CN111970174A - 测试Wi-Fi节点的无线链路的方法和执行该方法的电路 - Google Patents

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Abstract

用于在CPE型设备的操作期间监视所述CPE型设备的无线节点的无线链路的方法，包括以下步骤：以限定的时间间隔对以下参数中的一个或若干个进行采样：针对所述无线链路使用的接收信号强度(RSSI)、调制速率(物理层速率)和/或空间流的数目；以及通过包括对所述参数的过滤来计算针对所述参数的平均值。

Description

测试Wi-Fi节点的无线链路的方法和执行该方法的电路
本申请是申请日为2014年09月26日、申请号为201480052710.7、发明名称为“测试Wi-Fi节点的无线链路的方法和执行该方法的电路”的中国发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及经由无线通信来彼此进行通信的无线节点和相应设备的领域。
背景技术
接入网关被广泛用于将家中的设备与互联网或任何其他广域网(WAN)相连。具体地，接入网关使用数字订户线路(DSL)技术，所述数字订户线路技术支持在铜线或光学线路上进行高数据速率传输。在上下文中，将住宅网关以及其他设备(例如路由器、交换机、电话和机顶盒)理解为客户驻地设备(CPE)型设备。
包括无线技术的接入网关在当今家庭和职业环境中具有重要作用。用于连接无线设备至局域网(LAN)的机制称为Wi-Fi，这是针对使用IEEE 802.11标准族进行无线数据传输的设备的Wi-Fi联盟的品牌名。IEEE 802.11标准限定了两种类型的无线节点，能够连接到被称作站点的其他设备(标记为STA)的普通无线设备、以及在对网络进行控制的特殊类型的STA，即，接入点(标记为AP)。通常被称作WLAN(无线局域网)的Wi-Fi网络包括AP，一个或若干个STA与所述AP相连。
由于其灵活和“隐形”特性，大量LAN应用使用Wi-Fi，而不是典型的有线以太网方法。然而，对无线LAN的这种广泛使用已暴露出使用共享介质技术的严重弊端：干扰。与Wi-FI和非Wi-Fi二者相关的干扰都由于IEEE 802.11的特性而导致降低用户体验。以其最普遍的形式，IEEE 802.11网络应用介质访问方法，其中通过感测介质被使用来避免冲突(被定义为CSMA-CA)。介质访问方法通常也被称作“对话前监听”，描述了该方法的实质。因此，来自任何特性的干扰会阻挡介质并迫使所有节点保持沉默。
可用于避免干扰的另一技术称作“空闲信道评估”(CCA)。空闲信道评估确定无线通信信道是否“被占用”，例如，“忙于”进行其他无线通信，和/或是否具有使得该无线通信信道不适合进行通信的干扰量。这样，确定该无线通信信道可用于通信或不可用于通信，例如，被占用或未被占用。
干扰的另一影响可以在接收方侧的数据包丢失，导致物理数据速率降低。这样，无法通过发送方的CCA检测干扰，但是在接收发看来减小了Wi-Fi数据包的SINR(信噪干扰比)。
因此，在一些情况下，Wi-Fi连接可能遭受较差的性能，甚至连接丢失。这些情况中的一部分是显而易见的，且易于向终端用户进行解释。例如，如果站点和接入点之间的距离过大，则信号等级较低，且性能将降低。其他情况是终端用户“不可见的”且不理解的，例如，隐藏节点。隐藏节点对于网络节点中的一部分是不可见的，导致CSMA-CA方法实际上失效，这样可能引起无线传输中数据冲突/损坏。在许多情况下，终端用户无法诊断问题源和解决该问题。
因此，家中Wi-Fi网络连接性是主要互联网服务供应商支持成本和咨询台呼叫因素中的一个。运营商的当今关注点主要在于Wi-Fi网络安装，将站点与接入点相关联。因此，互联网服务供应商寻求更好地了解终端用户的无线环境(包括链路质量和性能)的方法。
相关于Wi-Fi性能，运营商可以使用远程管理协议，诸如，宽带论坛(表示为BBF)TR-069协议，所述协议提供对在互联网网关设备数据模型BBF TR-181中定义的Wi-FI参数的访问。但是经由TR-069可获得的信息是非常有限的，且关注于数据通信量。在一些情况下，终端用户面临完全禁止Wi-Fi连接的问题，相应地导致TR-069监视无用。因此，当终端用户呼叫咨询台时，需要较长且较昂贵的过程来描述家中拓扑并诊断手头的问题。
分析Wi-Fi问题(例如，连接设置、干扰、吞吐量…)的理想方法是查看无线LAN的主节点，即，AP。如IEEE 802.11中限定的AP控制网络，因此，所有数据和网络控制必须对于该AP是可见的。如今，AP可以传送关于数据包传输和信号等级的统计数据，但是仅是在能够在AP和STA之间建立链路的情况下。链路为什么断开或吞吐量为什么较低的实际问题对于AP的内部构件依然是隐藏的。全面的数据包检查是不可能的，因此，当面临要准确指出无线LAN中的实际问题时，使得技术或协议分析人员陷入迷茫。如今，AP至多可以传送统计数据，而无法洞察在无线网络中真正发生了什么。
可能由于以下类别，而降低Wi-Fi性能。对于每个类别，必须采取不同的措施来进行改善：
●站点的节能设置
＞＞改变站点的节能设置
●与其他Wi-Fi设备(适当地)共享介质
＞＞使用被占用较少的另一信道
(或使用例如Wi-Fi多媒体优先级(WMM、IEEE 802.11e)适当地对Wi-Fi通信量进行优先级化)
●在发送方侧的干扰
＞＞改变到无干扰的信道
(或去除干扰源)
●在接收方侧的干扰
