测试Wi-Fi节点的无线链路的方法和执行该方法的电路的制作方法_2

文档序号:9830210阅读:来源:国知局
2之间进行传输的情况下,理论最大数据速率为130MB/S。因此,最大可实现链路速度(100%)仅是理论值,这是由于大多数情况下,存在物理限制:例如由于在接入点I和站点2之间的距离以及由于任何墙壁或其他障碍物产生的路径损耗和反射,减小在站点侧的接收信号强度RSSI。此外,必须确定空间流的数目。因此,实际可实现的数据速率3 I (文中称作PhysLimitsPhyRate)小于数据速率 30。
[0044]由于靠近站点2的干扰可能进一步丧失性能,所述干扰是接入点无法看到的,在文中称作远端干扰FEIF:这可以是诸如RF婴儿电话、微波炉或隐藏W1-Fi节点等任何微波源,且导致进一步减小数据速率(文中称作TrainedPhyRate 32)。类似干扰可能出现在接入点I处,本文称作近端干扰FEIF:这将可获得的数据速率32减小到数据速率33,MediumBusyOtherWiFi。可能由于与其他W1-Fi通信量共享介质,进一步丧失性能,这可能是由于家庭网络中的WLAN通信量导致的,也可以是由于邻近网络的W1-Fi通信量导致的。文中将这种减小后的数据速率34称作AvailableThroughputPSoff。可以由于节能模式的(例如,在例如智能电话等移动设备中执行的)性能损失而导致数据速率进一步减小。站点2可能处于睡眠模式的其时间的百分比称作站点的%PS 35。将用户可以得到作为从接入点I到站点2的实际数据速率的最终数据速率36称作ThroughputPSon 36。
[0045]为了监视物理层(0SI(开放系统互连模型)模型的层I)的数据通信量(由住宅网关的W1-Fi节点发送和接收的通信量),住宅网关包括接收所有接收到的和发送出的数据包的测试应用。测试应用可访问以下组块:
[0046]-发送(TX)数据包队列,TX数据包
[0047]-接收(RX)数据包队列,RX数据包
[0048]-发送/接收信号指示符(RSSI)
[0049]图3将测试应用示出为“诊断器”40,其中诊断器是针对主动测试的协调器和针对被动测试的监视器,该测试应用转换接收到的百分比数据和链路速度,并将结果呈现给用户。经由数据总线41将测试应用40与包括在接入点I中的统计值提供应用42和包括在站点2中的统计值提供器43相连。数据总线41使用例如发布/订购消息收发系统,以便与统计值提供器42和43交换控制命令和数据,而独立于站点2的操作系统。
[0050]测试应用40提出测试请求44或扫描请求(scan request) 45,经由数据总线41将所述请求提交给统计值提供器42、43。测试请求44可以是被动监视测试或主动测试。经由扫描请求45,向接入点I和/或站点2请求识别出的邻近WLAN节点的列表。统计值提供器42、43接收测试请求44的测试状态信息46,并当需要时,提供扫描列表47以及由测试获得的测量的数据速率48,“W1-Fi Stats”,其中扫描列表包括当接入点I和/或站点2扫描WLAN信道时识别出的所有邻近WLAN节点。
[0051]从发送成员接入点I发送的数据具体地包括测量的数据速率:MaxPhyRate31、PhysLimitsPhyRate 31、TrainedPhyRate 32、MediumBusy、MediumBusy0therW1-Fi 33、%PS 35、ThroughputPSon 36等。由统计提供器43、接收成员发送的数据具体地包括RSSI和扫描列表。
[0052]测试应用40经由数据总线41发布测试请求44,且所述测试请求44包括测试标识号(TestRequest.1d)、接收成员和发送成员的嫩(]地址(80111^6]\^(],(1681:;[肪1:;[011]\^(])、测试类型:ping测试或层2测试、配置等。测试可以是正常测试,其中接收成员是统计值提供器,并向测试应用40发布例如站点统计值。测试还可以是盲测试,其中接收成员是不提供任何统计值的关联站点,且发送成员自主地执行测试。在这种情况下,测试应用40可以仅使用来自接入点1(发送成员)的信息。扫描请求45是一个事件并由测试应用40发布。扫描请求47是一种状态,并由已订购该扫描请求45的每一方发布。
[0053]对于由主动测试提供统计值,在接入点I和站点2之间对测试测量进行同步。对于被动监视,不需要进行同步。
[0054]统计值提供器42、43经由数据总线41发布本地聚合的统计值,例如,在被动监视的情况下(除了被主动测试中断时),每30秒进行发布。在被动监视的情况下,站点2每秒对RSSI和接收数据速率进行采样,计算在测试时段(例如,30秒)上的过滤的RSSI平均值。所述过滤包括例如Ikbps的阈值,如果接收数据速率小于所述阈值,则丢弃RSSI样本。当接收数据速率在所述阈值以上时,聚合RSSI样本。
[0055]对于被动监视,还重要的是将接收方侧的问题与CCA(空闲信道评估)相关问题分离。可以使用以下事实:任何WLAN节点中的速率适配算法旨在通过降低至更低调制速率和更少的空间流,来减少数据包丢失。如果将“TrainedPhyRate”32定义为当训练链路时使用的调制速率,则近似上可以认为接收侧的问题/数据包丢失在该物理层速率上是最小的。
