻波比等参数及地理环境、测量仪器等诸多因素的影响, 因此正确的测量方法对于能否达到真实结果至关重要。

1.1 测试方框图

1.2 测试场地

为使测试结果更具真实可用性, 测试场地应满足坡度小于2°半径100 m内应无障碍物, 满足视距传输的要求应远离高压线及金属物体或建筑。由于实际地形的复杂性, 很难找到完全符合测设要求的测试场地。如果待测发射系统所在地点的某一方向上游遮挡, 测试时可以将整个发射系统原地旋转某一角度, 根据发射系统与测试点的相对位置关系, 测量出有遮挡方向上的场强值。

2 测试数据处理

2.1 坐标系的变换

为了便于分析总结数据得出结论, 首先将经纬度值 (球坐标系) 转化为以发射天线为中心的圆坐标系, 定义正北为0度, 顺时针方向依次为90度、180度、270度。根据图1推导出距离及角度公式:

其中:R为地球半径, 6371.3 km

α为经度值;

β为纬度值;

其中α值还需根据经纬度判断后转化成圆坐标中的角度值。然后就可以把测 (如图1) 。

2.2 场强值的处理

由于地形的限制等因素, 测量点的场强值并不是60 d BμV/m, 因此, 我们应根据测量点的测量值推导出场强值为60 d BμV/m点的位置。

如图2所示, 假设发射机位于A点, 发射天线所辐射的电波在地面上传播, 与发射机距离为r的B点的场强为E, 整个传播途径上相对介电常数ε和电导率δ是均匀的, 且天线低架, 则B点的场强可以近似由舒来依金—范德波尔近似公式计算:

式中:E为接收点场强;m V/m

P为辐射功率;k W

G为天线增益;倍数

A为衰减因子;

X为数值距离 (无量纲) ;

λ为测试波长;m

r为天线到接收点的距离;k m

ε为介电常数;

δ为大地导电系数。

假设测量时使用同一发射机、同一发射天线、同一发射功率、同一发射频率、同一环境的情况下, 测量点的场强值与距离的乘积应为常数K, 即:

实际测量时, 无线电波在无障碍条件下传播的情况实际上是很少见的, 通常从发射天线到接收天线的途径上会有一些障碍物, 所以需要分析一下障碍物对地波传播的影响。这里主要讨论大型建筑物对地波传播的影响。电波信号在传播过程中, 遇到建筑物, 如高楼大厦等, 电波信号在穿透建筑物时会发生反射和折射, 使信号衰减。建筑物的贯穿损耗是指电波通过建筑物的外层结构时所受到的衰减, 它等于建筑物外与建筑物内的场强之差。下表是建筑物穿透损耗的测试结果: (如表1) 。

利用公式 (4) 先求出常数K, 然后再求出

60 d BμV/m点的位置, 考虑测量点及推导点的环境因素, 将得到的数值根据上表数据做出修正, 即可推导出场强值为60 d BμV/m点的位置。

由于电磁辐射标准中场强单位多用V/m来表示, 因此应将数据转换为V/m。根据换算公式:

其中A的单位为d BμV/m, B的单位为μV/m, 所以得:

对于短波频率 (3~30 MHz) , 电磁辐射的国家标准对职业人员要求小于, 对公众要求小于, 当频率为3MHz时电磁辐射的国家标准对职业人员要求小于86 V/m (158 d BμV/m) , 对公众要求小于39 V/m (152 d BμV/m) , 当频率为30 MHz时电磁辐射的国家标准对职业人员要求小于27 V/m (148d BμV/m) , 对公众要求小于12 V/m (141 d BμV/m) 。

3 测试数据分析

3.1 频率与场强的关系

在单频情况下天线振子为60°时的高 (21.6 45 MHz) 、中 (12.0 25 MHz) 、低 (5.9 7 5 MHz) 频率曲线如图3, 从图可知:中低频率覆盖范围约为4.5~5 km, 场强60 d B等值线约为圆形;高频率覆盖范围约为10 km, 场强60d B等值线约为圆形。考虑天线驻波比、发射功率、及天气等因素, 随着频率增加场强覆盖范围越小, 中低频率比较明显。

