CN105246091A - 模拟无线网络信号衰减、增强及网络切换的方法与装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种模拟无线网络信号衰减的方法与装置，所述方法包括：根据预先构建的信号衰减模型，实时计算待模拟的无线网络的网络信号强度；根据所述待模拟的无线网络的网络信号强度实时计算待配置的网络性能参数；根据待配置的网络性能参数配置无线终端设备的网络性能参数，以模拟所述无线终端设备的无线网络信号衰减。同时，本发明还公开了一种模拟无线网络信号增强的方法与装置以及一种模拟无线网络切换的方法与装置。本发明能够模拟网络信号的变化过程以及无线网络切换的过程，真实地反映出移动应用在网络信号增强、衰减或者网络切换时受到的影响。
Description
技术领域
本发明涉及网络通讯技术领域，尤其涉及一种模拟无线网络信号衰减、增强、网络切换的方法与装置。
背景技术
随着无线网络的发展以及移动应用对人们学习、工作与生活的渗透，人们越来越多地使用用户设备中的移动应用通过无线网络来获取信息。一般在发布一款移动应用之前，移动应用的发布者需要对该移动应用在不同的无线网络环境下的性能和可靠性进行测试，以提供稳定的、可靠的移动应用。
目前，应用开发者为了对移动应用在不同的无线网络环境下的性能和可靠性进行测试，主要有以下三种方式：
一、自行搭建可以被控制的通用移动通信系统，然而，这种方式耗资巨大、成本较高；
二、人工在各种无线网络环境下进行测试，例如，获取多个移动应用的使用者在多个不同的无线网络环境下的测试结果，然而，由于移动应用的使用者不了解移动应用的程序设计，这种方式不利于发现移动应用在不同的无线网络环境下可能存在的问题；
三、区别于前面两种方式，第三种方式采用模拟无线网络的方式，通过配置路由器的网络性能参数，来控制接入到该路由器的移动设备的网络信号，从而为该移动设备模拟各种网络环境。例如根据2G网络的网络性能参数来模拟2G网络。可见，第三种方式能够节约成本，并且方便快捷。
发明内容
发明人发现，在现实网络中，无线网络并不是直接就能切换的，网络信号的变化往往有一个过程，而通过上述第三种方式的话是无法模拟这个过程，不能真实地反映出移动应用在网络信号增强、衰减或者网络切换时受到的影响。
例如，手机会经常在无线网络和移动网络之间进行切换，当进入wifi环境且手机打开wifi的情况下，网络会优先选择通过连接wifi上网。当手机在无线网络环境中发生物理位置变化时，比如距离wifi收发器越来越远，wifi信号会越来越弱，当信号降低到一定程度就会断网然后切换到手机定制的移动网络环境(比如3G)。
手机游戏或者手机APP在这种真实的网络环境切换时可能会出现一些功能或体验上的异常，而这种场景切换又会经常出现，特别是手游，断线重连机制设计的好坏直接影响到游戏的体验和逻辑，这就给游戏或APP开发商带来经济上的损失。所以需要对这种网络场景切换进行模拟测试解决对应的问题来改进游戏和APP的功能体验。
为了解决现有技术存在的问题，本发明实施例提出一种模拟无线网络信号衰减、增强、网络切换的方法与装置，能够模拟网络信号的变化过程以及无线网络切换的过程，真实地反映出移动应用在网络信号增强、衰减或者网络切换时受到的影响。
本发明实施例提供一种模拟无线网络信号衰减的方法，包括：
根据预先构建的信号衰减模型，实时计算待模拟的无线网络的网络信号强度；
根据所述待模拟的无线网络的网络信号强度实时计算待配置的网络性能参数；
根据待配置的网络性能参数配置无线终端设备的网络性能参数，以模拟所述无线终端设备的无线网络信号衰减。
进一步地，所述根据预先构建的信号衰减模型，实时计算待模拟的无线网络的网络信号强度，具体包括：
根据自由空间损耗公式L＝20lg(4πd·f/c)以及d＝F(t)，计算模拟网络的时长为t时的信号损耗值L(t)；其中，d是信号传播距离，且d＝F(t)是一个增函数；f是信号频率，为预设值，c是光速值；
根据所述信号损耗值L(t)，计算模拟网络的时长为t时所述待模拟的无线网络的网络信号强度Q(t)，Q(t)＝1-L(t)/Lmax；其中，Lmax为信号损耗最大值，为预设值；0≤L(t)≤Lmax。
进一步地，d＝F(t)＝v1·t；v1为预设值。
进一步地，所述模拟无线网络信号衰减的方法还包括：当t达到预设的第一时长阈值t1时，停止对所述无线终端设备的网络信号进行控制；
其中，0<t1<dmax/v1；dmax表示信号传播距离的最大值，为预设值，且满足Lmax＝20lg(4πdmax·f/c)。
进一步地，所述第一时长阈值t1满足L(t1)>k1·Lmax；其中，k1是0到1之间的预设值。
进一步地，所述根据所述待模拟的无线网络的网络信号强度实时计算待配置的网络性能参数，包括：
对于与所述网络信号强度正相关的网络性能参数A，
A＝(Amax-Amin)·Q+Amin；
对于与所述网络信号强度负相关的网络性能参数B，
B＝(Bmin-Bmax)·Q+Bmax；
其中，Q是所述待模拟的无线网络的网络信号强度；Amax代表预设的A的最大值，Amin代表预设的A的最小值；Bmax代表预设的B的最大值，Bmin代表预设的B的最小值。
相应地，本发明实施例还提供了一种模拟无线网络信号衰减的装置，包括：
信号强度计算模块，用于根据预先构建的信号衰减模型，实时计算待模拟的无线网络的网络信号强度；
参数计算模块，用于根据所述待模拟的无线网络的网络信号强度实时计算待配置的网络性能参数；
网络模拟模块，用于根据待配置的网络性能参数配置无线终端设备的网络性能参数，以模拟所述无线终端设备的无线网络信号衰减。
进一步地，所述信号强度计算模块包括：
