CN116801302A - 一种WiFi吞吐量测试系统和方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种WiFi吞吐量测试系统和方法，该系统包括：WiFi综合测试仪、射频模块、计算终端和被测设备，WiFi综合测试仪通过网线与计算终端连接，射频模块与WiFi综合测试仪的测试端口连接，射频模块的测量天线部分和被测设备置于微波屏蔽室中；射频模块用于将WiFi综合测试仪的测试端口分离为发射端和接收端，发射端与接收端通过环形器隔离，发射端用于对WiFi综合测试仪的发射功率进行放大和调节，接收端用于对被测设备的上行吞吐量进行放大和调节。本方案提供的WiFi测试系统能够使WiFi吞吐量测试更加符合实际使用场景，提高WiFi测试的灵敏度。

Description

一种WiFi吞吐量测试系统和方法

技术领域

本发明涉及无线通讯测试技术领域，尤其是涉及一种WiFi吞吐量测试系统和方法。

背景技术

WiFi吞吐量即WiFi设备在上行和下行链路中所支持的实际最大速率，用于衡量网络性能。各种无线通讯产品需要经过吞吐量测试。

现有技术中通常使用WiFi综合测试仪对WiFi设备进行吞吐量测试，但是WiFi综合测试仪的发射功率受限，可能存在其输出功率无法达到最大WiFi吞吐量时的需求功率。并且由于测试环境中易受到外界干扰，空间损耗大，当被测设备的输出信号衰弱后可能无法测量到吞吐量。

发明内容

鉴于上述问题，本方案提供了一种WiFi吞吐量测试系统和方法，通过在WiFi综合测试仪和被测设备无线连接链路之间增加射频模块，既能够对WiFi综合测试仪的发射功率进行放大和调节，也可对被测设备的吞吐量进行放大，并通过将上下行链路进行分离，降低发射和接收信号之间的干扰，能够使WiFi测试更加符合设备实际使用场景，提高WiFi测试的准确性。

根据本发明的一个方面，提供了一种WiFi吞吐量测试系统，包括：WiFi综合测试仪、射频模块、计算终端和被测设备。

其中，WiFi综合测试仪通过网线与计算终端连接，射频模块与WiFi综合测试仪的测试端口连接，射频模块的测量天线部分和被测设备置于微波屏蔽室中。

射频模块用于将WiFi综合测试仪的测试端口分离为发射端和接收端，发射端与接收端通过环形器隔离，发射端用于对WiFi综合测试仪的发射功率进行放大和调节，接收端用于对被测设备的上行吞吐量进行放大和调节。

可选地，在上述系统中，发射端包括与环形器顺次连接的第一固定衰减器、第一放大器、第一可调衰减器、第一隔离器和发射天线，接收端包括与环形器顺次连接的第二隔离器、第二可调衰减器、第二放大器、第二固定衰减器和接收天线。

可选地，在上述系统中，第一固定衰减器用于控制所述WiFi综合测试仪的发射功率达到阻抗匹配；第一放大器用于对第一固定衰减器输出的功率进行放大；第一可调衰减器用于对第一放大器输出的功率大小进行调节；第一隔离器用于对接收端的接收信号进行隔离。

可选地，在上述系统中，第二隔离器用于对发射端的发射信号进行隔离；第二可调衰减器用于调节上行链路的功率大小；第二放大器用于对第二可调衰减器输出的上行信号进行放大；第二固定衰减器用于对第二放大器输出的上行信号去耦合达到阻抗匹配。

可选地，在上述系统中，WiFi综合测试仪通过射频模块与被测设备无线信令连接，WiFi综合测试仪包括多个测试端口，用于通过多个测试端口对多天线设备进行WiFi吞吐量测试。

可选地，在上述系统中，被测设备放置于可控旋转台上，可控旋转台通过PLC控制器与计算终端连接，当进行WiFi吞吐量测试时，计算终端用于通过控制可控旋转台旋转控制被测设备与测试天线之间的角度。

可选地，在上述系统中，计算终端和被测设备中分别安装有WiFi测试软件，计算终端适于通过WiFi测试软件的图形用户界面设置WiFi综合测试仪的发射功率、测试参数和通信参数，并控制第一可调衰减器和第二可调衰减器的衰减量。

