CN117560707A - 一种干扰环境的模拟系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种干扰环境的模拟系统，其中，包括：模拟AP设备，设置于测试空间内，于单次模拟测试时，模拟AP设备被设置为在预定的频段内，通过预定的信道输出射频信号；功分器的输入端连接模拟AP设备的输出端，用于将射频信号分成多个第一输出信号；多个并行的处理单元，每个处理单元的输入端分别连接功分器的输出端；每个处理单元分别用于对对应输入的第一输出信号进行处理后形成对应的第二输出信号并辐射至测试空间内。通过本发明无需大量的AP，设备成本较低，耗电量也较低；同时，无需占用较大的空间来布置这些设备；最后，通过处理单元配置和修改信道更加方便，无需对每个AP进行修改。

Description

一种干扰环境的模拟系统及方法

技术领域

本发明涉及信息管理领域，具体涉及一种干扰环境的模拟系统及方法。

背景技术

在当前社会中，wifi无线网络已经广泛应用于办公、高校宿舍、医院等环境。然而，由于使用人数众多，wifi信道经常会出现拥挤和干扰的问题。干扰是无线网络面临的最大挑战，特别是在狭小的空间中部署大量AP时，干扰问题会更加明显。因此，AP厂家在研发AP产品时通常需要在软件方面进行优化，例如通过集成扫描无线环境中的干扰信道的功能，合理切换信道，以提高用户体验。

尽管办公区域通常有很多AP，但很难满足高密度干扰测试的需求，也无法统一管理信道。因此，需要建立一个高密度的干扰测试环境，以提高和优化软件的抗干扰性能。

如图1所示，业界通常采用的解决方案是在一个屏蔽房间内布置多个AP，数量可能达到几十上百个，信道分布在2.4G、5G、6G等不同频段。使用时，可以通过网口根据测试需求动态分配AP的信道。

然而，这种方法存在一些问题。

首先，需要大量的AP，设备成本较高，耗电量也较大。

其次，需要占用较大的空间来布置这些设备。

最后，配置和修改信道不方便，需要对每个AP进行修改，耗时且效率低下。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种干扰环境的模拟系统及方法。

具体技术方案如下：一种干扰环境的模拟系统，其中，包括：

模拟AP设备，设置于测试空间内，于单次模拟测试时，所述模拟AP设备被设置为在预定的频段内，通过预定的信道输出射频信号；

功分器，所述功分器的输入端连接所述模拟AP设备的输出端，用于将所述射频信号分成多个第一输出信号；

多个并行的处理单元，每个所述处理单元的输入端分别连接所述功分器的输出端；

每个所述处理单元分别用于对对应输入的所述第一输出信号进行处理后形成对应的第二输出信号并辐射至所述测试空间内，每个所述第二输出信号分别用于模拟一个AP设备发出的射频信号。

优选的，每个所述处理单元分别包括：

可变衰减器，所述可变衰减器的输入端连接所述功分器的输出端，用于根据所述可变衰减器的衰减量调节所述第一输出信号的功率，进而得到第一处理输出信号；

混频器，所述混频器的输入端连接所述可变衰减器的输出端，用于根据预设的调整值对所述第一处理输出信号进行混频，以改变所述第一处理输出信号的信道，从而得到第二处理输出信号；