信号损耗计算单元，用于根据自由空间损耗公式L＝20lg(4πd·f/c)以及d＝F(t)，计算模拟网络的时长为t时的信号损耗值L(t)；其中，d是信号传播距离，且d＝F(t)是一个增函数；f是信号频率，为预设值，c是光速值；
信号强度计算单元，用于根据所述信号损耗值L(t)，计算模拟网络的时长为t时所述待模拟的无线网络的网络信号强度Q(t)，Q(t)＝1-L(t)/Lmax；其中，Lmax为信号损耗最大值，为预设值；0≤L(t)≤Lmax。
进一步地，d＝F(t)＝v1·t；v1为预设值。
进一步地，所述模拟无线网络信号衰减的装置还包括停止控制模块；
所述停止控制模块用于当t达到预设的第一时长阈值t1时，停止对所述无线终端设备的网络信号进行控制；
其中，0<t1<dmax/v1；dmax表示信号传播距离的最大值，为预设值，且满足Lmax＝20lg(4πdmax·f/c)。
进一步地，所述第一时长阈值t1满足L(t1)>k1·Lmax；其中，k1是0到1之间的预设值。
进一步地，所述参数计算模块具体用于：
当所述网络性能参数为与所述网络信号强度正相关的网络性能参数A时，
根据A＝(Amax-Amin)·Q+Amin计算所述待模拟的无线网络的网络性能参数；
当所述网络性能参数为与所述网络信号强度负相关的网络性能参数B时，
根据B＝(Bmin-Bmax)·Q+Bmax计算所述待模拟的无线网络的网络性能参数；
其中，Q是所述待模拟的无线网络的网络信号强度；Amax代表预设的A的最大值，Amin代表预设的A的最小值；Bmax代表预设的B的最大值，Bmin代表预设的B的最小值。
本发明还提供了一种模拟无线网络信号增强的方法，包括：
根据预先构建的信号增强模型，实时计算待模拟的无线网络的网络信号强度；
根据所述待模拟的无线网络的网络信号强度实时计算待配置的网络性能参数；
根据待配置的网络性能参数配置无线终端设备的网络性能参数，以模拟所述无线终端设备的无线网络信号增强。
进一步地，所述根据预先构建的信号增强模型，实时计算待模拟的无线网络的网络信号强度，具体包括：
根据自由空间损耗公式L＝20lg(4πd·f/c)以及d＝F(t)，计算模拟网络的时长为t时的信号损耗值L(t)；其中，d是信号传播距离，且d＝F(t)是一个减函数；f是信号频率，为预设值，c是光速值；
根据所述信号损耗值L(t)，计算模拟网络的时长为t时所述待模拟的无线网络的网络信号强度Q(t)，Q(t)＝1-L(t)/Lmax；其中，Lmax为信号损耗最大值，为预设值；0≤L(t)≤Lmax。
进一步地，d＝F(t)＝dmax-v2·t；dmax、v2为预设值；dmax表示信号传播距离的最大值，且满足Lmax＝20lg(4πdmax·f/c)。
进一步地，所述模拟无线网络信号增强的方法还包括：当t达到预设的第一时长阈值t2时，停止对所述无线终端设备的网络信号进行控制；其中，0<t2<dmax/v2。
进一步地，所述第二时长阈值t2满足L(t2)<k2·Lmax；其中，k2是0到1之间的预设值。
进一步地，所述根据所述待模拟的无线网络的网络信号强度实时计算待配置的网络性能参数，包括：
对于与所述网络信号强度正相关的网络性能参数A，
A＝(Amax-Amin)·Q+Amin；
对于与所述网络信号强度负相关的网络性能参数B，
B＝(Bmin-Bmax)·Q+Bmax；
其中，Q是所述待模拟的无线网络的网络信号强度；Amax代表预设的A的最大值，Amin代表预设的A的最小值；Bmax代表预设的B的最大值，Bmin代表预设的B的最小值。
相应地，本发明还提供了一种模拟无线网络信号增强的装置，包括：
信号强度计算模块，用于根据预先构建的信号增强模型，实时计算待模拟的无线网络的网络信号强度；
参数计算模块，用于根据所述待模拟的无线网络的网络信号强度实时计算待配置的网络性能参数；
网络模拟模块，用于根据待配置的网络性能参数配置无线终端设备的网络性能参数，以模拟所述无线终端设备的无线网络信号增强。
进一步地，所述信号强度计算模块包括：
信号损耗计算单元，用于根据自由空间损耗公式L＝20lg(4πd·f/c)以及d＝F(t)，计算模拟网络的时长为t时的信号损耗值L(t)；其中，d是信号传播距离，且d＝F(t)是一个减函数；f是信号频率，为预设值，c是光速值；
信号强度计算单元，用于根据所述信号损耗值L(t)，计算模拟网络的时长为t时所述待模拟的无线网络的网络信号强度Q(t)，Q(t)＝1-L(t)/Lmax；其中，Lmax为信号损耗最大值，为预设值；0≤L(t)≤Lmax。
进一步地，d＝F(t)＝dmax-v2·t；dmax、v2为预设值；dmax表示信号传播距离的最大值，且满足Lmax＝20lg(4πdmax·f/c)。
进一步地，所述模拟无线网络信号增强的装置还包括停止控制模块；
所述停止控制模块用于当t达到预设的第一时长阈值t2时，停止对所述无线终端设备的网络信号进行控制；其中，0<t2<dmax/v2。
进一步地，所述第二时长阈值t2满足L(t2)<k2·Lmax；其中，k2是0到1之间的预设值。
进一步地，所述参数计算模块具体用于：
当所述网络性能参数为与所述网络信号强度正相关的网络性能参数A时，
根据A＝(Amax-Amin)·Q+Amin计算所述待模拟的无线网络的网络性能参数；
当所述网络性能参数为与所述网络信号强度负相关的网络性能参数B时，
根据B＝(Bmin-Bmax)·Q+Bmax计算所述待模拟的无线网络的网络性能参数；
其中，Q是所述待模拟的无线网络的网络信号强度；Amax代表预设的A的最大值，Amin代表预设的A的最小值；Bmax代表预设的B的最大值，Bmin代表预设的B的最小值。
同时，本发明还提供了一种模拟无线网络切换的方法，包括：
将无线终端设备的无线网络设置为第一无线网络；
当开始模拟所述无线终端设备从第一无线网络切换到第二无线网络时，记录模拟网络切换的时长；
