无线电测控装备质量控制方案及自动化测试技术研究

杨胜利，李 明

（西安雷通科技有限责任公司，陕西西安 710100）

遥测技术是将一定距离外的待测参数，经过接收、采集，信息传送到接收地点进行记录、处理和显示的一种测量技术。无线通信技术的连接技术总共分为两类：有线电缆连接和无线连接。区分有线连接和无线连接是根据传输的媒介类型来加以区别的，由于有线连接和无线连接都各有各的优势，这两类高新技术都能够在不同的地方加以互补，来实现良好的传播效果。与有线接入技术比较，无线接入的科学技术在计量自动化终端技术方面比较传统，但无线网络技术的优势又是有线接入技术所无法比拟的，在利于使用的价格方面，由于无线通信技术更胜一筹，使得在无线通信技术的市场占有率方面超过了有线接入[1]。

1 认知无线电系统组成与关键技术

1.1 认知无线电系统组成

认知无线电控制系统一般分为数据收集、学习以及判断和处理三种功能模块。

1.1.1 信息获取

认知无线电系统还具有获得无线电外部环境资讯并加以分析处理的能力。认知无线电系统还具有收集无线电内部状态信息的功能，可通过其设备配置信息、流量负载分配信息和传输功率获得。认知无线电系统还具有监控客户需求以及按照客户需求做出决策调整的功能，而客户的要求也能够被系统描述为首选项或者策略[2]。

1.1.2 学习

认知型无线电系统的第二个特点是学习能力。学习的主要目标，是利用认知型无线电系统中以前储存的决策过程和结果信息，来改善性能。学习过程的一个关键功能就是在变化的无线电环境中搜集信息并在未来传输过程中应用这些信息。

1.1.3 决策与调整

认知无线电系统的第三个主要特点是基于已获得的认知，不断变化、独立地改变实际工作参数和协议的工作能力，其目的是达到一个预先确定的工作目标。认知型无线电控制系统的可调控功能并不需要用户干预。它能够实时地调节工作参数，以获得最理想的通讯品质，或者用来改善某连接中的无线连接技术，或者调节系统中的无线电资源，又或者用来减少干扰并调节发射功率。

1.2 核心技术

认知型无线电系统的核心技术主要包含：无线频率感知技术、动态频率管理技术、信道估计和自适应传输技术、跨层设计技术，以及自主学习技术。

1.2.1 无线频率感知技术

频率感知技术即频率监测技术，它主要涉及频率空穴的寻找与判断以及对频率状况的即时监测。根据监测策略，可包括在物理（PHY）层检测、媒体接入控制（MAC）层监测和在无线电网络内的多用户协同监测[3]。

1.2.2 动态频率管理技术

动态频率管理系统主要涉及了频率连接与分发，以及频率移动性管理两方面内容。频率接入是指利用其他无线电系统工作时随机出现的频率空穴。机会式、动态地利用这些频率空穴，能极大地提高频率的利用率。频率移动性管理就是使系统的工作频率能够尽可能快速、平滑地切换，最大限度地降低无线电系统的性能损失。

1.2.3 信道估计与自适应传输技术

认知型无线电系统必须通过环境信号自适应地改变传播策略，而信道状态信息正是最关键的环境信号。信道状态信息主要包括系统传输函数、多径时延参数、多普勒频移和信噪比。认知型无线电系统能够通过所感知的环境参数和信道估计数据，在满足性能需求的同时，可以尽量减少所耗费的资金，从而优化无线电参数，优化发射方案。

1.2.4 跨层设计技术

当前的分层协议都是根据最严酷的环境要求设定的，因此没有办法合理使用系统有限的频率资源和功耗资源。跨层设计的核心是使各层能够自动适应网络应用环境和业务应用需求的变化趋势，优化网络资源的配置。

1.2.5 自主学习技术

学习过程的主要目标，是能够借助认知型无线电系统以前保存的决策过程和结果信息改善系统特性。学习过程的一个关键功能就是在变化的外部环境和内部状态中搜集信息并在未来应用这些信息[4]。

