CN103746781B - 接收灵敏度测试中应答信息处理方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种接收灵敏度测试中应答信息处理方法及装置。该方法包括：对VSA采集到的原始信号进行滤波，所述原始信号中包含ACK信号、干扰信号以及VSG发出的测试信号，减少所述干扰信号、滤除所述测试信号，得到处理信号；根据预先得到的ACK信号宽度对所述处理信号进行筛选，对符合所述ACK信号宽度的所述ACK信号的数量进行统计。从而实现快速识别并统计ACK信号的数量，提高接收灵敏度的测试效率。

Description

接收灵敏度测试中应答信息处理方法及装置

技术领域

本发明涉及通信技术，尤其涉及一种接收灵敏度测试中应答信息处理方法及装置。

背景技术

接收灵敏度是衡量无线接入点（Access Point，简称：AP）能够接收到的最小信号的能力，定义为信号功率值，即，假设标准规定AP在某个速率下的接收灵敏度要达到某一信号功率值，则该AP最小能够接收到的功率大小应为该信号功率值，且丢包率要符合标准的要求。

丢包率通常采用统计应答信息（Acknowledge，简称：ACK）数量的方式进行计算，接收方每接收一个数据包，就会回复一个ACK给发送方。在接收灵敏度测试中，通过矢量信号发生器（Vector Signal Generator，简称：VSG）给被测试AP发送特定信道和速率下的指定数量的数据包，AP接收到数据包后回复ACK信号给矢量信号分析仪（Vector SignalAnalyzer，简称：VSA），VSA采集到ACK信号后进行分析。

在对ACK信号进行分析时，通常通过无线局域网（Wireless LAN，简称：WLAN）协议分析算法对无线数据信号进行解码，通过分析数据包可以得到信号中ACK的数量。然而，该方案需要设计ACK协议分析的软件算法，从采集到的杂乱无章的信号中提取出ACK信号，设计难度高，算法复杂，处理速度慢，接收灵敏度的测试效率低。

发明内容

本发明提供一种接收灵敏度测试中应答信息处理方法及装置，以实现快速识别并统计ACK信号的数量，提高接收灵敏度的测试效率。

本发明提供一种接收灵敏度测试中应答信息处理方法，包括：

对矢量信号分析仪VSA采集到的原始信号进行滤波，所述原始信号中包含应答信息ACK信号、干扰信号以及矢量信号发生器VSG发出的测试信号，以减少所述干扰信号、滤除所述测试信号，得到处理信号；

根据预先得到的ACK信号宽度对所述处理信号进行筛选，对符合所述ACK信号宽度的所述ACK信号的数量进行统计。

本发明提供一种接收灵敏度测试中应答信息处理装置，包括：

滤波模块，用于对矢量信号分析仪VSA采集到的原始信号进行滤波，所述原始信号中包含应答信息ACK信号、干扰信号以及矢量信号发生器VSG发出的测试信号，以减少所述干扰信号、滤除所述测试信号，得到处理信号；

处理模块，用于根据预先得到的ACK信号宽度对所述处理信号进行筛选，对符合所述ACK信号宽度的所述ACK信号的数量进行统计。

本实施例提供的接收灵敏度测试中应答信息处理方法及装置，通过对VSA采集到的原始信号进行滤波，减少所述干扰信号、滤除所述测试信号，得到处理信号；根据预先得到的ACK信号宽度对所述处理信号进行筛选，对符合所述ACK信号宽度的所述ACK信号的数量进行统计。从而实现快速识别并统计ACK信号的数量，提高接收灵敏度的测试效率。

附图说明

图1为应用本发明接收灵敏度测试中应答信息处理方法的接收灵敏度测试模型示意图；

图2为本发明接收灵敏度测试中应答信息处理方法实施例一的流程图；

图3为本发明接收灵敏度测试中应答信息处理方法中VSA采集到的原始信号示意图；

图4为本发明接收灵敏度测试中应答信息处理方法中原始信号进行初级滤波前的信号示意图；

图5为本发明接收灵敏度测试中应答信息处理方法中原始信号进行初级滤波后的信号示意图；

图6为本发明接收灵敏度测试中应答信息处理方法中初级处理信号进行次级滤波前的信号示意图；

图7为本发明接收灵敏度测试中应答信息处理方法中初级处理信号进行次级滤波后的信号示意图；

图8为本发明接收灵敏度测试中应答信息处理方法中处理信号示意图；

图9为本发明接收灵敏度测试中应答信息处理方法中对处理信号进行筛选后的信号示意图；

图10为本发明接收灵敏度测试中应答信息处理装置结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供的接收灵敏度测试中应答信息处理方法应用于接收灵敏度测试中，首先介绍接收灵敏度的测试模型。如图1所示，被测试AP通过射频线缆与功率分配器连接，功率分配器通过射频线缆分别与VSG和VSA连接，测试主机为电脑，通过美国电子工业协会（Electronic Industry Association，简称：EIA）推荐标准（Recommended Standard，简称：RS）232总线与被测试AP连接，通过局域网（Local Area Network，简称：LAN）总线分别与VSA和VSG连接。