在单频情况下天线振子为30°时的高 (21.6 45 MHz) 、中 (12.0 25 MHz) 、低 (5.9 7 5 MHz) 频率曲线如图4, 从图可知:低频率场强60 d B等值线约为圆形, 覆盖范围约为2~2.5 km;中频率场强60 d B等值线约为椭圆形, 长轴覆盖范围约为3~4 km, 短轴覆盖范围约为3 km;高频率场强60 d B等值线约为圆形, 覆盖范围约为2~3 km;考虑天线驻波比、发射功率、及天气等因素, 随着频率增加场强覆盖范围越小, 低高频率比较明显。

在单频情况下天线振子为15°时的高 (2 1.64 5 MHz) 、中 (1 2.02 5 MHz) 、低 (5.9 7 5 MHz) 频率曲线如图5, 从图可知:低频率场强60 d B等值线约为椭圆形, 长轴覆盖范围约为3 km左右, 短轴覆盖范围约为2.5 km;中频率场强60d B等值线约为椭圆形, 长轴覆盖范围约为4 km, 短轴覆盖范围约为2.5 km;高频率场强60d B等值线约为椭圆形, 长轴覆盖范围约为2.5~3 km, 短轴覆盖范围约为1.5~2 km;考虑天线驻波比、发射功率、及天气等因素, 随着频率增加场强覆盖范围越小, 中高比较明显。

综上比较可知:在同等的发射功率、同样天馈系统、同样环境因素下, 随着频率增加场强覆盖范围越小。

3.2 天线阵子夹角与场强的关系

单频情况发射频率为高 (21.645 MHz) 时, 天线振子夹角分别为60°、30°、15°时的频率曲线如图6, 从图可知:天线振子夹角在60°时, 场强60 d B等值线约为圆形;天线振子夹角在30°时, 场强60 d B等值线约为圆形;天线振子夹角在15°时, 场强60 d B等值线为椭圆形。随着天线振子夹角的变小, 场强60 d B等值线逐渐趋近椭圆形。

单频情况发射频率为中 (12.025 MHz) 时, 天线振子夹角分别为60°、30°、15°时的频率曲线如图7, 从图可知:天线振子夹角在60°时, 场强60 d B等值线约为圆形;天线振子夹角在30°时, 场强60 d B等值线为椭圆形;天线振子夹角在15°时, 场强60 d B等值线为椭圆形。随着天线振子夹角的变小, 场强60 d B等值线逐渐趋近椭圆形。

单频情况发射频率为低 (5.025 MHz) 时, 天线振子夹角分别为60°、30°、15°时的频率曲线如图8, 从图可知:天线振子夹角在60°时, 场强60 d B等值线约为圆形;天线振子夹角在30°时, 场强60 d B等值线约为圆形;天线振子夹角在15°时, 场强60 d B等值线约为椭圆形。随着天线振子夹角的变小, 场强60 d B等值线逐渐趋近椭圆形。

综上比较可知:用户所用短波发射系统随着天线振子夹角的变小, 场强60 d B等值线逐渐趋近椭圆形。

4 测试结论

根据对实测数据的分析处理, 得出如下结论。

(1) 系统在中低频段20 m外满足国家电磁辐射标准对公众的要求, 在高频段20 m外基本满足国家电磁辐射标准对公众的要求, 并且系统在20 m外完全满足国家电磁辐射标准对职业人员的要求。

(2) 在同等的发射功率、同样天馈系统、同样环境因素下, 随着频率增加场强覆盖范围越小。

(3) 用户所用短波发射系统随着天线振子夹角的变小, 场强60 d B等值线逐渐趋近椭圆形。

摘要：本文主要以小功率 (5KW以下) 短波发射机为例, 测量其在单频工作模式下频率与场强的关系及天线阵子夹角与场强的关系, 从而得出短波发射机周边覆盖效果与电磁环境普遍适用的结论。

关键词：短波,频率,场强,测试

参考文献

[1]广播电视天线电磁辐射防护规范[S].GY5054-1995.

移动多媒体广播覆盖测试系统开发第7篇

CMMB是我国自主研发的、具有完全自主知识产权的移动多媒体广播标准。CMMB标准通过卫星和地面无线广播方式发送,在信号覆盖范围内,能够满足人们在小屏幕、小尺寸、便携的手持类终端如手机、PDA、MP3、MP4、数码相机、笔记本电脑以及车载、船载便携移动终端设备上随时随地接收新闻、资讯、娱乐等电视节目的需求。为了加快CMMB的推广和应用,全面评估CMMB性能,尤其是测试CMMB的移动接收效果和城市覆盖效果,有必要设计专用的针对CMMB的移动接收/覆盖测试系统。

