基于.NET平臺的VSAT衛星通信自動測試系統設計

張軍 王志林

摘? 要：傳統的VSAT衛星通信測試方法無法模擬實際的測試環境；因此，測試結果不能準確地反映衛星通信的性能及各項指標。為解決這個問題，設計并開發一個基于.NET平臺的VSAT衛星通信自動測試系統，在該系統中，利用虛擬化和自動化技術將VSAT衛星通信集成到.NET平臺中，該系統由前端模塊、測試環境模塊、自動化測試模塊3個功能模塊組成。該文對基于.NET平臺的VSAT衛星通信自動測試系統的詳細實現進行分析和討論，重點對測試流程的靈活性和可靠性的設計進行詳細描述，并針對VSAT衛星通信系統的特點，深入分析系統的可擴展性，實驗證明，該自動測試系統運行可靠、穩定、自動化程度高，滿足VSAT衛星通信系統的要求。

關鍵詞：自動測試；可擴展性；.NET；VSAT；衛星通信

中圖分類號：TN927+.2? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：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

為了保證VSAT衛星通信系統在運行過程中性能的穩定，最有效和最重要的解決方案之一是對正在運行的系統進行充分測試，傳統的VSAT衛星通信系統測試需要測試人員重復操作，這些操作增加了測試周期的持續時間。此外，由于VSAT衛星通信的快速發展，操作系統和應用程序的更新速度加快，增長速度大大超過了測試人員的工作量。

測試自動化是指使用特殊軟件（與正在測試的軟件分開）來控制測試的執行，并將實際結果與預測結果進行比較，測試自動化可以在已經規劃完善的正式測試過程中自動進行一些重復但必要的任務，或者添加難以手動執行的額外測試，自動化測試提高了測試效率，與手動測試一樣，自動測試用于驗證系統是否能夠滿足其功能要求，或者是否存在漏洞，與手動測試相比，自動測試更具競爭力。手動測試與自動測試比較見表1。

自動化測試系統是在計算機控制下完成設備檢測、分析、診斷的電子系統。自動化測試系統的開發和應用大大縮短了設備診斷和維護的時間，大大提高了設備的利用率。因此，自動化測試系統的設計具有重要意義，特別是在現代制造系統、軍事裝備、電力系統和礦山裝備等的應用中。

本文設計并開發了一個基于.NET平臺的VSAT衛星通信自動測試系統，可以利用該自動測試系統進行高效測試，這個系統采用了層次管理的測試結構，將測試項目的管理與儀器接口過程分離，能夠使該測試系統隨著VSAT衛星通信功能的發展而發展，因此，該系統可以很容易地模擬真實的終端來運行實際的應用，此外，該系統可以在測試平臺上靈活配置測試環境和構建測試項目，從而自動進行測試。

1 .NET平臺介紹

.NET平臺是指一系列基于.NET框架的開發工具的集合，用于開發基于Windows和Web的應用程序，.NET框架提供了2個組件，即.NET公共語言運行庫（CLR）和.NET框架類庫（FCL）。

CLR管理.NET代碼的執行，包括內存分配、用于避免內存浪費的垃圾回收，以及根據不同源代碼提供不同信任度的安全性、線程管理等任務；FCL是一系列可重用的面向對象類，其提供了一些基本平臺，如ADO.NET用于訪問數據庫和DNS解析，開發人員可以直接使用這些類，也可以繼承它們來實現自定義函數。

簡而言之，.NET平臺提供了統一的編程模式、精簡的指令、可移植的部署、無縫的語言集成、豐富的調試工具、強大的互操作性和統一的錯誤模板，為開發良好的測試平臺提供了保障[1]。

2? VSAT衛星通信自動測試系統

2.1? VSAT衛星通信自動測試系統簡介

VSAT（Very Small Aperture Terminal，即甚小口徑衛星終端站）衛星通信系統為語音、數據、圖像提供了統一的傳輸平臺，其產業化滿足了國家高技術產業政策的需要，對提升國家核心競爭力具有重要意義。VSAT衛星通信自動測試系統的目標是為VSAT衛星通信系統建立自動化測試環境，這對衛星通信系統設備的生產和測試具有重要意義[2-6]。

一般來說，衛星通信適用于廣播服務和基于電信的長距離傳輸。由于衛星通信技術的快速發展，低成本的甚小孔徑衛星終端站（VSAT）網絡可以用于數據、語音、視頻通信，圖1顯示了VSAT衛星通信環境。

VSAT網絡環境具有星形配置，其包括多個VSAT和1個HUB，HUB可以通過出站鏈路（HUB到VSAT）與VSAT通信，相反，許多遠程VSAT可以通過入站鏈路（VSAT到HUB）與HUB通信，VSAT衛星通信具有以下優點[7-8]：高可靠性；高質量的傳輸；低成本通信；使用率非常高（例如，與距離無關）；簡單的網絡安裝、操作和管理。

鑒于手動構建VSAT衛星通信測試環境的困難、所需的測試周期長及缺乏應用程序進行測試，因此將自動測試軟件、計算機、被測的VSAT衛星通信設備和儀器相結合，以解決現有問題，實現一個高效的自動化測試系統。本系統由3個功能模塊組成：前端模塊、測試環境模塊、自動化測試模塊。

