5G消息測試系統(tǒng)構(gòu)建及關(guān)鍵技術(shù)研究

張雪艷，劉牧寅，佘康妮（中訊郵電咨詢設(shè)計院有限公司，北京 100048）

0 前言

自2020 年4 月三大運營商攜手11 家合作伙伴聯(lián)合發(fā)布《5G 消息白皮書》以來，5G 消息就以迅猛的發(fā)展勢頭不斷深入保險、金融、政務、公共服務等多個領(lǐng)域。

5G 消息測試是保障5G 消息業(yè)務全面發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。本文基于5G RCS 消息企業(yè)相關(guān)規(guī)范，結(jié)合行業(yè)測試技術(shù)，對5G消息測試系統(tǒng)的構(gòu)建以及關(guān)鍵測試技術(shù)進行探討，以期給5G 消息測試部署驗證提供參考。

1 5G消息測試系統(tǒng)構(gòu)建

1.1 5G消息服務

5G 消息是傳統(tǒng)短信業(yè)務的升級，是運營商的一種基礎(chǔ)電信服務，基于IP 技術(shù)實現(xiàn)業(yè)務體驗的提升，其支持的媒體格式更多，表現(xiàn)形式更豐富，可以給用戶帶來交互式體驗。簡言之，5G 消息是集傳統(tǒng)短信業(yè)務和交互式富媒體消息RCS 于一身的一種消息形式，它完全可以向下兼容，不受網(wǎng)絡(luò)條件影響，在3G/4G/5G網(wǎng)絡(luò)中均能使用。同時，它包含3 個關(guān)鍵組件：5G 短信、5G富媒體消息RCS和5G物聯(lián)網(wǎng)短信。

5G 消息除了提供To C、To B（B2C、B2B）業(yè)務之外還可以提供面向IoT 物聯(lián)網(wǎng)端的服務和應用，從而服務各行各業(yè)，如圖1 所示。明確了5G 消息的測試需求及用戶群體后，下一步就需要針對測試需求從不同角度進行測試分析和設(shè)計。

圖1 5G消息服務范圍

1.2 5G消息測試系統(tǒng)構(gòu)建

5G 消息系統(tǒng)架構(gòu)如圖2 所示，包括終端、5G 消息中心、MaaP平臺、計費結(jié)算、消息監(jiān)管和網(wǎng)間互通等。

圖2 5G消息架構(gòu)

終端：終端通過3G/4G/5G 網(wǎng)絡(luò)或WLAN 接入5G消息中心，用戶使用移動電話號碼作為通信標識。

5G 消息中心：5G 消息中心具備5G 消息管理、分發(fā)、路由等功能，提供統(tǒng)一的終端和網(wǎng)絡(luò)間接口。5G消息中心包括IMS 接入、RCS AS、內(nèi)容存儲和配置管理等功能。

MaaP 平臺：MaaP 平臺承載在5G 消息中心之上，向Chatbot 開放統(tǒng)一接口，負責行業(yè)客戶Chatbot 的審核、認證，行業(yè)消息中多媒體內(nèi)容的上傳與存儲，同時支持終端對Chatbot目錄和信息進行查詢。

Chatbot：是一種行業(yè)客戶向終端用戶提供的以對話形式呈現(xiàn)的服務。該服務通?；谌斯ぶ悄苘浖M人類智能對話，向用戶提供特定服務功能。

計費結(jié)算：用于5G 消息的計費、結(jié)算等。5G 消息的計費點在3G/4G/5G分組域、5G消息中心、MaaP平臺和網(wǎng)間互通網(wǎng)關(guān)中。

消息監(jiān)管：用于實現(xiàn)消息內(nèi)容的合規(guī)性審查以及不良消息的過濾屏蔽。

網(wǎng)間互通：用于實現(xiàn)不同運營商間5G消息業(yè)務互通。

參考上述架構(gòu)則可以搭建業(yè)務測試系統(tǒng)。

2 5G消息測試關(guān)鍵技術(shù)探討

2.1 基于接口層面的測試技術(shù)

5G 消息是基于GSMA RCS UP 標準構(gòu)建，測試也需要嚴格遵從相應的測試標準規(guī)范，在基于GSMA UP業(yè)務規(guī)范基礎(chǔ)之上，運營商也出臺了相應的5G消息業(yè)務規(guī)范，本文的測試系統(tǒng)模擬了中國移動、中國電信和中國聯(lián)通的API接口。