在城市中,无线传输的阴影效应十分明显,但是CMMB系统可以很方便地采用单频网和补点发射技术来对城市中的接收盲点进行补充覆盖。为了在限定成本下达到最好的覆盖效果,单频网发射器和补点发射器的位置选择十分重要,这就要求对CMMB系统的覆盖进行精确测量。笔者为此提出了一套CMMB覆盖测试系统方案,已经实现完成并用于广播电视规划院组织的全国37个城市的CMMB覆盖测试工作。

2 系统总体设计

系统的总体设计框图如图1所示。测试系统分为外设和PC两部分,外设部分有CMMB测试接收板,便携式频谱仪和GPS接收机,与天线相连用于接收测试信号;PC部分按照功能划分为几个模块,包括数据采集模块,数据存储模块,GIS模块和数据分析模块。其中数据采集模块通过USB接口可以方便地和外设进行通信,发送控制信息,接收测试数据。数据采集后,测试数据通过分析处理,在GIS模块中显示当前位置的场强和误码,在数据分析模块中显示当前时间的场强和误码的实时统计信息。同时,数据存储模块实时地将接收到的测试数据保存到ACCESS数据库中,并通过oledb技术对数据库进行管理和操作。测试系统通过数据库可以对测试过程进行回放操作以及对测试数据做分析汇总。

3 数据采集和存储模块设计

3.1 USB通信设计

高速和高精度成为了现在数据采集的主流,也是今后发展的一种趋势。传统的数据接口一般采用PCI总线或RS-232串行总线。PCI总线有较高的传输速率,可达132Mb/s,也可以即插即用,但是它们的扩充槽有限且插拔不方便;RS-232串行总线连接比较方便,但是传输速率太慢,不易用于高速传送数据和传送大量数据。USB(通用串行总线)支持高达480Mb/s的数据传输率,而且具有方便的即插即用和热插拔特性以及无需外接电源,这就集中了PCI和RS-232串行总线的优点,因此,将USB接口技术应用于数据采集是非常适合的。

测试系统中CMMB测试接收板的USB接口芯片选择的是Cypress公司EZ-USB FX2系列中的CY7C68013A,该芯片包含一个8051处理器、一个串行接口引擎(SIE)、一个USB收发器、8k B片上RAM、512字节Scratch RAM、4kB的FIFO存储器以及一个通用可编程接口(GPIF)。测试系统采用Cypress公司提供的底层驱动程序来和硬件进行交互,并根据需要做出修改,对硬件驱动类进行封装。具体的包含关系如图2所示。

3.2 GPIB/VISA通信设计

GPIB接口是目前最常用的智能仪器的接口,这套接口系统最初由美国HP公司提出,后被美国电气与电子工程师协会(IEEE)和国际电工委员会(IEC)接受为程控仪器和自动测控系统的标准接口,也被称为IEEE-488接口或IEC-625接口。使用GPIB接口,可将不同厂家生产的各种型号的仪器,用一条无源标准总线方便地连接起来,组成各种自动测试系统。

VISA(Virtual Instrument Software Architecture)是一个用来与各种仪器总线进行通讯的高级应用编程接口(API),是VPP系统联盟制定的I/O接口软件标准及其相关规范总称。VISA库函数是一套可方便调用的函数,其中核心函数可控制各种类型器件,而不用考虑器件的接口类型。

测试系统使用Agilent N9340A手持式射频频谱分析仪作为场强数据的采集外设,由于频谱仪是USB接口,没有提供GPIB接口,故需要通过VISA库函数来进行操作。测试系统采用NI公司的NI-VISA库,对控制信息(如设置频率、带宽、参考电平等)和数据输出(读取场强值)进行封装。具体的封装关系如图3所示。

3.3 串口通信设计

串口是计算机与外部串行设备之间最常用的数据传输通道。当数据从CPU经过串口发送出去时,字节数据转换为串行的位;在接收数据时,串行的位被转换为字节数据。串口通信在工业自动化领域有着十分广泛的应用,在一些工业控制系统中,通常要求系统具有实时计算能力,串口能够满足高效中断处理、多任务和通信的需要。

现在市场上的GPS接收机虽然有各种接口连接到PC端,但在其内部都是通过串口与计算机进行通信。串口通信流程是:打开串口,设置串口通讯参数(通讯端口号和通讯格式),读/写串口,事件和错误处理,关闭串口。在测试系统中,采用的GPS接收机是HOLUX GR-213型卫星定位接收机,需要通过USB转串口驱动对它进行操作。