前端模塊為測試用戶提供了一個可視化、用戶友好的界面，以完成測試資源配置（如儀器、接口）、測試方法和測試結果顯示。

測試環境模塊提供必要的測試資源，包括針對不同測試目標的各種接口和正確的操作流程，此外，其還負責在測試系統上部署相關的測試儀器。

自動化測試模塊處理被測試設備的相應信息（例如，設備的操作規則），并完成對被測試對象的自動測試。其由2部分組成：測試工具打包和自動化腳本控制。

VSAT衛星通信自動測試系統由自動測試軟件、計算機、被測設備和儀器組成。自動測試軟件通過計算機控制被測設備和儀器，設置被測設備的參數，自動測試，完成數據存儲、采集、統計和分析。VSAT衛星通信測試系統的系統圖如圖2所示。

2.2? VSAT衛星通信自動測試系統的功能

VSAT衛星通信自動測試系統的目標是完成VSAT衛星通信系統核心設備的全方位測試和評估。其主要功能包括客戶登錄、設置與運行測試項目、生成與處理原始數據。通過自動測試系統友好的人機界面，客戶可以設置測試項目、選擇測試項目、設置測試參數、執行測試過程、保存測試結果和對測試數據進行統計分析。同時，測試系統的客戶端是被測設備和儀器的控制站點，負責與其他設備的通信接口控制和通過網站進行遠程測試。

2.3? VSAT衛星通信自動測試系統的特點

VSAT衛星通信自動測試系統采用模塊化設計，界面美觀，操作簡單，自動化程度高，人機交互能力強，具體特點總結如下。

1）高測試速度：所有的測試都是由計算機根據測試過程中執行的程序進行控制的，可以進行十幾次甚至幾十次的測試，比一般的手動測試更快。

2）高測試精度：VSAT衛星通信自動測試系統能夠在高測試速度下調整到最佳工作狀態，隨時修正測量誤差，避免環境變化，具有較高的測試精度。

3）高度自動化：VSAT衛星通信自動測試系統具有良好的自檢、自校正、自診斷能力，數據采集、處理、顯示方便靈活，體現了高度自動化。

4）操作簡單：大部分工作由計算機自動完成，系統的復雜性由內部控制，良好的人機交互提供了一個簡單可行的操作平臺，從而實現了簡單的操作。

5）良好的擴展性：擴展性的設計保證了可以實現對測試儀器和測試方法的擴展，這將降低在系統中添加新的測試儀器或現有測試儀器的新測試方法時進行軟件更新的成本。

6）方便的綜合評價：測試項目的設置為綜合評價提供了方便的可能性，從中可以對測試環境下的儀器儀表進行總體評價，方便的綜合評價在工業化道路上的批量生產和批量測試中具有重要意義。

3? VSAT衛星通信自動測試系統的設計

3.1? 測試流程設計

從測試系統客戶端的角度來看，測試包括設置測試環境、設備與儀器的自校正、設置測試項目、選擇測試項目、設置設備和儀器的參數、生成測試數據和生成報告。詳細的測試過程如圖3所示。

設立了一個測試項目，以獲得在工業化生產上批量生產和批量測試的重要綜合評價。對于儀器參數的設置，可以選擇手動設置或自動設置。如果要手動設置儀器參數，只需直接對儀器進行操作，如果要自動設置儀器參數，只需在用戶界面上隨意設置參數并按下按鈕即可。導出測試記錄以獲得詳細的測試結果。一方面，可以獲得第一手的測試記錄；另一方面，可以獲得可視化的評估，該評估顯示為圖表，由測試記錄通過自動測試系統進行轉換。

同時，測試項目的組織方式和數據收集也值得一提。具體測試項目通過動態鏈接庫與測試平臺連接。在數據采集方面，測試平臺的數據采集模塊采用多線程技術采集多個通信端口，減少了系統資源占用，加快了數據采集速度。

3.2? 可擴展性設計

軟件的可擴展性設計包括儀器接口的可擴展性和測試方法。測試軟件的設計采用層次結構，即將測試項目的管理與儀器接口過程分離。自動測試系統的層次結構如圖4所示。

層次結構包括面向測試方法的測試管理過程及從概念設計的角度對測試數據和報告的管理。由于系統的復雜性，在基于儀器的接口設計過程中，有頻譜分析儀、功率計、信號源等測試儀器的接口和數據處理。VSAT衛星通信自動測試系統的目標是為VSAT衛星通信系統建立自動化測試環境，其層次結構保證了測試儀器和測試方法的可擴展性，對衛星通信系統設備的生產和測試具有重要意義。

層次結構便于對測試儀器和測試方法進行擴展，也就是說，如果要實現對測試儀器的擴展，只需在接口處理層添加相應儀器的接口處理代碼即可；如果要實現對現有測試儀器測試方法的擴展，只需添加相應測試方法的目標過程代碼即可。

可擴展性的設計保證了可以實現對測試儀器和測試方法的擴展，這將減少在向系統中添加新的測試儀器，或者在現有測試儀器上增加新的測試方法時，軟件更新的成本。

4? 結束語

為了解決使用傳統測試方法時遇到的問題，本研究設計并實現了一個基于.NET平臺的VSAT衛星通信自動測試系統，在該系統中，使用全虛擬化技術，將VSAT衛星通信設備作為平臺資源集成到軟件中進行自動化測試。詳細介紹了VSAT衛星通信自動測試系統的組成、設計、功能，重點介紹了測試過程的設計和實現及可擴展性，對自動測試的研究具有重要意義。實踐證明，該自動測試系統動作可靠、運行穩定、自動化程度高，基本滿足VSAT衛星通信系統的要求。

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