＞＞改变到无干扰的信道
(或去除干扰源)
●物理：高路径损耗，无法设立多个空间流
＞＞移动AP或站点
要解决的问题在于具有一种能够正确分析Wi-Fi性能问题并指示引起该问题的正确类别的应用，使得可以引导终端用户执行适合的校正措施。
发明内容
本发明如独立权利要求1、6、7、20、21和22所述。优选实施例在从属权利要求中限定。
所述方法依赖于与Wi-Fi链路的质量相关的正确统计值的可用性，诸如但不限于：信号强度(RSSI)以及调制速率(物理速率)和用于给定Wi-Fi链路的调制速率(物理速率)和空间流的数目。获得正确统计值并非是平常不足道的认为，这是因为存在转而影响上述参数的节能机制，使得不能如此使用上述参数来了解Wi-Fi链路的质量。例如，Wi-Fi实现方案可以减少空间流的数目和/或调制速率，以减少功耗，而不是对会禁止使用多个空间流和/或较高调制速率的干扰做出反应。
当进行主动测试时(即，迫使通过Wi-Fi链路的通信量)，大多数实现方案将放弃这些节能措施，对上述参数的标准平均将在大多数情况下提供准确的统计值，所述统计值产生对该Wi-Fi链路的正确质量评估。然而，在Wi-Fi质量监视的情况下，要避免这种主动测试。针对这种被动监视工具，找到了一种收集可以避免节能伪像(artefacts)的充足的统计值的方法。
所述监视方法以较短的时间尺度(例如每秒)采集上述参数。代替仅采集在一定时间间隔上采集的样本的平均值，(当然需要进行平均以获得可靠的结果)，使用“过滤平均”。这意味着仅保留当在链路上流动着充足的通信量时采集的用于计算平均值的那些样本。这可以根据同样以每秒进行采样的TxRate和RxRate参数来推断。通过取TxRate和/或RxRate的正确阈值，“过滤平均”可以避免由于节能机制引起的伪像，确保仅考虑相关参数的正确“训练”的值，相关参数的诸如是PhyRate、RSSI和空间流的数目。
附图说明
作为示例，参考示意图对本发明的优选实施例作更详细的解释，附图中示出了：
图1示出了接入点经由无线通信与站点进行通信；
图2示出了根据图1的无线通信的数据速率；
图3示出了包括用于主动测试的协调器和用于被动测试的监视器的测试应用；
图4示出了根据RSSI(以dBm为单位)的性能数据速率；
图5示出了针对IEEE标准802.11b、802.11g和802.11n的最大可用数据速率的表格；
图6示出了通过将图4应用到根据IEEE 802.11n的无线传输而获得的数据速率，其中信道带宽是20Mhz并具有两个空间流；以及
图7示出了显示在显示器上的测试结果，作为形成半圆的连续块。
具体实施方式
在以下描述中，描述了用于监视或分析接入点(例如，客户驻地设备型设备)或站点的无线节点的无线(Wi-FI)链路的示例方法以及执行所述方法的相应电路。为了说明目的，阐述了各种具体细节，以便提供对优选实施例的彻底理解。然而，对于本领域技术人员将显而易见的是，本发明可以在没有这些具体细节的情况下实施。
客户驻地设备(CPE)型设备包括例如控制器(例如，微处理器)、存储有操作系统的非易失性存储器、用于CPE设备操作的易失性存储器、用于无线操作的无线节点以及宽带连接(例如，xDSL连接)。无线节点包括复杂软件驱动器、具有数据缓冲器的物理层、以及天线。这种类型的CPE设备例如是接入网关(例如，住宅网关)，其中所述接入网关的中心位置在无线局域网(WLAN)内。
由软件驱动器来控制无线节点，所述软件驱动器在无线节点的操作期间执行多个后台任务，例如，动态速率适配、数据包聚合、信道质量监测。在信号操控之上，无线驱动器还向IEEE 802.11协议栈嵌入关联的IEEE限定的管理和控制消息收发。因此，无线驱动器将在数据流中注入许多管理和控制数据包，使得不可能仅通过透明地查看数据帧交换来分析链路。
在图1中示意性地描述了使用情况：接入点1与站点2经由无线通信3进行通信。接入点1包括含有微处理器10、易失性和非易失性存储器11、用于进行无线通信的无线节点12以及测试应用13在内的电路。站点2包括含有微处理器20、易失性和非易失性存储器21、用于进行无线通信的无线节点22以及测试应用23在内的第二电路。无线节点12包括物理层14和链路层15，Wi-Fi节点22包括物理层24和链路层25。
测试应用13包括针对微处理器10的指令，测试应用23包括针对微处理器20的指令，它们被包括以便诊断无线通信3，且收集关于无线通信3的信息集。具体地，信息集包括可实现的数据速率、物理层数据速率、多个空间流、信道带宽、介质可用性和接收信号强度指示符(RSSI)。可以在被动模式或主动模式下下收集测试数据，在所述被动模式下，监视在接入点1和站点2之间的数据传输或反之亦然；在主动模式下，迫使在接入点1和站点2之间的数据传输。
图2示出了当诊断接入点1和站点2之间的Wi-Fi性能时必须考虑的可能性。检查从接入点1到站点2的单向链路3’。通过接入点1和站点2的性能来给定该链路的理论最大数据速率30，这里将理论最大数据速率称作MaxNegotiatedPhyRate或MaxPhyRate，例如，在将信道带宽为20MHz并具有两个空间流的IEEE 802.11n标准选择用于在接入点1和站点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1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31(文中称作PhysLimitsPhyRate)小于数据速率30。
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Wi-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1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Wi-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Wi-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1到站点2的实际数据速率的最终数据速率36称作ThroughputPSon 36。
为了监视物理层(OSI(开放系统互连模型)模型的层1)的数据通信量(由住宅网关的Wi-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：
-发送(TX)数据包队列，TX数据包
-接收(RX)数据包队列，RX数据包
-发送/接收信号指示符(RSSI)
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1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。
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1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，“Wi-Fi Stats”，其中扫描列表包括当接入点1和/或站点2扫描WLAN信道时识别出的所有邻近WLAN节点。
从发送成员接入点1发送的数据具体地包括测量的数据速率：MaxPhyRate 31、PhysLimitsPhyRate 31、TrainedPhyRate 32、MediumBusy、MediumBusyOtherWi-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。
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.id)、接收成员和发送成员的MAC地址(sourceMAC，destinationMAC)、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。
对于由主动测试提供统计值，在接入点1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。
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1kbps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。
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。
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 Wi-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。
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。
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(MIMO：多输入多输出)而下降。应注意，MIMO系统利用使用大量空间流的能力以便实现高链路速度。
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。
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。
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1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802.11b、802.11g和802.11n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(MIMO配置)、信道带宽(20或40MHz)和SGI(短保护间隔)的启用与否。
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 802.11n，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(OSI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。
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。
限定PhysLimitsPhyRate 31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。
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：
●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。
●测试应用运行在单个例如Android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。
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Wi-Fi性能并在上述问题中的任何问题出现在它的Wi-Fi链路上时向用户通知。
所述方法(还称作Wi-FiTM医生)有利地包括两个部分：运行在客户端设备(Android、iOS、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：
■物理1：高路径损耗
■网关和站点之间的距离/墙壁
■阻挡无线电路径的浴室/厨房/金属橱柜(或其他金属/水)
■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，…
■物理2：仅11n：MIMO多个空间流不能
■太困难而无法向终端用户解释。
■非WLAN干扰：-在发送侧或在接收侧
■婴儿电话、模拟TV发送器、蓝牙设备、微波炉…
■但还有：未将WLAN识别为WLAN：(空间上)隐藏节点，在相邻交叠信道中的WLAN节点
■802.11MAC(介质访问层)无法高效地进行处理＞崩溃
■拥塞：来自邻近WLAN的WLAN通信量
■通过共享相同的介质而减小的带宽(802.11MAC在运转)
■慢站点(11b或仅是远离AP的STA)支配总带宽！
■速率适配，参见图6，
在Wi-Fi的中心
■如果信号变弱
＞SINR减小
＞数据包丢失
＞退回到更慢的物理速率(PhyRates)
■在RX侧处噪声或干扰增大时发生相同情况
■速率适配算法
争取近似零的数据包丢失
■表征RSSI
■针对信号强度的指示符
■表征TrainedPhyRate 32
■当通信量流动时，＝PhyRate
■针对信号/干扰＆噪声比的指示符
■要求在PhyRate和Rate之间的快速(近似秒)关联
802.11n引入MIMO，多个空间流：
●系统试图设立多个空间流：
-在发送天线上的不同数据流
●与速率适配相正交
＞分离的表征：空间流的数目
由于无法使用多个空间流而导致性能“损失”：
●较大影响：
例如，2x2：50％
●已知由以下因素引起：
物理作用(物理)
例如，如果无反射
●显示为由以下因素引起：
在RX侧的干扰
空闲信道评估，CCA
在Wi-Fi的CSMA-CA(也称作“对话前监听”)的中心
●Wi-Fi收发机连续地评估信道是否是空闲的。
●表征：MediumBusy(时间百分比)
不同的CCA阈值
●对于Wi-Fi帧：非常低的阈值
有效的“等待2”：
帧时长已知
＞表征：MediumBusyOtherWiFi 33
●对于干扰：较高的阈值
较不有效：时长是未知的
主动测试具体包括以下步骤：
■步骤1：从AP向STA(例如，Android设备)发起Ping测试，
■目标1：在TX测试之前唤醒TX和RX成员
■目标2：通过检查AP处的RX和TX物理速率(PhyRate)，解决空间流数目(#spatialstreams)难题
■发布测试请求(TestRequest)44：
■TestRequest.id＝随机数，例如“PingTestId”
■源MAC(sourceMAC)＝MAC地址AP
■目的地MAC＝MAC地址STARXmember
■类型＝0(ping测试)
■时长＝5s
■数据包大小＝100字节
■WMM类别＝1(尽力而为服务)
■当完成测试时：获取radioStats[testId＝PingTestId]，移除TestRequest。
■步骤2：从AP向Android STA发起主动的层2(L2)TX测试
■发布测试请求(TestRequest)44：
■TestRequest.id＝随机数，例如“TXtestId”
■源MAC(sourceMAC)＝MAC地址AP
■目的地MAC(destinationMAC)＝以STA(Android)RX成员为目标的MAC地址
■类型＝1(TX测试)
■时长＝10s
■数据包大小＝1500字节
■WMM类别＝1(尽力而为服务)
■当完成测试时，获取radioStats[testId＝TXtestId]，移除TestRequest。
步骤3：在图形用户界面(GUI)上显示类别(百分比)，同样参见图7：
％Physics＝(MaxPhyRate 30-PhysLimitsPhyRate 31(RedBorderPhyRate))/MaxPhyRate 30
RedBorderPhyRate 31＝MAX(PhysLimitsPhyRate 31，
TrainedPhyRate 32)
数据模型(QDM)下的MaxPhyRate 30：
AssociatedStation[MACAddress＝MAC Android Rxmember且associated＝真].maxNegotiatedPhyRate
′QDM下的TrainedPhyRate：
RadioStats[testId＝TXtestId且radio＝AP的radioID].APStats[MACAddress＝BSSID].AssociatedStationStats[MACAddress＝MAC Android Rxmember].trainedPhyRateTX
PhysLimitsPhyRate 31＝(ReferencePhyRate(RSSI)查找)xTXRXcorFac
图4、图6中提供的查找表(RSSI＞ReferencePhyRate)
QDM下的RSSI：RadioStats[testId＝TXtestId且radio＝AndroidRXmember的radioID].STAStats[MACAddress＝MAC AndroidRxmember].RSSI
盲测试：使用RadioStats[testId＝TXtestId且radio＝AP的radioID].APStats[MACAddress＝BSSID].AssociatedStationStats[MACAd dress＝MAC AndroidRxmember].RSSI
TXRXcorFac＝max(PINGspatsUL/PINGspatsDL，1)
■％Physics(继续)
■QDM下的PINGspatsUL：RadioStats[testId＝PingtestId且radio＝AP的radioID].APStats[MACAddress＝BSSID].AssociatedStationStats.[MAC地址＝MACAndroid Rxmember].avgSpatialStreamsRX
■QDM下的PINGspatsDL：RadioStats[testId＝PingtestId且radio＝AP的radioID].APStats[MACAddress＝BSSID].AssociatedStationStats.[MAC地址＝MACAndroid Rxmember].aVgSpatialStreamsTX
■例如从图4、图6的参考测量值查找ReferencePhyRate(RSSI)单元kbps
■对于11n 2x2：MIN (MAX((RSSI+82)*100000/37，0)，100000)即，(RSSI＝-82dBm，0kbps)和(RSSI＝-45dBm，100000kbps)之间是线性的
当RSSI＜-82dBm时，为0kbps；
当RSSI＞-45dBm时，为100000kbps
■对于11n 1x1：MIN(MAX((RSSI+82)*60000/23，0)，60000)即，(RSSI＝-82dBm，0kbps)和(RSSI＝-59dBm，60000kbps)之间是线性的
当RSSI<-82dBm时，为0kbps；
当RSSI＞-59dBm时，为60000kbps
■FEIF＝(PhysLimitsPhyRate 31(RedBorderPhyRate)-TrainedPhyRate)/MaxPhyRate
■％你所得的！(％What you get！)＝
MIN(TrainedPhyRate，ThroughputPSon x CorFac)/MaxPhyRate
■CorFac＝用于将L2DataRate转换为PhyRate的校正因子
＞＞实验上：
■对于11g，CorFac＝2
■对于11n(具有AMPDU)，CorFac是1，43
■QDM下的ThroughputPSon：
RadioStats[testId＝TXtestId AND radio＝AP的radioID].APStats[MACAddress＝BSSID].AssociatedStationStats[MACAddress＝MAC Android Rxmember].dataRateTX
■SharingWiFi＝
MediumBusyWiFi x TrainedPhyRate/MaxPhyRate-％Whatyouget！
■QDM下的MediumBusyOtherWiFi＝以下项的总和：
RadioStats[testId＝TXtestId且radio＝AP的radioID].APStats[MACAddress＝BSSID].RXTimeFractionOBSS以及RadioStats[testId＝TXtestId且radio＝AP的radioID].APStats[MACAddress＝BSSID].RXTimeFractionIBSS以及RadioStats[testId＝TXtestId AND radio＝AP的radioID].APStats[MACAddress＝BSSID].TXTimeFraction
■考虑与Txtest并行的由AP发送的通信量
(例如，向其他站点发送的)
■注意：最高限度：100％-％Physics-％FEIF-％What you get！
■睡眠＝MediumAvailabe x TrainedPhyRate/MaxPhyRate
■QDM下的MediumAvailable：
RadioStats[testId＝TXtestId AND radio＝AP的radioID].mediumAvailable
■注意：当一些节能机制(PS-poll)未在参数“powerSaveTimeFraction”中正确反映时(当AP不知道准确的时序时)需要。
■注意：最高限度：100％-％Physics-％FEIF-％WhatYouGet！-％SharingWiFi
■％NEIF＝100％-％Physics-％FEIF-％WhatYouGet！-％Sleeping-％SharingWiFi
■注意：最高限度：0％(即，无法为负)。
■假设在GUI上，％FEIF在测试结果中占主导地位的情况下
■向受测试的AP和STA发布扫描请求(ScanRequest)
■Radio＝AP和STA的Radio id
■当两个扫描列表(ScanList)准备好时：获取所有扫描列表条目(ScanListEntry)。