当所述模拟网络切换的时长小于第一时长阈值时，通过所述模拟无线网络信号衰减的方法，模拟所述无线终端设备的网络信号的衰减；
当所述模拟网络的时长大于所述第一时长阈值，且小于第二时长阈值时，控制所述无线终端设备断网；
当所述模拟网络切换的时长大于或等于第二时长阈值，且小于第三时长阈值时，将所述无线终端设备的无线网络设置为第二无线网络，并通过所述模拟无线网络信号增强的方法，模拟所述无线终端设备的网络信号的增强；
当所述模拟网络的时长达到所述第三时长阈值时，停止模拟所述无线终端设备的网络信号的增强。
同时，本发明还提供了一种模拟无线网络切换的装置，包括：
第一网络设置模块，用于将所述无线终端设备的无线网络设置为第一无线网络；
时长记录模块，用于当开始模拟所述无线终端设备从第一无线网络切换到第二无线网络时，记录模拟网络切换的时长；
模拟衰减模块，用于当所述模拟网络切换的时长小于第一时长阈值时，通过所述模拟无线网络信号衰减的装置，模拟所述无线终端设备的网络信号的衰减；
模拟断网模块，用于当所述模拟网络的时长大于所述第一时长阈值，且小于第二时长阈值时，控制所述无线终端设备断网；
模拟增强模块，用于当所述模拟网络切换的时长大于或等于第二时长阈值，且小于第三时长阈值时，将所述无线终端设备的无线网络设置为第二无线网络，并通过所述模拟无线网络信号增强的装置，模拟所述无线终端设备的网络信号的增强；
模拟增强模块还用于当所述模拟网络的时长达到所述第三时长阈值时，停止模拟所述无线终端设备的网络信号的增强。
实施本发明，具有以下有益效果：本发明实施例提供的模拟无线网络信号衰减的方法，通过根据预先构建的信号衰减模型，实时计算待模拟的无线网络的网络信号强度，并且根据所述网络信号强度，计算待配置的网络性能参数，最后利用计算得到的网络性能参数配置无线终端设备的网络性能参数，以模拟所述无线终端设备的无线网络信号衰减。本发明实施例能够模拟无线终端设备的无线网络信号衰减的过程，真实地反映出移动应用在网络信号衰减时受到的影响。同理地本发明还提供了一种模拟无线网络信号增强的方法，能够模拟无线终端设备的无线网络信号增强的过程，真实地反映出移动应用在网络信号增强时受到的影响。同时，本发明还提供了一种模拟无线网络切换的方法，利用了所述的模拟无线网络信号衰减的方法与所述的模拟无线网络信号增强的方法，能够模拟无线终端设备的无线网络切换的过程，真实地反映出移动应用在网络切换时受到的影响。相应地，本发明还提供了一种模拟无线网络信号衰减的装置、模拟无线网络信号增强的装置与模拟无线网络切换的装置。
附图说明
图1是本发明实施例提供的模拟无线网络信号衰减的方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的模拟无线网络信号衰减的装置的结构框图；
图3是本发明实施例提供的模拟无线网络信号增强的方法的流程示意图；
图4是本发明实施例提供的模拟无线网络信号增强的装置的结构框图；
图5是本发明实施例提供的模拟无线网络切换的方法的流程示意图；
图6是本发明实施例提供的模拟无线网络切换的装置的结构框图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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。
参见图1，是本发明实施例提供的模拟无线网络信号衰减的方法的流程示意图，该方法包括以下步骤：
S101，根据预先构建的信号衰减模型，实时计算待模拟的无线网络的网络信号强度；
S102，根据所述待模拟的无线网络的网络信号强度实时计算待配置的网络性能参数；
S103，根据待配置的网络性能参数配置无线终端设备的网络性能参数，以模拟所述无线终端设备的无线网络信号衰减。
基于所述信号衰减模型，所述待模拟的无线网络的网络信号强度随时间降低，那么根据所述待模拟的无线网络的网络信号强度实时计算待配置的网络性能参数，并且利用计算得到的网络性能参数来模拟所述无线网络，即可模拟所述无线网络的信号衰减的过程。所述网络性能参数包括网络速率、延迟、丢包率等参数。例如，控制所述无线终端设备的网络速率逐渐减小，延迟和丢包率逐渐增大，即可模拟这个衰减过程。
进一步地，步骤S101包括：
根据自由空间损耗公式L＝20lg(4πd·f/c)以及d＝F(t)，计算模拟网络的时长为t时的信号损耗值L(t)；其中，d是信号传播距离，且d＝F(t)是一个增函数；f是信号频率，为预设值，c是光速值；
根据所述信号损耗值L(t)，计算模拟网络的时长为t时所述待模拟的无线网络的网络信号强度Q(t)，Q(t)＝1-L(t)/Lmax；其中，Lmax为信号损耗最大值，为预设值；0≤L(t)≤Lmax。
其中，自由空间损耗公式描述了电磁波在空气中传播时候的能量损耗。由于网络信号是通过电磁波传播的，从自由空间损耗公式可知，网络信号损耗值随信号传播距离增大而增大，即网络信号强度随信号传播距离增大而减小。在本发明实施例中，通过定义一个增函数d＝F(t)，使得信号传播距离随时间增大，从而使得待模拟的无线网络的网络信号强度随时间减小，即模拟无线网络信号衰减的。
进一步地，d＝F(t)＝v1·t；v1为预设值。这里相当于无线终端设备以v1的恒定速度远离信号源，使得网络信号强度越来越弱。
进一步地，所述模拟无线网络信号衰减的方法还包括：当t达到预设的第一时长阈值t1时，停止对所述无线终端设备的网络信号进行控制；
其中，0<t1<dmax/v1；dmax表示信号传播距离的最大值，为预设值，且满足Lmax＝20lg(4πdmax·f/c)。