API 是用于構(gòu)建軟件應用程序的一組規(guī)程、協(xié)議和工具。API充當軟件應用程序之間的接口，允許2個軟件應用程序相互通信。API 接口測試主要由輸入、處理和輸出3 個部分構(gòu)成，通常會選取Postman、Jmeter、soapUI等接口測試工具進行測試，但首先要清楚接口層面的常用協(xié)議（如thrift、HTTP、REST、SOAP 等）以及協(xié)議中所包含的請求和響應等，然后再進行測試設(shè)計。

a）設(shè)計操作步驟，簡言之就是編寫請求，例如單個請求和連續(xù)多個關(guān)聯(lián)請求。

b）設(shè)計用例數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)是用來測試的關(guān)鍵，需要按照接口規(guī)范構(gòu)造一組或多組數(shù)據(jù)。

c）編寫斷言，也就是預期結(jié)果，將接口的輸出預期結(jié)果編寫成斷言信息，以便接口測試輸出結(jié)果進行比對。

d）檢查測試執(zhí)行結(jié)果，通過接口工具，分析檢查結(jié)果是否與斷言相符，并利用協(xié)議進行定位和分析。

接口測試方法可以覆蓋所有5G 消息的API接口，確保業(yè)務接口完整可用；同時通過接口的測試，還可以對系統(tǒng)的整體性能進行測試分析，以確保接口性能滿足5G消息業(yè)務不斷拓展的要求。

2.2 基于業(yè)務層面的測試分析技術(shù)

前文提到5G消息的應用場景非常廣泛，目前已經(jīng)在金融、保險、公共服務等行業(yè)廣泛應用試點，基于業(yè)務層面的測試也需要從不同業(yè)務場景入手。不同行業(yè)業(yè)務場景的測試側(cè)重點也不同，比如金融類更關(guān)心安全性和性能方面的問題，5G消息可能需要和銀行已有系統(tǒng)打通，這就涉及到數(shù)據(jù)傳輸、加密、網(wǎng)絡(luò)安全等問題，同時支付安全也是需要重點考慮的要素；而To B 或To C 業(yè)務則可能更關(guān)注富媒體卡片的交互機制、用戶體驗感和終端適配等問題。

基于業(yè)務層面的測試首先要對待測試的業(yè)務場景進行分析，通?？梢杂煤１I派測試分析MFQ&PPDCS 分析法進行測試設(shè)計。這是由邰曉梅在2008 年提出的一套測試分析方法，MFQ 針對軟件系統(tǒng)功能多且復雜、功能之間的交互多、質(zhì)量屬性要求高的特點，結(jié)合Model Based Testing、Risk Based Testing 的思想，開展測試分析和測試設(shè)計；PPDCS 是針對很多測試人員面對眾多的測試設(shè)計技術(shù)無從選擇的問題而提出的一種選擇測試設(shè)計技術(shù)思路。

MFQ體現(xiàn)了從測試角度分析一個被測對象的3個主要維度：基于模型的單功能測試分析與測試設(shè)計（MD——Model Based Discrete Function Test Analysis and Test Design）、功能交互測試分析與設(shè)計（FI——Function Interaction Test Analysis and Test Design）和質(zhì)量屬性測試分析與設(shè)計（QC——Quality Characteristic Test Analysis and Test Design）。

針對M 部分，PPDCS 提供了一個“選擇合適的模型對單功能建模”的思路，其中每個字母分別代表一種模型特征：流程（Process）、參數(shù)（Parameter）、數(shù)據(jù)（Data）、組合（Combination）、狀態(tài)（State）。

下面就以5G 消息的媒體素材上傳功能為例進行MFQ 測試設(shè)計，首先按照單功能測試部分、交互功能影響部分、質(zhì)量屬性部分3 個維度對該功能進行簡單劃分，劃分完成后，對不同部分進行測試設(shè)計就可以大致得到如圖3所示的結(jié)果。

圖3 基于MFQ測試設(shè)計

此時，再結(jié)合PPDCS 的各模型特征和黑盒測試的邊界值、等價類劃分、因果圖等多種測試技術(shù)，針對不同部分進行更詳細的測試設(shè)計，就可以得到一份更為詳盡的測試設(shè)計覆蓋圖。