在对接收灵敏度测试的过程中，通过测试主机配置被测试AP，使被测试AP的天线处于特定信道下，可以接收该特定信道的信号，并设置被测试AP的发射功率大小，该发射功率大小决定了ACK信号的功率大小；通常设置为最大发射功率。通过测试主机配置VSG的发射功率，使VSG以某功率大小发送该特定信道对应的频率下的测试信号，该功率大小即为待测试的接收灵敏度，在不同的WLAN协议下，测试信号有多种速率需要遍历，同时，可以通过测试主机配置测试信号数据包的数量，一般来说，测试信号数据包的数量不少于100个。被测试AP每接收一个测试信号数据包，会自动回复一个ACK，在不同速率的测试信号下，ACK的速率和ACK信号的波形也不同。VSA采集到的ACK信号被传送到电脑，完成ACK数量的统计以及丢包率的计算，计算出丢包率后，判断丢包率是否符合WLAN标准的要求，从而验证该功率大小是否是接收灵敏度。

在实际的测试中，通常需要连续测试多个功率值，才能得到当前信道和速率下准确的接收灵敏度。本发明实施例提供的处理方法，基于上述测试模型，主要改进了上述测试过程中统计ACK信号数量的方法。

图2为本发明接收灵敏度测试中应答信息处理方法实施例一的流程图。如图2所示，本实施例提供的接收灵敏度测试中应答信息处理方法具体可以由接收灵敏度测试中应答信息处理装置执行，本实施例提供的方法具体可以包括：

步骤101、对VSA采集到的原始信号进行滤波，所述原始信号中包含ACK信号、干扰信号以及VSG发出的测试信号，以减少所述干扰信号、滤除所述测试信号，得到处理信号。

可以理解的是，VSA采集到的原始信号中可以包含有ACK信号，VSG发出的测试信号以及叠加的环境干扰信号。本步骤中，接收灵敏度测试中应答信息处理装置先对所述原始信号进行初级滤波，以减少所述干扰信号，可选的，可以通过滑动平均值滤波算法对所述原始信号进行初级滤波，得到初级处理信号；再对所述初级处理信号进行次级滤波，以滤除所述测试信号，可选的，可以通过高通滤波器对所述初级处理信号进行次级滤波，得到所述处理信号。

步骤102、根据预先得到的ACK信号宽度对所述处理信号进行筛选，对符合所述ACK信号宽度的所述ACK信号的数量进行统计。

实际应用中，不同的WLAN标准下，测试信号的速率是已知的，已知测试信号的速率，可以计算得到ACK信号宽度以及ACK信号之间的ACK间隙。则在预先得到ACK信号宽度时，可以直接根据所述ACK信号宽度对所述处理信号进行筛选，统计符合所述ACK信号宽度的所述ACK信号的数量，以得到丢包率。

由于在对原始信号进行滤波时，并不能完全滤除干扰信号，在另一种可行的实施方式中，为了排除将干扰信号误判为ACK信号的可能性，进一步还可以根据预先得到的所述ACK信号宽度以及相邻ACK信号之间的ACK间隙，对所述处理信号进行筛选，对符合所述ACK信号宽度以及所述ACK间隙的所述ACK信号的数量进行统计。

可选的，所述ACK信号宽度可以为所述ACK信号的传输时间与所述VSA的采样率的乘积；所述ACK间隙为分布式帧间间隔、数据帧传输时间以及短帧间间隔之和与所述VSA的采样率的乘积，其中，分布式帧间间隔、短帧间间隔是WLAN标准中规定的，所述数据帧传输时间取决于所述测试信号，即，所述数据帧传输时间等于所述测试信号长度与符号的有效数据位数的比值，再乘以每个符号的传输时间；所述符号的有效数据位数与测试信号的速率的编码调制的方法有关，即，不同的编码调制方式中，每个符号的有效数据位数不同。

