CN1650177A - 在无线局域网上测量传输吞吐量 - Google Patents

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Abstract

一种用于在具有站(204)和接入点(202)的无线局域网(图4)上测量传输吞吐量的方法和系统。所述站能够在测试周期期间向接入点发送消息，其中所述消息能够作为数据帧来发送。所述接入点能够在测试周期期间接收发自站的消息。对于由接入点接收的消息，所述接入点能够向站发送确认(406)，其中所述确认能够作为控制帧来发送。所述站能够从接入点那里接收由接入点接收的消息的确认。所述站能够根据在测试周期期间于站上从接入点那里接收的确认，来确定在测试周期内从站到接入点的吞吐量。

Description

在无线局域网上测量传输吞吐量
背景
1.发明领域
本发明总体上涉及无线局域网。更具体而言，本发明涉及在无线局域网上测量传输吞吐量。
2.相关技术说明
传统上，计算机彼此通过有线局域网(“LAN”)来进行通信。然而，随着诸如对膝上型电脑、个人数字助理等等之类的便携式计算机需求的增长，无线局域网(“WLAN”)已经发展成计算机通过利用无线电信号、红外信号等在无线介质上传输而彼此相互通信的一种方式。
为了提升WLAN相互间以及与有线LAN之间的互用性，开发了作为WLAN的国际标准的IEEE 802.11标准。通常来讲，IEEE 802.11标准是用来给用户显现与IEEE 802有线LAN相同的接口，同时允许在无线介质上传输数据。
尽管WLAN给用户提供了有线LAN上的增强的移动性，但是WLAN上的通信质量可能会由于有线LAN中未显现的原因而变化。例如，环境中的一切事物都可能会起传输信号的反射器或衰减器的作用。照此，WLAN中的计算机的位置上的小变化可能会影响由计算机发送的信号的质量和强度，并可能会影响在WLAN上发送信号的吞吐量。
在常规的系统中，跨WLAN的吞吐量是由WLAN中的计算机利用回显(echo)请求-应答机制加以测量的，所述回显请求-应答机制使用了第3层或第3层以上的OSI层。然而，WLAN中的组件往往无法支持第3层或第3层以上的OSI层，或者配置以回显应答-请求机制是不便利的或管理上不实用的。此外，在第3层上处理数据会增加延迟，并因此影响计算出的吞吐量。
作为选择，可以同发送传输(transmission)的计算机一起使用能够支持第3层或第3层以上的OSI层的独立装置，以便测量跨WLAN的吞吐量。然而，因为典型情况下所述独立装置是放在从计算机处接收传输的接入点“后面”的，所以计算出的吞吐量可能包括装置与接入点之间的额外路线长度，并且在接入点处有延迟和瓶颈影响。此外，在第3层或第3层以上处理数据会增加延迟，并因此影响计算出的吞吐量。
发明概述
本发明涉及在具有站和接入点的无线局域网上测量传输吞吐量。在一个实施例中，所述站能够在测试周期期间向接入点发送消息，其中所述消息可以作为数据帧而被发送。所述接入点能够在测试周期期间接收发自所述站的消息。对于由接入点接收的消息，所述接入点能够向所述站发送确认，其中所述确认能够作为控制帧而被发送。对于由接入点接收的消息，所述站能够从所述接入点处接收确认。所述站能够根据在测试周期期间于所述站处从接入点接收的确认，来确定在测试周期内从站到接入点的吞吐量。
在另一个实施例中，在测试周期期间可以从所述站向接入点发送消息。继而，能够在测试周期期间在接入点处接收发自所述站的消息。对于由接入点接收的消息，所述接入点能够向所述站发送ACK帧。对于由接入点接收的消息，所述站能够从所述接入点处接收ACK帧。所述接入点能够把从所述站那里接收到的消息发送回所述站。所述站能够从所述接入点处接收该消息。所述站能够根据在测试周期期间由所述站从接入点那里接收到的ACK帧，来确定在测试周期内从所述站到接入点的吞吐量。此外，所述站能够根据在测试周期期间从所述站发送到接入点且由所述站从接入点那里接收到的消息，来确定在测试周期内从所述接入点到站的吞吐量。
附图说明
通过结合附图参考下列详细说明，能够更透彻地理解本发明，在附图中同一部分可以用相同的数字来表示。
图1示出了示例性的OSI七层模型；
图2示出了无线局域网(“WLAN”)中的示例性扩展服务设置；
图3是举例说明WLAN中的站的各种状态的示例性流程图；
图4示出了在站与接入点之间交换的示例性帧序列；
图5示出了能够用来设置和显示与吞吐量测量有关的参数的示例性接口；
图6示出了能够用来测量WLAN系统中的吞吐量的过程的示例性流程图；
图7示出了能够包含在帧中的首部；和
图8示出了站与接入点之间帧交换的另一个示例性序列。
详细说明
为了提供对本发明的更彻底理解，下列说明阐述了诸如具体配置、参数、示例等许多细节。然而，应该认识到的是，这种说明并不意在对本发明的范围的限制，而是意在提供示例性实施例的较佳说明。
