基于.NET平台的VSAT卫星通信自动测试系统设计

张军 王志林

摘  要：传统的VSAT卫星通信测试方法无法模拟实际的测试环境；因此，测试结果不能准确地反映卫星通信的性能及各项指标。为解决这个问题，设计并开发一个基于.NET平台的VSAT卫星通信自动测试系统，在该系统中，利用虚拟化和自动化技术将VSAT卫星通信集成到.NET平台中，该系统由前端模块、测试环境模块、自动化测试模块3个功能模块组成。该文对基于.NET平台的VSAT卫星通信自动测试系统的详细实现进行分析和讨论，重点对测试流程的灵活性和可靠性的设计进行详细描述，并针对VSAT卫星通信系统的特点，深入分析系统的可扩展性，实验证明，该自动测试系统运行可靠、稳定、自动化程度高，满足VSAT卫星通信系统的要求。

关键词：自动测试；可扩展性；.NET；VSAT；卫星通信

中图分类号：TN927+.2      文献标志码：A          文章编号：2095-2945（2024）05-0016-04

Abstract： The traditional VSAT satellite communication test method can not simulate the actual test environment; therefore， the test results can not accurately reflect the performance and indicators of satellite communications. In order to solve this problem， an automatic test system for VSAT satellite communication based on .NET platform is designed and developed. In this system， VSAT satellite communication is integrated into .NET platform by using virtualization and automation technology. The system consists of three functional modules： front-end module， test environment module and automatic test module. In this paper， the detailed implementation of VSAT satellite communication automatic test system based on .NET platform is analyzed and discussed， with emphasis on the flexibility and reliability of the test flow. According to the characteristics of VSAT satellite communication system， the expansibility of the system is deeply analyzed. Experiments show that the automatic test system operates reliably， stably and with a high degree of automation， and meets the requirements of VSAT satellite communication system.

Keywords： automated testing; scalability; .NET; VSAT; satellite communication

為了保证VSAT卫星通信系统在运行过程中性能的稳定，最有效和最重要的解决方案之一是对正在运行的系统进行充分测试，传统的VSAT卫星通信系统测试需要测试人员重复操作，这些操作增加了测试周期的持续时间。此外，由于VSAT卫星通信的快速发展，操作系统和应用程序的更新速度加快，增长速度大大超过了测试人员的工作量。

测试自动化是指使用特殊软件（与正在测试的软件分开）来控制测试的执行，并将实际结果与预测结果进行比较，测试自动化可以在已经规划完善的正式测试过程中自动进行一些重复但必要的任务，或者添加难以手动执行的额外测试，自动化测试提高了测试效率，与手动测试一样，自动测试用于验证系统是否能够满足其功能要求，或者是否存在漏洞，与手动测试相比，自动测试更具竞争力。手动测试与自动测试比较见表1。

自动化测试系统是在计算机控制下完成设备检测、分析、诊断的电子系统。自动化测试系统的开发和应用大大缩短了设备诊断和维护的时间，大大提高了设备的利用率。因此，自动化测试系统的设计具有重要意义，特别是在现代制造系统、军事装备、电力系统和矿山装备等的应用中。

本文设计并开发了一个基于.NET平台的VSAT卫星通信自动测试系统，可以利用该自动测试系统进行高效测试，这个系统采用了层次管理的测试结构，将测试项目的管理与仪器接口过程分离，能够使该测试系统随着VSAT卫星通信功能的发展而发展，因此，该系统可以很容易地模拟真实的终端来运行实际的应用，此外，该系统可以在测试平台上灵活配置测试环境和构建测试项目，从而自动进行测试。

1 .NET平台介绍

.NET平台是指一系列基于.NET框架的开发工具的集合，用于开发基于Windows和Web的应用程序，.NET框架提供了2个组件，即.NET公共语言运行库（CLR）和.NET框架类库（FCL）。

CLR管理.NET代码的执行，包括内存分配、用于避免内存浪费的垃圾回收，以及根据不同源代码提供不同信任度的安全性、线程管理等任务；FCL是一系列可重用的面向对象类，其提供了一些基本平台，如ADO.NET用于访问数据库和DNS解析，开发人员可以直接使用这些类，也可以继承它们来实现自定义函数。

简而言之，.NET平台提供了统一的编程模式、精简的指令、可移植的部署、无缝的语言集成、丰富的调试工具、强大的互操作性和统一的错误模板，为开发良好的测试平台提供了保障[1]。

2  VSAT卫星通信自动测试系统

2.1  VSAT卫星通信自动测试系统简介

VSAT（Very Small Aperture Terminal，即甚小口径卫星终端站）卫星通信系统为语音、数据、图像提供了统一的传输平台，其产业化满足了国家高技术产业政策的需要，对提升国家核心竞争力具有重要意义。VSAT卫星通信自动测试系统的目标是为VSAT卫星通信系统建立自动化测试环境，这对卫星通信系统设备的生产和测试具有重要意义[2-6]。

一般来说，卫星通信适用于广播服务和基于电信的长距离传输。由于卫星通信技术的快速发展，低成本的甚小孔径卫星终端站（VSAT）网络可以用于数据、语音、视频通信，图1显示了VSAT卫星通信环境。

VSAT网络环境具有星形配置，其包括多个VSAT和1个HUB，HUB可以通过出站链路（HUB到VSAT）与VSAT通信，相反，许多远程VSAT可以通过入站链路（VSAT到HUB）与HUB通信，VSAT卫星通信具有以下优点[7-8]：高可靠性；高质量的传输；低成本通信；使用率非常高（例如，与距离无关）；简单的网络安装、操作和管理。

