專利名稱：用于仿真無線環境的測試系統及其使用方法
技術領域：
本發明主要涉及通信設備的測試，特別地，涉及在各種仿真的操作條件下，用于測試無線計算機網絡通信設備的方法和系統。
背景技術：
計算機網絡為大家所共知并廣泛應用于各個行業。當前有許多不同類型的有線計算機網絡可供個人和企業使用，如以太網、令牌環網、千兆以太網、ATM(異步轉移模式)、IP，其中以有線以太網最為普遍。新興的局域網(LANs)通常是基于IEEE 802.11標準。由于以太網得到普遍應用，人們開發了許多設備和方法測試以太網通信系統。然而，由于無線計算機網絡通信系統的實現和維護更為經濟，它們變得日益盛行且廣泛應用于局域網(LAN)節點間的數據通信。相對于存在的其它類型網絡通信系統而言，無線網系統的一個優勢是不需要通信電線/電纜。無線網絡系統實現了大量計算機節點連接在一起，而沒有所有麻煩的、非無線通信系統必須的通信線路(如以太網線)，因此它能提供更有效的空間利用。與存在的其它類型網絡通信系統相比，無線網絡系統另一個優點是，在一幢沒有有線網絡設施的建筑物中，無線系統的實現更為簡單和經濟。
但是，與以太網系統不同，無線通信網絡缺乏有效的手段和方法來驗證其性能、互用性以及與無線標準的一致性。盡管是許多原因導致了當前測試設備和方法的缺乏，測試設備和方法的發展主要受到幾種因素的阻礙，包括與有線通信系統相比，無線通信系統增長的復雜性。日益增加的復雜程度是提高無線系統可靠性，并使其性能達到可用所必需的因素。另一個阻礙因素包括網絡邊界。不同于有線系統，無線系統具有模糊網絡邊界，因此無線網絡的測試需要特殊考慮，以避免與不在此測試過程中的其它無線系統相干擾。另一個阻礙因素是通信協議沒有成熟，且由于不斷的標準化行為使其處于持續變化中。最后，由于許多的無線設備制造商是從設計和制造傳統的有線系統開始的，他們通常缺少無線設備專業知識，因而也缺少在無線通信問題上的專業知識。
因此，目前測試無線通信設備的典型方法的范圍包括在戶外環境中通過電纜將無線設備連接起來簡單進行測試，或者將測試裝置安裝在射頻(RF)屏蔽屋里。雖然戶外測試裝置具有建造簡單的優勢，但是它們通常存在一系列問題。首先，戶外環境難于控制。不可能精確控制信號強度和測試拓撲以驗證協議的實現。經常由于間歇性的干擾，特定測試不能重復得到一致結果。第二，每個測試系統至少占用一個無線信道，由于無線信道被政府管制和分配而成為稀有資源。因此，一個積極的(active)測試實驗室可能將分配的所有信道用于一個測試裝置，從而防止多個獨立的測試裝置同時操作，也防止多個工程師或生產工人一同工作。然而，克服戶外測試裝置局限性的一種方法是將測試裝置通過有RF電纜、RF組合器和RF衰減器的RF電纜系統連接到無線設備。使用這種方式，發射器信號能通過RF電纜系統傳輸到無線系統接收器。這樣不僅可以使用RF衰減器控制信號功率強度，而且在可重復測試條件下，此裝置能支持可控環境下的靈活網絡拓撲(topologies)。
雖然以上方法對戶外測試裝置有所改進，但是干擾問題依然存在。其中一種干擾問題包括在一個小區域內建立測試系統同時允許其它測試系統在附近運行，如臨近的測試臺的能力。不幸的是，因為大量的無線系統有極為敏感的接收器以使發射器和接收器之間的距離處于有效范圍時系統能運行，所以這是不實際的。用于此測試裝置的靈活的電纜并沒有提供充分(sufficient)的RF隔離水平，以允許多個無干擾的測試裝置共存于一個實驗室。因此，如果使用多個測試裝置，來自一個測試裝置發射器的信號能從電纜泄露出去，并滲入其它測試裝置的接收器中，這就極大的降低了測試結果的可靠性和有效性。
盡管RF屏蔽屋能提供隔離環境，這些屋子的建造和維護都非常昂貴，且通常需要足夠大的空間。此外，在一個屏蔽屋里運行多個測試裝置的問題仍然存在，因為盡管屏蔽屋能將測試裝置與位于屏蔽屋外的RF干擾源隔離，卻不能將測試裝置與屏蔽屋內的干擾源隔離。而且，由于屏蔽屋的費用大，它們通常由多個對房子有不同需求的工程師共享。因此，由于安裝和拆卸一套測試裝置可能需要幾小時到幾天的時間，就有不要過于頻繁的改變測試裝置的動機(incentive)，這會限制測試機構的生產率。此外，測試無線系統的額外成本包括購買特定的設備用于執行、協調、自動化和同步測試。當前技術要求測試系統由通用部件組裝，并且，因為這些部件不可能設計成解決整個問題，通常必須將它們整合成一個工作系統。一旦組裝好測試系統，通常必須開發測試軟件以使測試過程自動化，且根據測試裝置的復雜性，需要花費大量的努力來開發控制軟件。這些工作占用額外的時間、努力、專業知識并代表巨大的勞動力成本。
而且，除非開發并維護嚴格的規定，否則每種測試裝置都不一樣，且由于每種裝置由不是特別適合此工作的部件構成，測試裝置的每個部件都有各自的編程方法。由于缺乏基本的整合，那些要求射頻傳輸相協調的測試難以安排。所有努力對無線設備制造商來說通常非常昂貴，耗費大量時間，且效率低下。而且，此裝置的花費隨著設備整合、標準化、測試軟件的定制而進一步增加。要建立和執行包括重疊的基本服務集(BSSs-Basic Service Sets)、漫游和隱蔽站點的測試非常困難，因為它們通常需要靈活控制無線網絡拓撲，因此需要無線站點和接入點能被隨處攜帶或用車裝載。
因此，測試系統需要能提供靈活的有線環境用于RF測試，其中靈活的有線環境考慮到靈活的拓撲配置，而且此測試環境提供屏蔽的測試平臺，從而考慮到了不同無線系統在非常接近時測試也沒有干擾。
發明內容
本發明通過提供一種仿真無線環境的系統，解決了以上所述的需求，此系統包括中央射頻組合部件；多個連接節點，每個連接節點通過可編程衰減部件與中央RF連接部件間有RF連接；其中，可編程衰減部件由控制器控制臺控制，控制器控制臺維護關于仿真無線環境中多個節點的仿真空間定位的信息，并且調整可編程衰減部件，以適合于仿真該仿真無線環境中連接節點的仿真空間定位。
此外，提供了用于在測試環境中產生和接收RF信號的RF模塊，其中，此模塊包括通過有線數據分組網絡發送和接收數據的數據網絡連接；至少一個連接無線網絡接口卡的安裝表面(mounting surface)，此安裝表面包括連接，以便使安裝的無線網絡接口卡與可編程衰減部件之間有RF連接，其中，可編程衰減部件與RF模塊中的RF端口之間有RF連接；控制器，是與此數據網絡連接的接口，且包括安裝表面的連接，此控制器控制安裝好的無線網絡接口卡。
此外，提供了用于仿真無線網絡中流量的測試模塊，包括收發器部件(transceiver component)，與RF端口之間有RF連接到無線網絡；調制器/解調器部件，與收發器部件通訊；接收濾波分配器(distributor RFD)部件，與調制器/解調器部件，RFD部件通訊，以處理從無線網絡接收到的數據幀；發送判決器部件，與調制器/解調器部件通訊，發送判決器處理和發送數據幀到無線網絡；接入控制單元，與RFD部件和發送判決器部件和至少有一個虛擬客戶通訊，虛擬客戶與RFD部件、發送判決器部件、接入控制單元通訊，虛擬客戶維護與無線網絡通信有關的狀態信息。
還提供了一種仿真無線網絡流量的方法，其中，此方法包括提供與收發器部件通訊的調制器/解調器部件，收發器部件在無線網絡中發送和接收；產生多個與調制器/解調器連接的虛擬客戶，其中，虛擬客戶在無線網絡中發送和接收與選定的無線通信標準一致的數據幀，并且虛擬客戶為通信協議維護由選定的無線通信標準要求的單個狀態。
附圖簡述參考示例圖形，其中相同的部件在這些圖中有相同的標號圖1顯示概括的整體測試系統環境；圖2顯示仿真的無線環境測試系統；圖3顯示有多個測試系統的仿真無線環境測試系統；圖4顯示系統機殼；圖5顯示說明在測試系統機殼和背板之間的布局和連接的示意圖；圖6顯示載波模塊；圖7顯示可選實施例的載波模塊；圖8顯示干擾引入模塊；圖9顯示內聯(inline)信道的仿真器模塊；圖10顯示概括的TestMAC(測試MAC)設備；圖11顯示TestMAC設備；圖12顯示配置為TestMAC模塊的TestMAC設備；圖13顯示RF端口模塊的功能框圖；圖14顯示與多個測試機殼連接的互連發現設備的簡化示意框圖；圖15顯示測試系統第一實施例的功能框圖；圖16顯示測試系統第一實施例的概念框圖；圖17顯示測試系統第二實施例的功能框圖；
圖18顯示測試系統第二實施例的概念框圖；圖19顯示測試系統第三實施例的功能框圖；圖20顯示測試系統第三實施例的概念框圖；圖21顯示配置為運行單個NIC和內聯信道仿真器模塊的載波模塊；圖22顯示說明無線網絡中仿真流量的方法的框圖。
優選實施例測試系統實施例和此處描述的操作方法是根據在仿真的運行條件下無線系統相互臨近時測試所需的屏蔽測試平臺說明的。然而，據估計，此測試系統可以用作各種其它應用的屏蔽測試平臺，如有意或無意輻射源(both intentional and unintentional radiators)的EMC/EMI(電磁兼容/電磁干擾)兼容測試。以下討論包括多種可能的測試系統配置的描述，接著根據本發明的運行測試系統的方法描述。本發明實施例將作詳細參考，并參照
。
當前，無線系統在戶外環境進行測試，此時不允許輕易進行網絡拓撲的重新配置，也不能移動設備使其漫游。因此，應理解，此測試系統基于RF信號組合器和可編程衰減器，其中，可編程衰減器由軟件控制，可方便地考慮到戶外傳輸的仿真，那將是非常好的。通過調整可編程衰減器來仿真無線設備通常情況下的傳輸路徑損耗，從而產生測試設備(DUT)的精確虛擬定位能力。
如此處討論的，據估計通過使用一個或多個屏蔽罩以安置這些無線設備，多個測試系統相互臨近時也可以運行。這樣就方便地阻止了測試系統間的RF干擾，從而允許多個測試系統在同一個實驗室運行，甚至在同一個試驗臺。還有人估計在測試系統的無線設備間提供RF隔離，以便使接收端的輸入信號強度由可編程衰減器而不是信號泄漏決定。此外，據估計還可能包含其它基礎結構以提供普通的同步能力，控制網絡，在控制網絡上引導選定的OS映象的能力，用于測試裝置、配合(orchestration)和結果顯示的與網絡連接的控制PC。
為便于理解，且由于有多個測試系統配置，首先描述概括的測試系統，接著描述測試系統每個部件或可能的部件。此后將描述該測試系統的優選實施例。
參照圖1，此圖表示和說明了無線環境測試系統100的概要全景圖。通常設有多個接入點(AP)102，其中每個AP 102經過至少一條信道106連接到不同數目的相關聯的無線客戶104，根據IEEE802.11標準定義的無線協議，其中每個無線客戶104可同時以相同或不同的頻率運行。此外，如圖所示AP 102通過至少一條信道106連接在一起，由于實際無線環境中的信道因不同的傳播因子(propagation factor)而強度不等，測試系統100通過可編程衰減器108考慮到了仿真不同的信道強度。據估計可編程衰減器108安裝在連接到中央集線器110的各條信道上，同時用于將各個無線設備連接到RF組合器網絡。RF組合器網絡方便地在所有連接的設備間提供信號連通性，可編程衰減器108方便地具有調整和設置每個無線設備接收器接收的信號強度的能力。
如果，測試系統100可用多種方法配置，以便使測試系統100中的每個無線設備能“聽到”此系統中的其它任何無線設備，盡管不必在同一時間，那將是非常好的。而且，通過合適的可編程衰減器108，一個或多個無線客戶104的信道長度可以被延長或縮短(以仿真客戶設備和AP 102間的距離)，從而考慮到了實現虛擬定位能力以仿真實際的無線環境，那將是非常好的。
如上文所述，虛擬定位涉及無線客戶104和目的接收器/發送器之間的距離，或信道長度。客戶設備離目的接收器/發送器越遠，信道就越長，因為信號損耗直接與信道長度相關，信道越長，信號損耗越厲害。但是，信號損耗和信道長度之間的關系可方便地考慮到變化的長度信道的仿真，只需通過調整安裝在信道106內的可編程衰減器108即可。因此，信道長度的增加或減少，此處指相對于RF組合器的無線客戶104的定位，可通過改變安裝在信道內的可編程衰減器108的值進行仿真。而且，據估計AP 102的虛擬定位也可通過上述方式進行仿真。需要指出的是，一個或所有的可編程衰減器108可用信號處理器代替，以仿真其它戶外異常情況，如信號失真。
現在參照圖2說明虛擬定位是如何實現的。圖中所示為仿真的測試系統100無線環境，包括通過多個可編程衰減器108連接到中央集線器的無線客戶104，其中每個無線客戶104的連接攜帶有從特定無線設備發送和接收的信號。考慮從AP 102到無線客戶104的RF信號。由圖可見，當信號從AP 102傳輸來時，信號由無線客戶104接收之前，信號必須經過接入點可編程衰減器A，RF組合器C，客戶可編程衰減器B。由信道阻抗產生的信號損耗可由可編程衰減器A、B和RF組合器C決定和控制，并經過調整能產生任何預先確定的接收信號強度值。應理解，由于部件的可逆特性，信號從無線客戶104到AP 102的傳輸產生相同的損耗，假定可編程衰減器A、B保持不變，那將是非常好的。如果這是無線環境中天線、發射器和接收器可逆特性的精確表示，那將更為理想。
因此，由測試系統100引入信道的損耗可簡單通過調整合適的可編程衰減器108的值來增加或減少，因為無線環境中的信道損耗與發射器和接收器間的物理距離大致成比例，無線客戶104相對于AP 102的仿真位置可簡單通過調整可編程衰減器108的值來改變。而且，據估計虛擬定位的概念可通過分級延伸測試系統100而擴展。圖3對此進行了說明，該圖表示呈星型配置連接的幾個測試系統100，其中RF組合器集線器C1安裝在此配置的中央，并且每個環形的測試系統100代表單獨的無線局域網(LAN)系統或基本服務集(BSS)，由AP 102和任意數目的無線客戶104組成。此外，RF組合器集線器C1通過可編程衰減器108與每個測試系統100連接。以類似于圖2所示系統方式，通過改變適當的可編程衰減器108的值，可實現每個無線LAN系統虛擬定位。
因此，如果測試系統100考慮到各種拓撲配置和情況的仿真，如在現實的無線局域網(LAN)系統中存在的覆蓋重疊(coverage overlap)的仿真，那將是非常好的。例如，單個的無線局域網(LAN)系統通過適當調整連接到中央RF組合集線器C1的可編程衰減器的值可用于信號覆蓋區域的重疊，以得到設想的信號重疊量。這種類型的仿真也可通過相對調低可編程衰減器120的值實現，從而允許來自仿真無線LAN 112(測試系統100)的信號能被另一個測試系統100檢測到。另一個例子是使來自無線客戶105的信號在另一個測試系統100中的強度比在與其直接相連的系統中強。事實上，通過增大所有其它設備104上可編程衰減器116和本測試系統112中114的值，并且減小自身可編程衰減器118的值，以及中央RF組合集線器C1的可編程衰減器120的值，無線客戶114看起來好像從一個有效范圍移到了另一個有效范圍，從而仿真無線客戶的漫游。
參照圖4-圖16，顯示和討論了測試系統100的各個部件。圖4表示系統機殼200，包括具有前面部分204和后面部分206的機殼框架202，其中系統機殼200限定了機殼空腔208，用于容納諸如載波模塊(CM)210和背板212。背板212設在機殼空腔208中，以便背板212與后面部分206相鄰且平行。據估計背板212通過適合于設想的最終目的的任何設備和/或方法，如螺旋、螺釘和/或夾子與后面部分206不可移動地相連。CM 210包括CM前部214和CM后部216，設置在機殼空腔208里，以便CM后部216與背板212相鄰并連接，下面還將做詳細描述。還估計CM 210可安裝在機殼空腔208且不可移動，此安裝由CM前部214和前面部分204通過裝配設備218相關聯實現，其中裝配設備218可以為螺旋、螺釘和/或夾。
如圖5所示，此圖表示系統機殼200與背板212間的布局和連接示意圖。系統機殼200包括同步時鐘(SC)124，以太網交換機126和RF組合器128。SC 124包括同步輸出端口130，同步輸入端口132和同步信號端口134。以太網交換機126包括以太網控制端口136，以太網擴展端口138和多個以太網通信端口140。RF組合器128包括RF擴展端口142和多個RF信號端口144。而且，背板212包括多個模塊連接器146，其中每個模塊連接器146包括與至少一個RF信號端口144連接的背板RF端口148，與至少一個以太網通信端口140連接的背板以太網端口150，以及與同步信號端口134連接的背板同步信號端口152。此外，系統電源端口可設置在后面板，并優選地與設在背板212上的電源分配設備連接。電源分配設備還與多個設在每個模塊連接器146上的電源輸入端口160相連，用于給每個系統模塊分配電源。
據估計后面部分206包括多個能向同步輸出端口130、同步輸入端口132、以太網控制端口136、以太網擴展端口138以及RF擴展端口142之間提供外部通信能力的連接器。還估計每個背板RF端口148是盲匹配的(blind mate)連接器，它能方便地實現每個系統模塊與RF組合器128間有RF連接，從而與測試系統100的其它部分連接。此外，如果每個背板同步信號端口152和同步信號端口134間的連接方便地考慮到將同一個同步信號分配到系統模塊，并考慮到多個測試系統完全同步，那將是非常好的。
測試系統100包括多個部件或模塊，在仿真設想的測試環境時可能需要。這些部件或模塊包括CM 210，干擾引入模塊(IIM)264，內聯信道仿真模塊(ICSM)284，TestMAC設備310、RF端口模塊(RFPM)448、互連發現設備(IDD)462，接收濾波分配器(RFD)318，接入控制單元(ACU)320，發送判決器(TA)322，流量信號源/接收器(TSS)328、接口單元(IU)326和分布式無線鏈路監控器(DAM)。接下來將討論這些部件或模塊。
圖6表示CM 210的框圖，包括設在CM后部216的CM接口連接器220，其中將CM接口連接器220尺寸、形狀，和配置定為簡單地與至少一個連接器模塊146連接。CM 210還包括CM電源分配設備222，用于給如下部件分配電源CM 210、處理設備224、多個無線網絡接口控制器(NIC)226、多個分集式天線(diversity antenna)端口228以及與多個RF開關230連接的多個用戶接入連接229。CM接口連接器220包括CM RF端口232、CM以太網端口234、CM同步信號端口236和CM電源端口238，其中CM電源端口238和CM以太網端口234以及CM同步信號端口236分別通過多個RFI濾波設備240連接到CM電源分配設備222和處理設備224。此外，處理設備224通過NIC連接器242與NIC 226連接，其中NIC 226又通過NIC分集式天線端口228、可編程RF衰減器246、RF分路器/組合器(splitter/combiners)248和RF開關230連接到CM RF端口232。如果圖6所示的實施例能方便地實現在天線間切換的能力，以及通過安裝于RF信道中的可編程RF衰減器246提供虛擬定位調整能力，那將是非常好的。
圖7表示CM 210的可選實施例框圖，類似的包括設在CM后部216的CM接口連接器220，為CM 210、處理設備224、多個網絡接口卡226、多個天線端口228、以及與多個RF開關230連接的用戶接入連接229分配電源的CM電源分配設備222。如上所述，CM接口連接器220包括CM RF端口232、CM以太網端口234、CM同步信號端口236和CM電源端口238，其中CM電源端口238和CM以太網端口234，以及CM同步信號端口236分別通過多個RFI濾波設備240連接到CM電源分配設備222和處理設備224。處理設備224通過NIC連接器242與多個NIC 226連接，這些NIC 226又通過NIC分集式天線端口228、可編程RF衰減器246、RF分路器/組合器248、RF開關250和RF開關230連接CM RF端口232。如果圖7所示的可選實施例不僅可通過開關而非衰減器實現天線間切換的能力，而且能通過安裝于RF信道中的可編程RF衰減器246提供虛擬定位調整能力，那將是非常好的。需要指出的是雖然圖中只表示和描述了一個以太網端口，據估計還可使用多個以太網端口。
如果測試系統100中的主要無線設備是CM 210，那將是非常好的。據估計處理設備224包括支持多個插槽252的操作系統，其中的插槽252用于安裝無線LAN NIC 226，可為MiniPCI或PCMCIA連接。每個插槽252包含分集式天線端口槽位和電源端口槽位。據估計NIC226包括用于分集式接收的多個天線連接，且CM 210通過可編程RF衰減器246提供到多個天線連接228的連接，其中，RF開關250可方便地實現NIC 226中分集式接收算法試驗，同時可編程RF衰減器246具有實現設想的虛擬定位所需的主要調整能力。
如果用戶接入RF連接229可通過直接接入RF信道，并經過RF分路器/組合器248而方便地提供直接連接NIC 226的能力，那將是非常好的。據估計無線信號通過CM RF端口232在NIC 226之間通信，CM以太網端口234是100BASE-TX端口，它提供到處理設備224的控制網絡接口。還估計CM 210也可包括附加的1001BASE-TX以太網連接，它連接到設在CM 210前面部分的前方以太網端口，用于將數據流輸入或輸出CM 210。
如果CM 210優選地能支持多個操作系統(OS)并運行選定的OS映象，那將是非常好的。這就能方便地允許用戶在任意OS下操作一個或多個無線NIC 226，只要存在此OS映象，如微軟的Windows OS。據估計CM 210從引導映象服務器(BIS)獲得其OS映象，雖然此映象優選地運行在控制PC上，它也可運行在連接到此控制網絡的任何PC上。如果此BIS與運行在處理設備224上的引導管理器(BM)協同工作，將OS映象下載到處理器設備224上，那將是非常好的。OS映象下載后，BM促使處理器224重新啟動新的OS。
據估計軟件驅動器用于安裝非定制(off-the-shelf)的NIC，方便地允許測試系統支持來自不同廠商的大批量生產的NIC，用于進行互操作性測試、NIC開發、用于配置無線NIC或產生和/或分析網絡流量的各種軟件工具開發。此外，無線NIC 226和軟件驅動器可用來安裝到一個或兩個插槽252，用于記錄無線鏈路的所有流量，其中NIC 226具有獲取并記錄所有單個無線信道上的流量的能力，用于分析和/或回放(playback)。
如果干擾引入模塊(IIM)264可用于仿真多種干擾條件，還可向測試系統100提供不同類型的干擾，那將是非常好的。IIM 264能仿真各種不同的干擾源，如微波爐、雷達、無線電話或和無線NIC 226使用同一頻帶的其它通信系統。將IIM包含在測試系統100中可方便地實現測試系統100在可控干擾環境下測試無線LAN設備，此環境為特定輻射帶中預先確定的干擾類型。
現在翻到圖8，此圖表示干擾引入模塊(IIM)264，干擾引入模塊包括具有IIM接口連接器268的IIM后面部分266。IIM 264也包括IIM電源分配設備270、IIM信號發生器控制系統272、IIM可編程信號發生器274和IIM可編程衰減器276。IIM接口連接器268包括IIM電源端口278、IIM以太網端口280和IIM RF端口281。IIM電源端口278通過RFI濾波設備282與IIM電源分配設備270連接。IIM以太網端口280通過RFI濾波設備282與IIM信號發生器控制系統272通訊，其中IIM信號發生器控制系統272又與IIM可編程信號發生器274通訊。IIM RF端口281通過盲匹配的RF連接器283與IIM可編程衰減器276通訊，其中IIM可編程衰減器276也與IIM可編程信號發生器274通訊。而且，將IIM接口連接器268的尺寸、形狀和配置定為簡單地且與至少一個模塊連接器146連接。
參照圖9，內聯信道仿真器模塊(ICSM)284示出，優選地包括具有ICSM以太網端口288和ICSM本地振蕩設備290的ICSM控制設備286。ICSM 284也包括分別與第一多通道和多普勒仿真器300和第二多通道和多普勒仿真器302通信的第一ICSM混合信號分路器/組合器296和第二ICSM混合信號分路器/組合器298。此外，第一ICSM混合信號分路器/組合器296和第二ICSM混合信號分路器/組合器298與ICSM RF端口304通訊。
據估計內聯信道仿真器模塊(ICSM)284可用于提供仿真信號損耗的方法，典型地由無線環境中常見的無線傳播現象引起的損耗。如果測試系統100中的電纜能承載沿電纜的兩個方向同時傳送的多個信號，那將是非常好的。為了將合適的信道仿真應用于這些信號，ICSM284通過第一ICSM混合信號分路器/組合器296和第二ICSM混合信號分路器/組合器298分別將信號分成“左路信號”和“右路信號”。“左路信號”和“右路信號”被傳到下行轉換器設備306，將信號轉換為具有各自基帶頻率的“左路基帶信號”和“右路基帶信號”。此后“左路基帶信號”和“右路基帶信號”分別傳到第一多徑和多普勒仿真器300和第二多徑和多普勒仿真器302，此處應用了仿真的信道信號失真。一旦信號失真加于“左路基帶信號”和“右路基帶信號”，兩路信號傳到上行轉換器設備308，上行轉換器設備308將“左路信號”和“右路信號”轉換或恢復出起始無線頻率。經過上行轉換，“左路信號”和“右路信號”分別通過第一ICSM混合信號分路器/組合器296和第二ICSM混合信號分路器/組合器298傳到ICSM RF端口304。
如果ICSM 284是信道模型的數字信號處理實現，如現有技術上已知的、或技術資料中可查的，那將是非常好的。需要指出的是，測試系統100是寬帶的，即，它不只局限于通過無線NIC可使用的無線信道。因此，據估計測試系統100也能測試運行于非IEEE 802.11支持信道的無線設備。據估計用于仿真多通道和多普勒傳播效應的各種通用技術方法都能使用，所有這些方法都可用數字信號處理器實現。此外，據估計仿真無線LAN系統的多徑失真特定抽頭延時線路模型(specific tapped delay line model)也能采用。
如果TestMAC設備310的特殊部分涉及仿真任意數目的無線客戶104，或虛擬客戶的能力，且與現實沖突(realistic collisions)相關聯，那將是非常好的。為產生虛擬客戶104，需要對標準的IEEE802.11MAC操作作出非常具體的修改，如下所述。高水平中(At a high level)，產生虛擬客戶104要求TestMAC設備310具有如下必要條件首先，TestMAC設備310接收數據或管理幀時，如果以上類型的幀尋址到由TestMAC設備310仿真的虛擬客戶，必須發送確認幀；或者接收尋址到由TestMAC設備310仿真的虛擬客戶的CTS幀時，必須發送CTS幀。第二，TestMAC設備310必須在所有虛擬客戶104間提供發送判決(arbitration)(競爭仿真)，并用這些判決仿真無線鏈路沖突。第三，如果每個虛擬客戶104是獨立的，TestMAC設備310必須分別維護它們的狀態。這包括，但并不只局限于此保持每個虛擬客戶104用于接收ACK的狀態、重試次數、分解和組裝、節電狀態和/或安全參數。滿足這些需求的功能如下所述。
參照圖10，表示和討論了配置成仿真虛擬客戶104的TestMAC設備310的功能框圖。TestMAC設備310典型地包括通過TestMAC收發器316與TestMAC調制解調器314通訊的TestMAC天線端口312。TestMAC調制解調器314還與接收濾波分配器(RFD)318、接入控制單元(ACU)320和發送判決器(TA)322通訊，其中TA 322與RFD 318和ACU 320通訊。此外，RFD 318、ACU 320和TA 322又與各個虛擬客戶104通訊，虛擬客戶104通過接口單元326和流量產生源和接收器(TSS)328與主機接口324通訊。TA 322還包括虛擬沖突信號輸入端口330和虛擬沖突信號輸出端口332。
通常，RFD 318能方便地處理接收到的幀頭并產生將要發送的ACK或CTS幀，對接收的所有尋址到由TestMAC設備310仿真的一系列私有地址的幀，都要發送ACK幀；且無論何時接收尋址到由TestMAC設備310仿真的一系列私有地址的RTS幀，都要發送CTS幀。如果合適，RFD 318也根據被尋址的虛擬客戶104將接收幀排隊(這是RFD 318的分配功能)。
更具體地說，一旦接收到幀，RFD 318驗證此幀的幀校驗序列(FCS)的有效性。FCS是根據整個幀的內容計算得到的值，其中有效的FCS表示此幀的接收極可能沒有錯誤。隨后RFD 318檢查接收幀的MAC頭部中所有信息，以確定頭部的值是否與幀中的地址一致。這些操作都是IEEE 802.11 MAC產品的標準操作。
每個幀都包括被稱為生存時間域(DF)的域，用于指定即使在無線鏈路繁忙時發送方期望幀將來存在的時間長度。這樣有助于避免“隱蔽站點(hidden station)”問題，當兩個基站之間的某些無線基站不能接收到兩個方向的傳輸信號時將發生這種問題。這是IEEE802.11標準的典型特征。基于IEEE 802.11標準描述的規則，RFD 318確定DF是否有效，如果有效，則將DF值傳給ACU 320。隨后RFD 318將接收幀的目的地址傳給地址查詢函數，以確定目的地址是否為虛擬客戶104的地址。如果目的地址屬于TestMAC設備310仿真的虛擬客戶104的一個地址，RFD 318確定此幀是否需要ACK(或CTS)。在IEEE 802.11標準下，如果目的域指定某個無線客戶104，此類數據和管理幀都必須接收確認幀，那將是非常好的。上述情況是與地址指向一組無線客戶104的幀比較而言，如此尋址的幀在IEEE 802.11標準下不會被確認。
如果以上描述的地址匹配功能是TestMAC設備310特有的，那將是非常好的，因為標準的IEEE 802.11設備在確定是否為此幀發送ACK之前只需要匹配一個私有地址。然而，需要指出的是，發送ACK的決定必須極快產生，例如，在IEEE 802.11(a)只需要2μs。因此，這種地址匹配操作與組播地址的幀所需地址匹配操作相區別，由于后者不需要ACK，也不需要快速的應答。因此RFD 318一旦確定需要ACK，即通知TA 322。此外，RFD 318將幀在合適的虛擬客戶104接收隊列中排隊。如果是接收到RTS幀，其目的地址與一個虛擬客戶104的地址匹配，RFD 318通知TA 322需要發送CTS幀，并向發送RTS的虛擬客戶104指示已接收到CTS。
如果ACU 320專門用于支持虛擬客戶104，并從TestMAC調制解調器314、RFD 318和TA 322接收輸入，那將是非常好的。TestMAC314發送純信道評估(Clear Channel Assessment CCA)信號和發送有效(transmit active TA)信號，其中CCA信號指示TestMAC調制解調器314何時在天線端口312收到無線LAN信號，TA信號指示此TestMAC調制解調器314何時在天線端口312發送無線LAN信號。RFD318將發送DF值，此值可更新網絡分配矢量(Network Allocation VectorNAV)，并由協議規則確定，用于分配到所有虛擬客戶104。如果一個公用的DF值可以是優化的一部分，該優化允許虛擬客戶只處理實例的特定部分，這對于測試系統200是新穎與獨一無二的。據估計TA322也可發送虛擬CCA信號，該虛擬CCA信號指示一個虛擬客戶104正發送數據(或者直接為數據幀，或者是間接的ACK或CTS幀)。這些輸入都將影響對信道是否被占用的判斷。而且，ACU 320向TA 322提供定時信息，并向每個虛擬客戶104提供信道狀態信息。
TA 322確定下一次通過無線鏈路發送什么幀。TA 322從RFD318、ACU 320和每個虛擬客戶104接收輸入。RFD 318發送信號指示是否必需要發送ACK或CTS幀，以及這些幀的目的MAC地址。ACU 320發送無線鏈路定時信息，這些信息使TA 322在正確的時間初始化幀發送，并使虛擬客戶104發送將要發送幀的請求，其中可能出現兩個或多個虛擬客戶104同時試圖發送幀。這種情況存在兩種可能。第一，無線鏈路已被占用，此時所有請求發送幀的虛擬客戶104必須進入補償(backoff)模式；或者第二，無線鏈路沒有占用，此時由TA 322確定在提出請求的虛擬客戶104之間發生了虛擬沖突，此時的應答設計為仿真實際無線鏈路沖突時的影響。接著TA 322發送許可信號到所有提出請求的虛擬客戶104，確定哪個幀的發送將占用最長的時間。TA 322產生隨機數據將幀填充到此長度并將此幀傳輸到TestMAC調制解調器314用于發送，其中計算出的此幀校驗序列被故意弄錯，從而保證任何接收實體都將此幀作為錯誤而丟棄。
此外，TA 322通過虛擬沖突信號輸出端口發送邏輯信號到TestMAC設備310的外部實體，以指示產生了虛擬沖突。此處的外部實體可以是另一個TestMAC設備，這種情況下第二個TestMAC設備從虛擬沖突信號端口330接收虛擬沖突信號。接收到虛擬沖突信號的后果是TA 322立即準備并發送隨機產生的幀，其長度不大于虛擬沖突輸入信號指示的長度。目的是為了當兩個TestMAC設備310幾乎同時要發送時，產生實際的同時發送空中沖突。如果第二個TestMAC已經在發送幀，則沖突必然發生，因此不需要再發送第二個幀。
如果不存在多個TestMAC，實際的空中沖突(real on-air collision)仍可能產生，只需要附加第二發送器專用于應答虛擬沖突輸出信號，那將是非常好的。第二發送器僅簡單地發送合適的持續時間的隨機數據以產生實際的空中沖突。如果TestMAC設備310的用戶想要在產生沖突時不一定接收錯誤，那也是非常好的。此時，將發送實際設想的數據，而不是發送隨機數據。如果來自兩個TestMAC設備310的信號沖突了，其中一個的幀可以是第一TestMAC發送的，而另一個幀是第二TestMAC發送的。據估計這種情況可能擴展到兩個以上的TestMAC。
虛擬客戶104從接口單元326、RFD 318和ACU 320接收輸入。每個虛擬客戶104優選地分配了其私有48bit靜態地址，并實現完全仿真單個IEEE 802.11無線客戶104的其它必要功能。這些功能可包括但不限于加密和解密、分解和重組，以及其它感興趣的功能，通常與IEEE 802.11 MAC子層管理實體有關，如電源管理、定時和同步功能、認證和關系管理、信道掃描。需要指出的是接口單元326提供與主機系統的連接，優選地為控制總線PCI、miniPCI或總線卡控制器，這些是安裝TestMAC的硬件系統必須的。接口單元326還可以是以太網接口，只要其對系統是適用的，沒有任何功能上的損失。
此時，當虛擬客戶104要發送幀時，它檢查ACU 320中的信道狀態指示器，以確定信道是否空閑。如果信道被占用，可能有幾種情況。第一，當物理無線鏈路在DIFS時期或更長時間里被清空時，虛擬客戶104將試圖向TA 322發送幀。第二，當物理無線鏈路被另一個物理設備的發送占用時，這時拒絕許可。虛擬客戶104必須進入“補償”模式，其中每個虛擬客戶104維護各自的“補償(backoff)”計數器。第三，無線鏈路可能因為一個或多個虛擬客戶104正在發送而被占用，此時發送許可被拒絕，虛擬客戶104必須進入“補償”模式。第四，兩個或兩個以上虛擬客戶104試圖同時訪問信道。TA 322將檢測這種情況。RFD 318對送往特定虛擬客戶104的幀提供分配功能，其中數據和管理幀將基于目的MAC地址排隊。控制幀或接收到控制幀的指示也被傳到合適的虛擬客戶104。
TSS 328用于產生和分析流量。據估計TSS 328可使用任何與設想的最終目的適合的設備和/或方法實現，如軟件和/或硬件(ASIC、FPGA、固件)。作為流量源，它可以將流量發送到與其直接連接的一個或多個虛擬客戶104，也可以發送到接口單元326。如前面的情況中，幀將基于源TestMAC設備310的地址傳到虛擬客戶104，其中虛擬客戶104將試圖通過RF網絡發送此幀。此幀在測試102中通過RF網絡由AP設備接收，并中繼到測試系統100的以太網連接部分。幀到達TestMAC設備310連接到的主機，并被傳到接口單元326，最后由產生此幀的TSS 328接收。這就是出口(egress)流量，此流量通過AP 102離開無線網絡。就入口(ingress)流量而言，其流量路徑與出口路徑相反。然而在這兩種情況下，一旦幀回到TSS 328，各種統計測量都依據當前運行的測試計算。而且，TSS 328也可作為經過點，允許測試幀從另一個源端進入TestMAC設備310。
當主機在WINDOWS操作系統下，TSS 328向操作系統提供應用程序接口(API)，允許接入虛擬客戶104，如同獨立的網絡接口。這樣能方便地實現Windows操作系統下的編寫的程序通過虛擬客戶104發送和接收流量。API在虛擬客戶104中的進一步應用是實現包通過PC主機橋接到達以太網接口。這就方便地實現了與控制網絡的通信，或者從測試網絡發送和接收測試流量。
如果TestMAC設備310能用于仿真各種運行條件，那將是非常好的。TestMAC設備310優選地為可編程無線收發器，能充當數量可選的符合標準的無線客戶104，還可充當用可控和預先確定的方法違反存在的媒體訪問控制(MAC)協議的系統，或充當無線AP 102。據估計TestMAC設備310也能記錄和給所有信號流量的蓋上精確的時間戳，此信號流量通過空中發送和接收，用于隨后的反演和/或分析。而且，雖然TestMAC設備310在此是作為測試系統100的模塊進行描述和討論的，它也可作為完全獨立的部件用于某領域的測試目的。
如果為了測試接入點在服務區中處理流量的能力，單個無線站點典型地不提供現實的重要情形(stress scenario)，那將是非常好的。因此，TestMAC設備310能仿真多個無線客戶104同時競爭接入無線網絡的情形。這就能方便地消除對多個無線客戶104，且每個都附有一臺計算機的需要，從而減少了所需費用和空間。肯定測試(positivetesting)，或無線NIC 226對照另一個已知完全符合MAC協議的無線NIC 226的測試，通常不足以完全發揮無線NIC 226的運行能力，顯而易見這種類型測試忽略了違反MAC協議的情況。因此，TestMAC設備310方便地考慮到否定測試(negative testing)，其中故意違反MAC協議是為了確定測試中的無線NIC 226能否恰當地處理和忽略這種情形，而不會進入一種未定義的運行狀態。
參照圖11和圖12，分別表示TestMAC設備310的功能框圖和TestMAC設備310作為TestMAC模塊422實現的功能框圖。此外，需要指出的是雖然TestMAC設備310在此處被描述成作為TestMAC設備310的NIC版實現，以及作為TestMAC模塊422，即TestMAC設備310的模塊版，如果TestMAC設備310也能用其它各種方法實現，意即不只局限于此處描述的內容，那將是非常好的。
圖11表示和討論了TestMAC設備310作為其NIC版實現的功能框圖。在此實現中，TestMAC設備310包括與TestMAC調制解調器/基帶314通訊的自定義MAC 412，其中調制解調器/基帶314又與TestMAC收發器316通訊。自定義MAC 412設計為可插入CM 210的插槽252，其中插槽252優選地為miniPCI插槽。因此，TestMAC設備310優選地包括TestMAC miniPCI接口連接器414、TestMAC天線端口416和TestMAC沖突同步輸入/輸出端口418，其中TestMACminiPCI接口連接器414和TestMAC天線端口416以普通的方式連接到CM 210，沖突同步輸入/輸出信號通過TestMAC沖突同步輸入/輸出端口418提供給測試系統100。以下將更為詳細的描述仿真實際沖突需要的沖突同步輸入/輸出信號。據估計當CM 210中安裝了多個TestMAC設備310，CM 210中的連接能將信號在多個TestMAC設備310之間傳輸。但是，若CM 210中安裝了規則(regular)的無線LANNIC 226，CM 210中的這些連接通常不再使用。如果存在在多個TestMAC設備310間同步信號的可選通訊方法，并包括使用通過主機接口通訊的消息，那將是非常好的。
而且，TestMAC設備310包括串行連接到TestMAC分集式天線端口416的可編程衰減器420，其中TestMAC可編程衰減器420控制每個信號幀的發送RF功率，從而允許TestMAC設備310仿真多個無線客戶104的虛擬位置。如果TestMAC設備310方便地具有控制信號發送功率和接收功率的能力，從而提供每個虛擬客戶(VC)的虛擬定位，那將是非常好的，盡管當前非定制的無線LAN NIC只具有調整信號發送功率的能力。
在另一個實施例中，多個TestMAC設備310可用單個安裝在測試系統100中的插入模塊實現。如果這種配置中以太網替代TestMAC設備310主機PCI接口，那將是非常好的。而且，不需要離開此模塊的信號就能直接提供沖突同步信令。此外還可用和TestMAC設備310中相同的方式提供RF功率控制信令，并且提供用戶接入和無需匹配的背板連接，以使與測試系統100的整合容易。
參照圖12，表示和討論了TestMAC模塊422的功能框圖。TestMAC模塊422包括TestMAC電源分配設備424、多個自定義MAC設備426、多個測試MAC調制解調器/基帶設備428、多個TestMAC無線收發器430以及具有TestMAC接口連接器434的TestMAC后面部分。TestMAC接口連接器434包括TestMAC功率端口436、TestMAC以太網端口438、TestMAC同步信號端口135和多個TestMAC RF端口440，其中TestMAC功率端口436通過RFI濾波設備442與TestMAC電源分配設備424通訊。此外，TestMAC以太網端口438與RFI濾波設備442通訊，RFI濾波設備442通過以太網交換機444進一步與每個用戶MAC設備426通訊。如果想要在實現TestMAC模塊422中引入多種變化，那將是非常好的，例如一種方式可包括在TestMAC模塊422上利用以太網端口438，但不包括以太網交換機444。每個自定義MAC設備426與一個TestMAC調制解調器/基帶設備428通訊，其中每個自定義MAC設備426和每個TestMAC調制解調器/基帶設備428均與一個TestMAC無線收發器430通訊。而且每個TestMAC無線收發器通過用戶接入TestMAC RF連接器446至少與一個TestMAC RF端口440通訊。
如果可以在同一個TestMAC模塊422中用相當簡單的處理運行兩個以上的自定義MAC設備426，那將是非常好的。每個自定義802.11MAC設備426的以太網接口通過TestMAC以太網端口438進行簡單復用，RF連接器446組合在TestMAC模塊422內以將背板上可用的RF端口減少到兩個。此外，沖突同步信號只在振鈴時簡單連接，以便一個自定義MAC設備426的輸出連接到另一個自定義MAC設備426的輸入。如果需要，這種方案可考慮到多個自定義MAC設備426之間的復雜沖突情形。然而，為了在兩個無線實體間產生沖突的目的，只要兩個自定義MAC設備426就足夠了。
RF端口模塊(RFPM)448是測試系統100中擴展性的關鍵。RFPM448可安裝在這些模塊連接器146的單個個槽位里，并提供作為測試設備(DUT)的AP 102和其它測試系統100的靈活安裝。整個系統機殼200可裝滿RFPM 448，為大規模集成無線LAN系統中需要無線LAN協同運行的測試特性做準備，如漫游。
參照圖13，RFPM 448示出并包括用于精確調整信號強度的多個可編程衰減器450、為提供擴展端口454所需的功率分路器/組合器452、在完全的無源系統不能再放大(scalable)時提供額外的信號增益的雙向可選開關放大器456。需要指出的是功率分路器/組合器452通過可編程衰減器451與RF測試頭連接器455通訊，以方便地考慮到連接到RFPM 448的多個測試頭。可編程衰減器450、451可進行調整，雙向可選開關放大器456可通過附于系統控制網絡460的板上控制器458進行選擇。如果RFPM 448能支持多個獨立的RF信號信道，那將是非常好的。
如果測試系統100還包括設在系統機殼200中的同步電路，此同步電路為系統機殼200內的每個部件提供同步信號，并連接到背板212，那將是非常好的。這樣能方便地將每個系統機殼200的內部計數器重新同步到特定的，高精確度的計數值。典型地，每100微秒就向系統機殼200的每個部件提供一次同步信號。然而，據估計可以任何定時速率向系統機殼200的部件提供同步信號，只要適合于設想的最終目的，如每100納秒。還估計可使用多個系統機殼200，此時提供主同步信號以重新同步每個系統機殼200的內部計數器。主同步信號可通過位于系統機殼200外部和/或內部的設備提供。
此外，測試系統100包括控制網絡和控制處理設備，其中控制網絡優選地為100BASE-TX網絡，該網絡將每個測試模塊連接到控制處理設備，并為測試系統100中的所有部件提供控制和協調。如果控制網絡方便地考慮到了數據的測試和/或測量，此數據在測試過程中獲取后重現，并傳到控制處理設備用于處理，那將是非常好的。控制處理設備優選地為個人電腦(PC)，設在測試系統100外部，包括配置、控制和運行測試系統100進行的所有測試的能力。PC上的應用軟件在用戶的控制下運行，以便用戶可以選擇測試配置，允許輸入和編輯參數，一旦用戶對測試感到滿意時，還允許用戶配置測試系統100的各個要素以配合測試。據估計應用軟件也收集測試和/或測量數據并將這些數據用預先確定的并可修改的形式傳送到用戶。
如果測試系統100提供充分的EM屏蔽，以便多個測試系統100在相互非常接近時能運行而不會由于電磁干擾導致測試異常，那將是非常好的。這顯然有利于IEEE 802.11(b)系統，因為他們通常只有三個可用信道。例如，考慮在非屏蔽條件下測試漫游系統(測試機殼和測試電纜都未屏蔽)。為了正確進行漫游測試，優選為三個信道(雖然兩個信道也能實現，但三個信道能得到更好的結果)。然而，如果在使用傳統的通過空中的方法的測試中三個信道被一個設備使用，臨近運行的其它系統將給測試系統帶來電磁干擾。因而測試中任何其它系統均不能運行(不管任何目的)。如果不僅屏蔽每個測試系統，而且屏蔽系統內包含的每個模塊，那將是非常有利的。為了在多個測試系統和多個測試模塊間提供充分的電磁隔離，以上措施是必要的。
舉一個例子說明電磁隔離的重要性，考慮兩個無線NIC 226的天線端口。其中最大發送RF功率為23dBm，最小靈敏度為-82dBm，對無意的傳輸信道(如泄漏)，無線NICs 226天線端口間的隔離必須超過105dB。如果沒有隔離，可能使某個無線NIC 226接收的最小信號不是由可編程衰減器確定的，而是來自于信號泄漏。這是不理想的，因為接收器輸入功率必須通過可編程衰減器可設置，使虛擬定位能力工作于整個設定的范圍。最好存在多種類型的RF隔離關于單個系統的隔離(如與外部世界的隔離)，關于測試系統與測試系統間的隔離。前者是避免外部干擾所必須的，且使測試系統能一同工作所必須的。后者是實現精確虛擬定位所必須的。
據估計測試系統100可用各種方式配置，使用一個或多個測試機殼200來構建設想的無線拓撲。為了充分利用測試環境，拓撲系統圖必須在系統軟件內生成，用被稱為“系統發現”的過程描繪已構建的拓撲。然而不幸的是，人工系統發現過程耗費時間且易于出錯。因此，自動完成系統發現過程將非常有利。系統發現過程包括確定任何單個機殼200的內容，以及多個機殼200間的連接。如果確定單個機殼200的內容相對簡單，因為系統已用標準方法設計了識別已安裝模塊的方法，那將是非常好的。但是，確定多個機殼200間的RF電纜連接是一個更加不確定(open-ended)的問題，因為用戶連接電纜具有靈活性。
為了簡化該過程，測試系統100包括互連發現方法和用于RF互連發現的互連發現設備(IDD)462。IDD 462與互連發現方法結合使用，可方便且清晰地繪制到測試系統100的所有RF連接圖。圖14描述了一個簡化的多個測試機殼200和IDD 462的示意框圖。圖的左側表示測試機殼200或模塊上的單個RF端口464。圖的右側表示類似的測試機殼200或具有同類型的IDD 462的模塊。它們由通常是屏蔽同軸電纜的RF傳輸線RF1連接。方法是探測一個或多個機殼200上的RF端口464間微小電流的存在，從而指示電纜的存在。通過打開或關閉電流，控制臺運行的軟件能確定哪兩個端口間有連接。
參照圖14，IDD 462示出了，其包括RF傳輸線RF1、電容C1、電容C2、電感L1、電阻R1、晶體管Q1和比較器OP1，其中比較器OP1有比較輸出Vo、正極輸入V+和負極輸入V-。電容C1優選地為阻塞DC的電容，其與RF傳輸線RF1串行連接，從而在IDD 462和測試機殼200或測試模塊內的RF部件間提供隔離。這樣能方便地允許有用頻率的RF信號通過，同時濾除RFD中的任何DC成分。電感L1連于RF1和比較器OP1的負極輸入V-之間，并提供充分的RF阻抗，以將由于IDD 462插入測試系統100引起的RF插入損耗減到最小，但允許DC信號通過。電阻R1連于比較器OP1的負極輸入V-和電源正極V之間，向IDD 462提供DC偏壓，此偏壓被傳到附于RF端口的任何RF電纜的遠端。電容C2連于比較器OP1的負極輸入V-和系統接地GND之間，為從電感L1泄漏出的RF信號提供到地的通路。這樣方便地防止RF信號泄漏到DC電源。
晶體管Q1優選地為具有發射極E、接收極C和基極B的NPN晶體管，其中E連接系統接地GND，C連接比較器OP1的負極輸入V-。OP1的正極輸入V+與參考電壓源Verf連接，參考電壓源大致設為正極電壓源V電壓的一半。當基極B正向偏壓，晶體管Q1將RF信號導線拉到接近系統接地電勢GND，并且比較器OP1感知電壓的下降，改變Vo的輸出狀態。這樣就在接口電路中驅動邏輯電平，從而將Vo的狀態變化傳到控制程序。
如果這不是IDD 462唯一可能的實施例，那將是非常好的。例如，通過交換Q1和R1，使Q1為PNP晶體管，除非晶體管導通，RF導線維持接地電勢。這就簡單地反轉了檢測電纜存在需要的邏輯。需要指出的是晶體管Q1是邏輯門的一部分。此門公知具有正適合于IDD462的開放集電極輸出。此外，其它類型的晶體管或開關設備也是可行的。例如，MOSFET或FET可作替換或者也可使用機械開關。
如果IDD 462可附于每個RF端口，并配置來接收或發送信號，那將是非常好的。然而，在正常的運行條件下，IDD 462配置來接收信號，其中IDD 462的運行如下所述。當測試系統100需要更新系統圖，控制系統上運行的控制程序開始遍歷每個RF端口，激活每個IDD462。如果激活的RF端口與另一個RF端口連接，遠端的IDD 462將檢測到電流。因為系統中只有一個其它的激活的RF端口，這就確定了兩個RF端口間有連接。控制程序接著使當前RF端口中的IDD 462不活動，并移到系統中另一個還要被測試的RF端口，從而確定所有設備的外部RF可連接性。
在許多測試情況中，人們設想如果能記錄所有在無線鏈路中監測到的流量用于分析和反演，那將是非常好的。例如，考慮相關性強的一致性和互操作性測試。一致性測試包括驗證單個無線設備與標準一致，而互操作性測試要確定兩個或多個無線設備能一起正確地工作。為了從此測試中獲得最多，監視實際的無線鏈路流量的能力是必要且有利的。因此，據估計賣方提供的無線NIC可被當作分布式無線鏈路監控器(DAM)。還估計根據測試需求，可將一個或多個DAM用于監視和/或記錄單個或多個信道。此監視器NIC優選地具有獲取和記錄在單個無線信道上檢測到的用于隨后的反演和分析的所有流量的能力。監視器NIC也包括如同在傳統邏輯分析器和網絡包獲取軟件所具有的特性，如時間戳、事件觸發、流量過濾等。這樣能方便地調試復雜的無線鏈路情形，包括速率適配、安全處理、QOS協商、業務傳送、以及許多其它情況。還需要進一步說明的是DAM可由多個遍布于測試系統100中的無線NIC’s(如監視NIC)組成，可包括駐留在測試系統100或其它適當位置(如控制臺)的分析軟件，該分析軟件收集和處理由監視NIC收集到的所有信息。
如果這種類型配置在測試系統被配置為仿真幾個BSS時有用，那將是非常好的，如以下將要討論的情況。監視器NIC優選地安裝在每個測試機殼200中，并編程以監視AP 102運行的信道。因為監視器NIC不進行發送，因而監視器NIC不可能有太強的信號過度驅動其它設備。因此，CM 210內的可編程衰減器能為BSS中的所有無線設備104提供合適的信號強度。此種情形中的關鍵是設置衰減器使監視器NIC以最大的數據速率從安裝在遠處的站點接收信號，同時防止相同CM 210內正在測試的無線設備104信號過載。測試系統200中的同步結構也可考慮到將全局時間戳分配給由監視NIC接收的每個幀，利用分配給測試系統100中運行的每個信道的監視器NIC，復雜的漫游情形也能方便地進行仿真和分析。
如果用戶選擇的無線NIC可安裝在CM 210中的一個槽位252中作為測試設備(DUT)下NIC，并且賣方提供的無線NIC安裝在另一個槽位252作為監視器NIC，那將是非常好的。此配置中，監視器NIC從DUT NIC接收足夠的信號功率量，以便使DUT NIC發送的所有幀可由監控器正確接收。需要指出的是由于可編程衰減器的某些配置，可能并不是DUT接收到的所有幀都能被監視NIC成功接收。但是，當監視NIC緊鄰著每個DUT NIC，可以收集并比較來自每個監視NIC的數據并重建整個無線鏈路處理。此外，全局時間戳性能方便地允許將時間戳分配到由監視NIC接收的每個幀，從而使分布式監視系統能全面了解無線LAN。這種全面的觀點將有利地考慮到將發生的真實沖突檢測。
典型地，沖突發生時的唯一信息是幀接收錯誤。如果兩個以上DUTNICs同時發送，監視器NIC幾乎肯定接收而不管沖突，因為監視器NIC處的DUT信號如此強大并且每個接收幀的時間戳將顯示兩幀是同時發送的，因此驗證了沖突的產生。據估計分布式監視系統也能檢測到隱蔽站點。這可通過注意到一個或多個DUT NIC沒有“聽到”另一個位于遠處的DUT NIC來實現。這對從測試配置中去除這種不需要的情形，同時對確定因測試目的作為隱蔽站點引入的DUT實際上就是隱蔽站點，都是有幫助的。
現在看圖15-圖20，表示和討論了測試系統100的多種配置。應注意，以下討論的測試系統配置不是為了代表所有可能的測試系統配置，因此不能將可能的配置僅限制在此處討論的范圍。
參照圖15和圖16，分別表示測試系統第一實施例600的功能框圖和概念框圖。測試系統600包括測試機殼602，其具有RF組合器604、TestMAC模塊606和多個CM 608，其中TestMAC模塊606和多個CM 608與RF組合器604通訊。RF組合器604與接入點610通訊，接入點610又與多個無線客戶612通訊。應注意，在此配置中，示出了7個CM’s 608和7個無線客戶612，其中每個CM’s 608只與7個無線客戶612中的一個關聯，并且為了簡化說明，每個CM 608只由無線NIC組裝了一半(each CM 608 is only half populated bywireless NIC)。
此外，參照圖16，一組多個無線客戶614示做TestMAC模塊606的代表，其中TestMAC模塊606配置為TestMAC模塊606，422。如前所述，TestMAC模塊606可用來代表預定數目的無線客戶612。可以看到RF組合器604和接入點610的連接由測試機殼602提供。
參照圖17和圖18，分別表示測試系統700的第二實施例的功能框圖和概念框圖。測試系統700包括測試機殼702，機殼702具有RF組合器704、TestMAC模塊706、多個CM708、第一RFPM710和第二RFPM712，其中TestMAC模塊706、多個CM708、第一、第二RFPM710、712都與RF組合器704通訊。測試系統700也包括與第一RFPM710通訊的第一接入點714和與第二RFPM716通訊的第二接入點712。如果第一接入點714和第二接入點716通過RF測試頭連接器455，分別連接到第一RFPM710和第二RFPM712，那將是非常好的。
如果此配置方便地允許要測試的簡單的漫游情形，其中首先與第一接入點714關聯的無線NICS漫游到第二接入點716，那將是非常好的。要實現此功能，首先設置可編程衰減器，以便第一接入點714和無線NIC間的接收是最有有利的，然后改變接入點信道中的衰減器使與第二接入點716的接收也是最有利的。可實現類似的測試，其中在第一接入點714剛掉電前將第二接入點716上電。這樣能方便地形成客戶大規模移動到第二接入點716，其影響是將對第二接入點716處理IEEE 802.11相關過程的機制形成重大壓力。
參照圖19和圖20，分別表示測試系統800的第三實施例的功能框圖和概念框圖，還描述了兩個基本服務集(BSS)801，其中每個基本服務集(BSS)都包括無線接入點102和多個無線客戶104。測試系統800包括第一接入點802、第二接入點804、第一測試機殼806、第二測試機殼808和第三測試機殼810，其中第一測試機殼806、第二測試機殼808和第三測試機殼810以分層方式連接，并且第一測試機殼806和第二測試機殼808代表兩個BSS 801。
第一測試機殼806包括與第一TestMAC模塊814和多個第一CM’s 816通訊的第一RF組合器812，第二測試機殼808包括與第二TestMAC模塊820和多個第二CM’s 822通訊的第二RF組合器818，第三測試機殼810包括與第一RFPM 826、第二RFPM 828和第三CM830通訊的第三RF組合器824。需要指出的是第一RFPM 826和第二RFPM 828用作RF擴展模塊，并通過每個RFPM 826上的RF擴展端口連接到第三測試機殼810。據估計兩個BSS’s 801之間的連接允許一個BSS 801中的站點可能接收另一個BSS 801中的站點。還估計圖18中的無線客戶830可以與任一個BSS 801關聯，這取決于其虛擬位置。據估計第一接入點802通過在第一RFPM 826上的RF測試頭連接器455連接到第一AP測試頭832，第二接入點804通過在第二RFPM828上的RF測試頭連接器455連接到第二AP測試頭834。
第三CM 830包括單個客戶NIC，此NIC優選地配置為仿真漫游的無線客戶，如圖15所示。如果通過調整RFPM 826、828中的可編程衰減器，相對于其它接入點，此客戶NIC能更好地“聽到”一個接入點，從而試驗無線客戶的漫游算法，那將是非常好的。雖然只描述了在第三測試機殼810中使用一個NIC，多個NIC也可使用，且每個具有相同的漫游能力，那將是非常好的。因此，使用RFPM 826、828和第一、第二和第三CM 816、822、830中的可編程衰減器，各種漫游情形都能用第三測試機殼810中的NIC仿真。
應注意當無線信號被發送后，信號通常會由于環境中的物體而經過反射、衍射和吸收。此外，無線設備也可包括有向天線，它更大地影響了發送信號，以及發送器和接收器間的相對運動，或者環境中物體的運動，這些可以在傳輸信號上引入多普勒頻移。因此，環境對無線信號的總體效應可分成兩組信道損耗和失真。信道損耗代表與發送信號強度相比，接收的無線信號強度的總的降低，通常是發送器與接收器間的距離，障礙物引起的信號吸收，以及在直射光線方向上的天線增益的函數。
失真效應通常是由多徑和多普勒頻移引起。多徑失真是由于接收反射波時存在多種相位和振幅且被接收電路加和引起的。因此，一些波同相(直接到達的信號波成分被加強)和一些波反相(直接到達的信號波成分被抵消)的現象產生極大的信號失真。因此，由于頻率作用特定的反射波與直接到達的波為同相或反相，因此多徑產生了依賴于頻率的信號失真。此外，多普勒頻移也造成了無線電波失真。例如，如果在發送器、反射器和接收器間有相對運動，發送信號可能經歷頻率偏移，頻率變高或變低，都進一步使最終接收的信號失真。
如果使所有信號強度都產生變化的現象(天線增益、傳播損耗和信號吸收)可直接用測試系統中的可編程衰減器仿真，從而使任何設想的情形包括其帶來的影響都能仿真，那將是非常好的。例如，考慮典型的無線LAN發送器和接收器情況。每個站點可以有有向天線，兩個天線間的直接通路可能被墻或其它障礙物阻擋。在這種情形下恰當地設置可編程衰減器意味著(a)估計兩站點間的信道損耗，(b)估計墻產生的衰減，(c)計算相對于天線輸入端口的天線增益，此天線對每個站點都處于合適的方向。
一旦確定了這些值后，將各種損耗加和可以用dB估計發送器和接收器之間的全部信號損耗。這樣就能方便地對這些無線站點間的可編程衰減器進行正確設置。為了說明多徑和多普勒失真，可以連接外部信道仿真器，或者使用ICSM 284。例如，使用此測試系統的一種可能配置包括配置為仿真接入點的TestMAC。參照圖21，CM 210配置為運行單個NIC，盡管ICSM 284與RF背板沒有連接，它仍可安裝在機殼200中。TestMAC 310和CM 210配置為將RF信號路由到用戶可接入的連接，其中由外部電纜提供TestMAC 310、CM 210和ICSM284之間的連接。
圖22表示和討論了描述仿真無線網絡900流量的方法框圖。如方框902所示為調制器解調器部件，用于與發送器部件通訊。如果發送器部件能發送和接收無線網絡中的RF信號，那將是非常好的。方框904中表示創建了多個與調制解器調器連接的虛擬客戶。此外，虛擬客戶發送和接收無線網絡中的與所選的無線通信標準一致的數據幀，其中虛擬客戶為所選無線通信標準要求的通信協議維護各自的狀態。
如果屏蔽場地和電纜使用適合于設想的最終目的的任何屏蔽設備來屏蔽，如銅和/或鋁外殼和/或銅和/或鋁網狀材料。而且，據估計還可使用其它屏蔽技術，如使用地平面、鐵氧體等。還估計已知的多種屏蔽材料和方法可以單獨或相互結合起來使用。
如上所述，圖22中方法900可由計算機實現的過程和執行此過程的設備的方式具體化。圖22的方法900還可用包含指令的計算機程序代碼的方式具體化，這些程序存儲于介質實體中，如軟盤、CD-ROM、硬盤、或其它計算機可讀的存儲介質，其中當程序下載到計算機并由其執行，計算機就成為實現此發明的設備。可將具有可重新編程的存儲器(如閃存)的現有系統更新來實現本發明。圖22所示方法也可用計算機程序代碼的方式具體化，例如，不管程序是否存儲在介質中，將程序代碼下載到計算機和/或由其執行，或者通過某種傳輸媒介發送，如通過電線或電纜、光纖、或電磁輻射，其中，當程序下載到計算機并由其執行，計算機就成為實現此發明的設備。如果在通用微處理器上執行時，計算機程序段配置微處理器以產生特定的邏輯電路。
上文已參照實施例對本發明進行了描述，對本領域一般技術人員能理解到，只要沒有脫離本發明的范圍，可進行各種改變或將其中的要素用等價物代替。此外，只要不脫離本發明的范圍，在本發明的思想中為適應特定的情況或材料可作出各種修改。
因此，本發明并不局限于特定的，宣布為實現本發明的最好模式的實施例，而是包括所有屬于附屬權利要求范圍中的實施例。
而且，除非特殊聲明，任何使用第一、第二等術語，并不表示任何順序或重要性，而只是用來區分不同的要素。
權利要求
1.用于仿真無線環境的系統，包括中央RF組合部件；多個連接節點，每個連接節點通過可編程衰減部件與所述中央RF組合部件之間有RF連接；其中，所述可編程衰減部件由控制器控制臺控制，所述控制器控制臺維護關于仿真無線環境中所述多個連接節點的仿真的空間定位的信息，并調整所述可編程衰減部件以適當地仿真所述仿真無線環境中的所述連接節點的被仿真的空間定位。
2.如權利要求1所述的系統，其中，所述系統允許多信道和多協議同時測試。
3.如權利要求1所述的系統，其中，關于所述仿真無線環境中的所述連接節點的仿真的空間定位信息可被動態地修改，所述控制器控制臺更新所述可編程衰減部件以適當地仿真所述連接節點的所述動態修改的被仿真的空間定位。
4.如權利要求1所述的系統，其中，所述控制器控制臺通過調整所述可編程衰減部件來仿真在所述無線環境中引起RF信號失真的物體。
5.如權利要求1所述的系統，其中，將RF信號引入所述系統以仿真所述無線環境中的干擾。
6.如權利要求1所述的系統，其中，所述連接節點的至少一個通過RF信號操縱部件與所述中央RF組合部件之間有RF通訊，所述RF信號操縱部件仿真由所述無線環境中的信號反射導致失真的RF信號。
7.如權利要求1所述的系統還包括與所述控制器控制臺通訊的圖形用戶界面，所述圖形用戶界面向用戶顯示所述仿真無線環境的圖形表示，其中所述用戶通過所述圖形用戶界面操縱所述仿真無線環境。
8.如權利要求7所述的系統，其中，至少一個連接節點將信號引入所述RF連接中，所述RF連接被其它連接節點檢測以確定所述多個連接節點間的物理連接信道，并且，所述圖形用戶界面基于所述物理連接信道創建所述仿真無線環境的所述圖形表示。
9.如權利要求1所述的系統，其中，所述RF連接由屏蔽電纜提供。
10.如權利要求2所述的系統，其中，多個所述連接節點中的每一個都包括與所述節點之間有RF連接的監視器探頭，所述監視器探頭監視至少一個對應節點運行于其上的信道，以產生關于所述信道上的RF信號的信息。
11.如權利要求10所述的系統，其中，所述監視器探頭接收系統同步信號，并使用所述系統同步信號產生關于所述信道上的RF信號的時間戳信息。
12.如權利要求11所述的系統，其中，所述系統接收來自多個監視器探頭的關于RF信號的所述時間戳信息，并且所述系統比較時間戳信息以產生所述無線環境中RF信號活動的時間戳歷史。
13.如權利要求1所述的系統，其中，至少一個連接節點提供到第二中央組合部件的電橋。
14.如權利要求1所述的系統，其中，至少一個連接節點包括在所述仿真無線環境中測試的無線測試設備。
15.如權利要求1所述的系統，其中，至少一個連接節點包括干擾引入部件以將可編程信號發生器產生的干擾信號引入所述仿真無線環境。
16.如權利要求1所述的系統，其中，所述中央RF組合部件、所述多個連接節點和所述可編程衰減部件都封裝在RF隔離模塊機殼內。
17.如權利要求16所述的系統，其中，所述RF隔離模塊機殼通過RF信號信道連接到第二RF隔離模塊機殼以仿真網絡拓撲。
18.用于在測試環境中產生和接收RF信號的RF模塊；所述RF模塊包括通過有線數據分組網發送和接收數據的數據網絡連接；至少一個安裝表面，以連接無線網絡接口卡，所述安裝表面包括連接，以便已安裝的無線網絡接口卡與可編程衰減部件之間有RF連接，其中所述可編程衰減部件與所述RF模塊中的RF端口之間有RF連接；控制器，與所述數據網連接的接口，所述控制器包括所述安裝表面的連接，所述控制器控制已安裝的無線網絡接口卡。
19.如權利要求18所述的RF模塊，其中，已安裝的無線網絡接口卡包括第二RF連接；且所述安裝表面包括連接，以便已安裝的無線網絡接口卡上的所述第二RF連接與第二可編程衰減部件之間有RF連接，所述第二可編程衰減部件通過RF組合部件與所述RF端口之間有RF連接。
20.如權利要求18所述的RF模塊，其中，所述RF模塊上的所述RF端口允許與RF組合部件互連，所述RF組合部件組合來自其它RF模塊的RF信號。
21.如權利要求20所述的RF模塊，其中，所述RF模塊上的所述RF端口按用電力的方式連接到DC信號探測器，以檢測與所述RF組合部件互連的其它RF模塊發射來的DC信號。
22.如權利要求21所述的RF模塊還包括按用電力的方式連接到所述RF模塊上的所述RF端口的DC信號引入器。
23.如權利要求18所述的RF模塊，其中，所述安裝表面包括RF隔離屏蔽，以包含從已安裝的無線網絡接口卡發射來的RF信號。
24.如權利要求23所述的RF模塊還包括多個RF信號接入點，以允許檢測和測量在每個所述RF信號接入點的RF信號。
25.如權利要求24所述的RF模塊，其中，所述多個RF信號接入點允許在所述RF信號接入點引入RF信號。
26.如權利要求18所述的RF模塊，其中，所述RF模塊接收系統同步信號，用于處理從已安裝的無線網絡接口卡接收到的數據。
27.如權利要求18所述的RF模塊，其中，所述RF模塊可分開地安裝在RF隔離機殼中，所述RF模塊上的RF端口連接到所述RF隔離機殼內的RF組合部件，該RF組合部件組合來自所述RF模塊和至少一個其它RF設備的RF信號。
28.用于仿真無線網絡中的流量的測試模塊，包括收發部件，與RF端口之間有RF連接到所述無線網絡；調制器/解調器部件，與所述收發部件通訊；接收濾波器和分配器(RFD)部件，與所述調制器/解調器部件通訊，所述RFD部件處理從該無線網絡接收到的數據幀；發送判決器部件，與所述調制器解調器部件通訊，所述發送判決器部件處理數據幀并向該無線網絡發送該數據幀；接入控制單元，與所述RFD部件和發送判決器部件通訊；至少一個虛擬客戶，所述虛擬客戶與所述RFD部件、所述發送判決器部件、所述接入控制單元通訊，所述虛擬客戶維護所述與無線網絡中的通信有關的狀態信息。
29.如權利要求28所述的測試模塊，其中，所述發送判決器部件產生根據所述無線網絡選用的協議無效的數據幀。
30.如權利要求28所述的測試模塊，其中，所述發送器判決部件產生具有不正確的檢驗和的數據幀，以仿真所述無線網絡中的空中沖突。
31.如權利要求28所述的測試模塊，其中，當另一個設備在該網絡中發送數據時，所述發送判決器部件發送數據幀；以在該網絡中產生實際的空中沖突。
32.如權利要求28所述的測試模塊，其中，所述測試模塊接收來自有線數據分組網的數據幀，所述測試模塊在無線網絡中發送所述接收到的數據幀。
33.如權利要求28所述的測試模塊，其中，所述RF端口按用電力的方式連接到DC信號檢測器，以檢測與所述測試模塊互連的其它模塊發射來的DC信號。
34.如權利要求33所述的測試模塊還包括電力連接到所述測試模塊上的所述RF端口的DC信號引入器。
35.如權利要求28所述的測試模塊，其中，所述測試模塊可分開安裝在RF隔離機殼內，所述測試模塊上的所述RF端口連接到所述RF隔離機殼內的RF組合部件，所述RF組合部件組合來自所述測試模塊和至少一個其它RF設備的RF信號。
36.如權利要求28所述的測試模塊，其中，所述測試模塊包含在獨立的容器結構內。
37.如權利要求36所述的測試模塊，其中，所述RF端口可分開連接到RF組合部件，所述RF組合部件組合來自所述測試模塊和至少一個其它RF設備的RF信號。
38.一種仿真無線網絡中的流量的方法，包括提供與收發器部件通訊的調制器/解調器部件，所述收發器部件在所述無線網絡中進行發送和接收；創建多個與所述調制器/解調器連接的虛擬客戶，其中，所述虛擬客戶在所述無線網絡中發送和接收與所選無線通信標準一致的數據幀，并且所述虛擬客戶按照所選無線通信標準的要求維護各自的通信協議狀態。
39.如權利要求38所述的方法還包括為所述多個虛擬客戶提供發送判決。
40.如權利要求38所述的方法還包括根據所述通信協議在所述無線網絡中發送無效的數據。
41.如權利要求38所述的方法還包括在所述無線網絡中發送具有無效校驗和的數據。
42.如權利要求39所述的方法，其中，所述發送判決包括在某時間發送的能力，以產生與在所述無線網路中正在發送的另一個設備的空中沖突。
43.如權利要求38所述的方法還包括檢測來自所互無線網絡的DC信號，所述DC信號由所述無線網絡中的發送器發射。
44.如權利要求43所述的方法還包括將DC信號引入所述無線網絡。
45.如權利要求38所述的方法，其中，所述收發器部件與RF組合部件之間有RF連接，所述RF組合部件組合來自多個RF設備的RF信號。
46.如權利要求38所述的方法，其中，所述收發器部件與RF端口之間有RF連接，所述RF端口包含在RF隔離機殼內。
全文摘要
一種用于仿真無線環境的方法和系統，包括中央RF組合部件；多個連接節點，每個連接節點通過可編程衰減部件與中央RF組合部件之間有RF連接；其中，可編程衰減部件由控制器控制臺控制，所述控制器控制臺維護與仿真無線環境中的連接節點的仿真空間定位有關的信息，并調整可編程衰減器以適當地仿真所述仿真無線環境中的所述連接節點的仿真空間定位。此外，還提供有用于在測試環境中產生和接收RF信號的RF模塊。
文檔編號H04B17/00GK1650653SQ03810123
公開日2005年8月3日 申請日期2003年3月4日 優先權日2002年3月4日
發明者范尼·I·姆利納斯凱, 查爾斯·R·賴特, 約翰·R·格里辛 申請人:阿茲穆斯網絡公司