参照图1，示出了示例性OSI七层模型，它表示根据其各个功能而被分成层的网络系统的抽象模型。具体来讲，所述七层包括：对应于第1层的物理层102、对应于第2层的数据链路层104、对应于第3层的网络层106、对应于第4层的传输层108、对应于第5层会话层110、对应于第6层表示层112和对应于第7层的应用层114。OSI模型中的每一层都仅仅直接与紧跟它的上面一层或下面一层进行交互，并且只有在物理层102，不同的计算机100和116才能够直接互相通信。然而，不同的计算机100和116能够利用公共协议在相同层上进行有效通信。例如，在一个示例性实施例中，计算机100能够通过将来自计算机100的应用层114的帧经由它下面的每一层进行传送，直到所述帧到达物理层102，来在应用层114与计算机116相通信。接着，可以将所述帧传输到计算机116的物理层102，并经由物理层102上面的每一层进行传送，直到所述帧到达计算机116的应用层114。
无线局域网(“WLAN”)的IEEE 802.11标准在数据链路层104上进行操作，所述数据链路层对应于如上所述的OSI七层模型的第2层。因为IEEE 802.11在OSI七层模型的第2层上进行操作，所以第3层和第3层上面的层能够根据与IEEE 802有线LAN一起使用的相同协议来进行操作。此外，第3层和其上面的层可能不知道网络实际上是在第2层还是下面一层上传输数据。因此，第3层和其上面的层同样能够在IEEE 802有线LAN和IEEE 802.11 WLAN中进行操作。此外，可以给用户呈现相同的接口，而不考虑是使用有线LAN还是WLAN。
参照图2，描绘了根据IEEE 802.11标准形成WLAN、具有基本服务设置(“BSS”)206、208和210的示例性扩展服务设置200。每个BSS都可以包括接入点(“AP”)202和站204。站204是能用来连接于WLAN的组件，所述WLAN可以是移动式的、便携式的、固定式的等等，并且可以称为网络适配器或网络接口卡。例如，站204可以是膝上电脑、个人数字助理等等。另外，站204可以支持诸如数据的身份验证、解除身份验证、保密、传送之类的站服务。
每个站204都能够经由诸如通过在WLAN发送器和接收器之间发送无线电或红外信号之类的空中连接而直接与AP 202通信。如上所述，每个AP 202都能够支持站服务，且另外还能够支持诸如关联、解除关联、关联、分发、集成等等之类的分发服务。因此，AP 202能够在它的BSS 206、208和210内与站204进行通信，以及经由称为分发系统的介质212与其它的AP 202进行通信，所述分发系统形成WLAN的中枢。这个分发系统212能够即包括无线连接又包括有线连接。
参照图2和3，必须根据IEEE 802.11标准来向AP 202对每个站204进行身份验证并将每个站204与AP 202相关联，以便使每个站204成为BSS 206、208或210的一部分。因此，参照图3，站204起始于状态1(300)，其中站204是未向AP 202进行身份验证的且未与AP 202相关联的。在状态1(300)中，站204只能使用有限数目的帧类型，比如像能够允许站204定位AP 202并向AP 202进行身份验证的帧类型等等。
如果站204成功地向AP 202进行身份验证306，那么站204就能够晋升为状态2(302)，其中向AP 202对站204进行身份验证，并且站204未与AP 202相关联。在状态2(302)，站204能够使用有限数目的帧类型，比如像能够允许站204与AP 202相关联的帧类型等等。
如果站204继而成功地与AP 202相关联或重新关联，那么站204就能够晋升为状态3(304)，其中向AP 202对站204进行身份验证并将站204与AP 202相关联。在状态3(304)，站204能够使用任何帧类型来与WLAN中的AP 202及其它站204相通信。如果站204接收解除关联通知310，那么站204就能够转变为状态2。此外，如果站204继而接收解除身份验证通知312，那么站204就能够转变为状态1。根据IEEE 802.11标准，能够同时向不同的AP 202对站204进行身份验证，但是任何时候都只能与一个AP 202相关联。
再次参照图2，一旦向AP 202对站204进行了身份验证并将站204与AP 202相关联，站204就能够与WLAN中的另一个站204相通信。具体来讲，站204能够向其关联的AP 202发送具有源地址、基本服务设置标识地址(“BSSID”)和目的地址的消息。接着，AP 202能够向在消息中被指定为目的地址的站204分发消息。这个目的地址能够在通过分发系统212而链接于AP202的相同的BSS 206、208或210中或另一个BSS 206、208或210中指定站204。
尽管图2描绘了具有三个BSS 206、208和210的扩展服务设置200，其中的每一个都包括三个站204，但是应当认识到的是，扩展服务设置200能够包括任何数目的BSS 206、208和210，这些BSS都能够包括任何数目的站204。
如前所述，同有线LAN比较起来，WLAN能够给用户提供增强的移动性，但是在WLAN上通信的质量可能会由于有线LAN中未出现的原因而变化。例如，环境中的一切事物都可能会起传输信号的反射器或衰减器的作用，由此而影响RF信号干扰、多路径、衰减等等。
同有线LAN上的传输比较起来，这些不是典型地出现在有线LAN中的环境影响，都可能会使在WLAN介质上传输可靠性的降低。因此，IEEE 802.11标准包括用以解决这种降低的可靠性的各种帧交换协议。具体来讲，IEEE 802.11 MAC在数据链路层104(图1)上使用帧交换协议，所述数据链路层104用来通知发送消息的站204所述消息已被目的站204接收。