自主学习技术，根据学习制度可分成监督学习、无监督学习和强制学习三种；按照学习内容的不同，可分成机械式学习、基于理解的学习、指导型学习、类比学习和归纳式练习等。

2 无线电测控装备质量控制方案

无线电测控装置作为中国航天测控网的骨干信号传感器，其可靠性工作直接关乎到测控任务的成败。由于复杂电磁环境的变化和电子对抗的增加，在其工作带宽内，产生了许多工业干扰和一些无线电扰动，包含持续波干扰、非同步扰动、有源扰动和无源扰动等。在某站点的电磁兼容设计中，如果检测到某特殊型号机车在经过时会产生超过接收灵敏度的宽带扰动，就需要采取相应对策控制这种扰动，以保证无线电测控装置在复杂的电磁环境下顺利跟踪检测目标，这也是在系统总体设计中必须考虑的一个关键内容。因此提出以下无线电测控装备质量控制策略。

2.1 提高全员思想认识

无线电管理的所有业务环节和部门都会涉及到数据处理工作，单靠软件来保证数据的品质显然行不通。但事实上，在整个数据处理质量的管理流程中，人仍是关键因素。所以，必须加强对数字质量管理工作的训练与宣传力度，要使全员意识到数字质量对其管理工作的重要意义，并意识到数字质量管理是一项长期而不断的工作过程，以此提高全员捍卫数字质量的意识与责任心，以增强自我捍卫数字质量的操作能力。也必须意识到数字质量管理的重要意义，并给予相关人员充分的工作认可[5]。

2.2 形成有效的质量管理机制

应当成立数据产品质量监督管理组织，由高层领导担任组长，成员包括若干数据专管员以及业务专家。数据质量监督管理组织协调和指导各单位工作，统一数据管理概念和数据处理规范，评价数据处理质量，建立并落实数据处理质量控制策略。还需要配合制订大数据质量监督管理措施，确定数据质量管理的原则和内容，明确各相关岗位的工作职责和操作规范，制定数据质量控制流程并做好各个环节的衔接。

2.3 建立系统的数据标准

一般来说，每个业务部门出于各自的需求都有相对独立的数据定义和标准，容易形成多个“信息孤岛”。因此，应当梳理现有的数据，全面掌握数据的内容和质量，重点发现存在问题的数据以及产生该问题的根源。企业务必要站在利于公司全局发展的位置上，以客户的实际使用需要为指导，根据行业规律，紧跟数据的流向，构建相应的数据模型，并建立统一的数据定义和数据标准。整个单位就此标准和定义达成共识，并将其构建于数据的生产和维护过程之中。

2.4 拥有完备的管理流程

采用计划→评估→改进的数据清洗模式对数据实施质量管理，从而形成一种包含了数据采集、数据评估、数据更新和数据保护等的管理过程。尤其要注重事前预防，从源头上狠抓数据质量。数据录入应以原始资料为依据，严格遵循相关数据规范，降低数据错误的发生率；要注意分配好管理流程中各类角色和权限，严防没有权限的人员修改数据。控制流程中必须经过反馈建立闭环，这样才能不断提升，最后实现过程的智能化，从而减少数据质量管理的总体费用[6]。

2.5 提供有力的支持

通过技术进步，协助操作员减少或避免统计错误率。如利用先验知识，或通过页面检查的方法来屏蔽人为输入错误；导入报警机制，当统计信息整体异常时，可自动触发报警；如果在数据挖掘方法中使用数据库，还应充分考虑将非结构化数据转换为结构化数据；导入主信息管理，能够集成、规范、清洗和同步所有业务管理系统的主要统计信息进行管理，以便改善在全局区域内的信息数量与共享质量等。

3 自动化测试框架

常见的半自动化软件测试方法架构分为数据信息驱动器的测试方法架构（Data-driven testing）、关键字驱动器的测试方法架构（Keyword-driven testing）、模板驱动器的测试方法架构（Module-driven testing）、混合型测试架构（Hybrid testing）。各种类型的测试框架都有其相关的特性，以及相关的工具支持。

