蔡東蛟　賴錦山　蔡春水

摘 要： 介紹了移動終端WiFi測試，針對測試中存在的漫游性能測試和大范圍移動連接性能測試問題，分析了改進測試場景的方法，著重設計了在實驗室條件下由系統(tǒng)硬件和控制軟件組成的模擬測試系統(tǒng)。對移動終端產品進行測試的結果表明，該測試系統(tǒng)行之有效，實現(xiàn)了在不同信號強度和漫游環(huán)境下的測試目的。

關鍵詞： 移動終端； WiFi； 模擬； 測試系統(tǒng)

中圖分類號：TP393 文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2018）08-33-03

Design and implementation of WiFi simulation test system for mobile terminal

Cai Dongjiao1， Lai Jinshan2， Cai Chunshui2

（1. Department of Information Technology Engineering， Fuzhou Polytechnic， Fuzhou， Fujian 350108， China； 2. Fujian Newland Computer Co.， Ltd.）

Abstract： The mobile terminal WiFi test is introduced， aiming at the problems of roaming performance test and the wide range mobile connection performance test， the method of improving the test scenario is analyzed， and the simulation test system consisting of the hardware and the control software under the laboratory conditions is designed. The testing results of mobile terminal products show that the test system is effective， and the purpose of testing under different signal strengths and roaming environments is realized.

Key words： mobile terminal； WiFi； simulation； test system

0 引言

隨著移動終端及移動應用的普及，開展移動終端測試將有助于提高和改進移動終端和移動應用的質量[1-5]，以移動終端WiFi測試為例，常見的測試類別有基本功能測試、安全功能測試、Qos功能測試、組播功能測試、漫游切換測試、性能參數(shù)測試等，測試項目包括了AP掃描與連接及兼容性、AP信道連接、SSID配置、預共享密鑰、身份驗證、Qos功能、組播功能、漫游切換、無線接口吞吐量、時延、抖動和丟包率、傳輸速率等。

1 問題的提出

在對移動終端進行WiFi測試過程中，有些測試項目在操作上不太方便。

考慮以下兩個對移動終端進行WiFi測試的場景：

場景一 需要測試WiFi信號強度低時的移動終端連接性能，此時需要拿著手持終端到距離無線AP較遠的地方測試，很顯然，這樣的測試在操作和記錄上是不方便的，特別是如果需要同時操作服務端和客戶端測試軟件的情況下，往往還需要多人配合才能進行，此外，離開實驗室測試還存在無線信號易受干擾、不受控制的問題。

場景二 需要測試移動終端的漫游性能，通常有兩種方法：一是搭建一個實際的漫游網絡，然后拿著移動終端大范圍走動進行測試，如前所述，這種方法在操作上不太方便，而且不是所有的環(huán)境都滿足條件建立實際的漫游網絡；二是在實驗室通過開啟和關閉兩個無線AP電源進行模擬漫游測試，這種辦法模擬了終端在兩個AP之間驟然切換的狀況，并不能模擬實際的漫游過渡狀況。

上述測試場景提出的問題，可通過搭建一個模擬測試系統(tǒng)來解決，即在實驗室環(huán)境下解決大范圍移動測試以及真實漫游模擬測試問題。

通過考察前述兩個測試場景，發(fā)現(xiàn)一個共同點，就是都需要AP的信號強度能夠發(fā)生改變，因此，只要有能改變信號強度的無線AP，即可在實驗室條件下實現(xiàn)測試場景一和測試場景二的測試。改進后的測試場景如下：

場景三 通過調節(jié)無線AP的信號強度，即可在指定的信號強度下測試移動終端的WiFi連接性能，而無須離開實驗室進行測試。在測試過程中，一個人即可同時操作服務端和客戶端的測試軟件，并且可實現(xiàn)信號的質量可控，如屏蔽外界干擾或選擇最佳信道等等。

場景四 用兩個可調節(jié)信號強度的無線AP，通過同時調節(jié)兩個AP的信號強度，使一個AP的無線信號由最強到最弱，同時使另一個AP的信號由最弱到最強，即可在實驗室內實現(xiàn)真實漫游環(huán)境的模擬。

如圖1所示，A顯示了漫游開始時的兩個AP的信號狀態(tài)，B顯示了EUT（被測設備）模擬漫游到兩個AP中點位置的狀態(tài)，C顯示了漫游結束時的狀態(tài)。在整個漫游過程中，被測設備始終位于兩個AP中間，并不需要做實際的移動。

2 系統(tǒng)設計

針對以上測試問題的分析，可通過設計一個模擬測試系統(tǒng)用于移動終端WiFi測試，模擬測試系統(tǒng)設計主要涉及到二部分，系統(tǒng)硬件組成和控制軟件開發(fā)。

2.1 系統(tǒng)硬件組成

由于無線AP本身不具備大范圍調節(jié)信號強度的能力（企業(yè)級AP雖然功率可調，但調節(jié)范圍很小，無法滿足需求），因此需要利用可調衰減器來實現(xiàn)信號強度的調節(jié)。如圖2所示，一個衰減器和一個無線AP組成一個可調AP單元。

檢測控制臺用于產生流量，安裝IPerf測試工具后，與客戶端配合即可進行TCP或UDP數(shù)據的測試，802.1x服務器可用于WiFi安全認證方面的測試。使用其中的一個可調AP單元，即可實現(xiàn)測試場景三的測試。同時使用兩個或兩個以上可調AP單元，即可實現(xiàn)漫游測試。

2.2 控制軟件開發(fā)

WiFi測試系統(tǒng)中需要開發(fā)的控制軟件和工具有兩個：一是衰減控制程序，二是WinCE平臺的網絡性能測試工具。

2.2.1 衰減控制程序

衰減器選擇程控可調式的，通過編程控制衰減量。衰減控制程序根據廠家提供的RS232命令說明進行編程，并根據用途編制兩個程序：單個AP單元的衰減控制程序和漫游環(huán)境的控制程序。圖4和圖5分別是這兩個程序的界面截圖。

單個AP單元的衰減控制程序主要用于場景三的測試，即測試不同信號強度下的移動終端的WiFi性能。

漫游環(huán)境的控制程序，控制至少兩個AP單元，初始化時其中一個AP的信號無衰減，而另一個AP的信號衰減到強度接近為0，開始漫游后控制兩個AP的信號強度反向變化直至停止。程序可設置循環(huán)次數(shù)，實現(xiàn)連續(xù)多次漫游的測試。

2.2.2 網絡性能測試工具

在WiFi測試領域中通常使用IxChariot測試軟件進行性能測試及Qos、組播測試，該軟件可通過重新創(chuàng)建真實場景評估WLAN設備和網絡的Wi-Fi性能，但IxChariot比較昂貴，因此選擇了開源工具Iperf，Iperf有Windows版、Linux版和Android版。以WinCE版為例，利用Iperf開源程序的特點，對WinCE版的Iperf進行改造，圖6為改造前Iperf運行時的界面，圖7為改造后的界面。

可以看到改造前僅作為Client端使用，只能用來測試Wince端的TCP上行吞吐量，而改造后既可以作為Client端也可以作為Server端使用，可以測試TCP和UDP的上下行傳輸速率（勾選Server時測得下行速率，不勾選時為上行速率）、丟包率以及UDP的抖動值。

3 模擬測試

利用該模擬測試系統(tǒng)，測試前可先對信號強度和信噪比進行檢測，保證基本一致的測試環(huán)境條件。通過對幾款移動終端產品進行測試，取得了滿意的結果。以下是某款PDA產品的測試數(shù)據，表1為該產品的WiFi性能測試數(shù)據，表2為該產品的漫游測試數(shù)據。

4 結束語

通過設計在實驗室條件下的移動終端WiFi模擬測試系統(tǒng)，可對移動終端開展WiFi模擬測試，系統(tǒng)試運行表明，在不同信號強度和漫游環(huán)境下的測試行之有效，這對于降低產品的測試成本有積極的意義。

系統(tǒng)還有需改進的地方，主要是使系統(tǒng)在一些專項測試上有更好的適應性。

參考文獻（References）：

[1] 胡程.WiFi終端漫游原理及實現(xiàn)[J].信息通信，2017.6：

236-238

[2] 滕勁，徐昌慶.WiFi中多AP間快速切換的研究與實現(xiàn)[J].通

信技術，2009.11：121-123

[3] 程楊.智能終端WiFi模塊吞吐量測試方法探索[J].電視技術，

2013.37（24）：52-53，71

[4] 萬東，杜陽.WiFi射頻接收性能的測試方法[J].江南大學學報，

2007.10：542-546

[5] 杜春業(yè)，吳建華，宋巍.基于移動終端的應用軟件性能測試[J].

電子技術與軟件工程，2007.2：67-69