具体来讲，参照图4，在向AP 202对站204进行身份验证并将站204与AP 202相关联之后，站204能够向AP 202发送一个发送请求(“RTS”)帧400。在AP 202检测出从可能干扰由站204发送的帧的其它通信中释放了无线介质之后，AP 202能够向站204发送一个清除发送(“CTS”)帧402。在站204接收CTS帧402之后，站204能够向AP 202发送消息404。当AP 202接收这个消息404时，AP 202能够向站204发送确认(“ACK”)帧406，以表明AP 202接收到了由站204发送的消息404。
如果站204没有接收到ACK帧，那么站204就能够重试发送消息404。在一些应用中，能够设置重试限值，以便站204在到达这一限值之后停止试图发送消息404。如果站204停止试图发送消息404并且不接收ACK帧406，那么就把这视作为丢失。
根据IEEE 802.11标准，把上述消息作为数据帧来发送。更具体而言，依照目前的IEEE 802.11标准，数据帧能够具有至少29字节的长度。相反，把RTS、CTS和ACK帧作为控制帧来发送。依照目前的IEEE 802.11标准，控制帧具有最多20字节的长度。例如，标准IEEE802.11ACK帧具有14字节的长度。应当注意的是，如果修正IEEE802.11标准的话，这些对数据帧和控制帧的大小限制都可能会改变。
除了在大小上比数据帧更小之外，控制帧完全是在数据链路层104(图1)和其下面的层上生成的。例如，当接收消息时，在AP 202，在数据链路层104(图1)上自动地生成ACK帧并且从数据链路层104发出ACK帧。照此，为了生成和发送ACK帧，不需要在数据链路层104(图1)上面处理所接收的消息。
尽管上述帧交换协议包括发送RTS和CTS帧，但是应当认识到的是，这些帧可以在一些应用中省略。然而，发送这些帧能够减少在WLAN上发送着的帧之间冲突的次数。
上述帧交换协议能够影响WLAN上的传输吞吐量，这是因为根据协议发送的每一帧都消耗带宽和时间。具体来讲，使用RTS/CTS帧、确认帧和重试限值能够影响吞吐量。此外，发送的消息的大小、发送消息的传输速度和消息的分段(fragmentation)阈值都能影响跨WLAN的吞吐量。因此，在任何指定时间评估WLAN上的通信质量的过程中，测量吞吐量都可能是有帮助的。另外，在评估无线电设备性能的过程中，测量跨WLAN的吞吐量也可能是有帮助的。
如前所述，跨WLAN的吞吐量可以由站204利用回显请求-应答机制来测量的，所述回波请求-应答机制比如像ICMP回显请求或UDP回显应用，它们使用了第3层或第3层以上的OSI层(图1)，比如网络层106、传输层108、应用层114等等。具体来讲，再次参照图2，站204能够向其关联的AP 202发送回显请求。作为响应，AP 202能够向站204发送回显应答。接着，能够根据这种回显应答-请求机制来计算跨WLAN的吞吐量。然而，利用这种回显请求-应答机制包括好几个缺点。
例如，回显请求-应答机制的一个缺点是回显应答是数据帧而不是标准IEEE 802.11控制帧。照此，不同于ACK帧，回显应答是在数据链路层104(图1)上面生成的。然而，在WLAN支持中的组件可能不支持数据链路层104(图1)上面的OSI层。例如，站204可能不能支持第3层或第3层以上的OSI层。此外，将站204连接到WLAN的AP 202可以不必具有支持网络层106上的活动的IP地址。另外，AP 202可能不能运行能够执行回显应答-请求的应用。然而，即使站204能够支持第3层或第3层以上的OSI层，在第3层或以上层的处理数据能够增加延迟，并由此而影响计算出的吞吐量。此外，配置具有回显应答-请求机制的站204可能是不便利的或管理上不实用的。
另一个缺点涉及了使用能够支持第3层或第3层以上的OSI层的独立装置。具体来讲，再次参照图2，能够将所述装置放在AP 202“后面”，以便将AP 202定位在所述装置与站204之间。站204能够向AP202发送回显请求，所述回显请求也由所述装置来接收。继而，所述装置能够向站204发送回显应答。然而，因为发送回显应答的装置是沿着AP 202后面的有线连接而放置的，所以计算出的吞吐量可能包括AP202与所述装置之间的额外路线长度，并且在AP 202上包括延迟和瓶颈影响。另外，在第3层或第3层以上的层上的处理数据能够增加延迟，并因此而影响计算出的吞吐量。
因此，本发明的各种示例性实施例使用了由IEEE 802.11标准提供的现有基础结构以便计算跨WLAN的吞吐量。更具体而言，在各种的示例性实施例中，能够由站204利用在第2层或第2层下面的OSI层上的现有基础结构来测量跨WLAN的吞吐量。
图6示出了能够用于利用图4中所示的系统来测量WLAN系统中的吞吐量的示例性过程。通常来讲，从站204到AP 202的吞吐量能够根据下列等式按比特/秒(bps)来测量：
吞吐量＝((#数据帧)×(每数据帧的比特))/时间
因此，吞吐量能够通过在指定的时间周期内从站204向AP 202顺序地发送数据帧来测量。如果发送的数据帧具有已知的大小并且指定了用于发送数据帧序列的时间，那么就能够根据AP 202在指定时间期间成功接收数据帧的数目来计算吞吐量。