滤波器，所述滤波器的输入端连接所述混频器的输出端，用于对所述第二处理输出信号进行滤波处理，以得到第三处理输出信号；

放大器，所述放大器的输入端连接所述滤波器的输出端，用于放大所述第三处理输出信号，以得到所述第二输出信号；

天线，所述天线连接所述放大器，用于将所述第二输出信号以无线电波的形式辐射至所述测试空间内，以模拟所述AP设备输出的射频信号。

优选的，所述处理单元还包括：

处理器，所述处理器分别连接所述可变衰减器及所述混频器，用于配置所述衰减量及所述调整值。

优选的，所述处理器包括：

第一处理模块，用于针对每个所述处理单元，分别根据所述功分器的插损值及所述模拟AP设备的功率调节所述可变衰减器的衰减量，以使得：

所述第二输出信号的输出功率与所述模拟AP设备输出的射频信号的输出功率相同；

所述第二输出信号的输出功率小于所述混频器的最大输入功率；

第二处理模块，用于根据分别根据每个所述处理单元最终输出的所述第二输出信号需求的信道，对所述处理单元内的所述混频器的所述调整值进行调整。

优选的，根据下述公式计算得到所述可变衰减器的衰减量：

C＝D-E-F-G-H；

其中，C为所述可变衰减器的衰减量，D为所述放大器的增益值，E为所述混频器的插损值，F为所述功分器的插损值，G为所述处理单元的损耗值，H为所述滤波器的插损值。

优选的，根据下述公式计算得到所述功分器的插损值：

其中，A为需要模拟的信道数量，F为所述功分器的插损值，n为需要计算的幂系数。

一种干扰环境的模拟方法，其中，所述干扰环境的模拟方法通过上述任意一项所述的干扰环境的模拟系统模拟得到多个AP的干扰环境；

则所述模拟方法包括：

步骤S1，设置所述模拟AP设备的输出信号的频段及信道，以得到射频信号；

步骤S2，根据模拟需求配置所述可变衰减器的衰减量及所述混频器的调整值；

步骤S3,根据配置好的所述可变衰减器及配置好的所述可变混频器通过所述模拟系统对所述射频信号于所述测试空间内进行模拟，以得到多个AP的干扰环境。

优选的，所述步骤S2中根据下述公式配置所述可变衰减器的衰减量：

C＝D-E-F-G-H；

其中，C为所述可变衰减器的衰减量，D为所述放大器的增益值，E为所述混频器的插损值，F为所述功分器的插损值，G为所述处理单元的损耗值，H为所述滤波器的插损值。

优选的，所述步骤S2中根据下述公式计算得到所述功分器的插损值：

其中，A为需要模拟的信道数量，F为所述功分器的插损值，n为需要计算的幂系数。

上述技术方案具有如下优点或有益效果：

本发明通过功分器以及处理单元将一个AP模拟得到多个AP，通过本发明无需大量的AP，设备成本较低，耗电量也较低；

同时，无需占用较大的空间来布置这些设备；

最后，通过处理单元配置和修改信道更加方便，无需对每个AP进行修改。

附图说明

参考所附附图，以更加充分的描述本发明的实施例。然而，所附附图仅用于说明和阐述，并不构成对本发明范围的限制。

图1为现有技术中模拟干扰环境的方法示意图；

图2为本发明的较佳实施例中，一种干扰环境的模拟系统的整体结构示意图；

图3为本发明的较佳实施例中，一种干扰环境的模拟系统中单个处理单元的结构示意图；

图4为本发明的较佳实施例中，一种干扰环境的模拟系统中处理器的结构示意图；

图5为本发明的较佳实施例中，一种干扰环境的模拟方法的整体流程图。

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的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。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

在本发明的较佳实施例中，提供了一种干扰环境的模拟系统，其中，如图2所示，包括：

模拟AP设备A，设置于测试空间内，于单次模拟测试时，模拟AP设备A被设置为在预定的频段内，通过预定的信道输出射频信号；

功分器B，功分器B的输入端连接模拟AP设备A的输出端，用于将射频信号分成多个第一输出信号；

多个并行的处理单元C，每个处理单元C的输入端分别连接功分器B的输出端；

每个处理单元C分别用于对对应输入的第一输出信号进行处理后形成对应的第二输出信号并辐射至测试空间内，每个第二输出信号分别用于模拟一个AP设备发出的射频信号。

具体地，针对现有技术中，如图1所示，业界通常采用的解决方案是在一个屏蔽房间内布置多个AP，数量可能达到几十上百个，信道分布在2.4G、5G、6G等不同频段。使用时，可以通过网口根据测试需求动态分配AP的信道。