以RalinRT5730型号的wifi收发器为例，它发射的是2.4GHz频段的电磁波，发射功率是17dB，最大传输距离dmax为50m，那么通过自由空间损耗公式计算得出它最大距离下的损耗Lmax为74.05dB,那么该wifi收发器最小的接收灵敏度为17-74.05＝-57.05。当接收端的信号能量小于标称的接收灵敏度时，接收端将不会接收任何数据。
为了模拟信号衰减，随着时间的推延，设备开始以v1移动(假设2m/s)按直线匀速运动慢慢地距离信号源越来越远，那么设备与信号源电磁波的传播距离为d时需要时间为t(单位为s)，d＝2t。信号越来越弱，当达到预设的第一时长阈值t1时，完成信号衰减。假定移动设备与信号源之间最开始没有信号衰减，也即电磁波的传播距离接近0，然后将d＝2t换算到上述自由空间损耗公式后，时间与电磁波损耗公式关系如下：
L(t)＝32.45+20lg(f)+20lg(0.002t)
＝20lg(f)+20lg(t)-21.55
＝20lg(2400)+20lg(t)-21.55
＝46.05+20lg(t)
也即电磁波的损耗与时间的关系为L＝46.05+20lg(t)。
根据信号损耗值L(t)，计算t时刻的网络信号强度Q(t)＝1-L(t)/Lmax，以及根据网络信号强度Q(t)计算各个网络性能参数，最后根据计算得到的网络性能参数实时控制网络信号，即可模拟无线网络信号衰减的的过程。
对于与所述网络信号强度正相关的网络性能参数A，
A＝(Amax-Amin)·Q+Amin；
对于与所述网络信号强度负相关的网络性能参数B，
B＝(Bmin-Bmax)·Q+Bmax；
其中，Q是所述待模拟的无线网络的网络信号强度；Amax代表预设的A的最大值，Amin代表预设的A的最小值；Bmax代表预设的B的最大值，Bmin代表预设的B的最小值。
与所述网络信号强度正相关的网络性能参数有网络速率、宽带等，与与所述网络信号强度负相关的网络性能参数有延迟、丢包率等。
作为更优选地，所述第一时长阈值t1满足L(t1)>k1·Lmax；其中，k1是0到1之间的预设值。例如可以设置k1为90％，当衰减到L(t1)>90％·Lmax时，才停止信号衰减，以更真实地完成模拟信号衰减的过程。
本发明实施例提供的模拟无线网络信号衰减的方法，通过根据预先构建的信号衰减模型，实时计算待模拟的无线网络的网络信号强度，并且根据所述网络信号强度，计算待配置的网络性能参数，最后利用计算得到的网络性能参数配置无线终端设备的网络性能参数，以模拟所述无线终端设备的无线网络信号衰减。本发明实施例能够模拟无线终端设备的无线网络信号衰减的过程，真实地反映出移动应用在网络信号衰减时受到的影响。
相应地，本发明实施例还提供了一种模拟无线网络信号衰减的装置。如图2所示，其是本发明实施例提供的模拟无线网络信号衰减的装置的结构框图，包括：
信号强度计算模块101，用于根据预先构建的信号衰减模型，实时计算待模拟的无线网络的网络信号强度；
参数计算模块102，用于根据所述待模拟的无线网络的网络信号强度实时计算待配置的网络性能参数；
网络模拟模块103，用于根据待配置的网络性能参数配置无线终端设备的网络性能参数，以模拟所述无线终端设备的无线网络信号衰减。
进一步地，所述信号强度计算模块101包括：
信号损耗计算单元，用于根据自由空间损耗公式L＝20lg(4πd·f/c)以及d＝F(t)，计算模拟网络的时长为t时的信号损耗值L(t)；其中，d是信号传播距离，且d＝F(t)是一个增函数；f是信号频率，为预设值，c是光速值；
信号强度计算单元，用于根据所述信号损耗值L(t)，计算模拟网络的时长为t时所述待模拟的无线网络的网络信号强度Q(t)，Q(t)＝1-L(t)/Lmax；其中，Lmax为信号损耗最大值，为预设值；0≤L(t)≤Lmax。
进一步地，d＝F(t)＝v1·t；v1为预设值。
进一步地，所述模拟无线网络信号衰减的装置还包括停止控制模块；
所述停止控制模块用于当t达到预设的第一时长阈值t1时，停止对所述无线终端设备的网络信号进行控制；
其中，0<t1<dmax/v1；dmax表示信号传播距离的最大值，为预设值，且满足Lmax＝20lg(4πdmax·f/c)。
进一步地，所述第一时长阈值t1满足L(t1)>k1·Lmax；其中，k1是0到1之间的预设值。
进一步地，所述参数计算模块102具体用于：
当所述网络性能参数为与所述网络信号强度正相关的网络性能参数A时，
根据A＝(Amax-Amin)·Q+Amin计算所述待模拟的无线网络的网络性能参数；
当所述网络性能参数为与所述网络信号强度负相关的网络性能参数B时，
根据B＝(Bmin-Bmax)·Q+Bmax计算所述待模拟的无线网络的网络性能参数；
其中，Q是所述待模拟的无线网络的网络信号强度；Amax代表预设的A的最大值，Amin代表预设的A的最小值；Bmax代表预设的B的最大值，Bmin代表预设的B的最小值。
本发明实施例提供的模拟无线网络信号衰减的装置用于执行上述模拟无线网络信号衰减的方法的步骤，其工作原理和有益效果一一对应，不再赘述。
同理地，本发明实施例还提供一种模拟无线网络信号增强的方法。
参见图3，是本发明实施例提供的模拟无线网络信号增强的方法的流程示意图，该方法包括以下步骤：
S201，根据预先构建的信号增强模型，实时计算待模拟的无线网络的网络信号强度；
S202，根据所述待模拟的无线网络的网络信号强度实时计算待配置的网络性能参数；
S203，根据待配置的网络性能参数配置无线终端设备的网络性能参数，以模拟所述无线终端设备的无线网络信号增强。
基于所述信号增强模型，所述待模拟的无线网络的网络信号强度随时间降增强，那么根据所述待模拟的无线网络的网络信号强度实时计算待配置的网络性能参数，并且利用计算得到的网络性能参数来模拟所述无线网络，即可模拟所述无线网络的信号增强的过程。所述网络性能参数包括网络速率、延迟、丢包率等参数。例如，控制所述无线终端设备的网络速率逐渐增强，延迟和丢包率逐渐减小，即可模拟这个增强过程。