3.4 数据存储设计

测试数据的保存和回放功能也是一般测试系统的必备功能。测试系统使用Access数据库来保存数据,并通过oledb技术来管理和操作数据库。

4 数据分析及GIS模块设计

4.1 测试接收板数据分析

通过测试接收板的信号解调过程可以获得一些反映信道情况的参数,如RS误包率、LDPC误包率等。如果接收的是PN序列,可以与本地生成的PN序列对比计算出误码率(BER);如果接收的是视频信息,可以通过本机的解复用和解码器进行视频播放。测试系统还对接收电平进行了估计,并通过频谱仪作了校正,在没有频谱仪的情况下也可以代替频谱仪记录电平值。

4.2 GPS数据分析

GPS接收OEM板的型号甚多,性能各异,但它们的GPS定位信息串行输出格式大多采用美国国家海洋电子协会制定的NMEA-0183通信标准格式。其输出数据采用的是ASCII码,内容包含了纬度、经度、高度、速度、日期、时间、航向以及卫星状况等信息,常用语句有6种,包括GGA、GLL、GSA、GSV、RMC和VTG。如果和卫星通信正常,可以接收到如下数据:$GPRMC,,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<11>,<12>*hh,其具体信息如表1所示。

一个完整的NEMA-0183语句是从起始符“$GPRMC”到终止符“”为止的一段字符串。需要掌握的信息是经纬度、经纬度方向、GPS定位状态和接收信号的时间。所以当接收到这样一个完整的NEMA-0183语句时,提取有用信息的方法是:先判定起始符$GPRMC的位置,从起始符开始读入数据,再在语句中寻找字符“,”,然后截取前后两个“,”之间的字符(串)获得所关心的数据,并以回车符为一个GPS语句的终止符,得到一个完整的GPS信号数据。

4.3 基于MapX的GIS设计

地理信息系统(GIS)是以采集、存储、管理、描述、分析地球表面及空间和地理分布有关的数据信息系统。组件式GIS开发是目前较为流行、高效和快速的GIS开发模式,它既沿用了专业GIS产品的强大制图功能,又能根据需要灵活实现各种管理功能。它开发周期短,成本低,可以脱离大型商业GIS软件平台独立运行,并且对开发者的GIS专业背景要求不高。

测试系统采用的是基于MapX的GIS设计。Map X是MapInfo公司向用户提供的具有强大地图分析功能的Active X控件产品。MapX是按图层组织地图的,在创建图层时,都要为其建立一张表,与图层相对应的表中不仅存储了图层中对象的地理信息,还存储了和对象相关联的其它属性信息。通常在MapX中使用的图层都是矢量图层,可以进行无限缩放而不丢失该图层的地理信息。

MapX控件采用面向对象的方法处理地理信息系统,对地理数据的操作实际上是对各类对象的操作。Map X的基本组成单元是Object(单个对象)和Collection(集合),并通过Constants(内容)和Events(事件)相互交互。图4表示了MapX组件的模型结构。Map是MapX的顶层属性,每个Map对象主要包括Datasets、Layers、Annotations三个对象集合。Layer用于操作地图的图层,所有的地理信息都存储在图层中;Annotation用于在地图上增加文本或符号,Annotation位于所有其它图层的上方并且不与任何数据连接;Dataset用于实现地图与数据的绑定,绑定的数据源可以是DAO、ADO、ODBC数据源、RDO、Map Info Table文件,还可以是一个规定了格式的文本文件。

4.4 使用GoogleEarth导出数据库

Google Earth(简称GE)是一款由Google公司开发的虚拟地球软件,它把卫星影像、航空照片、三维地面模型等GIS信息布置在一个地球的三维模型上,供人们浏览使用,是目前较热门的大众化的地理信息系统。

测试系统可以将数据库里的数据转化成特定格式的文件,Google Earth通过生成的文件,就能够将电平,场强的标示显示在卫星影像上,这样就可以方便的观察出某些测试点的具体环境(如高楼,立交桥等容易形成阴影区的地方),这是非卫星图所不能提供的。

5 覆盖测试效果

使用本测试系统进行CMMB无线覆盖测试,只需将一根接收天线置于测试车辆车顶,通过一分二的功分器供给测试接收板和便携式频谱仪(若没有频谱仪也可以用测试接收板估算场强),GPS接收机本身自带天线,整个测试系统可由车载逆变器供电。