本实施例的技术方案，通过对VSA采集到的原始信号进行滤波，减少所述干扰信号、滤除所述测试信号，得到处理信号；根据预先得到的ACK信号宽度对所述处理信号进行筛选，对符合所述ACK信号宽度的所述ACK信号的数量进行统计。从而实现快速识别并统计ACK信号的数量，提高了接收灵敏度的测试效率。

本实施例中，如图3所示，在实际应用过程中，VSA采集到的原始信号除了ACK信号，还包含有VSG发出的测试信号，图3中，测试信号为-60dBm，ACK信号的功率大小为17dBm，从图3可以直观的看出，每个测试信号后都跟随一个ACK信号。由于WLAN在数据传输过程中经过了复杂的调制和编码，并且在不同的WLAN协议下，调制和编码的方式也不同，因此，实际上在VSA采集到的原始信号中，这些信号都是杂乱无章的。

首先，接收灵敏度测试中应答信息处理装置对所述原始信号进行初级滤波，以减少所述干扰信号。可选的，通过滑动平均值滤波算法对所述原始信号进行初级滤波，滑动平均值滤波算法是把连续N个采样值看成一个队列，队列的长度固定为N，每次采样到一个新数据放入队尾，并扔掉原来队首的数据，即，先进先出。把队列中的N个数据进行算术平均运算，就可以获得新的滤波结果。在射频测试中，可以根据采集到的原始信号实际受干扰影响的程度，以及VSA的采样率，选择合适的队列长度N，一般而言，对于常见的几十兆数量级采样率的VSA，N的取值范围在5-20之间可以保证较好的采样精度并能减少大部分干扰的影响，本实施例不对此进行限制。

本实施例中，假设队列长度N设为7，原始信号为0到1之间的20个数值，当存在干扰时，VSA采样的结果会偏离真实值，例如偏离到-1到2的范围内，甚至某一时刻会存在比较偶然的脉冲干扰导致信号毛刺产生，如图4所示；通过滑动平均值滤波算法对原始信号进行初级滤波后，数据平滑很多，更接近真实值，如图5所示。图4和图5是信号通过滑动平均值滤波算法进行初级滤波前后的对比示意图。

由于ACK信号的幅度远高于VSG发出的测试信号的幅度，因而可以使经过初级滤波的初级处理信号通过高通滤波器进行次级滤波，以滤除测试信号，得到处理信号。例如图6所示，假设ACK信号为10到11之间的20个数值，而测试信号为5到6之间的数值，二者幅度存在明显差别；在通过幅度大于8的高通滤波器之后，即可将测试信号滤除，如图7所示。图6和图7是信号通过高通滤波器进行次级滤波前后的对比示意图。

如图8所示，是处理信号，可以看到，处理信号中包括3个ACK信号和2个干扰信号，这2个干扰信号是进行滤波后遗留下来的。

在802.11标准中，ACK信号的长度固定为14字节，即，112位，ACK信号的最高速率为24Mbps。假设对于符合802.11g标准的AP设备，对6Mbps速率进行测试，可知ACK信号的速率也为6Mbps，采用二进制相移键控（Binary Phase Shift Keying，简称：BPSK）编码调制，每个符号含有有效数据24位，因此传输ACK信号需要5个符号。即，ACK信号的固定长度112位与每个符号的有效数据的长度24位的比值。由于每个符号的传输时间为24/6=4us，802.11g物理层的前导码持续时间为20us。可以得到总的传输时间为20+4*5=40us。VSA的采样率一般为80Msps，那么可以计算得到VSA采样到的ACK信号的宽度应该为40*80=3200，即图8中t0的长度。图8中的w0和w2分别是2个干扰信号的宽度，远小于ACK信号的正确宽度t0，因此，在根据预先得到的ACK信号宽度，即t0对所述处理信号进行筛选时，即可将干扰信号w0和w2滤除。

图8中的t1为ACK间隙。根据802.11标准，t1等于分布式帧间间隔（DistributedInter-frame Space，简称：DIFS），加上数据帧传输的时间T，加上短帧间间隔（ShortInter-frame Space，简称：SIFS）。在符合802.11g标准的AP设备中，DIFS和SIFS分别是34us和16us。数据帧传输的时间T取决于测试信号。以通常的1024字节的测试信号为例，可以计算得到T=(1024*8/24)*4=1365us。因此DIFS+T+SIFS=1415us。转换成ACK间隙t1为1415*80=113200。如图8中，w1明显远小于t1，则在根据预先得到的ACK间隙，即t1对所述处理信号进行筛选时，即可将w1滤除。筛选的结果如图9所示。在得到正确的ACK信号后，就可以对ACK信号的数量进行统计。图8和图9是对处理信号进行筛选前后的对比示意图。

本实施例的技术方案，可以实现快速识别并统计ACK信号的数量，提高接收灵敏度的测试效率。

图10为本发明接收灵敏度测试中应答信息处理装置结构示意图。如图10所示，本实施例提供的接收灵敏度测试中应答信息处理装置10可以包括：滤波模块11和处理模块12。

其中，滤波模块11用于对VSA采集到的原始信号进行滤波，所述原始信号中包含ACK信号、干扰信号以及VSG发出的测试信号，以减少所述干扰信号、滤除所述测试信号，得到处理信号；

处理模块12用于根据预先得到的ACK信号宽度对所述处理信号进行筛选，对符合所述ACK信号宽度的所述ACK信号的数量进行统计。

需要说明的是，所述滤波模块11具体可以用于对所述原始信号进行初级滤波，以减少所述干扰信号，得到初级处理信号；对所述初级处理信号进行次级滤波，以滤除所述测试信号，得到所述处理信号。可选的，可以通过滑动平均值滤波算法对所述原始信号进行初级滤波；可以通过高通滤波器对所述初级处理信号进行次级滤波。

进一步，在另一种可行的实施方式中，所述处理模块12还可以用于根据预先得到的所述ACK信号宽度以及相邻ACK信号之间的ACK间隙，对所述处理信号进行筛选，对符合所述ACK信号宽度以及所述ACK间隙的所述ACK信号的数量进行统计。

其中，所述ACK信号宽度为所述ACK信号的传输时间与所述VSA的采样率的乘积；所述ACK间隙为分布式帧间间隔、数据帧传输时间以及短帧间间隔之和与所述VSA的采样率的乘积。

本实施例提供的接收灵敏度测试中应答信息处理装置，可用于执行上述方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）或处理器（processor）执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（Read-Only Memory，ROM）、随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本领域技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种接收灵敏度测试中应答信息处理方法，其特征在于，包括：

对矢量信号分析仪VSA采集到的原始信号进行滤波，所述原始信号中包含应答信息ACK信号、干扰信号以及矢量信号发生器VSG发出的测试信号，以减少所述干扰信号、滤除所述测试信号，得到处理信号；

根据预先得到的ACK信号宽度对所述处理信号进行筛选，对符合所述ACK信号宽度的所述ACK信号的数量进行统计；

所述对VSA采集到的原始信号进行滤波之后，还包括：

根据预先得到的所述ACK信号宽度以及相邻ACK信号之间的ACK间隙，对所述处理信号进行筛选，对符合所述ACK信号宽度以及所述ACK间隙的所述ACK信号的数量进行统计。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对VSA采集到的原始信号进行滤波，包括：

对所述原始信号进行初级滤波，以减少所述干扰信号，得到初级处理信号；

对所述初级处理信号进行次级滤波，以滤除所述测试信号，得到所述处理信号。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，通过滑动平均值滤波算法对所述原始信号进行初级滤波；通过高通滤波器对所述初级处理信号进行次级滤波。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述ACK信号宽度为所述ACK信号的传输时间与所述VSA的采样率的乘积；

所述ACK间隙为分布式帧间间隔、数据帧传输时间以及短帧间间隔之和与所述VSA的采样率的乘积。

5.一种接收灵敏度测试中应答信息处理装置，其特征在于，包括：

滤波模块，用于对矢量信号分析仪VSA采集到的原始信号进行滤波，所述原始信号中包含应答信息ACK信号、干扰信号以及矢量信号发生器VSG发出的测试信号，以减少所述干扰信号、滤除所述测试信号，得到处理信号；

处理模块，用于根据预先得到的ACK信号宽度对所述处理信号进行筛选，对符合所述ACK信号宽度的所述ACK信号的数量进行统计；

所述处理模块还用于根据预先得到的所述ACK信号宽度以及相邻ACK信号之间的ACK间隙，对所述处理信号进行筛选，对符合所述ACK信号宽度以及所述ACK间隙的所述ACK信号的数量进行统计。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述滤波模块具体用于对所述原始信号进行初级滤波，以减少所述干扰信号，得到初级处理信号，对所述初级处理信号进行次级滤波，以滤除所述测试信号，得到所述处理信号。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，通过滑动平均值滤波算法对所述原始信号进行初级滤波；通过高通滤波器对所述初级处理信号进行次级滤波。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述ACK信号宽度为所述ACK信号的传输时间与所述VSA的采样率的乘积；

所述ACK间隙为分布式帧间间隔、数据帧传输时间以及短帧间间隔之和与所述VSA的采样率的乘积。