但是现有技术会产生以下问题：

首先，需要大量的AP，设备成本较高，耗电量也较大。

其次，需要占用较大的空间来布置这些设备。

最后，配置和修改信道不方便，需要对每个AP进行修改，耗时且效率低下。

因此，在上述实施例中，提供了一种干扰环境的模拟系统，其中，于测试环境中，一台模拟AP设备A通过干扰系统模拟出多台干扰AP设备；

进一步在的，在上述实施例中，将模拟AP设备A设置在测试空间内，根据模拟需求对模拟AP进行设置，配置为在预定的频段内通过预定的信道输出射频信号。

通过模拟AP设备A模拟了实际无线通信中的接入点，为测试环境提供了基准信号。

模拟AP设备A生成的射频信号通过功分器B，分割成多个第一输出信号，一个第一输出信号通过单个的处理单元C处理得到预计的第二输出信号，多个并行的处理单元C得到多个第二输出信号，可以模拟在实际情况下，存在多个外部设备干扰的干扰环境。

在本发明的较佳实施例中，如图3所示，每个处理单元C分别包括：

可变衰减器C1，可变衰减器C1的输入端连接功分器B的输出端，用于根据可变衰减器C1的衰减量调节第一输出信号的功率，进而得到第一处理输出信号；

混频器C2，混频器C2的输入端连接可变衰减器C1的输出端，用于根据预设的调整值对第一处理输出信号进行混频，以改变第一处理输出信号的信道，从而得到第二处理输出信号；

滤波器C3，滤波器C3的输入端连接混频器C2的输出端，用于对第二处理输出信号进行滤波处理，以得到第三处理输出信号；

放大器C4，放大器C4的输入端连接滤波器C3的输出端，用于放大第三处理输出信号，以得到第二输出信号；

天线C5，天线C5连接放大器C4，用于将第二输出信号以无线电波的形式辐射至测试空间内，以模拟AP设备A输出的射频信号。

具体地，在上述实施例中，通过调节可变衰减器C1的衰减量，可以灵活地调节第一输出信号的功率，从而满足不同的需求和应用场景。这样可以确保信号的适当强度，避免信号过强或过弱导致的问题。

通过混频器C2对第一处理输出信号进行混频，可以改变信号的信道。这样可以实现信号的频率转换，适应不同的通信标准和频段要求。同时，混频器C2还可以实现信号的调制和解调，提高信号的传输效率和可靠性。

滤波器C3对第二处理输出信号进行滤波处理，可以去除不需要的频率成分和噪声，提高信号的质量和准确性。

放大器C4对第三处理输出信号进行放大，可以增加信号的幅度和功率，提高信号的传输距离和覆盖范围。这样可以确保信号的强度和稳定性，增强信号的穿透能力和接收性能。

天线C5将第二输出信号以无线电波的形式辐射至测试空间内，以模拟AP设备A输出的射频信号。这样可以实现无线信号的传输和辐射，方便进行测试和评估。同时，天线C5的设计和布置也可以影响信号的覆盖范围和传输性能，提高系统的整体性能和效果。

综上所述，第一输出信号通过处理单元C的调节信号功率、改变信号信道、滤波处理、信号放大和无线辐射的处理，最终在测试空间内可以模拟出多个AP设备。

在本发明的较佳实施例中，如图3所示，处理单元C还包括：

处理器C6，处理器C6分别连接可变衰减器C1及混频器C2，用于配置衰减量及调整值。

具体地，在上述实施例中，还设置有一个处理器C6，用于根据实际情况配置可变衰减器C1的衰减量以及混频器C2的调整值。

在本发明的较佳实施例中，如图4所示，处理器C6包括：

第一处理模块C61，用于针对每个处理单元C，分别根据功分器B的插损值及模拟AP设备A的功率调节可变衰减器C1的衰减量，以使得：

第二输出信号的输出功率与模拟AP设备A输出的射频信号的输出功率相同；

第二输出信号的输出功率小于混频器C2的最大输入功率；

第二处理模块C62，用于根据分别根据每个处理单元C最终输出的第二输出信号需求的信道，对处理单元C内的混频器C2的调整值进行调整。

进一步的，在本发明的较佳实施例中，根据下述公式计算得到可变衰减器C1的衰减量：

C＝D-E-F-G-H； (1)