测试系统在实际测试过程中显现出极大的便利性,顺利完成了大量CMMB覆盖测试工作。从这些测试结果中可以得到CMMB的接收特性,从而对整个传输系统的设计提供指导。图5和图6显示的是北京市CMMB信号的场强和误码的覆盖测试效果图。图7是北京市预计覆盖区域的场强统计,给出了平均电平和电平分布。图8是北京市误码情况的统计,给出了测试总路程和误码路程以及误码分布。由上述几幅图可以看出,由于北京已经建设了多点的单频网,预计覆盖区域内的平均电平非常高,因此,整体覆盖效果良好,误码主要出现在一些信道环境复杂的地区(如立交桥下,发射点附近的阴影区内),而因覆盖电平低造成的误码则很少。

6 结束语

这套测试系统通过软件手段屏蔽了不同接口的差异性,对测试人员而言使用外设就像使用普通的数码产品一样方便。测试系统使用了GIS组件,把测试数据、时间、地理信息结合在一起,生动直观地显示测试过程,测试人员不再需要与枯燥的数据打交道,通过地图就可以知道测试结果。测试系统不但能简单方便地进行场强,误码等参数测量,而且通过数据库还可以回放和统计测试数据。目前测试系统已成功应用于广播电视规划院组织的全国37个城市的CMMB覆盖性能测试。

参考文献

[1]　Cypress　Semiconductor　Corporation.　EZ-USB　FX2Technical　Reference　Manual　Version2.1.　USA　,2002

[2]　National　Instrumentation　Corp.　NI-488.2　Function Reference　Manual　for　Windows.　1999.

[3]　MapInfo　Corporation.　MapInfo　MapX　Developer’s　Guide Version　4.5.　2000.

[4]　齐锐,用MapX开发地理信息系统[M],北京　清华大学出版社,2003.

测试覆盖第8篇

LTE采用同频组网, 如在D频段(2575 ~2615MHz), 全网小区使用相同频点,每个小区内的终端用户都会受到来自其他小区的同频干扰。在某一连续覆盖区域内,若存在多个小区(最少2个)的共同覆盖,且多个小区的覆盖均达了进行业务的要求,这样的区域即为重叠覆盖区域。

重叠覆盖度反映了该区域有多少个强信号小区进行了重复的覆盖,是无线网络覆盖质量的重要指标之一,同时也是衡量网络建设投资效率的参数之一。重叠覆盖度示意图如图1。

在TD-LTE同频网络中,一般将服务小区信号强度6dB以内且CRS RSRP大于 -110dBm的重叠小区数目大于等于3(不含服务小区)的区域,作为重叠覆盖区域考虑。

扫频测试、手机测试等多种手段能够实现重叠覆盖评估工作,但是由于评估手段的差异导致结果出现差异。如何结合网络情况合理选择测试手段成为现阶段需要解决的问题。

2重叠覆盖测试方法及差异

2.1重叠覆盖测试方法介绍

目前重叠覆盖主要通过扫频测试、手机测试2种方法进行评估。

在实际网络测试评估,不同评估方法定义存在一些差异,根据广东移动网优测试指标定义如下:

扫频测试评估:道路扫频RSRP弱于最强信号6d B以内且RSRP大于 -105d Bm的可用信号数大于等于3(不含最强信号)的区域。

手机测试评估:服务小区信号强度6dB以内且CRS RSRP大于 -110d Bm的重叠小区数目大于等于3(不含服务小区)的区域。

2.2扫频仪原理及功能介绍

扫频仪是一种测量无线网络公共信道,解调小区参数和系统消息,查找和定位网络覆盖、邻区、干扰问题的专业仪器,它具有扫描速度快、灵敏度高、动态范围大和独立于网络进行测试等突出特点。其硬件结构组织结构如图2。

扫频仪的主要功能是数据采集,设备性能主要体现在采样速度、测试精度、同频解析能力三个方面,扫频仪采样速度可达150 ms,测试精度可低至 -140d Bm,同频解析能力可以接近30d B。扫频仪测试能够实现功能如图3:

2.3重叠覆盖评估方法差异

两种测试方法的差异如表1:

3重叠覆盖测试案例及分析

3.1测试条件

本次测试方式采用扫频仪、手机同车对比测试方式, 扫频仪、手机均放置于测试用同一位置。

扫频仪型号:PCtel EX-flex;

手机型号:索尼M35t;

测试软件:鼎利前后台软件;

扫频测试模式:小区覆盖测量模式;

测试TD-LTE信道号:38350、37900、38100;