可选地，在上述系统中，计算终端用于获取被测设备在多个预设角度对应的上行吞吐量和下行吞吐量，将上行吞吐量和下行吞吐量与预设吞吐量标准进行对比，判断被测设备的WiFi性能是否稳定，在测试软件的图形用户界面中显示WiFi测试结果信息。

根据本发明的第二方面，提供了一种WiFi吞吐量测试方法，基于如上的WiFi吞吐量测试系统执行，包括：

在计算终端上测试软件的图形用户界面设置WiFi综合测试仪的发射功率、测试参数和通信参数，并控制第一可调衰减器和第二可调衰减器的衰减量；通过被测设备的测试软件按照测试参数和通信参数对被测设备进行WiFi吞吐量测试；

通过射频模块调节WiFi综合测试仪发射功率的大小，对被测设备的下行吞吐量和下行吞吐量进行放大，计算得到WiFi吞吐量；将WiFi吞吐量与预设标准进行对比，判断被测设备的WiFi性能是否稳定，将WiFi测试结果显示在测试软件的图形用户界面。

可选地，在上述方法中，通信参数包括频段、信道以及调制方式，测试参数包括测试时间、测试IP以及测试线程数。

根据本方案提供的WiFi吞吐量测试系统和方法，通过在WiFi综合测试仪和被测设备无线连接链路之间增加射频模块，既能够对WiFi综合测试仪的发射功率进行放大和调节，也可对被测设备的吞吐量进行放大，能够扩展WiFi综合测试仪的使用场景。提高WiFi吞吐量测试的灵敏度；并通过将上下行链路进行分离，降低发射和接收信号之间的干扰，提高WiFi测试的准确性，通过对发射功率大小进行调节能够模拟WiFi综合测试仪与被测设备之间距离的远近，使WiFi测试更加符合设备实际使用场景。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

图1示出了根据本发明一个实施例的WiFi吞吐量测试系统100的结构示意图；

图2示出了根据本发明一个实施例的射频模块130的结构示意图；

图3示出了根据本发明一个实施例的WiFi吞吐量测试方法300的流程示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

WiFi吞吐量是单位时间内对网络设备或端口成功发送数据的数量，即设备能够接收并转发的最大数据速率，用于衡量网络性能。为了测试设备的网络性能，需要对内置WiFi模块的设备进行WiFi吞吐量测试。

现有的无线通信综合测试仪，如CMW500，在进行WiFi吞吐量测试时，可能存在不能发射功率达到设备最大吞吐量时的需求功率的情况，使其测试场景受限。并且，由于测试环境中易受到外界干扰，空间损耗大，当被测设备的输出信号衰弱后可能无法测量到吞吐量。

为了使WiFi综合测试仪对设备进行WiFi吞吐量测试时更加符合设备实际使用场景，本方案提出了一种WiFi吞吐量测试系统和方法，通过对综合测试仪的发射功率和被测设备的吞吐量进行信号放大，提高测试的灵敏度；并通过调节信号强弱模拟被测设备与综合测试仪之间的传输距离远近，使设备WiFi吞吐量测试更加符合实际使用场景。

图1示出了根据本发明一个实施例的WiFi吞吐量测试系统100的结构示意图。如图1所示，该测试系统100包括计算终端110、WiFi综合测试仪120、射频模块130和被测设备140。

其中，计算终端110通过网线与WiFi综合测试仪120连接，计算终端110安装有iperf网络性能测试工具，可以通过可视化图形用户界面对WiFi综合测试仪120发送控制指令，使WiFi综合测试仪120向无线连接的被测设备140发送下行数据。

例如，计算终端110可以通过WiFi测试软件的图形用户界面设置WiFi综合测试仪的发射功率、测试参数和通信参数，并控制第一可调衰减器和第二可调衰减器的衰减量。

被测设备140也安装有对应的iperf测试软件，通过读取计算终端设置的测试参数和信号参数进行自动测试，输出上下行数据。计算终端可以接收WiFi综合测试仪根据上行数据和下行数据计算出的WiFi吞吐量。

其中，通信参数包括频段、信道以及调制方式，频段是指无线信号的频率范围。信道是指将频段划分多段，每段就是一个信道，在信道传播无线电信号，在同一时刻，只能有一个设备发送信号。信号调制就是要把信号进行变化、控制、改变以赋予把信号通信中所需要的特性,并承载信息进行传输。