参照图5，描绘了能用来设置用于吞吐量测量的参数的示例性接口。更具体而言，用户、管理员等等能够指定将要在测试周期期间顺序发送的帧的测试周期500和帧大小502。此外，正如上面参考图4所描述的那样，用户、管理员等等能够指定重试限值504，和用于指示能够在不被分段成更小尺寸的数据帧的情况下发送数据帧的最大尺寸的分段阈值506。应当认识到的是，重试限值504和分段阈值506能够在一些应用中省略，比如当没有重试限值或当发送的数据帧具有不需要分段的指定大小时。
参照图4和6，在设置了用于吞吐量测量的参数之后，继而能开始测试周期。接下来，在步骤600中，站204能够向AP 202发送RTS帧400。在AP 202检测出从可能干扰由站204发送的帧的其它通信中释放无线介质之后，继而在步骤602中，AP 202能够向站204发送CTS帧402。然而，应当认识到的是，步骤600和602能够在一些应用中省略。例如，尽管发送CTS和RTS帧能够减少在WLAN上发送的后续数据帧之间的冲突，但是如果在特定的应用中冲突是可允许的话则就能够省略CTS和RTS帧。
在站204接收CTS帧402之后，继而在步骤604中，站204能够向AP 202发送数据帧404。参照图7，数据帧404可以包括IEEE 802.11首部700和IEEE 802.2首部702。IEEE 802.11首部700可以包括目的地址704、BSSID 706、源地址708及其它信息710。在本示例性实施例中，目的地址704可以被设置成AP 202，BSSID 706可以被设置成AP 202，而源地址708可以被设置成站204。此外，IEEE 802.2首部702可以包括源服务接入点(“SAP”)712、目的地SAP 714及其它信息716。在一些配置中，目的SAP 714可以被设置成空SAP，以免AP 202对数据帧404进行处理以确定其内容。通过防止AP 202照此对数据帧404进行处理，AP 202能够处理其它的数据帧并减少AP 202处的瓶颈和延迟。然而，应当认识到的是，在一些应用可以省略：通过把目的地SAP 71设置成空SAP4来防止AP 202对数据帧404进行处理。例如，如果AP 202处的延迟和瓶颈是不成问题的，那么就可以省略把目的SAP 714设置成空SAP地址。
如果AP 202接收这个数据帧404，那么AP 202就能够向站204发送ACK帧406，以表明AP 202接收到了由站204发送的数据帧404。因此，在步骤606中，如果站204接收ACK帧406，那么在步骤608中站204能够将ACK帧计数成能包含在上述吞吐量的等式中的帧。在对ACK帧进行计数之后，继而能够在步骤600开始重复所述循环。
然而，如果站204没有在指定期限内接收ACK帧406，那么在步骤610中站204就能够确定是否已经达到指定的重试限值504(图5)。如果尚未达到重试限值，那么在步骤612中就能够相对于这一限值而对重试进行计数。那么，能够重复步骤604，并且能够重发数据帧404。在步骤606中，如上所述，站204能够确定是否已在指定的期限内接收到了ACK帧406。
作为选择，如果已经达到了指定的重试限值504(图5)，那么在步骤614中就能够计数出帧丢失，并且从步骤600开始重复所述循环。
能够贯穿测试周期500(图5)来重复如图6中的描绘的上述循环。如图5所示，在测试周期末尾，能够向用户、管理员等显示吞吐量结果。更具体而言，可以将在步骤608(图6)中计算出的ACK数显示为由AP 202接收的分组508数。这个分组数508能用于通过用测试周期500除分组数508来按分组/每秒计算吞吐量510。此外，分组数508可以乘以帧大小502来计算在测试周期500期间从站204成功发送到AP 202的字节总数512。根据这个字节总数512，以及测试周期500，能够按千字节/每秒514来计算吞吐量。另外，能够在测试周期500期间计算出在步骤612(图6)中计数的重试次数516。正如在测试周期500期间在步骤614(图6)中计数的那样，还能够计算出帧丢失的数目518。
尽管图5描绘了在示例性配置中的特定输入参数和显示参数，但是应当认识到的是，取决于应用，能够修改、省略或添加各种输入参数和显示参数。此外，取决于应用，能够以任何方式来配置输入参数和显示参数。例如，可以把传输率520添加为输入参数。更具体而言，用户、管理员等等能够指定应当使用哪种IEEE 802.11率来在WLAN上传送数据帧404，所述IEEE 802.11率比如是1mbps、2mbps、5.5mbps、11mbps等等。另一个示例包括显示在测试周期期间根据指定的分段阈值506而分段522的帧数404。
图8描绘了能用来测量WLAN系统中的吞吐量的另一个示例性系统和过程。正如图8中描绘的，本实施例包括第二数据帧800和ACK帧802，并且能够用来测量从AP 202到站204的吞吐量。
更具体而言，参照图6和8，在设置了用于吞吐量测量的参数之后(图5)，能够开始测试周期。接下来，在步骤600中，站204能够向AP 202发送RTS帧400。在AP 202检测出从可能干扰由站204发送的帧的其它通信中释放无线介质之后，继而在步骤602中AP 202就能够向站204发送CTS帧402。然而，应当认识到的是，步骤600和602可以在一些应用中省略。例如，尽管发送CTS和RTS帧能够减少在WLAN上发送的后续数据帧之间的冲突，但是如果在特定的应用中冲突是可允许的则能够省略CTS和RTS帧。