（1）采用数据驱动的软件测试框架主要采取了模板化设计思路，这样就减少了冗余的测试脚本，从而减少了制作和维护测试脚本的费用；在检测的过程中，可以输入一定的历史数据检验其准确性；将得到的预测结果与检测脚本分别保存，将预测结果保存到单独的数据文件当中，这样测试人员就能够比较便捷地完成相应的添加、删除与维护工作；在检测的过程中，可以一边测量一边得到检测结果，在录入数据的过程中也得到对应的检测结果，这样缩短了手工检测的过程。数据驱动的测试框架及支持开发工具主要有Functional Tester、WebKing、Rational Robot、Winrunner、QTP 等[7]。

（2）采用了关键字驱动的软件测试架构，主要特点是能够做到将脚本、数据和服务三者之间真正相互隔离，并通过关键字形式将整个软件测试的全部过程都存储在相关的数据文件之中；对脚本的获取都可以按照功能的要求加以设计，从而增加了其扩展度；关键字的设置也使用了分解的方法，并且能够将其移到另外的数据库或者操作系统当中。关键字驱动的测试框架支撑软件一般有SAFS、EMOS Framework、SDT、TestFrame、TestQuest Pro、QuickTest Professional（QTP）等。

（3）模板驱动的试验架构实行的是密封的形式，在对架构实现产品设计的整个过程中，可无需关注某些环节的实际应用和细节问题，在对整个架构实现产品设计的流程中，通过提供适当的接口来对试验脚本的详细流程加以保密，这样防止了试验脚本由于对他人程序的修改而引起相应的负面影响。

（4）混合型测试架构是指综合数据驱动与关键字驱动测试架构的优势所形成的一个半自动化软件测试架构。由于它同时具备数据与关键字驱动测试框架两种类型的优势，目前，被许多人所采用。其支撑工具主要有QTP。

4 自动化测试的意义

自动化测试是把手工检测行为转化为机器运行的一种过程，即使用自动执行程序语言编制的检测脚本，模拟手工运行测试用例对软件进行检测。人们一般认为的自动测试主要是利用编程，让电脑根据设定的步骤自动测试软件系统，并自动记录软件缺陷以及自行分析测试结果的试验，因为自动测试能够节约大量劳动力、工作时间以及硬件资源，从而有效提升了测试效果。

通常情况下，大型软件研发项目进行检测的工作量一般较大，而软件测试管理工作又是一个软件系统产品生命周期中非常关键的环节，几乎占用了一大半的时间来完成测试工作，对于有些安全性要求特别高的软件系统商品，检测管理工作甚至可能占用了更多的时间，因为一个软件系统商品从研发到上线都必须进行很多次的返回测试工作，而每个返回检测管理工作都面临着大批反复性作业的情形，并需要做到细致精确，因此自动化测试管理工作最有利于替代人工去进行大规模的反复性管理工作。

和手工测试比较，尽管自动化测试有着很多优点，但是自动化测试也有自身的局限性，因为自动化测试通常只是作为一种框架、一个工具，操作难度很大，而并非所有的测试用例都能够转换为自动化测试用例，比如数据分析的准确性、网页布局是否美观、业务逻辑能否符合等都需要通过手工测试来实现，而此时手工测试出现的问题往往比自动化测试出现的问题更多。自动化测试能够提高生产效率、复用度、安全性等，尽管有许多好处，但由于它只是测试的部分，并无法彻底取代手工测试，因此自动化测试也只是对手工测试的一个补充。

5 结束语

无线通信科技的发展对我国的电网有着至关重要的影响，为保证我国的计量与监控终端可以更加平稳的工作，让人们的使用更为方便与安全，对无线通信科技一定要持续地进行研究探索，而无线通信科技也需要不断地发挥创新的科技力量，使无线通信更加安全和方便，唯有持续的不懈努力才能促进我国在此方面的研究。