测试参数包括测试时间、测试IP以及测试线程数。测试时间即为进行测试的时长。当被测设备分别作为客户端和服务端时，会存在不同的IP，测试IP即被测设备在不同的场景下的IP地址。进程是一个具体的应用程序，线程是进程中的一个分支，为单独完成程序中的某一项或一组功能而存在。

射频模块130连接WiFi综合测试仪120的测试端口。射频模块130的末端包含测试天线，在实际测试时，将射频模块的测试天线和被测设备放入全封闭的微波屏蔽室，从而屏蔽外界信号的干扰。WiFi综合测试仪120通过射频模块130与被测设备140无线信令连接，WiFi综合测试仪120包括多个测试端口，用于通过多个测试端口对多天线设备进行WiFi吞吐量测试。

被测设备140可以放置于微波屏蔽室中的可控旋转台上，可控旋转台可以通过PLC控制器与计算终端110连接。当进行WiFi吞吐量测试时，计算终端可以通过控制可控旋转台旋转控制被测设备与测试天线之间的角度。

被测设备140可以是手机、平板电脑、智能手环、AR/VR可穿戴设备等任意一种内置WiFi模块的无线设备。由于天线具有方向性，通过对多天线无线产品进行多角度的WiFi吞吐量测试，能够使测试过程更加符合实际使用场景。

在进行WiFi吞吐量测试的过程中，计算终端便可以获取被测设备在多个预设角度对应的上行吞吐量和下行吞吐量，将上行吞吐量和下行吞吐量与预设吞吐量标准进行对比，判断被测设备的WiFi性能是否稳定，在测试软件的图形用户界面中显示WiFi测试结果信息。

图2示出了根据本发明一个实施例的射频模块130的结构示意图。如图2所示，WiFi综合测试仪有6个射频接口，其中有四个信号源输入/输出端口（RFCOM1、RFCOM2、RFCOM3、RFCOM4）和两个输出端口。射频模块将WiFi综合测试仪的4个测试端口进行上下行端口分离，将每个测试端口分为发射端和接收端，发射端和接收端通过环形器隔离。

发射端用于对WiFi综合测试仪的发射功率进行放大和调节；接收端用于对被测设备的上行吞吐量进行放大和调节。因此，在进行WiFi吞吐量测试时，能测量4天线WiFi设备。

射频模块与WiFi综合测试仪的四个测试端口RFCOM1、RFCOM2、RFCOM3、RFCOM4连接，也就是说，射频模块的信号发射和信号接收共用一个测试端口。当信号收发端共用一个端口时，本发明实施例中通过设置环形器和隔离器对发射信号和接收信号进行隔离，使信号传输到正确的方向，并对反向信号进行隔离，减少反向信号干扰。

如图2所示，发射端与环形器顺次连接的第一固定衰减器、第一放大器、第一可调衰减器、第一隔离器和发射天线，接收端包括与环形器顺次连接的第二隔离器、第二可调衰减器、第二放大器、第二固定衰减器和接收天线，发射端和接收端通过环形器连接到测试端口。

以与RFCOM1测试端口连接的射频模块为例对上下行信号路径进行说明：环形器为三端口器件，当端口1为TX输出时，RF信号会从端口2流出，与第二隔离器连接的端口3为隔离端。当端口3为TX输出时，RF信号会从端口1流出，与第一固定衰减器连接的端口2为隔离端。

第一隔离器和第二隔离器可以降低上下行信号传输之间的互相干扰，通过使用隔离器断开过程环路，同时又不影响过程信号的正常传输。

第一固定衰减器用于控制发射功率电平达到阻抗匹配；第一放大器用于对第一固定衰减器输出的功率进行放大；第一可调衰减器用于对放大后的发射功率大小进行调节；第一隔离器用于对接收端的接收信号进行隔离。

第二隔离器用于对发射端的发射信号进行隔离；第二可调衰减器用于调节上行链路的功率大小；第二放大器用于对被测设备的上行信号进行放大；第二固定衰减器用于对上行信号去耦合达到阻抗匹配。

