专利名称：用于仿真无线环境的测试系统及其使用方法
技术领域：
本发明主要涉及通信设备的测试，特别地，涉及在各种仿真的操作条件下，用于测试无线计算机网络通信设备的方法和系统。
背景技术：
计算机网络为大家所共知并广泛应用于各个行业。当前有许多不同类型的有线计算机网络可供个人和企业使用，如以太网、令牌环网、千兆以太网、ATM(异步转移模式)、IP，其中以有线以太网最为普遍。新兴的局域网(LANs)通常是基于IEEE 802.11标准。由于以太网得到普遍应用，人们开发了许多设备和方法测试以太网通信系统。然而，由于无线计算机网络通信系统的实现和维护更为经济，它们变得日益盛行且广泛应用于局域网(LAN)节点间的数据通信。相对于存在的其它类型网络通信系统而言，无线网系统的一个优势是不需要通信电线/电缆。无线网络系统实现了大量计算机节点连接在一起，而没有所有麻烦的、非无线通信系统必须的通信线路(如以太网线)，因此它能提供更有效的空间利用。与存在的其它类型网络通信系统相比，无线网络系统另一个优点是，在一幢没有有线网络设施的建筑物中，无线系统的实现更为简单和经济。
但是，与以太网系统不同，无线通信网络缺乏有效的手段和方法来验证其性能、互用性以及与无线标准的一致性。尽管是许多原因导致了当前测试设备和方法的缺乏，测试设备和方法的发展主要受到几种因素的阻碍，包括与有线通信系统相比，无线通信系统增长的复杂性。日益增加的复杂程度是提高无线系统可靠性，并使其性能达到可用所必需的因素。另一个阻碍因素包括网络边界。不同于有线系统，无线系统具有模糊网络边界，因此无线网络的测试需要特殊考虑，以避免与不在此测试过程中的其它无线系统相干扰。另一个阻碍因素是通信协议没有成熟，且由于不断的标准化行为使其处于持续变化中。最后，由于许多的无线设备制造商是从设计和制造传统的有线系统开始的，他们通常缺少无线设备专业知识，因而也缺少在无线通信问题上的专业知识。
因此，目前测试无线通信设备的典型方法的范围包括在户外环境中通过电缆将无线设备连接起来简单进行测试，或者将测试装置安装在射频(RF)屏蔽屋里。虽然户外测试装置具有建造简单的优势，但是它们通常存在一系列问题。首先，户外环境难于控制。不可能精确控制信号强度和测试拓扑以验证协议的实现。经常由于间歇性的干扰，特定测试不能重复得到一致结果。第二，每个测试系统至少占用一个无线信道，由于无线信道被政府管制和分配而成为稀有资源。因此，一个积极的(active)测试实验室可能将分配的所有信道用于一个测试装置，从而防止多个独立的测试装置同时操作，也防止多个工程师或生产工人一同工作。然而，克服户外测试装置局限性的一种方法是将测试装置通过有RF电缆、RF组合器和RF衰减器的RF电缆系统连接到无线设备。使用这种方式，发射器信号能通过RF电缆系统传输到无线系统接收器。这样不仅可以使用RF衰减器控制信号功率强度，而且在可重复测试条件下，此装置能支持可控环境下的灵活网络拓扑(topologies)。
虽然以上方法对户外测试装置有所改进，但是干扰问题依然存在。其中一种干扰问题包括在一个小区域内建立测试系统同时允许其它测试系统在附近运行，如临近的测试台的能力。不幸的是，因为大量的无线系统有极为敏感的接收器以使发射器和接收器之间的距离处于有效范围时系统能运行，所以这是不实际的。用于此测试装置的灵活的电缆并没有提供充分(sufficient)的RF隔离水平，以允许多个无干扰的测试装置共存于一个实验室。因此，如果使用多个测试装置，来自一个测试装置发射器的信号能从电缆泄露出去，并渗入其它测试装置的接收器中，这就极大的降低了测试结果的可靠性和有效性。