鉴于手动构建VSAT卫星通信测试环境的困难、所需的测试周期长及缺乏应用程序进行测试，因此将自动测试软件、计算机、被测的VSAT卫星通信设备和仪器相结合，以解决现有问题，实现一个高效的自动化测试系统。本系统由3个功能模块组成：前端模块、测试环境模块、自动化测试模块。

前端模块为测试用户提供了一个可视化、用户友好的界面，以完成测试资源配置（如仪器、接口）、测试方法和测试结果显示。

测试环境模块提供必要的测试资源，包括针对不同测试目标的各种接口和正确的操作流程，此外，其还负责在测试系统上部署相关的测试仪器。

自动化测试模块处理被测试设备的相应信息（例如，设备的操作规则），并完成对被测试对象的自动测试。其由2部分组成：测试工具打包和自动化脚本控制。

VSAT卫星通信自动测试系统由自动测试软件、计算机、被测设备和仪器组成。自动测试软件通过计算机控制被测设备和仪器，设置被测设备的参数，自动测试，完成数据存储、采集、统计和分析。VSAT卫星通信测试系统的系统图如图2所示。

2.2  VSAT卫星通信自动测试系统的功能

VSAT卫星通信自动测试系统的目标是完成VSAT卫星通信系统核心设备的全方位测试和评估。其主要功能包括客户登录、设置与运行测试项目、生成与处理原始数据。通过自动测试系统友好的人机界面，客户可以设置测试项目、选择测试项目、设置测试参数、执行测试过程、保存测试结果和对测试数据进行统计分析。同时，测试系统的客户端是被测设备和仪器的控制站点，负责与其他设备的通信接口控制和通过网站进行远程测试。

2.3  VSAT卫星通信自动测试系统的特点

VSAT卫星通信自动测试系统采用模块化设计，界面美观，操作简单，自动化程度高，人机交互能力强，具体特点总结如下。

1）高测试速度：所有的测试都是由计算机根据测试过程中执行的程序进行控制的，可以进行十几次甚至几十次的测试，比一般的手动测试更快。

2）高测试精度：VSAT卫星通信自动测试系统能够在高测试速度下调整到最佳工作状态，随时修正测量误差，避免环境变化，具有较高的测试精度。

3）高度自动化：VSAT卫星通信自动测试系统具有良好的自检、自校正、自诊断能力，数据采集、处理、显示方便灵活，体现了高度自动化。

4）操作簡单：大部分工作由计算机自动完成，系统的复杂性由内部控制，良好的人机交互提供了一个简单可行的操作平台，从而实现了简单的操作。

5）良好的扩展性：扩展性的设计保证了可以实现对测试仪器和测试方法的扩展，这将降低在系统中添加新的测试仪器或现有测试仪器的新测试方法时进行软件更新的成本。

6）方便的综合评价：测试项目的设置为综合评价提供了方便的可能性，从中可以对测试环境下的仪器仪表进行总体评价，方便的综合评价在工业化道路上的批量生产和批量测试中具有重要意义。

3  VSAT卫星通信自动测试系统的设计

3.1  测试流程设计

从测试系统客户端的角度来看，测试包括设置测试环境、设备与仪器的自校正、设置测试项目、选择测试项目、设置设备和仪器的参数、生成测试数据和生成报告。详细的测试过程如图3所示。

设立了一个测试项目，以获得在工业化生产上批量生产和批量测试的重要综合评价。对于仪器参数的设置，可以选择手动设置或自动设置。如果要手动设置仪器参数，只需直接对仪器进行操作，如果要自动设置仪器参数，只需在用户界面上随意设置参数并按下按钮即可。导出测试记录以获得详细的测试结果。一方面，可以获得第一手的测试记录；另一方面，可以获得可视化的评估，该评估显示为图表，由测试记录通过自动测试系统进行转换。

同时，测试项目的组织方式和数据收集也值得一提。具体测试项目通过动态链接库与测试平台连接。在数据采集方面，测试平台的数据采集模块采用多线程技术采集多个通信端口，减少了系统资源占用，加快了数据采集速度。

3.2  可扩展性设计

软件的可扩展性设计包括仪器接口的可扩展性和测试方法。测试软件的设计采用层次结构，即将测试项目的管理与仪器接口过程分离。自动测试系统的层次结构如图4所示。

层次结构包括面向测试方法的测试管理过程及从概念设计的角度对测试数据和报告的管理。由于系统的复杂性，在基于仪器的接口设计过程中，有频谱分析仪、功率计、信号源等测试仪器的接口和数据处理。VSAT卫星通信自动测试系统的目标是为VSAT卫星通信系统建立自动化测试环境，其层次结构保证了测试仪器和测试方法的可扩展性，对卫星通信系统设备的生产和测试具有重要意义。

层次结构便于对测试仪器和测试方法进行扩展，也就是说，如果要实现对测试仪器的扩展，只需在接口处理层添加相应仪器的接口处理代码即可；如果要实现对现有测试仪器测试方法的扩展，只需添加相应测试方法的目标过程代码即可。

可扩展性的设计保证了可以实现对测试仪器和测试方法的扩展，这将减少在向系统中添加新的测试仪器，或者在现有测试仪器上增加新的测试方法时，软件更新的成本。

4  结束语

为了解决使用传统测试方法时遇到的问题，本研究设计并实现了一个基于.NET平台的VSAT卫星通信自动测试系统，在该系统中，使用全虚拟化技术，将VSAT卫星通信设备作为平台资源集成到软件中进行自动化测试。详细介绍了VSAT卫星通信自动测试系统的组成、设计、功能，重点介绍了测试过程的设计和实现及可扩展性，对自动测试的研究具有重要意义。实践证明，该自动测试系统动作可靠、运行稳定、自动化程度高，基本满足VSAT卫星通信系统的要求。

参考文献：

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