进一步地，步骤S201包括：
根据自由空间损耗公式L＝20lg(4πd·f/c)以及d＝F(t)，计算模拟网络的时长为t时的信号损耗值L(t)；其中，d是信号传播距离，且d＝F(t)是一个减函数；f是信号频率，为预设值，c是光速值；
根据所述信号损耗值L(t)，计算模拟网络的时长为t时所述待模拟的无线网络的网络信号强度Q(t)，Q(t)＝1-L(t)/Lmax；其中，Lmax为信号损耗最大值，为预设值；0≤L(t)≤Lmax。
其中，自由空间损耗公式描述了电磁波在空气中传播时候的能量损耗。由于网络信号是通过电磁波传播的，从自由空间损耗公式可知，网络信号损耗值随信号传播距离增大而增大，即网络信号强度随信号传播距离增大而减小。在本发明实施例中，通过定义一个减函数d＝F(t)，使得信号传播距离随时间减小，从而使得待模拟的无线网络的网络信号强度随时间增强，即模拟无线网络信号增强的。
进一步地，d＝F(t)＝dmax-v2·t；dmax、v2为预设值；dmax表示信号传播距离的最大值，且满足Lmax＝20lg(4πdmax·f/c)。这里相当于无线终端设备以v2的恒定速度远离信号源，使得网络信号强度越来越强。
进一步地，所述模拟无线网络信号增强的方法还包括：当t达到预设的第一时长阈值t2时，停止对所述无线终端设备的网络信号进行控制；其中，0<t2<dmax/v2。
进一步地，所述根据所述待模拟的无线网络的网络信号强度实时计算待配置的网络性能参数，包括：
对于与所述网络信号强度正相关的网络性能参数A，
A＝(Amax-Amin)·Q+Amin；
对于与所述网络信号强度负相关的网络性能参数B，
B＝(Bmin-Bmax)·Q+Bmax；
其中，Q是所述待模拟的无线网络的网络信号强度；Amax代表预设的A的最大值，Amin代表预设的A的最小值；Bmax代表预设的B的最大值，Bmin代表预设的B的最小值。
以RalinRT5730型号的wifi收发器为例，它发射的是2.4GHz频段的电磁波，发射功率是17dB，最大传输距离dmax为50m，那么通过自由空间损耗公式计算得出它最大距离下的损耗Lmax为74.05dB,那么该wifi收发器最小的接收灵敏度为17-74.05＝-57.05。当接收端的信号能量小于标称的接收灵敏度时，接收端将不会接收任何数据。
为了模拟信号增强，随着时间的推延，设备开始以v2移动(假设2m/s)按直线匀速运动慢慢地距离信号源越来越近，那么设备与信号源电磁波的传播距离为d时需要时间为t(单位为s)，d＝50-2t。信号越来越强，当达到预设的第二时长阈值t2时，完成信号增强。将d＝50-2t换算到上述自由空间损耗公式后，时间与电磁波损耗公式关系如下：
L(t)＝32.45+20lg(f)+20lg(dmax-d)
＝32.45+20lg(f)+20lg((50-2t)*10-3)
＝20lg(f)+20lg(50-2t)-27.55
＝20lg(2400)+20lg(50-2t)-27.55
＝40.05+20lg(50-2t)
也即电磁波的损耗与时间的关系为L(t)＝40.05+20lg(50-2t)。
信号增强的过程其实也是电磁波的衰减过程，只不过衰减值越来越弱。根据信号损耗值L(t)，计算t时刻的网络信号强度Q(t)＝1-L(t)/Lmax，以及根据网络信号强度Q(t)计算各个网络性能参数，最后根据计算得到的网络性能参数实时控制网络信号，即可模拟无线网络信号增强的过程。
对于与所述网络信号强度正相关的网络性能参数A，
A＝(Amax-Amin)·Q+Amin；
对于与所述网络信号强度负相关的网络性能参数B，
B＝(Bmin-Bmax)·Q+Bmax；
其中，Q是所述待模拟的无线网络的网络信号强度；Amax代表预设的A的最大值，Amin代表预设的A的最小值；Bmax代表预设的B的最大值，Bmin代表预设的B的最小值。
与所述网络信号强度正相关的网络性能参数有网络速率、宽带等，与与所述网络信号强度负相关的网络性能参数有延迟、丢包率等。
作为更优选地，所述第二时长阈值t2满足L(t2)<k2·Lmax；其中，k2是0到1之间的预设值。例如可以设置k2为10％，当增强到L(t2)<10％·Lmax时，才停止信号增强，以更真实地完成模拟信号衰减的过程。
本发明实施例提供的模拟无线网络信号增强的方法，通过根据预先构建的信号增强模型，实时计算待模拟的无线网络的网络信号强度，并且根据所述网络信号强度，计算待配置的网络性能参数，最后利用计算得到的网络性能参数配置无线终端设备的网络性能参数，以模拟所述无线终端设备的无线网络信号增强。本发明实施例能够模拟无线终端设备的无线网络信号增强的过程，真实地反映出移动应用在网络信号增强时受到的影响。
相应地，本发明还提供了一种模拟无线网络信号增强的装置。如图4所示，其是本发明实施例提供的模拟无线网络信号增强的装置的结构框图，包括：
信号强度计算模块201，用于根据预先构建的信号增强模型，实时计算待模拟的无线网络的网络信号强度；
参数计算模块202，用于根据所述待模拟的无线网络的网络信号强度实时计算待配置的网络性能参数；
网络模拟模块203，用于根据待配置的网络性能参数配置无线终端设备的网络性能参数，以模拟所述无线终端设备的无线网络信号增强。
进一步地，所述信号强度计算模块201包括：
信号损耗计算单元，用于根据自由空间损耗公式L＝20lg(4πd·f/c)以及d＝F(t)，计算模拟网络的时长为t时的信号损耗值L(t)；其中，d是信号传播距离，且d＝F(t)是一个减函数；f是信号频率，为预设值，c是光速值；
信号强度计算单元，用于根据所述信号损耗值L(t)，计算模拟网络的时长为t时所述待模拟的无线网络的网络信号强度Q(t)，Q(t)＝1-L(t)/Lmax；其中，Lmax为信号损耗最大值，为预设值；0≤L(t)≤Lmax。