其中，C为可变衰减器C1的衰减量，D为放大器C4的增益值，E为混频器C2的插损值，F为功分器B的插损值，G为处理单元C的损耗值，H为滤波器C3的插损值。

进一步的，在本发明的较佳实施例中，根据下述公式计算得到功分器B的插损值：

其中，A为需要模拟的信道数量，F为功分器B的插损值，n为需要计算的幂系数。

具体地，在上述实施例中，处理器C6会根据功分器B的插损值以及第二输出信号的功率大小来调节可变衰减器C1的衰减量大小，在满足预设的第二输出信号功率的前提下，要确保可变衰减器C1的输出功率要小于混频器C2的最大输入功率，以保护混频器C2不会被破坏；

进一步的，功分器B的插损值是确定的情况下，如果要调整某一条支路上的第二输出信号的功率大小与其他支路上的第二输出信号的功率不同时，可以通过处理器C6单独调整该支路上的可变衰减器C1的衰减量；

上述公式(1)中，为了模拟出真实的干扰AP设备的发射功率，因此天线C5输出的第二输出信号的功率至少要达到模拟AP的输出功率，上述公式(1)是当第二输出信号的功率与模拟AP设备A的输出功率相同的情况下的公式，属于理想状态下的计算公式；

进一步的，在上述公式(1)中，放大器C4的增益值，混频器C2的插损值，处理单元C的损耗值，滤波器C3的插损值为已知固定值，因此只需要计算出功分器B的插损值就能得到可变衰减的衰减值。

通过公式(2)计算得到功分器B的插损值；

进一步的，功分器B的插损值取决于需要模拟信道的数量；

假定支持的信道数量为A个，此时总能找到一个整数n使得2^(n-1)<＝A<＝2ⁿ，此时功分器B的理论衰减值为3n dB；

举个例子，例如2.4G频段wifi的信道在13个，全部要模拟，那功分器B需要1/16，n的值就是4，插损值理论上大小为3*4＝12dB。

知道了功分器B的插损后，可变衰减器C1的衰减量就可以计算出来，假定为M dB。

此外混频器C2的输入信号不能过大，通常要求小于0dbm。假定AP的发射功率最大为T dbm，功分器B插入损耗为3*n dB，那么:

T-3n-可变衰减器C1的衰减量<0

可以得出:可变衰减器C1的衰减量>T–3n，根据前面公式(1)计算出来的衰减量为M，所以必须满足

M>T–3n，

如果M不能满足这个，那么需要选择更大增益的放大器C4，使得M满足上面的不等式。

在本发明的较佳实施例中，还提供了一种干扰环境的模拟方法，其中，干扰环境的模拟方法上述任意一项的干扰环境的模拟系统模拟得到多个AP的干扰环境；

则模拟方法包括：

步骤S1，设置模拟AP设备A的输出信号的频段及信道，以得到射频信号；

步骤S2，根据模拟需求配置可变衰减器C1的衰减量及混频器C2的调整值；

步骤S3,根据配置好的可变衰减器C1及配置好的可变混频器C2通过模拟系统对射频信号于测试空间内进行模拟，以得到多个AP的干扰环境。

在本发明的较佳实施例中，步骤S2中根据下述公式配置可变衰减器C1的衰减量：

C＝D-E-F-G-H；

其中，C为可变衰减器C1的衰减量，D为放大器C4的增益值，E为混频器C2的插损值，F为功分器B的插损值，G为处理单元C的损耗值，H为滤波器C3的插损值。

在本发明的较佳实施例中，步骤S2中根据下述公式计算得到功分器B的插损值：

其中，A为需要模拟的信道数量，F为功分器B的插损值，n为需要计算的幂系数。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种干扰环境的模拟系统，其特征在于，包括：