其中，第一固定衰减器和第二固定衰减器可以由T型、L型或PI型电阻网络组成，将衰减器的衰减量设置为固定不变的值，在信号路径中降低传输的功率。

第一放大器用于经第一固定衰减器衰减后的高频已调波信号进行功率放大，以满足发射功率要求，然后经发射天线将其辐射到空间，保证一定区域内的被测设备可以接收到信号电平。

在进行测试时，WiFi综合测试仪向被测设备发送下行数据，内置的iperf服务器可以测量出下行吞吐量，被测设备向WiFi综合测试仪发送上行数据，内置的iperf服务器测量出上行吞吐量。根据上行吞吐量和下行吞吐量计算出总的WiFi吞吐量。

由于被测设备反馈信号经空间损耗后信号衰弱，可能导致吞吐量无法测量或者吞吐量过小影响测量的精确性。通过第二放大器对被测设备输出的上行信号进行放大。

第一可调衰减器和第二可调衰减器通过将电阻材料放置在不同波段的射频/微波电路结构中就构成相应频率的衰减器，可以通过半导体芯片集成，也可以通过开关控制电阻网络实现衰减量的调节。通过第一可调衰减器和第二可调衰减器分别调节WiFi综合测试仪发射功率和上行链路功率的大小，模拟WiFi综合测试仪与被测设备距离的远近距离场景。

图3示出了根据本发明一个实施例的WiFi吞吐量测试方法300的流程示意图。如图3所示，该方法基于如上的WiFi吞吐量测试系统100实现。该方法始于步骤S310，在计算终端上测试软件的图形用户界面设置WiFi综合测试仪的发射功率、测试参数和通信参数，并控制第一可调衰减器和第二可调衰减器的衰减量。

其中，通信参数包括频段、信道以及调制方式，测试参数包括测试时间、测试IP以及测试线程数。

随后执行步骤S320，通过被测设备的测试软件按照测试参数和通信参数对被测设备进行WiFi吞吐量测试。

接着执行步骤S330，控制可控旋转台旋转，通过射频模块调节发射功率的大小，对被测设备的下行吞吐量和下行吞吐量进行放大，计算得到WiFi吞吐量。

最后执行步骤S340, 将WiFi吞吐量与预设标准进行对比，判断被测设备的WiFi性能是否稳定，将WiFi测试结果显示在测试软件的图形用户界面。

根据本发明技术方案，通过在WiFi综合测试仪和被测设备无线连接链路之间增加射频模块，既能够对WiFi综合测试仪的发射功率进行放大和调节，也可对被测设备的吞吐量进行放大，能够扩展WiFi综合测试仪的使用场景，提高WiFi吞吐量测试的灵敏度；

通过将上下行链路进行分离，降低发射和接收信号之间的干扰，提高WiFi测试的准确性，通过对发射功率大小进行调节能够模拟WiFi综合测试仪与被测设备之间距离的远近，使WiFi测试更加符合设备实际使用场景。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下被实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员应当理解在本文所公开的示例中的设备的模块或单元或组件可以布置在如该实施例中所描述的设备中，或者可替换地可以定位在与该示例中的设备不同的一个或多个设备中。前述示例中的模块可以组合为一个模块或者此外可以分成多个子模块。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书（包括伴随的权利要求、摘要和附图）中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书（包括伴随的权利要求、摘要和附图）中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

此外，所述实施例中的一些在此被描述成可以由计算机系统的处理器或者由执行所述功能的其它装置实施的方法或方法元素的组合。因此，具有用于实施所述方法或方法元素的必要指令的处理器形成用于实施该方法或方法元素的装置。此外，装置实施例的在此所述的元素是如下装置的例子：该装置用于实施由为了实施该发明的目的的元素所执行的功能。

如在此所使用的那样，除非另行规定，使用序数词“第一”、“第二”、“第三”等等来描述普通对象仅仅表示涉及类似对象的不同实例，并且并不意图暗示这样被描述的对象必须具有时间上、空间上、排序方面或者以任意其它方式的给定顺序。

尽管根据有限数量的实施例描述了本发明，但是受益于上面的描述，本技术领域内的技术人员明白，在由此描述的本发明的范围内，可以设想其它实施例。此外，应当注意，本说明书中使用的语言主要是为了可读性和教导的目的而选择的，而不是为了解释或者限定本发明的主题而选择的。因此，在不偏离所附权利要求书的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。对于本发明的范围，对本发明所做的公开是说明性的而非限制性的，本发明的范围由所附权利要求书限定。