在站204接收CTS帧402之后，继而在步骤604中站204能够向AP 202发送第一数据帧404。再次参照图7，数据帧404可以包括IEEE802.11首部700。IEEE 802.11首部700可以包括：目的地址704、BSSID 706、源地址708、及其它信息710。在本示例性实施例中，目的地址704可以被设置成站204、BSSID 706可以被设置成AP 202，而源地址708可以被设置成站204。通过设置到站204的目的地址704，第一数据帧404能够从站204行进到AP 202以及从AP 202行进到站204，由此来创建站204与AP 202之间的双向通信，所述双向通信能够比在上面相对于图4和6描述的示例性实施例中创建的通信更加对称。这个双向通信取决于诸如站204的处理能力、AP 202的处理能力、带宽等等之类的因素，能够影响从站204到AP 202的吞吐量和从AP 202到站204的吞吐量。
如果AP 202接收这个第一数据帧404，那么AP 202就能够向站204发送ACK帧406，以表明AP 202接收到了由站204发送的数据帧404。接下来，在步骤606中，站204能够确定它是否已在指定期限内接收到了ACK帧406。如果站204在指定期限内接收ACK帧406，那么在步骤608中站204就能够将ACK帧作为能包含在上面相对于图4和6所描述的用于从站204到AP的吞吐量的等式中的帧加以计数。在计数了ACK帧之后，继而能够从步骤600开始重复循环。尽管本实施例包括对ACK帧406进行计数，但应当认识到的是，对ACK帧进行计数可以在一些应用中省略。例如，如果没有测量出从站204到AP 202的吞吐量，则能够省略对ACK帧进行计数。
如果站204没有在指定期限内接收ACK帧406，那么在步骤610中站204能够确定是否已经达到了指定的重试限值504(图5)。如果尚未达到重试限值，则在步骤612中就能够相对于这个限值来计数重试次数。然后，能够重复步骤604并且能够重发第一数据帧404。在步骤606中，如上所述，站能够确定是否已经在指定期限内接收了ACK帧406。
作为选择，如果已经达到了指定的重试限值504(图5)，那么在步骤614中能够对帧丢失进行计数并在步骤600开始重复所述循环。
如图8所示，当AP 202从站204那里接收第一数据帧404时，继而AP 202能够根据在第一数据帧404中设置的目的地址704来把第一数据帧404作为第二数据帧800发送回到站204。如果站204接收第二数据帧800，则站204就能够将第二数据帧作为能包含在上面相对于图4和6描述的等式中的帧来进行计数，以便计算从AP 202到站204的吞吐量。另外，站204能够在接收第二数据帧800之后向AP 202发送ACK帧802，以表明站204接收到了第二数据帧800。
能够贯穿测试周期500而重复上述循环(图5)。如图5所示，在测试周期的末尾，能够向用户、管理员等等显示吞吐量结果。更具体而言，能够将计数的第二数据帧的数目作为由站204接收的分组数508来显示。这个分组数508能够用于通过用测试周期500除分组数508，来按分组/每秒510计算吞吐量。此外，分组数508能够乘以帧大小502来计算在测试周期500期间从AP 202成功发送到站204的字节总数512。根据这个字节总数512，以及测试周期，能够按千字节/每秒514来计算吞吐量。另外，在测试周期500期间，能够计算在步骤612(图6)中计数的重试次数516。还可以像在测试周期500期间在步骤614(图6)计数一样，计算帧丢失的数目518。
尽管图5描绘了示例性配置中的特定输入参数和显示参数，但应当认识到的是，取决于应用，能够修改、省略或添加各种输入参数和显示参数。例如，还可以显示由站204接收的ACK帧406的数目，以及从站204到AP 202的吞吐量。此外，取决于应用，能够以任何方式来配置输入参数和显示参数。
此外，相对于上面描述的示例性实施例，诸如图5中所示的那些之类的输入参数和显示参数都能够包括在站204中。如上所述，站204可以是移动式的、便携式的、固定式的等等。例如，站204可以是膝上电脑、个人数字助理等等。另外，站204可以被用户用作为诊断工具，被管理员用作为管理工具等等，以便评估WLAN中的通信质量。
根据上面描述的示例性实施例来计算传输时间或吞吐量，与使用回显请求-应答机制相比提供了优势，所述回显请求-应答机制使用了第3层或第3层以上的OSI层。具体来讲，通过使用IEEE 802.11介质访问控制(“MAC”)所提供的现有基础结构来计算跨WLAN的传输时间或吞吐量，WLAN的组件只须支持第2层的OSI层，由此阻遏了利用回显请求-应答机制的各种缺点，所述回显请求-应答机制使用了OSI模型的第3层或第3层以上的层。
更具体而言，在本示例性实施例中，为了允许站204计算传输时间或吞吐量，不需要修改AP 202来运行应用。另外，将站204连接到AP 202的AP 202不需要支持网络层106或OSI模型的任何更高层上的活动。此外，利用在第2层或其以下层上处理数据用本示例性实施例，能够减少因在第3层或其以上层上处理数据而造成的延迟。此外，不需要给站204配置回显应答-请求机制，所述回显应答-请求机制可能配置起来是不便利的或管理上不实用的。