进一步地，d＝F(t)＝dmax-v2·t；dmax、v2为预设值；dmax表示信号传播距离的最大值，且满足Lmax＝20lg(4πdmax·f/c)。
进一步地，所述模拟无线网络信号增强的装置还包括停止控制模块；
所述停止控制模块用于当t达到预设的第一时长阈值t2时，停止对所述无线终端设备的网络信号进行控制；其中，0<t2<dmax/v2。
进一步地，所述第二时长阈值t2满足L(t2)<k2·Lmax；其中，k2是0到1之间的预设值。
进一步地，所述参数计算模块202具体用于：
当所述网络性能参数为与所述网络信号强度正相关的网络性能参数A时，
根据A＝(Amax-Amin)·Q+Amin计算所述待模拟的无线网络的网络性能参数；
当所述网络性能参数为与所述网络信号强度负相关的网络性能参数B时，
根据B＝(Bmin-Bmax)·Q+Bmax计算所述待模拟的无线网络的网络性能参数；
其中，Q是所述待模拟的无线网络的网络信号强度；Amax代表预设的A的最大值，Amin代表预设的A的最小值；Bmax代表预设的B的最大值，Bmin代表预设的B的最小值。
本发明实施例提供的模拟无线网络信号增强的装置用于执行上述模拟无线网络信号增强的方法的步骤，其工作原理和有益效果一一对应，不再赘述。
同时，本发明实施例还提供了一种模拟无线网络切换的方法。如图5所示，其是本发明实施例提供的模拟无线网络切换的方法的流程示意图，包括：
S301，将无线终端设备的无线网络设置为第一无线网络；
S302，当开始模拟所述无线终端设备从第一无线网络切换到第二无线网络时，记录模拟网络切换的时长；
S303，当所述模拟网络切换的时长小于第一时长阈值时，通过所述模拟无线网络信号衰减的方法，模拟所述无线终端设备的网络信号的衰减；
S304，当所述模拟网络切换的时长大于所述第一时长阈值，且小于第二时长阈值时，控制所述无线终端设备断网；
S305，当所述模拟网络切换的时长大于或等于第二时长阈值，且小于第三时长阈值时，将所述无线终端设备的无线网络设置为第二无线网络，并通过所述模拟无线网络信号增强的方法，模拟所述无线终端设备的网络信号的增强；
S306，当所述模拟网络切换的时长达到所述第三时长阈值时，停止模拟所述无线终端设备的网络信号的增强。
在步骤S304中，设备断网本身是一个设备与信号源之间无法建立连接的物理过程。为了模拟断网过程，本发明采用linux内核中具备网络层防火墙过滤功能的iptables指令来实现。该指令可以对指定的ip和端口的网络进行限制：iptables-AFORWARD-s192.168.3.116-jREJECT。
比如上述语句中就是添加一条规则，对指定ip为192.168.3.116的机器的网络数据传输直接拒绝，从而将该ip对应设备的网络断掉，实现断网的目的。
由于在第一无线网络切换到第二无线网络的过程中，第一无线网络的信号先衰减到一定程度，中间断网一定时间，然后设置为第二无线网络并增强第二无线网络的信号到一定程度，完成网络的切换过程。因此通过本发明实施例提供的模拟无线网络切换的方法，能够利用上述的模拟无线网络衰减、增强的方法，来模拟无线终端设备的无线网络切换的过程，真实地反映出移动应用在无线网络切换时受到的影响。
相应地，本发明实施例还提供了一种模拟无线终端设备的无线网络切换的装置。如图6所示，其是本发明实施例提供的模拟无线终端设备的无线网络切换的装置的结构框图，包括：
第一网络设置模块301，用于将所述无线终端设备的无线网络设置为第一无线网络；
时长记录模块302，用于当开始模拟所述无线终端设备从第一无线网络切换到第二无线网络时，记录模拟网络切换的时长；
模拟衰减模块303，用于当所述模拟网络切换的时长小于第一时长阈值时，通过所述模拟无线网络信号衰减的装置，模拟所述无线终端设备的网络信号的衰减；
模拟断网模块304，用于当所述模拟网络切换的时长大于所述第一时长阈值，且小于第二时长阈值时，控制所述无线终端设备断网；
模拟增强模块305，用于当所述模拟网络切换的时长大于或等于第二时长阈值，且小于第三时长阈值时，将所述无线终端设备的无线网络设置为第二无线网络，并通过所述模拟无线网络信号增强的装置，模拟所述无线终端设备的网络信号的增强；模拟增强模块305还用于当所述模拟网络切换的时长达到所述第三时长阈值时，停止模拟所述无线终端设备的网络信号的增强。
实施本发明，具有以下有益效果：本发明实施例提供的模拟无线网络信号衰减的方法，通过根据预先构建的信号衰减模型，实时计算待模拟的无线网络的网络信号强度，并且根据所述网络信号强度，计算待配置的网络性能参数，最后利用计算得到的网络性能参数配置无线终端设备的网络性能参数，以模拟所述无线终端设备的无线网络信号衰减。本发明实施例能够模拟无线终端设备的无线网络信号衰减的过程，真实地反映出移动应用在网络信号衰减时受到的影响。同理地本发明还提供了一种模拟无线网络信号增强的方法，能够模拟无线终端设备的无线网络信号增强的过程，真实地反映出移动应用在网络信号增强时受到的影响。同时，本发明还提供了一种模拟无线网络切换的方法，利用了所述的模拟无线网络信号衰减的方法与所述的模拟无线网络信号增强的方法，能够模拟无线终端设备的无线网络切换的过程，真实地反映出移动应用在网络切换时受到的影响。相应地，本发明还提供了一种模拟无线网络信号衰减的装置、模拟无线网络信号增强的装置与模拟无线网络切换的装置。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-OnlyMemory，ROM)或随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)等。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (26)