Claims (10)

1.一种WiFi吞吐量测试系统，其特征在于，包括：WiFi综合测试仪、射频模块、计算终端和被测设备，所述WiFi综合测试仪通过网线与所述计算终端连接，所述射频模块与所述WiFi综合测试仪的测试端口连接，所述射频模块的测量天线部分和所述被测设备置于微波屏蔽室中；所述射频模块用于将所述WiFi综合测试仪的测试端口分离为发射端和接收端，所述发射端与接收端通过环形器隔离，所述发射端用于对WiFi综合测试仪的发射功率进行放大和调节，所述接收端用于对所述被测设备的上行吞吐量进行放大和调节。

2.根据权利要求1所述的WiFi吞吐量测试系统，其特征在于，所述发射端包括与所述环形器顺次连接的第一固定衰减器、第一放大器、第一可调衰减器、第一隔离器和发射天线，所述接收端包括与所述环形器顺次连接的第二隔离器、第二可调衰减器、第二放大器、第二固定衰减器和接收天线。

3.根据权利要求2所述的WiFi吞吐量测试系统，其特征在于，所述第一固定衰减器用于控制所述WiFi综合测试仪的发射功率达到阻抗匹配；所述第一放大器用于对第一固定衰减器输出的功率进行放大；所述第一可调衰减器用于对所述第一放大器输出的功率大小进行调节；所述第一隔离器用于对所述接收端的接收信号进行隔离。

4.根据权利要求2所述的WiFi吞吐量测试系统，其特征在于，所述第二隔离器用于对所述发射端的发射信号进行隔离；所述第二可调衰减器用于调节上行链路的功率大小；所述第二放大器用于对所述第二可调衰减器输出的上行信号进行放大；所述第二固定衰减器用于对所述第二放大器输出的上行信号去耦合达到阻抗匹配。

5.根据权利要求1所述的WiFi吞吐量测试系统，其特征在于，所述WiFi综合测试仪通过所述射频模块与所述被测设备无线信令连接，所述WiFi综合测试仪包括多个测试端口，用于通过多个测试端口对多天线设备进行WiFi吞吐量测试。

6.根据权利要求5所述的WiFi吞吐量测试系统，其特征在于，所述被测设备放置于微波屏蔽室中的可控旋转台上，所述可控旋转台通过PLC控制器与所述计算终端连接，当进行WiFi吞吐量测试时，所述计算终端用于通过控制所述可控旋转台旋转控制所述被测设备与测试天线之间的角度。

7.根据权利要求2所述的WiFi吞吐量测试系统，其特征在于，所述计算终端和被测设备中分别安装有WiFi测试软件，所述计算终端适于通过所述WiFi测试软件的图形用户界面设置WiFi综合测试仪的发射功率、测试参数、通信参数，并控制所述第一可调衰减器和第二可调衰减器的衰减量。

8.根据权利要求7所述的WiFi吞吐量测试系统，其特征在于，所述计算终端用于获取所述被测设备在多个预设角度对应的上行吞吐量和下行吞吐量，将所述上行吞吐量和下行吞吐量与预设吞吐量标准进行对比，判断所述被测设备的WiFi性能是否稳定，在测试软件的图形用户界面中显示WiFi测试结果信息。

9.一种WiFi吞吐量测试方法，基于如权利要求1-8任意一项中所述的WiFi吞吐量测试系统执行，其特征在于，包括：

在计算终端上测试软件的图形用户界面设置WiFi综合测试仪的发射功率、测试参数，通信参数，并控制第一可调衰减器和第二可调衰减器的衰减量；

通过被测设备的测试软件按照所述测试参数和通信参数对被测设备进行WiFi吞吐量测试；

通过射频模块调节所述WiFi综合测试仪发射功率的大小，对被测设备的下行吞吐量和下行吞吐量进行放大，计算得到WiFi吞吐量；

将所述WiFi吞吐量与预设标准进行对比，判断所述被测设备的WiFi性能是否稳定，将WiFi测试结果显示在测试软件的图形用户界面。

10.根据权利要求9所述的WiFi吞吐量测试方法，其特征在于，所述通信参数包括频段、信道以及调制方式，所述测试参数包括测试时间、测试IP以及测试线程数。