另外，本示例性实施例减少了对能够支持第3层或第3层以上的OSI层的独立装置的需要。因此，本示例性实施例计算出的吞吐量能够比来自独立装置的计算结果更加准确，这是因为本示例性实施例不包括独立装置与AP 202之间的额外路线长度，或者不包括因包含这个额外的路线长度而造成的任何增加的延迟或瓶颈影响。
此外，本示例性实施例利用IEEE 802.11标准的现有结构而提供了附加优点。通过利用这个现有结构，能够在小费用的情况下便利地计算WLAN的吞吐量。另外，因为根据本示例性实施例没有修改AP 202，所以能使用站204在各种位置上和使用各种AP 202来计算WLAN的吞吐量。
尽管已经就某些实施例、示例和应用描述了本发明，但是本领域的技术人员将显而易见的是：可以在不背离本发明的情况下作出各种修改和改变。

Claims (76)

1.一种在无线局域网上测量从站到接入点的传输吞吐量的方法，所述方法包括：
在测试周期期间将消息从站发送到接入点，其中所述消息作为数据帧来发送；
在测试周期期间，在接入点上接收发自站的消息；
对于由接入点接收的消息，将确认从接入点发送到站，其中对于由接入点接收的每个消息，所述确认作为控制帧加以发送；
对于由接入点接收的消息，在站上从接入点那里接收确认；以及
根据在测试周期期间、在站上从接入点那里接收的确认，来确定测试周期的吞吐量。
2.如权利要求1所述的方法，其中发送消息包括：
将第一消息从站发送到接入点，并且
确定是否已经在站上接收到了对应第一消息的确认。
3.如权利要求2所述的方法，其中发送消息包括：
如果站未能从接入点那里接收确认并且尚未达到重试限值，则重新发送第一消息。
4.如权利要求3所述的方法，进一步包括：
对每个重发的消息计数重试。
5.如权利要求2所述的方法，其中发送消息包括：
如果站未能从接入点那里接收确认并且已经达到重试限值，则对第一消息计数帧丢失。
6.如权利要求2所述的方法，其中发送消息包括：
在站上接收了对应第一消息的确认或者对第一消息计数帧丢失之后，将第二消息从站发送到接入点。
7.如权利要求1所述的方法，其中确定测试周期的吞吐量进一步包括：
根据测试周期、在测试周期期间站上从接入点那里接收的确认数目、以及在测试周期期间从站发送到接入点的每个消息中所包含的比特数目，按比特/每秒来确定吞吐量。
8.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
在发送每个消息之前，将一请求发送帧从站发送到接入点；以及
在发送每个消息之前，在站上从接入点那里接收一清除发送帧。
9.如权利要求1所述的方法，其中每个消息都包括一个首部，所述首部具有设置成接入点的目的地址、设置成接入点的基本服务设置标识地址(BSSID)和设置成站的源地址。
10.如权利要求9所述的方法，其中每个消息还包括具有设置成空服务接入点的目的服务接入点的首部。
11.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
将由接入点接收的消息发送到站；
在站从接入点处接收消息；
根据在测试周期期间由站从接入点接收的消息，来确定在测试周期内从接入点到站的吞吐量。
12.如权利要求11所述的方法，其中确定在测试周期内从接入点到站的吞吐量进一步包括：根据测试周期、在测试周期期间于站上从接入点接收的消息数目以及在测试周期期间从站发送到接入点的每个消息中所包含的比特数目，来按比特/每秒确定吞吐量。
13.如权利要求1所述的方法，进一步包括在站上显示确定的吞吐量。
14.如权利要求1所述的方法，其中根据802.11标准来发送数据帧和控制帧，并且其中确认是标准802.11 ACK帧。
15.如权利要求1所述的方法，其中发送数据帧和控制帧并在OSI模型中的网络层以下接收它们。
16.一种在无线局域网上测量从站到接入点的传输吞吐量的方法，所述方法包括：
在测试期间从站向接入点发送消息，其中所述消息作为数据帧发送；
在站上从接入点那里接收确认，其中对于接入点接收的每个消息，所述确认作为控制帧而发送给站；以及
根据在测试周期期间站上从接入点那里接收的确认数目来确定测试周期的吞吐量，其中根据IEEE 802.11标准在网络层以下发送并接收数据帧和控制帧。
17.如权利要求16所述的方法，其中发送消息包括：
将第一消息从站发送到接入点，并且
确定是否已经在站上接收到了对应第一消息的确认。
18.如权利要求17所述的方法，其中发送消息包括：
如果所述站未能从接入点那里接收到确认并且尚未达到重试限值，那么就重新发送第一消息。
19.如权利要求18所述的方法，进一步包括：
对重新发送的每个消息计数重试，并且
在站上显示在测试周期期间计数的重试数目。
20.如权利要求17所述的方法，其中发送消息包括：
如果所述站未能从接入点那里接收到对应第一消息的确认并且已经达到重试限值，那么对第一消息计数帧丢失。
21.如权利要求20所述的方法，进一步包括显示在测试周期期间计数的帧丢失数目。
22.如权利要求17所述的方法，其中所述发送消息包括：
在站上接收对应第一消息的确认或者对第一消息计数帧丢失之后，将第二消息从站发送到接入点。
23.如权利要求16所述的方法，其中确定测试周期的吞吐量进一步包括：根据测试周期、在测试周期期间于站上从接入点那里接收的确认数目以及在测试周期期间从站发送到接入点的每个消息中所包含的比特数目，来按比特/每秒确定吞吐量。
24.如权利要求16所述的方法，进一步包括：
在发送每个消息之前，将一请求发送帧从站发送到接入点；以及