测试区域:某市城区D、F频段已连续覆盖;

本次测试轨迹如图4:

3.2重叠覆盖测试结果

本次测试各项指标统计如表2:

从测试结果可知,手机测试与扫频测试各指标均有差异,扫频测试RSRP、SINR指标优于手机测试,而重叠覆盖指标扫频测试相较于手机测试差15.65%,差距最大。

本次测试RSRP覆盖及重叠覆盖图如图5:

手机RSRP覆盖图、重叠覆盖图和扫频仪不完全相符,由于手机测试受无线参数影响,其测量结果受限于实际接入的服务小区,不能准确的反映实际无线环境的覆盖情况。

3.3测试结果分析

由于手机测试时手机仅使用某一频率而扫频测试时扫频仪同时监控多个频率,本次分析主要从频率进行分析,分别对测试数据中的异频邻区情况及分频段数据进行分析。

3.3.1异频切换介绍

不同频段的小区之间切换即为异频切换。就某地市移动现网来讲,所有D频段宏站和F频段宏站之间的切换以及所有宏站(D、F频段)和室分(E频段)之间的切换均为异频切换。

异频切换过程中主要涉及A1、A2、A4门限,如表3。

TD-LTE异频切换中参数有很多,表3只列出了基于RSRP的A1、A2、A4门限相关参数,基于RSRQ、频率优先级、负载的切换参数和一些幅度迟滞、时间迟滞并未列出。为了方便描述,在下文中都不考虑上述未列出的参数。

A1门限为停止测量门限,即UE测量到的服务小区RSRP值如果大于该门限,则UE停止异频测量;

A2门限为开启测量门限,即UE测量到的服务小区RSRP值如果小于该门限,则UE开启异频测量;

A4门限为切换判决门限,即UE测量到的异频邻区RSRP值如果大于该门限,则UE开始向该异频邻区切换。

为方便理解A1、A2门限,如下所示:

假设UE占用A小区,且A小区异频A1 RSRP触发门限、异频A2 RSRP触发门限分别设置为 -90、-95。则当UE测量到的A小区RSRP值为红色区域时,UE不进行异频测量;当UE测量到的A小区RSRP值为绿色区域时,UE进行异频测量;当UE测量到的A小区RSRP值为黄色区域时,UE是否进行异频测量取决于UE之前的状态,即UE的测量状态并不改变。

从现有网络参数设置来看,A2门限对于FD不共址情况下为 -92dbm,FD共址的情况下D频段门限设置为 -106dbm,F频段门限设置为 -92dbm,由于D频段相较于F频段的干扰较少且大部分城区均实现D频段连续覆盖,可以为用户提供高质量连续覆盖,故该参数的设置目的为最大限度保证用户驻留于D频段。

3.3.2异频邻区数量统计分析

手机测试及扫频测试异频邻区数量统计如表4、表5。

从表4、表5统计数据可以看出,手机测试数据邻区为异频的占比很小均不到0.1%,基本分布在城区边缘区域,而扫频测试数据后面几级强信号为异频的比例基本超过50%。

从现有网络异频切换参数设置情况可知,对于D、F网络重叠覆盖区域切换参数设置使得终端更趋向于同频切换,因此手机测试异频所造成重叠覆盖影响很小,而扫频把两个频段同等对待,异频对于测试重叠覆盖影响很大。

3.3.3分频段统计分析

通过对手机及扫频测试数据进行分析,统计不同重叠覆盖数量RSRP、SINR及重叠覆盖度结果对比如表6:

从表6统计结果看,手机测试与扫频测试重叠覆盖度偏差最大,偏差15.66%,主要原因手机测试更趋向于单频网络结果,而扫频则是进行多频测试及统计。

对应不同重叠覆盖数量,RSRP偏差,扫频比手机高5d B左右,主要原因是手机计算服务小区,扫频计算最强小区。

对应不同重叠覆盖数量,SINR对比,扫频比手机高6-7d B左右,主要原因是两种测试方式测试算法不一致, 手机主要体现主服务小区所在频段数据,而扫频主要体现最强小区所在频段数据。

针对扫频数据,根据最强小区信号频点进行数据拆分成D品段和F频段后,扫频数据统计结果如表7:

由表7统计结果可以看出,拆分后扫频测试RSRP及SINR值与手机测试数据基本一致,因此造成扫频与手机测试数据差异的主要原因是手机测试主要反映单频网络的测试情况,而扫频则反馈多频网络叠加的测试情况。