模拟AP设备，设置于测试空间内，于单次模拟测试时，所述模拟AP设备被设置为在预定的频段内，通过预定的信道输出射频信号；

功分器，所述功分器的输入端连接所述模拟AP设备的输出端，用于将所述射频信号分成多个第一输出信号；

多个并行的处理单元，每个所述处理单元的输入端分别连接所述功分器的输出端；

每个所述处理单元分别用于对对应输入的所述第一输出信号进行处理后形成对应的第二输出信号并辐射至所述测试空间内，每个所述第二输出信号分别用于模拟一个AP设备发出的射频信号。

2.根据权利要求1所述的模拟系统，其特征在于，每个所述处理单元分别包括：

可变衰减器，所述可变衰减器的输入端连接所述功分器的输出端，用于根据所述可变衰减器的衰减量调节所述第一输出信号的功率，进而得到第一处理输出信号；

混频器，所述混频器的输入端连接所述可变衰减器的输出端，用于根据预设的调整值对所述第一处理输出信号进行混频，以改变所述第一处理输出信号的信道，从而得到第二处理输出信号；

滤波器，所述滤波器的输入端连接所述混频器的输出端，用于对所述第二处理输出信号进行滤波处理，以得到第三处理输出信号；

放大器，所述放大器的输入端连接所述滤波器的输出端，用于放大所述第三处理输出信号，以得到所述第二输出信号；

天线，所述天线连接所述放大器，用于将所述第二输出信号以无线电波的形式辐射至所述测试空间内，以模拟所述AP设备输出的射频信号。

3.根据权利要求2所述的模拟系统，其特征在于，所述处理单元还包括：

处理器，所述处理器分别连接所述可变衰减器及所述混频器，用于配置所述衰减量及所述调整值。

4.根据权利要求3所述的模拟系统，其特征在于，所述处理器包括：

第一处理模块，用于针对每个所述处理单元，分别根据所述功分器的插损值及所述模拟AP设备的功率调节所述可变衰减器的衰减量，以使得：

所述第二输出信号的输出功率与所述模拟AP设备输出的射频信号的输出功率相同；

所述第二输出信号的输出功率小于所述混频器的最大输入功率；

第二处理模块，用于根据分别根据每个所述处理单元最终输出的所述第二输出信号需求的信道，对所述处理单元内的所述混频器的所述调整值进行调整。

5.根据权利要求4所述的模拟系统，其特征在于，根据下述公式计算得到所述可变衰减器的衰减量：

C＝D-E-F-G-H；

其中，C为所述可变衰减器的衰减量，D为所述放大器的增益值，E为所述混频器的插损值，F为所述功分器的插损值，G为所述处理单元的损耗值，H为所述滤波器的插损值。

6.根据权利要求5所述的模拟系统，其特征在于，根据下述公式计算得到所述功分器的插损值：

其中，A为需要模拟的信道数量，F为所述功分器的插损值，n为需要计算的幂系数。

7.一种干扰环境的模拟方法，其特征在于，所述干扰环境的模拟方法通过如权利要求2-6中任意一项所述的干扰环境的模拟系统模拟得到多个AP的干扰环境；

则所述模拟方法包括：

步骤S1，设置所述模拟AP的输出信号的频段及信道，以得到射频信号；

步骤S2，根据模拟需求配置所述可变衰减器的衰减量及所述混频器的调整值；

步骤S3,根据配置好的所述可变衰减器及配置好的所述可变混频器通过所述模拟系统对所述射频信号于所述测试空间内进行模拟，以得到多个AP的干扰环境。

8.根据权利要求7所述的干扰环境的模拟方法，其特征在于，所述步骤S2中根据下述公式配置所述可变衰减器的衰减量：

C＝D-E-F-G-H；

其中，C为所述可变衰减器的衰减量，D为所述放大器的增益值，E为所述混频器的插损值，F为所述功分器的插损值，G为所述处理单元的损耗值，H为所述滤波器的插损值。

9.根据权利要求8所述的干扰环境的模拟方法，其特征在于，所述步骤S2中根据下述公式计算得到所述功分器的插损值：

其中，A为需要模拟的信道数量，F为所述功分器的插损值，n为需要计算的幂系数。