在发送每个消息之前，在站上从接入点那里接收一清除发送帧。
25.如权利要求16所述的方法，其中每个消息包括一个首部，所述首部具有设置成接入点的目的地址、设置成接入点的BSSID以及设置成站的源地址。
26.如权利要求25所述的方法，其中每个消息进一步包括具有设置成空服务接入点的目的服务接入点的首部。
27.如权利要求16所述的方法，进一步包括：
在站上从接入点那里接收消息，其中所述接入点在从站那里接收消息之后将所述消息发送到站；
根据在测试周期期间由站从接入点那里接收的消息，来确定在测试周期内从接入点到站的吞吐量。
28.如权利要求27所述的方法，其中确定在测试周期内从接入点到站的吞吐量进一步包括：根据测试周期、在测试周期期间于站上从接入点那里接收的消息数目、以及在测试周期期间从站发送到接入点的每个消息中所包含的比特数目，来按比特/每秒确定吞吐量。
29.如权利要求16所述的方法，其中数据帧具有至少是29字节的长度，其中控制帧具有最多是20字节的长度，而其中确认具有14字节的长度。
30.一种在无线局域网上测量从接入点到站的传输吞吐量的方法，所述方法包括：
在测试周期期间将消息从站发送到接入点，其中所述消息作为数据帧来发送；
在测试周期期间，在接入点处接收发自所述站的消息；
将由接入点接收的消息发送到站；
在站上从接入点那里接收消息；以及
根据在测试周期期间从站发送到接入点且由站从接入点那里接收的消息，来确定测试周期的吞吐量。
31.如权利要求30所述的方法，其中发送消息包括：
将第一消息从站发送到接入点，并且
确定是否已经在站上接收到了第一消息的确认帧，其中当接入点接收第一消息时，所述确认作为控制帧从接入点发送到站。
32.如权利要求31所述的方法，其中发送消息包括：
如果所述站未能从接入点那里接收到对应第一消息的确认并且尚未达到重试限值，那么就重新发送第一消息。
33.如权利要求31所述的方法，其中发送消息包括：
如果所述站未能从接入点那里接收对应第一消息的确认并且已经达到了重试限值，那么就对第一消息计数帧丢失。
34.如权利要求31所述的方法，其中所述发送消息包括：
在站上接收对应第一消息的确认或者对第一消息计数帧丢失之后，将第二消息从站发送到接入点。
35.如权利要求30所述的方法，其中确定测试周期的吞吐量进一步包括：根据测试周期、在测试周期期间从站发送到接入点且由站从接入点那里接收的消息数目以及在测试周期期间从站发送到接入点的每个消息中所包含的比特数目，来按比特/每秒确定吞吐量。
36.如权利要求30所述的方法，进一步包括：
在发送每个消息之前，将一请求发送帧从站发送到接入点；以及
在发送每个消息之前，在站上从接入点那里接收一清除发送帧。
37.如权利要求30所述的方法，其中每个消息包括一个首部，所述首部具有设置成站的目的地址、设置成接入点的BSSID和设置成站的源地址。
38.如权利要求30所述的方法，进一步包括：
在站上从接入点那里接收由接入点接收到的消息的确认，其中所述确认作为由接入点接收的每个消息的控制帧而发送；
根据在测试周期期间站上从接入点那里接收的确认数目，来确定在测试周期内从站到接入点的吞吐量。
39.如权利要求30所述的方法，其中发送和接收数据帧和控制帧是在网络层以下实现的。
40.如权利要求39所述的方法，
其中发送和接收数据帧是在数据链路层实现的，并且其中所述数据链路层根据IEEE 802.11标准来进行操作。
41.一种在无线局域网上测量传输吞吐量的方法，所述无线局域网具有站和接入点，所述方法包括：
在测试周期期间将消息从站发送到接入点，
在测试周期期间，在接入点处接收发自站的消息；
将由接入点接收的消息的ACK帧从接入点发送到站，
在站上从接入点那里接收由接入点接收的消息的ACK帧；
将由接入点接收的消息发送到站；
在站上从接入点那里接收消息；
根据在测试周期期间由站从接入点那里接收的ACK帧，来确定在测试周期内从站到接入点的吞吐量；以及
根据在测试周期期间从站发送到接入点的消息和由站从接入点那里接收的消息，来确定在测试周期内从接入点到站的吞吐量。
42.如权利要求41所述的方法，其中发送消息包括：
将第一消息从站发送到接入点，并且
确定是否已经在站上接收到了第一消息的ACK帧。
43.如权利要求42所述的方法，其中发送消息包括：
如果所述站未能从接入点那里接收到对应第一消息的ACK帧并且尚未达到重试限值，那么就重新发送第一消息。
44.如权利要求42所述的方法，其中发送消息包括：
如果所述站未能从接入点那里接收到对应第一消息的ACK帧并且已经达到重试限值，那么就对第一消息计数帧丢失。
45.如权利要求42所述的方法，其中所述发送消息包括：
在站上接收第一消息的ACK帧或者对第一消息计数帧丢失之后，将第二消息从站发送到接入点。
46.如权利要求41所述的方法，其中根据IEEE 802.11标准来发送消息和ACK帧。
47.一种用于在无线局域网上测量传输吞吐量的系统，所述系统包括：
站，将其配置成：
在测试期间期间向接入点发送消息，其中所述消息作为数据帧发送，
在测试期间期间从接入点那里接收确认，其中所述确认作为控制帧接收，
根据在测试周期期间从接入点那里接收的确认，来确定测试周期的吞吐量；以及
接入点，将其配置成：
从站那里接收消息，其中所述消息是作为数据帧接收的，
向站发送从站接收的每个消息的确认，其中所述确认是作为控制帧发送的。