[0056]由于CCA阻挡发送方发送数据包,可以引起其他性能损失。通过使用CCA统计值可以对此进行评估:介质忙/介质忙其他Wi_Fi33(medium busy/medium busy other W1-Fi33)。通过CCA统计值和对TrainedPhyRate 32的获知或通过主动测试,来评估真实可获得的性能。这是本领域技术人员熟知的。
[0057 ]介质共享:WLAN使用基于CSMA-CA (载波感测多址/避免冲突)介质访问方法的共享介质构思。如果更多设备共享介质,则性能将下降。更困难的是区分是什么引起接收方侧的问题,即,干扰〉请改变信道;或物理〉请移动AP或STA。
[0058]干扰:连接速度由于存在干扰而下降。代替SNR(信噪比),SiNR(信号干扰噪声比)影响物理层速率或介质可用性。物理:连接速度由于SNR恶化和使用多个空间流的能力减小(ΜΠΚ):多输入多输出)而下降。应注意,MHTO系统利用使用大量空间流的能力以便实现高链路速度。
[°°59] 可以将图2的PhysLimitsPhyRate 31理解为由于物理影响(“物理”)而引起的性能损失和由于接收方侧的干扰而引起的性能损失之间的边界。通过在测量的信号强度(RSSI)(没有干扰)的情况下对将使用什么物理层速率进行外推,来部分地限定PhysLimitsPhyRate 31。这种外推可以基于例如干净环境中的参考测量值,这可以在传导的设置中或辐射的设置中。这涵盖由于高路径损耗引起的性能损失,导致低的信号强度。
[0060]图4示出了描述根据RSSI(以dBm为单位)的与PhysLimitsPhyRate 31相关的性能(百分比)的图。可以看出,在70dBm的RSSI以上数据速率基本不受影响,但是在70dBm以下快速下降,且在90dBm以下到达零。测量的性能(测量的层2吞吐量(百分比)x校正因子1.16)符合理论性能:除了在-85dBm以下的区域(其中存在一些偏差),PhysLimitsPhyRate 31(百分比)基于RSSI和观察到的空间流的数目。
[0061]可以例如根据示出表格的图5,来获得如协商的用于在接入点I和站点2之间进行传输的最大可获得物理层速率MaxPhyRate 30,其中所述表格包括针对IEEE标准802.1 lb、802.1lg和802.1 In的最大可获得数据速率,所述最大可获得数据速率根据空间流的数目(MM)配置)、信道带宽(20或40MHz)和SGI(短保护间隔)的启用与否。
[0062]针对如下示例对相对图4获得的性能进行了变换:信道带宽为20MHz并具有两个空间流的IEEE 802.11 η,在图6中示出。根据RSSI (dBm)绘制了链路层数据速率IN (Mb/s)。对于链路层(0SI层2)速率,必须考虑相对于最大可获得物理层速率130Mb/s的因子1.16。该曲线设计<1%的数据包丢失。
[0063]备选地,通过包括对参数的过滤,在通信量下测量参数,来使用参数(接收信号强度(RSSI)、调制速率(PhyRate)和/或空间流的数目)的平均值,以计算PhysLimitsPhyRate31,如下所述。
[0064]限定PhysLimitsPhyRate31的第二个因子与是否设立多个空间流的可能性相关。根据环境,不同接收方看到存在或不存在多个反射/空间路径、信号的关联(解关联)。为了考虑这个因素,使用测量的空间流的平均数目,如同在通信量下由链路所使用的。
[0065]以下使用情况的变型是可能的:单个AP和多个STA运行监视方法:
[0066]籲测试应用运行在多个设备(例如,Android设备)上和AP上,诊断任何AP-STA链路,从而在运行该测试应用的任意Android设备上执行诊断。这样,可以从运行该应用的Android设备运行测试。此外,只要该应用具有网络连接性,还可以从家中的任何地方运行测试,而与被测试的真实设备是断开的。
[0067]籲测试应用运行在单个例如Andro id设备上且在AP上,并诊断任何AP-STA链路。使用层2测试以及AP收集统计值的90%的事实允许分析任何WLAN设备,即使该设备没有运行测试应用。该应用将获知其正诊断没有运行测试应用的设备并且将对此进行补偿。
[0068]因此,可以将所述方法用作被动监视应用,所述被动监视应用监视W1-Fi性能并在上述问题中的任何问题出现在它的W1-Fi链路上时向用户通知。
[0069]所述方法(还称作W1-Fi?医生)有利地包括两个部分:运行在客户端设备(Android、1S、PC等…)上的应用和运行在网关(AP)上的应用。当使用二者时,通过从无线驱动器读取关键值,在无线链路两端获得最优的测量结果。具体地,所述方法考虑以下数据:
[0070]■物理1:高路径损耗
[0071]■网关和站点之间的距离/墙壁
[0072]■阻挡无线电路径的浴室/厨房/金属橱柜(或其他金属/水)
[0073]■不可见的结构“细节”,如金属样板加固网,维多利亚式房屋的“铁丝网”墙壁,反射性的窗户涂层,...
[0074]■物理2:仅Iln:MBTO多个空间流不能
[0075]■太困难而无法向终端用户解释。
[0076]■非WLAN干扰:-在发送侧或在接收侧
[0077]■婴儿电话、模拟TV发送器、蓝牙设备、微波炉...
[0078]■但还有:未将WLAN识别为WLAN:(空间上)隐藏节点,
[0079]在相邻交叠信道中的WLAN节点
[0080]_802.11 MAC(介质访问层)无法高效
当前第2页1 2 3 4 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1