1.一种模拟无线网络信号衰减的方法，其特征在于，包括：
根据预先构建的信号衰减模型，实时计算待模拟的无线网络的网络信号强度；
根据所述待模拟的无线网络的网络信号强度实时计算待配置的网络性能参数；
根据待配置的网络性能参数配置无线终端设备的网络性能参数，以模拟所述无线终端设备的无线网络信号衰减。
2.如权利要求1所述的模拟无线网络信号衰减的方法，其特征在于，所述根据预先构建的信号衰减模型，实时计算待模拟的无线网络的网络信号强度，具体包括：
根据自由空间损耗公式L＝20lg(4πd·f/c)以及d＝F(t)，计算模拟网络的时长为t时的信号损耗值L(t)；其中，d是信号传播距离，且d＝F(t)是一个增函数；f是信号频率，为预设值，c是光速值；
根据所述信号损耗值L(t)，计算模拟网络的时长为t时所述待模拟的无线网络的网络信号强度Q(t)，Q(t)＝1-L(t)/Lmax；其中，Lmax为信号损耗最大值，为预设值；0≤L(t)≤Lmax。
3.如权利要求2所述的模拟无线网络信号衰减的方法，其特征在于，
d＝F(t)＝v1·t；v1为预设值。
4.如权利要求3所述的模拟无线网络信号衰减的方法，其特征在于，所述模拟无线网络信号衰减的方法还包括：当t达到预设的第一时长阈值t1时，停止对所述无线终端设备的网络信号进行控制；
其中，0<t1<dmax/v1；dmax表示信号传播距离的最大值，为预设值，且满足Lmax＝20lg(4πdmax·f/c)。
5.如权利要求4所述的模拟无线网络信号衰减的方法，其特征在于，所述第一时长阈值t1满足L(t1)>k1·Lmax；其中，k1是0到1之间的预设值。
6.如权利要求1～5任一项所述的模拟无线网络信号衰减的方法，其特征在于，所述根据所述待模拟的无线网络的网络信号强度实时计算待配置的网络性能参数，包括：
对于与所述网络信号强度正相关的网络性能参数A，
A＝(Amax-Amin)·Q+Amin；
对于与所述网络信号强度负相关的网络性能参数B，
B＝(Bmin-Bmax)·Q+Bmax；
其中，Q是所述待模拟的无线网络的网络信号强度；Amax代表预设的A的最大值，Amin代表预设的A的最小值；Bmax代表预设的B的最大值，Bmin代表预设的B的最小值。
7.一种模拟无线网络信号衰减的装置，其特征在于，包括：
信号强度计算模块，用于根据预先构建的信号衰减模型，实时计算待模拟的无线网络的网络信号强度；
参数计算模块，用于根据所述待模拟的无线网络的网络信号强度实时计算待配置的网络性能参数；
网络模拟模块，用于根据待配置的网络性能参数配置无线终端设备的网络性能参数，以模拟所述无线终端设备的无线网络信号衰减。
8.如权利要求7所述的模拟无线网络信号衰减的装置，其特征在于，所述信号强度计算模块包括：
信号损耗计算单元，用于根据自由空间损耗公式L＝20lg(4πd·f/c)以及d＝F(t)，计算模拟网络的时长为t时的信号损耗值L(t)；其中，d是信号传播距离，且d＝F(t)是一个增函数；f是信号频率，为预设值，c是光速值；
信号强度计算单元，用于根据所述信号损耗值L(t)，计算模拟网络的时长为t时所述待模拟的无线网络的网络信号强度Q(t)，Q(t)＝1-L(t)/Lmax；其中，Lmax为信号损耗最大值，为预设值；0≤L(t)≤Lmax。
9.如权利要求8所述的模拟无线网络信号衰减的装置，其特征在于，
d＝F(t)＝v1·t；v1为预设值。
10.如权利要求9所述的模拟无线网络信号衰减的装置，其特征在于，所述模拟无线网络信号衰减的装置还包括停止控制模块；
所述停止控制模块用于当t达到预设的第一时长阈值t1时，停止对所述无线终端设备的网络信号进行控制；
其中，0<t1<dmax/v1；dmax表示信号传播距离的最大值，为预设值，且满足Lmax＝20lg(4πdmax·f/c)。
11.如权利要求10所述的模拟无线网络信号衰减的装置，其特征在于，所述第一时长阈值t1满足L(t1)>k1·Lmax；其中，k1是0到1之间的预设值。
12.如权利要求7～11任一项所述的模拟无线网络信号衰减的装置，其特征在于，所述参数计算模块具体用于：
当所述网络性能参数为与所述网络信号强度正相关的网络性能参数A时，
根据A＝(Amax-Amin)·Q+Amin计算所述待模拟的无线网络的网络性能参数；
当所述网络性能参数为与所述网络信号强度负相关的网络性能参数B时，
根据B＝(Bmin-Bmax)·Q+Bmax计算所述待模拟的无线网络的网络性能参数；
其中，Q是所述待模拟的无线网络的网络信号强度；Amax代表预设的A的最大值，Amin代表预设的A的最小值；Bmax代表预设的B的最大值，Bmin代表预设的B的最小值。
13.一种模拟无线网络信号增强的方法，其特征在于，包括：
根据预先构建的信号增强模型，实时计算待模拟的无线网络的网络信号强度；
根据所述待模拟的无线网络的网络信号强度实时计算待配置的网络性能参数；
根据待配置的网络性能参数配置无线终端设备的网络性能参数，以模拟所述无线终端设备的无线网络信号增强。
14.如权利要求13所述的模拟无线网络信号增强的方法，其特征在于，所述根据预先构建的信号增强模型，实时计算待模拟的无线网络的网络信号强度，具体包括：
根据自由空间损耗公式L＝20lg(4πd·f/c)以及d＝F(t)，计算模拟网络的时长为t时的信号损耗值L(t)；其中，d是信号传播距离，且d＝F(t)是一个减函数；f是信号频率，为预设值，c是光速值；
根据所述信号损耗值L(t)，计算模拟网络的时长为t时所述待模拟的无线网络的网络信号强度Q(t)，Q(t)＝1-L(t)/Lmax；其中，Lmax为信号损耗最大值，为预设值；0≤L(t)≤Lmax。