48.如权利要求47所述的系统，其中将站进一步配置成：
如果所述站未能从接入点那里接收消息的确认并且尚未达到重试限值，那么就向接入点重新发送消息。
49.如权利要求48所述的系统，其中将站进一步配置成：
对重新发送的每个消息计数重试，并且
显示在测试周期期间计数的重试数目。
50.如权利要求47所述的系统，其中将站进一步配置成：
当所述站未能接收由站发送的消息的确认时，并且当对于所述消息已经达到重试限值时，计数帧丢失，并且
显示在测试周期期间计数的帧丢失数目。
51.如权利要求47所述的系统，其中将站进一步配置成：
顺序地发送消息，以致将站配置成在为先前发送的第一消息接收确认或者计数帧丢失之后发送第二消息。
52.如权利要求47所述的系统，其中被配置成能确定测试周期的吞吐量的站进一步被配置成能：根据测试周期、在测试周期期间在站上从接入点那里接收的确认数目以及在测试周期期间从站发送到接入点的每个消息中所包含的比特数目，来按比特/每秒确定吞吐量。
53.如权利要求47所述的系统，其中将站进一步配置成能：
在发送消息之前将一请求发送帧发送到接入点，并且
在发送消息之前从接入点那里接收一清除发送帧。
54.如权利要求53所述的系统，其中将接入点进一步配置成能：
从站那里接收一请求发送帧，并且
将一清除发送帧发送到站。
55.如权利要求47所述的系统，其中每个消息包括一个首部，所述首部具有设置成接入点的目的地址、设置成接入点的BSSID和设置成站的源地址。
56.如权利要求55所述的系统，其中每个消息进一步包括具有设置成空服务接入点的目的服务接入点的首部。
57.如权利要求47所述的系统，其中将站进一步配置成能：
从接入点那里接收消息；以及
将确认发送到接入点。
58.如权利要求57所述的系统，其中将接入点进一步配置成能：
在从站那里接收消息之后将消息发送到站；以及
从站那里接收确认。
59.如权利要求57所述的系统，其中将站进一步配置成能：根据在测试周期期间从接入点那里接收的消息数目，来确定在测试周期内从接入点到站的吞吐量。
60.如权利要求47所述的系统，其中将站和接入点配置成能在网络层以下的层发送和接收数据帧和控制帧。
61.如权利要求47所述的系统，其中将站和接入点配置成能在数据链路层上发送和接收数据帧和控制帧。
62.如权利要求47所述的系统，其中将站和接入点配置成能根据IEEE 802.11标准来发送和接收数据帧和控制帧。
63.如权利要求47所述的系统，其中将站进一步配置成诊断工具。
64.如权利要求47所述的系统，其中将站进一步配置成管理工具。
65.一种包含计算机可执行代码的计算机可读存储介质，用于按照指令来在无线局域网上测量从站到接入点的传输吞吐量，计算机按照如下来操作所述指令：
在测试周期期间把消息从站发送到接入点，其中所述消息是作为数据帧发送的；
在站上从接入点那里接收确认，其中所述确认是作为由接入点接收的每个消息的控制帧而发送给站的；以及
根据在测试周期期间在站上从接入点那里接收的确认数目，来确定测试周期的吞吐量。
66.如权利要求65所述的计算机可读存储介质，其中发送消息包括：
将第一消息从站发送到接入点，并且
确定是否已经在站上接收第一消息的确认。
67.如权利要求66所述的计算机可读存储介质，其中发送消息包括：
如果所述站未能从接入点那里接收到确认并且尚未达到重试限值，那么就重新发送第一消息。
68.如权利要求67所述的计算机可读存储介质，进一步包括：
对重新发送的每个消息计数重试。
69.如权利要求66所述的计算机可读存储介质，其中发送消息包括：
如果所述站未能从接入点那里接收对应第一消息的确认并且已经达到重试限值，那么就对第一消息计数帧丢失。
70.如权利要求66所述的计算机可读存储介质，其中所述发送消息包括：
在站上接收第一消息的确认或者对第一消息计数帧丢失之后，将第二消息从站发送到接入点。
71.如权利要求65所述的计算机可读介质，其中确定测试周期的吞吐量进一步包括：根据测试周期、在测试周期期间在站上从接入点那里接收的确认数目和在测试周期期间从站发送到接入点的每个消息中所包含的比特数目，来按比特/每秒确定吞吐量。
72.如权利要求65所述的计算机可读介质，进一步包括：
在发送每个消息之前，将一请求发送帧从站发送到接入点；以及
在发送每个消息之前，在站上从接入点那里接收一清除发送帧。
73.如权利要求65所述的计算机可读介质，其中每个消息包括一个首部，所述首部具有设置成接入点的目的地址、设置成接入点的BSSID和设置成站的源地址。
74.如权利要求73所述的计算机可读介质，其中每个消息进一步包括具有设置成空服务接入点的目的服务接入点的首部。
75.如权利要求65所述的计算机可读介质，进一步包括：
在站上从接入点那里接收消息，其中接入点在从站那里接收消息之后向站发送消息；
根据在测试周期期间由站从接入点那里接收的消息，来确定在测试周期内从接入点到站的吞吐量。
76.如权利要求75所述的计算机可读介质，其中确定在测试周期内从接入点站到站的吞吐量进一步包括：根据测试周期、在测试周期期间在站上从接入点那里接收的消息数目和在测试周期期间从站发送到接入点的每个消息中所包含的比特数目，来按比特/每秒确定吞吐量。
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