通過海盜派測試設(shè)計法與常規(guī)測試方法（邊界值、因果判斷、等價類劃分等）的組合應用就可以輸出一份較為完整的測試設(shè)計。經(jīng)過MFQ 分析法測試設(shè)計后，粗略統(tǒng)計該功能可以通過幾十個用例場景去覆蓋測試，從而完成該業(yè)務相關(guān)測試驗證。

MFQ&PPDCS 測試分析法可以將復雜功能模塊拆分成多個單功能進行建模設(shè)計、交互性功能以及質(zhì)量屬性部分的測試設(shè)計覆蓋，再結(jié)合常用的黑盒測試方法，最終覆蓋所有5G 消息業(yè)務功能。由此也可以看出，測試活動都是由小到大，由簡單到復雜，由單元到系統(tǒng)的有序活動過程，再配合研發(fā)過程進行逐步覆蓋和測試驗證，最終輸出質(zhì)量可靠的軟件產(chǎn)品。

2.3 性能和安全層面考慮

前文講到，安全性和性能是金融行業(yè)和保險行業(yè)最關(guān)心的部分，在5G消息架構(gòu)中針對消息的監(jiān)管工作是由單獨模塊來完成的，并且通過運營商管道進行數(shù)據(jù)傳輸，安全能得到有效保障，而且在傳輸加解密和用戶數(shù)據(jù)等方面都有相應安全技術(shù)手段和標準要求。隨著近幾年用戶隱私數(shù)據(jù)保護的各項監(jiān)管措施逐漸落實，5G消息數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩院蛿?shù)據(jù)保護也越來越受重視。在性能方面，網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)的彈性伸縮、高可靠性和易維護性等特點能很好地保障5G 消息的整體性能。同時結(jié)合5G 網(wǎng)絡(luò)的高速傳輸、低時延、超大網(wǎng)絡(luò)容量以及泛在網(wǎng)和萬物互聯(lián)等特性，完全可以保障5G消息的高性能、快速傳輸和應用。

由于5G 消息包含文字、圖片、媒體素材等多種信息，在內(nèi)容監(jiān)管上相較于普通短信更有難度。消息監(jiān)管模塊主要對以下2類內(nèi)容進行識別校驗。

a）采用關(guān)鍵字匹配技術(shù)對文字內(nèi)容進行校驗。在5G 消息中，文本信息的長度變化范圍大，長文本的不良信息需要通過關(guān)鍵字組合匹配來進行識別。

b）通過人工智能識別技術(shù)對多媒體圖片、音視頻等消息進行識別。這里需要結(jié)合音頻以及圖像識別技術(shù)來實現(xiàn)，并且需要不斷地深度學習和訓練優(yōu)化模型，調(diào)優(yōu)算法，同時在人工智能基礎(chǔ)上加上一定的人工參與，以達到更高的精確度和精準度。

隨著5G消息的發(fā)展和深入應用，運營商在移動通信領(lǐng)域追求的安全和高效也必將隨著技術(shù)更迭不斷更新，軟件測試技術(shù)也將繼續(xù)在這2 個領(lǐng)域不斷深入應用。

3 5G消息測試建議

5G 消息的應用領(lǐng)域還在不斷拓展延伸，5G 消息的測試范圍也將不斷擴大。外圍對接系統(tǒng)和本身業(yè)務的不斷豐富，勢必會給5G消息業(yè)務測試工作帶來更多更大的挑戰(zhàn)。本文所探討的測試關(guān)鍵技術(shù)可以為測試者提供借鑒和參考。針對API的測試技術(shù)和測試實踐可以覆蓋內(nèi)外部接口測試，而基于MFQ&PPDCS測試分析法可以對上層業(yè)務邏輯進行拆解細化，提煉出有效的測試要點，從而完成不同業(yè)務流程的覆蓋和測試。

4 結(jié)束語

5G 消息是傳統(tǒng)短信業(yè)務的升級，它是普通用戶開啟5G時代、享受高質(zhì)量基礎(chǔ)通信服務的標志。三大通信運營商也正與全球運營商和產(chǎn)業(yè)鏈合作伙伴一起不斷提升通信服務能力水平，共同開啟5G全新運營時代。