15.如权利要求14所述的模拟无线网络信号增强的方法，其特征在于，d＝F(t)＝dmax-v2·t；dmax、v2为预设值；dmax表示信号传播距离的最大值，且满足Lmax＝20lg(4πdmax·f/c)。
16.如权利要求15所述的模拟无线网络信号增强的方法，其特征在于，所述模拟无线网络信号增强的方法还包括：当t达到预设的第一时长阈值t2时，停止对所述无线终端设备的网络信号进行控制；其中，0<t2<dmax/v2。
17.如权利要求16所述的模拟无线网络信号增强的方法，其特征在于，所述第二时长阈值t2满足L(t2)<k2·Lmax；其中，k2是0到1之间的预设值。
18.如权利要求13～17任一项所述的模拟无线网络信号增强的方法，其特征在于，所述根据所述待模拟的无线网络的网络信号强度实时计算待配置的网络性能参数，包括：
对于与所述网络信号强度正相关的网络性能参数A，
A＝(Amax-Amin)·Q+Amin；
对于与所述网络信号强度负相关的网络性能参数B，
B＝(Bmin-Bmax)·Q+Bmax；
其中，Q是所述待模拟的无线网络的网络信号强度；Amax代表预设的A的最大值，Amin代表预设的A的最小值；Bmax代表预设的B的最大值，Bmin代表预设的B的最小值。
19.一种模拟无线网络信号增强的装置，其特征在于，所述装置包括：
信号强度计算模块，用于根据预先构建的信号增强模型，实时计算待模拟的无线网络的网络信号强度；
参数计算模块，用于根据所述待模拟的无线网络的网络信号强度实时计算待配置的网络性能参数；
网络模拟模块，用于根据待配置的网络性能参数配置无线终端设备的网络性能参数，以模拟所述无线终端设备的无线网络信号增强。
20.如权利要求19所述的模拟无线网络信号增强的装置，其特征在于，所述信号强度计算模块包括：
信号损耗计算单元，用于根据自由空间损耗公式L＝20lg(4πd·f/c)以及d＝F(t)，计算模拟网络的时长为t时的信号损耗值L(t)；其中，d是信号传播距离，且d＝F(t)是一个减函数；f是信号频率，为预设值，c是光速值；
信号强度计算单元，用于根据所述信号损耗值L(t)，计算模拟网络的时长为t时所述待模拟的无线网络的网络信号强度Q(t)，Q(t)＝1-L(t)/Lmax；其中，Lmax为信号损耗最大值，为预设值；0≤L(t)≤Lmax。
21.如权利要求20所述的模拟无线网络信号增强的装置，其特征在于，d＝F(t)＝dmax-v2·t；dmax、v2为预设值；dmax表示信号传播距离的最大值，且满足Lmax＝20lg(4πdmax·f/c)。
22.如权利要求21所述的模拟无线网络信号增强的装置，其特征在于，所述模拟无线网络信号增强的装置还包括停止控制模块；
所述停止控制模块用于当t达到预设的第一时长阈值t2时，停止对所述无线终端设备的网络信号进行控制；其中，0<t2<dmax/v2。
23.如权利要求22所述的模拟无线网络信号增强的装置，其特征在于，所述第二时长阈值t2满足L(t2)<k2·Lmax；其中，k2是0到1之间的预设值。
24.如权利要求19～23任一项所述的模拟无线网络信号增强的装置，其特征在于，所述参数计算模块具体用于：
当所述网络性能参数为与所述网络信号强度正相关的网络性能参数A时，
根据A＝(Amax-Amin)·Q+Amin计算所述待模拟的无线网络的网络性能参数；
当所述网络性能参数为与所述网络信号强度负相关的网络性能参数B时，
根据B＝(Bmin-Bmax)·Q+Bmax计算所述待模拟的无线网络的网络性能参数；
其中，Q是所述待模拟的无线网络的网络信号强度；Amax代表预设的A的最大值，Amin代表预设的A的最小值；Bmax代表预设的B的最大值，Bmin代表预设的B的最小值。
25.一种模拟无线网络切换的方法，其特征在于，包括：
将无线终端设备的无线网络设置为第一无线网络；
当开始模拟所述无线终端设备从第一无线网络切换到第二无线网络时，记录模拟网络切换的时长；
当所述模拟网络切换的时长小于第一时长阈值时，通过如权利要求1所述的模拟无线网络信号衰减的方法，模拟所述无线终端设备的网络信号的衰减；
当所述模拟网络切换的时长大于所述第一时长阈值，且小于第二时长阈值时，控制所述无线终端设备断网；
当所述模拟网络切换的时长大于或等于第二时长阈值，且小于第三时长阈值时，将所述无线终端设备的无线网络设置为第二无线网络，并通过如权利要求13所述的模拟无线网络信号增强的方法，模拟所述无线终端设备的网络信号的增强；
当所述模拟网络切换的时长达到所述第三时长阈值时，停止模拟所述无线终端设备的网络信号的增强。
26.一种模拟无线终端设备的无线网络切换的装置，其特征在于，包括：
第一网络设置模块，用于将所述无线终端设备的无线网络设置为第一无线网络；
时长记录模块，用于当开始模拟所述无线终端设备从第一无线网络切换到第二无线网络时，记录模拟网络切换的时长；
模拟衰减模块，用于当所述模拟网络切换的时长小于第一时长阈值时，通过如权利要求13所述的模拟无线网络信号衰减的装置，模拟所述无线终端设备的网络信号的衰减；
模拟断网模块，用于当所述模拟网络切换的时长大于所述第一时长阈值，且小于第二时长阈值时，控制所述无线终端设备断网；
模拟增强模块，用于当所述模拟网络切换的时长大于或等于第二时长阈值，且小于第三时长阈值时，将所述无线终端设备的无线网络设置为第二无线网络，并通过如权利要求19所述的模拟无线网络信号增强的装置，模拟所述无线终端设备的网络信号的增强；
模拟增强模块还用于当所述模拟网络切换的时长达到所述第三时长阈值时，停止模拟所述无线终端设备的网络信号的增强。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |