CN114710412B - 一种网络协议信号模拟系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本公开属于网络协议技术领域，提供了一种网络协议信号模拟系统及方法，包括：协议模拟模块，用于生成网络协议信号模拟过程中的功能参数和结构变量；管理和控制模块，包括双向通信的参数管理单元、数据处理单元和业务流程控制单元，所述参数管理单元用于实现系统中所涉及的功能参数、协议参数的系统性和耦合关系的管理，所述数据处理单元建立所述功能参数与所述协议模拟模块的参数之间的对应关系，所述业务流程控制单元用于根据数据处理流程调用相匹配的协议模拟模块以生成协议数据。
Description
技术领域
本公开属于网络协议技术领域，具体涉及一种网络协议信号模拟系统及方法。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
基于IEEE 802.11ax协议的Wi-Fi6网络对物理层和MAC层的关键功能都进行了增强，不仅提升了下一代WLAN的数据传输性能，而且优化了无线网络的用户体验，尤其是支持上下行多用户多输入多输出(Multi-User MIMO,简称MU-MIMO)，极大提升了多用户场景下的真实上网体验。为了支撑Wi-Fi6市场更好发展，在Wi-Fi6设备的研发和生产阶段，需要使用支持Wi-Fi6协议的测试仪器仪表对设备进行一致性测试。作为Wi-Fi6协议规范的最底层协议层，物理层承担了WI-FI6网络主要的数据处理工作，是WI-FI6信号传输的基础。因此，研究和设计网络协议信号的模拟发生，是满足网络设备研发生产测试需求的关键所在。
据发明人了解，目前两种主流的协议数据单元(Presentation Protocol DataUnit，简称PPDU)发生装置存在如下不足：
1、没有基于IEEE 802.11ax协议组织树形结构的功能层次，影响测试操作的规范性，同时以列表呈现参数项不利于发生装置集成到测试仪器中。
2、系统的功能层次组织比较分散，导致系统设置过程中会出现大量弹窗和页签，弹窗层次也很多，未清晰提供设置的路径，部分功能层次划分不清，影响测试的有效性和效率。
发明内容
为了解决上述问题，本公开提出了一种网络协议信号模拟系统及方法，结合树形结构根据PPDU信号组成部分和数据处理流程进行组织，极大改善了系统设置过程中弹窗个数和层次较多的问题。
根据一些实施例，本公开的第一方案提供了一种网络协议信号模拟系统，采用如下技术方案：
一种网络协议信号模拟系统，包括：
协议模拟模块，用于生成网络协议信号模拟过程中的功能参数和结构变量；
管理和控制模块，包括双向通信的参数管理单元、数据处理单元和业务流程控制单元，所述参数管理单元用于实现系统中所涉及的功能参数、协议参数的系统性和耦合关系的管理，所述数据处理单元建立所述功能参数与所述协议模拟模块的参数之间的对应关系，所述业务流程控制单元用于根据数据处理流程调用相匹配的协议模拟模块以生成协议数据。
作为进一步的技术限定，一种网络协议信号模拟系统还包括状态管理模块，与所述管理和控制模块连接，用于网络协议信号模拟过程中的状态管理。
作为进一步的技术限定，一种网络协议信号模拟系统还包括接口模块，通过显示模块与所述管理和控制模块连接，用于解析并执行自定义指令。
进一步的，所述显示模块被配置为树形导航，呈现当前功能节点和下级节点展开时的结构，若当前节点为末级节点，则呈现上级节点和当前节点展开时的结构。
进一步的，所述显示模块的上方显示当前设置路径，展示直到当前功能节点的路径，若点击路径中的某级节点，则显示模块被切换到该节点的工作状态。
进一步的，界面中间部分为系统参数设置主体界面，呈现当前功能的参数项，用户在该部分设置各个参数。
根据一些实施例，本公开的第二方案提供了一种网络协议信号模拟方法，采用了第一方案中的网络协议信号模拟系统，采用如下技术方案：
一种网络协议信号模拟方法，包括以下步骤：
基于判断用户操作，实时更新网络协议信号模拟过程中的功能参数和结构变量；
将更新后的功能参数和结构变量传输到协议模拟模块中，更新网络协议信号的树结构导航的更新，实现网络协议信号的模拟。
作为进一步的技术限定，所述用户的操作包括打开信号模拟开关、点击生成文件、切换功能节点和修改参数。
根据一些实施例，本公开的第三方案提供了一种计算机可读存储介质，采用如下技术方案：
一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现如本公开第二方面所述的网络协议信号模拟方法中的步骤。
根据一些实施例，本公开的第四方案提供了一种电子设备，采用如下技术方案：
一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如本公开第二方面所述的网络协议信号模拟方法中的步骤。
与现有技术相比，本公开的有益效果为：
本公开中的树形结构根据PPDU信号组成部分和数据处理流程进行组织，功能设置更符合IEEE 802.11ax协议；显示模块上方具有当前功能节点的设置路径，切换系统界面更加方便；系统仅包含4个功能层次，且只有HE多用户PPDU格式下的HE-SIG-B设置是第4层功能，其余功能的层次不超过3层，因此系统功能和布局更为紧凑，极大改善系统设置过程中弹窗个数和层次较多的问题。
附图说明
构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。
图1是本公开实施例一中的第一类Wi-Fi6协议信号发生装置的树形结构图；
图2是本公开实施例一中的第一类Wi-Fi6协议信号发生装置的参数项呈现方式图；
图3是本公开实施例一中的第二类装置的物理帧块配置界面图；
图4是本公开实施例一中的第二类装置的物理帧块配置-PPDU设置界面图；
图5是本公开实施例一中的第二类装置的用户设置-MCS设置界面图；
图6是本公开实施例一中的网络协议信号模拟系统的结构框图；
图7是本公开实施例一中的Wi-Fi6协议信号模拟系统架构图；
图8是本公开实施例一中的系统树形结构组织方式图；
图9是本公开实施例二中的网络协议信号模拟方法的具体工作原理图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本公开作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例一
本公开实施例一介绍了一种网络协议信号模拟系统。
目前，基于IEEE 802.11ax协议的网络协议信号模拟主要分为两大类：
第一类将大部分系统功能作为树形结构的节点呈现，各级节点逐级展开，点击树形结构中的某级节点，系统以列表的形式呈现该级节点的参数项并在树形结构展开该节点的下级节点；但是该类的界面参数项较多，适用于展示在较大尺寸的屏幕，用于上位机的测试(系统安装于单独的PC机，通过该PC机设置参数并控制测试仪器工作)，其典型树形结构和参数项呈现界面分别如图1和图2所示；树形结构的主要节点层次从高到低依次为波形设置、信号配置、RU设置、用户设置、MPDU设置，无法同时模拟多种PPDU；无法集成到微波测试仪器，需要单独配置一台上位机并且安装好模拟系统才可以开展测试工作。
第二类针对第一类无法集成到微波测试仪器的不足，对系统的层次组织和参数呈现方式进行了独立设计；使用物理帧块配置功能将部分参数展示在物理帧块表格中，并支持多种格式的PPDU信号同时模拟，同时将参数项以较大的方框和按钮形式呈现。以弹窗的形式逐级呈现系统功能，在每级系统功能中，通过页签展示不同类别的参数项，页签中的参数以弹窗形式呈现下一级设置功能。设置示例的配置界面分别如图3、图4和图5所示；可同时模拟多种PPDU格式信号，并且可集成到微波测试仪器中操作。
根据IEEE 802.11ax协议，Wi-Fi6协议信号模拟的主要目标是生成PPDU数据，PPDU数据包含PPDU前导、数据域、分组扩展三大部分，其中PPDU前导部分包含很多与PPDU数据相关的参数，而上述第一类装置树形结构的主要节点层次从高到低依次为波形设置、信号配置、RU设置、用户设置、MPDU设置，并没有按照Wi-Fi6协议信号组成部分进行树形结构组织。另一方面，该类装置无法同时模拟多种PPDU格式信号，而且需要搭配一台上位机，很大程度影响了测试效率和便利性。
上述第二类装置虽然在系统功能层次组织和参数呈现方式做了独立设计，但其系统设置过程往往会出现大量弹窗和页签，弹窗层次也较多，导致设置路径和功能层次不够清晰，设置错误概率增大。另一方面，该类装置不同级别的功能层次存在划分不清的情形，例如PPDU设置功能包含通用设置、用户设置、空间映射三个次级功能，而其中用户设置中又包含PPDU数据设置次级功能，这使得测试操作的规范性和清晰度降低。
本实施例于提出一种符合IEEE 802.11ax协议的清晰、方便的Wi-Fi6协议信号模拟系统，基于PPDU组成部分和处理流程合理组织树形结构，避免功能层次不清晰、弹窗层次和个数较多的情形；提供系统设置的路径，提高测试操作的效率、便利性和有效性。
如图6所示的一种网络协议信号模拟系统，包括：
协议模拟模块，用于生成网络协议信号模拟过程中的功能参数和结构变量；
管理和控制模块，包括双向通信的参数管理单元、数据处理单元和业务流程控制单元，所述参数管理单元用于实现系统中所涉及的功能参数、协议参数的系统性和耦合关系的管理，所述数据处理单元建立所述功能参数与所述协议模拟模块的参数之间的对应关系，所述业务流程控制单元用于根据数据处理流程调用相匹配的协议模拟模块以生成协议数据。
系统通过显示模块为用户提供参数设置界面，协议算法模块是符合IEEE802.11ax协议的PPDU信号数据生成算法集合，系统显示模块和协议算法模块之间通过管理和控制模块进行信息交互。管理和控制模块包含参数管理单元、数据处理单元、业务流程控制单元三部分，其中参数管理单元实现系统显示模块所有功能参数、协议参数的系统性和耦合关系管理，数据处理单元建立系统参数与协议算法模块中使用的参数之间的对应关系，业务流程控制单元根据数据处理流程调用相关的协议算法，生成PPDU数据。接口模块实现自定义SCPI命令的解析执行，从而控制和修改系统界面参数。状态管理完成系统工作状态、用户使用状态、存储调用等的管理。
具体的网络协议信号模拟系统的结构框图如图7所示，系统显示模块的左侧采用树结构导航，结合系统功能和帧结构生成逻辑，合理设计树节点，树的层次最多为四层。将通用配置、物理帧块配置、标记配置作为树结构的一级节点，将PPDU设置作为物理帧块配置节点的子节点，并且每个物理帧块对应一个PPDU设置子节点。进一步根据PPDU前导、数据域参数、A-MPDU、MAC帧的数据生成的关键流程，设计PPDU设置包含PPDU通用设置、PPDU前导设置、数据域参数设置、MAC头设置、信标帧帧体设置、触发帧帧体设置、空间映射矩阵设置等子节点。将PPDU格式、MAC帧类型、传输模式作为决定Wi-Fi6信号模拟流程的关键参数，PPDU设置节点的子节点个数和类型也会根据这三个参数变化而相应地变化。显示模块的中间部分为Wi-Fi6信号模拟参数设置界面，这属于系统的主体部分，包括子功能属性页、参数项呈现、弹出框和图表展示等功能。设置显示模块的上方呈现从根节点到当前设置功能的路径，点击路径中某个节点，系统显示模块的中间部分就会转到该节点的设置界面。
显示模块的左侧为树形导航，呈现当前功能节点和下级节点展开时的结构，若当前节点为末级节点，则呈现上级节点和当前节点展开时的结构。显示模块的上方为当前设置路径，展示直到当前功能节点的路径，若点击路径中的某级节点，则系统切换到该节点的工作状态。显示模块的中间部分为系统参数设置主体界面，呈现当前功能的参数项，用户在该部分设置各个参数。如果某个末级节点包含不同类型的参数项，则在显示模块的右侧呈现该功能节点的若干个属性页，通过切换属性页可以切换呈现不同的参数项。
根据IEEE 802.11ax协议和系统使用过程，系统树形结构组织方式如图8所示。
根据不同的PPDU格式和MAC帧类型，树形结构呈现对应的功能节点，具体说明如下：
1、PPDU格式为HE TB反馈NDP时：通用设置、空间映射矩阵设置。
2、PPDU格式为HE探测NDP时：通用设置、PPDU数据域参数设置、空间映射矩阵设置。
3、HE单用户格式
1)MAC帧类型为无帧时：通用设置、PPDU数据域参数设置、空间映射矩阵设置。
2)MAC帧类型为数据帧、请求发送帧、允许发送帧、确认帧时：通用设置、PPDU前导设置(无HE-SIG-B域设置)、PPDU数据域参数设置、MAC头设置、空间映射矩阵设置。
3)MAC帧类型为信标帧时：通用设置、PPDU前导设置(无HE-SIG-B域设置)、PPDU数据域参数设置、MAC头设置、信标帧帧体设置、空间映射矩阵设置。
4)MAC帧类型为触发帧时：通用设置、PPDU前导设置(无HE-SIG-B域设置)、PPDU数据域参数设置、MAC头设置、触发帧帧体设置、空间映射矩阵设置。
4、PPDU格式为HE单用户扩展、HE基于触发格式时，树导航场景与HE单用户格式相同。
5、HE多用户格式
1)MAC帧类型为无帧时：通用设置、PPDU数据域参数设置、空间映射矩阵设置。
2)MAC帧类型为数据帧、请求发送帧、允许发送帧、确认帧时：通用设置、PPDU前导设置(包括HE-SIG-B域设置)、PPDU数据域参数设置、空间映射矩阵设置。
3)MAC帧类型为信标帧时：通用设置、PPDU前导设置(包括HE-SIG-B域设置)、PPDU数据域参数设置、信标帧帧体设置、空间映射矩阵设置。
4)MAC帧类型为触发帧时：通用设置、PPDU前导设置(包括HE-SIG-B域设置)、PPDU数据域参数设置、MAC头设置、触发帧帧体设置、空间映射矩阵设置。
对于HE多用户格式，每个用户单独设置MCS和A-MPDU，因此树形结构中没有MAC头设置，通用设置节点中没有MCS设置属性页，这两个功能通过HE-SIG-B设置功能节点中的用户参数列表设置。
点击树形结构中的某一个节点，则系统切换到该节点的工作状态。
实施例二
本公开实施例二介绍了一种网络协议信号模拟方法，采用了实施例一中的网络协议信号模拟系统。
一种网络协议信号模拟方法，包括以下步骤：
基于判断用户操作，实时更新网络协议信号模拟过程中的功能参数和结构变量；
将更新后的功能参数和结构变量传输到协议模拟模块中，更新网络协议信号的树结构导航的更新，实现网络协议信号的模拟。
根据IEEE 802.11ax协议，协议算法模块包括用于产生HE单用户、HE单用户扩展、HE多用户、HE基于触发、HE TB反馈NDP、HE探测NDP等六种PPDU格式的各类函数、模块、数据结构、结构体、变量等功能和参数。PPDU信号主要由PPDU前导、数据域、分组扩展域三大部分组成，其中PPDU前导又包含旧式前导和HE前导，协议算法基于IEEE 802.11ax实现这三大组成部分的功能及参数定义和PPDU信号生成。
启动系统后，系统的主要工作流程如图9所示，具体工作步骤说明如下：
1、获取初始参数集合，生成初始树结构导航、设置路径。
2、判断用户是否点击关闭系统，若是，则关闭系统；否则执行步骤3。
3、判断信号模拟开关是否打开，若开关打开，则执行步骤4；否则执行步骤5。
4、传递参数集合到协议算法模块，生成PPDU数据，执行步骤5。
5、判断用户是否点击生成文件，若点击，则执行步骤6；否则执行步骤7。
6、传递参数集合到协议算法模块，生成波形数据文件，执行步骤7。
7、判断用户是否切换功能节点，若切换，则执行步骤8；否则执行步骤9。
8、获取当前功能节点，更新树结构导航、设置路径，执行步骤9。
9、判断用户是否修改参数，若是，则执行步骤10；否则执行步骤2。
10、获取修改后的参数，更新参数设置界面、参数集合，执行步骤11。
11、判断是否影响树形结构，若是，则更新树形结构，执行步骤2；否则直接执行步骤2。
实施例三
本公开实施例三提供了一种计算机可读存储介质。
一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现如本公开实施例二所述的网络协议信号模拟方法中的步骤。
详细步骤与实施例二提供的网络协议信号模拟方法相同，在此不再赘述。
实施例四
本公开实施例四提供了一种电子设备。
一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如本公开实施例二所述的网络协议信号模拟方法中的步骤。
详细步骤与实施例二提供的网络协议信号模拟方法相同，在此不再赘述。
以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种网络协议信号模拟系统，其特征在于，包括：
协议模拟模块，用于生成网络协议信号模拟过程中的功能参数和结构变量；
管理和控制模块，包括双向通信的参数管理单元、数据处理单元和业务流程控制单元，所述参数管理单元用于实现系统中所涉及的功能参数、协议参数的系统性和耦合关系的管理，所述数据处理单元建立所述功能参数与所述协议模拟模块的参数之间的对应关系，所述业务流程控制单元用于根据数据处理流程调用相匹配的协议模拟模块以生成协议数据；
所述管理和控制模块的一侧设置有显示模块，所述显示模块采用设置有四层树节点的树结构导航；将通用配置、物理帧块配置、标记配置作为树结构的一级节点，将PPDU设置作为物理帧块配置节点的子节点，且每个物理帧块对应一个PPDU设置子节点；根据PPDU前导、数据域参数、A-MPDU、MAC帧的数据生成的关键流程，设计PPDU设置包含PPDU通用设置、PPDU前导设置、数据域参数设置、MAC头设置、信标帧帧体设置、触发帧帧体设置和空间映射矩阵设置的子节点；将PPDU格式、MAC帧类型、传输模式作为决定网络协议信号模拟的关键参数，PPDU设置节点的子节点个数和类型根据PPDU格式、MAC帧类型、传输模式这三个参数变化而变化。
2.如权利要求1中所述的一种网络协议信号模拟系统，其特征在于，还包括状态管理模块，与所述管理和控制模块连接，用于网络协议信号模拟过程中的状态管理。
3.如权利要求1中所述的一种网络协议信号模拟系统，其特征在于，还包括接口模块，通过显示模块与所述管理和控制模块连接，用于解析并执行自定义指令。
4.如权利要求3中所述的一种网络协议信号模拟系统，其特征在于，所述显示模块被配置为树形导航，呈现当前功能节点和下级节点展开时的结构，若当前节点为末级节点，则呈现上级节点和当前节点展开时的结构。
5.如权利要求4中所述的一种网络协议信号模拟系统，其特征在于，所述显示模块的上方显示当前设置路径，展示直到当前功能节点的路径，若点击路径中的某级节点，则显示模块被切换到该节点的工作状态。
6.如权利要求5中所述的一种网络协议信号模拟系统，其特征在于，界面中间部分为系统参数设置主体界面，呈现当前功能的参数项，用户在该部分设置各个参数。
7.一种网络协议信号模拟方法，采用了权利要求1-6中任一项所述的网络协议信号模拟系统，其特征在于，包括以下步骤：
基于判断用户操作，实时更新网络协议信号模拟过程中的功能参数和结构变量；
将更新后的功能参数和结构变量传输到协议模拟模块中，更新网络协议信号的树结构导航的更新，实现网络协议信号的模拟。
8.如权利要求7中所述的一种网络协议信号模拟方法，其特征在于，所述用户的操作包括打开信号模拟开关、点击生成文件、切换功能节点和修改参数。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求7-8中任一项所述的网络协议信号模拟方法中的步骤。
10.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求7-8中任一项所述的网络协议信号模拟方法中的步骤。
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