■ScanListEntries的信道等于Radio[TXMember的id].channel
■如果存在于AP的ScanList上且存在于STA的ScanList上，则＞＞标记为“共享信道”
■如果存在于AP的ScanList上而不存在于STA的ScanList上，则＞＞标记为“针对STA隐藏”
■如果存在于STA的ScanList上而不存在于AP的ScanList上，则＞＞标记为“针对AP隐藏”
■ScanListEntries的信道等于Radio[TXMember的id].channel-3，-2，-1，+1，+2，or+3＞＞标记为“交叠”
■仅显示被标记的ScanListEntries
为了以正确的方式计算客户驻地设备型设备和站点之间的Wi-Fi节点的无线链路的损耗，特别重要的是以限定的时间间隔(例如，每秒)对以下参数中的一个或若干个参数进行采样：针对给定Wi-Fi链路使用的接收信号强度(RSSI)、调制速率(物理速率)和/或空间流的数目；以及通过包括对所述参数的过滤来计算针对所述参数的平均值。尤其，该过滤用于滤除非数据帧(例如，控制帧)，其对于Wi-Fi发送速率没有贡献。
测试应用40可以例如针对用户在用户站点2的显示器上将所获得的结果显示为连续的块，所述块形成半圆形，如图7所示。结合图2所述的数据速率限定了每个块的长度。指针P视觉化最终可得到的数据速率36，在该实施例中，是理论上可获得的数据速率130MB/s的23％。每个块包括问号Q，用户例如可以通过使用鼠标或触摸垫来选择问号；通过选择问号Q，告知用户引起吞吐量损失的问题(从而发挥该块的作用)以及向用户给出他如何改善该情况的建议。在块50的问号Q的情况下，告知用户在测试期间获得的数据速率仅为28MB/s，是理论最大速率130MB/s的23％。
不脱离本发明的范围，本领域技术人员可以利用本发明的其他实施例。具体地，所述方法可以用于使用无线传输(例如，Wi-Fi)的所有类型的接入点和站点的情况。因此，本发明由所附权利要求限定。

Claims (14)

1.一种用于分析无线节点的性能的方法，所述方法包括：
采集无线链路的多个样本，其中所述多个样本中的每个样本包括所述无线链路的数据速率测量和所述无线链路的参数测量，其中，所述无线链路的所述参数测量对从包括以下项的组选择的无线链路统计数据的类型进行测量：针对所述无线链路使用的接收信号强度(RSSI)、调制速率、或空间流的数目；
从所述无线链路的所述多个样本中过滤掉不满足数据速率测量阈值的每个样本以产生样本子集；
对所述样本子集的所有所述参数测量求平均以产生平均参数测量；
基于所述平均参数测量，计算针对所述无线链路的最大可能数据速率；以及
向用户报告针对所述无线链路的所述最大可能数据速率。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述参数测量是在所述链路上流动着充足的通信量时采集的。
3.根据权利要求1所述的方法，其中：所述阈值为1kbps，或1kbps和10Mbps之间的值。
4.根据权利要求1所述的方法，其中每个数据速率测量不包括控制帧。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个样本是通过被动监视采集的，在被动监视期间在接入点的所述无线节点和站点之间监视数据传输。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，每个数据速率测量是TxRate物理层速率或者RxRate物理层速率之一。
7.根据权利要求1所述的方法，其中建立包括当接入点或站点扫描WLAN信道时识别的所有相邻WLAN节点的扫描列表，以确定近端和/或远端干扰，并且所述报告还包括与所述近端和/或远端干扰相关的信息。
8.一种用于分析无线链路的性能的电路，所述电路包括处理器和天线，其中，所述处理器和所述天线被配置用于：
采集所述无线链路的多个样本，其中所述样本中的每个样本包括所述无线链路的数据速率测量和所述无线链路的参数测量，其中，所述无线链路的所述参数测量对从包括以下项的组选择的统计数据的类型进行测量：针对所述无线链路使用的接收信号强度(RSSI)、调制速率、或空间流的数目；
从所述无线链路的所述多个样本中过滤掉不满足数据速率测量阈值的每个样本以产生样本子集；
对所述样本子集的参数测量求平均以产生平均参数测量；
基于所述平均参数测量，计算针对所述无线链路的最大可能数据速率；以及
向用户报告针对所述无线链路的所述最大可能数据速率。
9.根据权利要求8所述的电路，其中，所述参数测量是在所述链路上流动着充足的通信量时采集的。
10.根据权利要求8所述的电路，其中：所述阈值为1kbps，或1kbps和10Mbps之间的值。
11.根据权利要求8所述的电路，其中，每个数据速率测量不包括控制帧。
12.根据权利要求8所述的电路，其中，所述多个样本是通过被动监视采集的，在被动监视期间在接入点的所述无线节点和站点之间监视数据传输。
13.根据权利要求8所述的电路，其中，每个数据速率测量是TxRate物理层速率或者RxRate物理层速率之一。
14.根据权利要求8所述的电路，其中，建立包括当接入点或站点扫描WLAN信道时识别的所有相邻WLAN节点的扫描列表，以确定近端和/或远端干扰，并且所述报告还包括与所述近端和/或远端干扰相关的信息。
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