尽管RF屏蔽屋能提供隔离环境，这些屋子的建造和维护都非常昂贵，且通常需要足够大的空间。此外，在一个屏蔽屋里运行多个测试装置的问题仍然存在，因为尽管屏蔽屋能将测试装置与位于屏蔽屋外的RF干扰源隔离，却不能将测试装置与屏蔽屋内的干扰源隔离。而且，由于屏蔽屋的费用大，它们通常由多个对房子有不同需求的工程师共享。因此，由于安装和拆卸一套测试装置可能需要几小时到几天的时间，就有不要过于频繁的改变测试装置的动机(incentive)，这会限制测试机构的生产率。此外，测试无线系统的额外成本包括购买特定的设备用于执行、协调、自动化和同步测试。当前技术要求测试系统由通用部件组装，并且，因为这些部件不可能设计成解决整个问题，通常必须将它们整合成一个工作系统。一旦组装好测试系统，通常必须开发测试软件以使测试过程自动化，且根据测试装置的复杂性，需要花费大量的努力来开发控制软件。这些工作占用额外的时间、努力、专业知识并代表巨大的劳动力成本。
而且，除非开发并维护严格的规定，否则每种测试装置都不一样，且由于每种装置由不是特别适合此工作的部件构成，测试装置的每个部件都有各自的编程方法。由于缺乏基本的整合，那些要求射频传输相协调的测试难以安排。所有努力对无线设备制造商来说通常非常昂贵，耗费大量时间，且效率低下。而且，此装置的花费随着设备整合、标准化、测试软件的定制而进一步增加。要建立和执行包括重叠的基本服务集(BSSs-Basic Service Sets)、漫游和隐蔽站点的测试非常困难，因为它们通常需要灵活控制无线网络拓扑，因此需要无线站点和接入点能被随处携带或用车装载。
因此，测试系统需要能提供灵活的有线环境用于RF测试，其中灵活的有线环境考虑到灵活的拓扑配置，而且此测试环境提供屏蔽的测试平台，从而考虑到了不同无线系统在非常接近时测试也没有干扰。
发明内容
本发明通过提供一种仿真无线环境的系统，解决了以上所述的需求，此系统包括中央射频组合部件；多个连接节点，每个连接节点通过可编程衰减部件与中央RF连接部件间有RF连接；其中，可编程衰减部件由控制器控制台控制，控制器控制台维护关于仿真无线环境中多个节点的仿真空间定位的信息，并且调整可编程衰减部件，以适合于仿真该仿真无线环境中连接节点的仿真空间定位。
此外，提供了用于在测试环境中产生和接收RF信号的RF模块，其中，此模块包括通过有线数据分组网络发送和接收数据的数据网络连接；至少一个连接无线网络接口卡的安装表面(mounting surface)，此安装表面包括连接，以便使安装的无线网络接口卡与可编程衰减部件之间有RF连接，其中，可编程衰减部件与RF模块中的RF端口之间有RF连接；控制器，是与此数据网络连接的接口，且包括安装表面的连接，此控制器控制安装好的无线网络接口卡。
此外，提供了用于仿真无线网络中流量的测试模块，包括收发器部件(transceiver component)，与RF端口之间有RF连接到无线网络；调制器/解调器部件，与收发器部件通讯；接收滤波分配器(distributor RFD)部件，与调制器/解调器部件，RFD部件通讯，以处理从无线网络接收到的数据帧；发送判决器部件，与调制器/解调器部件通讯，发送判决器处理和发送数据帧到无线网络；接入控制单元，与RFD部件和发送判决器部件和至少有一个虚拟客户通讯，虚拟客户与RFD部件、发送判决器部件、接入控制单元通讯，虚拟客户维护与无线网络通信有关的状态信息。
还提供了一种仿真无线网络流量的方法，其中，此方法包括提供与收发器部件通讯的调制器/解调器部件，收发器部件在无线网络中发送和接收；产生多个与调制器/解调器连接的虚拟客户，其中，虚拟客户在无线网络中发送和接收与选定的无线通信标准一致的数据帧，并且虚拟客户为通信协议维护由选定的无线通信标准要求的单个状态。
附图简述参考示例图形，其中相同的部件在这些图中有相同的标号图1显示概括的整体测试系统环境；图2显示仿真的无线环境测试系统；图3显示有多个测试系统的仿真无线环境测试系统；图4显示系统机壳；图5显示说明在测试系统机壳和背板之间的布局和连接的示意图；图6显示载波模块；图7显示可选实施例的载波模块；图8显示干扰引入模块；图9显示内联(inline)信道的仿真器模块；图10显示概括的TestMAC(测试MAC)设备；图11显示TestMAC设备；图12显示配置为TestMAC模块的TestMAC设备；图13显示RF端口模块的功能框图；图14显示与多个测试机壳连接的互连发现设备的简化示意框图；图15显示测试系统第一实施例的功能框图；图16显示测试系统第一实施例的概念框图；图17显示测试系统第二实施例的功能框图；
图18显示测试系统第二实施例的概念框图；图19显示测试系统第三实施例的功能框图；图20显示测试系统第三实施例的概念框图；图21显示配置为运行单个NIC和内联信道仿真器模块的载波模块；图22显示说明无线网络中仿真流量的方法的框图。
优选实施例测试系统实施例和此处描述的操作方法是根据在仿真的运行条件下无线系统相互临近时测试所需的屏蔽测试平台说明的。然而，据估计，此测试系统可以用作各种其它应用的屏蔽测试平台，如有意或无意辐射源(both intentional and unintentional radiators)的EMC/EMI(电磁兼容/电磁干扰)兼容测试。以下讨论包括多种可能的测试系统配置的描述，接着根据本发明的运行测试系统的方法描述。本发明实施例将作详细参考，并参照
。
当前，无线系统在户外环境进行测试，此时不允许轻易进行网络拓扑的重新配置，也不能移动设备使其漫游。因此，应理解，此测试系统基于RF信号组合器和可编程衰减器，其中，可编程衰减器由软件控制，可方便地考虑到户外传输的仿真，那将是非常好的。通过调整可编程衰减器来仿真无线设备通常情况下的传输路径损耗，从而产生测试设备(DUT)的精确虚拟定位能力。
如此处讨论的，据估计通过使用一个或多个屏蔽罩以安置这些无线设备，多个测试系统相互临近时也可以运行。这样就方便地阻止了测试系统间的RF干扰，从而允许多个测试系统在同一个实验室运行，甚至在同一个试验台。还有人估计在测试系统的无线设备间提供RF隔离，以便使接收端的输入信号强度由可编程衰减器而不是信号泄漏决定。此外，据估计还可能包含其它基础结构以提供普通的同步能力，控制网络，在控制网络上引导选定的OS映象的能力，用于测试装置、配合(orchestration)和结果显示的与网络连接的控制PC。
为便于理解，且由于有多个测试系统配置，首先描述概括的测试系统，接着描述测试系统每个部件或可能的部件。此后将描述该测试系统的优选实施例。
参照图1，此图表示和说明了无线环境测试系统100的概要全景图。通常设有多个接入点(AP)102，其中每个AP 102经过至少一条信道106连接到不同数目的相关联的无线客户104，根据IEEE802.11标准定义的无线协议，其中每个无线客户104可同时以相同或不同的频率运行。此外，如图所示AP 102通过至少一条信道106连接在一起，由于实际无线环境中的信道因不同的传播因子(propagation factor)而强度不等，测试系统100通过可编程衰减器108考虑到了仿真不同的信道强度。据估计可编程衰减器108安装在连接到中央集线器110的各条信道上，同时用于将各个无线设备连接到RF组合器网络。RF组合器网络方便地在所有连接的设备间提供信号连通性，可编程衰减器108方便地具有调整和设置每个无线设备接收器接收的信号强度的能力。
如果，测试系统100可用多种方法配置，以便使测试系统100中的每个无线设备能“听到”此系统中的其它任何无线设备，尽管不必在同一时间，那将是非常好的。而且，通过合适的可编程衰减器108，一个或多个无线客户104的信道长度可以被延长或缩短(以仿真客户设备和AP 102间的距离)，从而考虑到了实现虚拟定位能力以仿真实际的无线环境，那将是非常好的。
如上文所述，虚拟定位涉及无线客户104和目的接收器/发送器之间的距离，或信道长度。客户设备离目的接收器/发送器越远，信道就越长，因为信号损耗直接与信道长度相关，信道越长，信号损耗越厉害。但是，信号损耗和信道长度之间的关系可方便地考虑到变化的长度信道的仿真，只需通过调整安装在信道106内的可编程衰减器108即可。因此，信道长度的增加或减少，此处指相对于RF组合器的无线客户104的定位，可通过改变安装在信道内的可编程衰减器108的值进行仿真。而且，据估计AP 102的虚拟定位也可通过上述方式进行仿真。需要指出的是，一个或所有的可编程衰减器108可用信号处理器代替，以仿真其它户外异常情况，如信号失真。
现在参照图2说明虚拟定位是如何实现的。图中所示为仿真的测试系统100无线环境，包括通过多个可编程衰减器108连接到中央集线器的无线客户104，其中每个无线客户104的连接携带有从特定无线设备发送和接收的信号。考虑从AP 102到无线客户104的RF信号。由图可见，当信号从AP 102传输来时，信号由无线客户104接收之前，信号必须经过接入点可编程衰减器A，RF组合器C，客户可编程衰减器B。由信道阻抗产生的信号损耗可由可编程衰减器A、B和RF组合器C决定和控制，并经过调整能产生任何预先确定的接收信号强度值。应理解，由于部件的可逆特性，信号从无线客户104到AP 102的传输产生相同的损耗，假定可编程衰减器A、B保持不变，那将是非常好的。如果这是无线环境中天线、发射器和接收器可逆特性的精确表示，那将更为理想。
因此，由测试系统100引入信道的损耗可简单通过调整合适的可编程衰减器108的值来增加或减少，因为无线环境中的信道损耗与发射器和接收器间的物理距离大致成比例，无线客户104相对于AP 102的仿真位置可简单通过调整可编程衰减器108的值来改变。而且，据估计虚拟定位的概念可通过分级延伸测试系统100而扩展。图3对此进行了说明，该图表示呈星型配置连接的几个测试系统100，其中RF组合器集线器C1安装在此配置的中央，并且每个环形的测试系统100代表单独的无线局域网(LAN)系统或基本服务集(BSS)，由AP 102和任意数目的无线客户104组成。此外，RF组合器集线器C1通过可编程衰减器108与每个测试系统100连接。以类似于图2所示系统方式，通过改变适当的可编程衰减器108的值，可实现每个无线LAN系统虚拟定位。
因此，如果测试系统100考虑到各种拓扑配置和情况的仿真，如在现实的无线局域网(LAN)系统中存在的覆盖重叠(coverage overlap)的仿真，那将是非常好的。例如，单个的无线局域网(LAN)系统通过适当调整连接到中央RF组合集线器C1的可编程衰减器的值可用于信号覆盖区域的重叠，以得到设想的信号重叠量。这种类型的仿真也可通过相对调低可编程衰减器120的值实现，从而允许来自仿真无线LAN 112(测试系统100)的信号能被另一个测试系统100检测到。另一个例子是使来自无线客户105的信号在另一个测试系统100中的强度比在与其直接相连的系统中强。事实上，通过增大所有其它设备104上可编程衰减器116和本测试系统112中114的值，并且减小自身可编程衰减器118的值，以及中央RF组合集线器C1的可编程衰减器120的值，无线客户114看起来好像从一个有效范围移到了另一个有效范围，从而仿真无线客户的漫游。
参照图4-图16，显示和讨论了测试系统100的各个部件。图4表示系统机壳200，包括具有前面部分204和后面部分206的机壳框架202，其中系统机壳200限定了机壳空腔208，用于容纳诸如载波模块(CM)210和背板212。背板212设在机壳空腔208中，以便背板212与后面部分206相邻且平行。据估计背板212通过适合于设想的最终目的的任何设备和/或方法，如螺旋、螺钉和/或夹子与后面部分206不可移动地相连。CM 210包括CM前部214和CM后部216，设置在机壳空腔208里，以便CM后部216与背板212相邻并连接，下面还将做详细描述。还估计CM 210可安装在机壳空腔208且不可移动，此安装由CM前部214和前面部分204通过装配设备218相关联实现，其中装配设备218可以为螺旋、螺钉和/或夹。
如图5所示，此图表示系统机壳200与背板212间的布局和连接示意图。系统机壳200包括同步时钟(SC)124，以太网交换机126和RF组合器128。SC 124包括同步输出端口130，同步输入端口132和同步信号端口134。以太网交换机126包括以太网控制端口136，以太网扩展端口138和多个以太网通信端口140。RF组合器128包括RF扩展端口142和多个RF信号端口144。而且，背板212包括多个模块连接器146，其中每个模块连接器146包括与至少一个RF信号端口144连接的背板RF端口148，与至少一个以太网通信端口140连接的背板以太网端口150，以及与同步信号端口134连接的背板同步信号端口152。此外，系统电源端口可设置在后面板，并优选地与设在背板212上的电源分配设备连接。电源分配设备还与多个设在每个模块连接器146上的电源输入端口160相连，用于给每个系统模块分配电源。
据估计后面部分206包括多个能向同步输出端口130、同步输入端口132、以太网控制端口136、以太网扩展端口138以及RF扩展端口142之间提供外部通信能力的连接器。还估计每个背板RF端口148是盲匹配的(blind mate)连接器，它能方便地实现每个系统模块与RF组合器128间有RF连接，从而与测试系统100的其它部分连接。此外，如果每个背板同步信号端口152和同步信号端口134间的连接方便地考虑到将同一个同步信号分配到系统模块，并考虑到多个测试系统完全同步，那将是非常好的。
测试系统100包括多个部件或模块，在仿真设想的测试环境时可能需要。这些部件或模块包括CM 210，干扰引入模块(IIM)264，内联信道仿真模块(ICSM)284，TestMAC设备310、RF端口模块(RFPM)448、互连发现设备(IDD)462，接收滤波分配器(RFD)318，接入控制单元(ACU)320，发送判决器(TA)322，流量信号源/接收器(TSS)328、接口单元(IU)326和分布式无线链路监控器(DAM)。接下来将讨论这些部件或模块。
图6表示CM 210的框图，包括设在CM后部216的CM接口连接器220，其中将CM接口连接器220尺寸、形状，和配置定为简单地与至少一个连接器模块146连接。CM 210还包括CM电源分配设备222，用于给如下部件分配电源CM 210、处理设备224、多个无线网络接口控制器(NIC)226、多个分集式天线(diversity antenna)端口228以及与多个RF开关230连接的多个用户接入连接229。CM接口连接器220包括CM RF端口232、CM以太网端口234、CM同步信号端口236和CM电源端口238，其中CM电源端口238和CM以太网端口234以及CM同步信号端口236分别通过多个RFI滤波设备240连接到CM电源分配设备222和处理设备224。此外，处理设备224通过NIC连接器242与NIC 226连接，其中NIC 226又通过NIC分集式天线端口228、可编程RF衰减器246、RF分路器/组合器(splitter/combiners)248和RF开关230连接到CM RF端口232。如果图6所示的实施例能方便地实现在天线间切换的能力，以及通过安装于RF信道中的可编程RF衰减器246提供虚拟定位调整能力，那将是非常好的。
图7表示CM 210的可选实施例框图，类似的包括设在CM后部216的CM接口连接器220，为CM 210、处理设备224、多个网络接口卡226、多个天线端口228、以及与多个RF开关230连接的用户接入连接229分配电源的CM电源分配设备222。如上所述，CM接口连接器220包括CM RF端口232、CM以太网端口234、CM同步信号端口236和CM电源端口238，其中CM电源端口238和CM以太网端口234，以及CM同步信号端口236分别通过多个RFI滤波设备240连接到CM电源分配设备222和处理设备224。处理设备224通过NIC连接器242与多个NIC 226连接，这些NIC 226又通过NIC分集式天线端口228、可编程RF衰减器246、RF分路器/组合器248、RF开关250和RF开关230连接CM RF端口232。如果图7所示的可选实施例不仅可通过开关而非衰减器实现天线间切换的能力，而且能通过安装于RF信道中的可编程RF衰减器246提供虚拟定位调整能力，那将是非常好的。需要指出的是虽然图中只表示和描述了一个以太网端口，据估计还可使用多个以太网端口。
如果测试系统100中的主要无线设备是CM 210，那将是非常好的。据估计处理设备224包括支持多个插槽252的操作系统，其中的插槽252用于安装无线LAN NIC 226，可为MiniPCI或PCMCIA连接。每个插槽252包含分集式天线端口槽位和电源端口槽位。据估计NIC226包括用于分集式接收的多个天线连接，且CM 210通过可编程RF衰减器246提供到多个天线连接228的连接，其中，RF开关250可方便地实现NIC 226中分集式接收算法试验，同时可编程RF衰减器246具有实现设想的虚拟定位所需的主要调整能力。
如果用户接入RF连接229可通过直接接入RF信道，并经过RF分路器/组合器248而方便地提供直接连接NIC 226的能力，那将是非常好的。据估计无线信号通过CM RF端口232在NIC 226之间通信，CM以太网端口234是100BASE-TX端口，它提供到处理设备224的控制网络接口。还估计CM 210也可包括附加的1001BASE-TX以太网连接，它连接到设在CM 210前面部分的前方以太网端口，用于将数据流输入或输出CM 210。
如果CM 210优选地能支持多个操作系统(OS)并运行选定的OS映象，那将是非常好的。这就能方便地允许用户在任意OS下操作一个或多个无线NIC 226，只要存在此OS映象，如微软的Windows OS。据估计CM 210从引导映象服务器(BIS)获得其OS映象，虽然此映象优选地运行在控制PC上，它也可运行在连接到此控制网络的任何PC上。如果此BIS与运行在处理设备224上的引导管理器(BM)协同工作，将OS映象下载到处理器设备224上，那将是非常好的。OS映象下载后，BM促使处理器224重新启动新的OS。
据估计软件驱动器用于安装非定制(off-the-shelf)的NIC，方便地允许测试系统支持来自不同厂商的大批量生产的NIC，用于进行互操作性测试、NIC开发、用于配置无线NIC或产生和/或分析网络流量的各种软件工具开发。此外，无线NIC 226和软件驱动器可用来安装到一个或两个插槽252，用于记录无线链路的所有流量，其中NIC 226具有获取并记录所有单个无线信道上的流量的能力，用于分析和/或回放(playback)。
如果干扰引入模块(IIM)264可用于仿真多种干扰条件，还可向测试系统100提供不同类型的干扰，那将是非常好的。IIM 264能仿真各种不同的干扰源，如微波炉、雷达、无线电话或和无线NIC 226使用同一频带的其它通信系统。将IIM包含在测试系统100中可方便地实现测试系统100在可控干扰环境下测试无线LAN设备，此环境为特定辐射带中预先确定的干扰类型。
现在翻到图8，此图表示干扰引入模块(IIM)264，干扰引入模块包括具有IIM接口连接器268的IIM后面部分266。IIM 264也包括IIM电源分配设备270、IIM信号发生器控制系统272、IIM可编程信号发生器274和IIM可编程衰减器276。IIM接口连接器268包括IIM电源端口278、IIM以太网端口280和IIM RF端口281。IIM电源端口278通过RFI滤波设备282与IIM电源分配设备270连接。IIM以太网端口280通过RFI滤波设备282与IIM信号发生器控制系统272通讯，其中IIM信号发生器控制系统272又与IIM可编程信号发生器274通讯。IIM RF端口281通过盲匹配的RF连接器283与IIM可编程衰减器276通讯，其中IIM可编程衰减器276也与IIM可编程信号发生器274通讯。而且，将IIM接口连接器268的尺寸、形状和配置定为简单地且与至少一个模块连接器146连接。
参照图9，内联信道仿真器模块(ICSM)284示出，优选地包括具有ICSM以太网端口288和ICSM本地振荡设备290的ICSM控制设备286。ICSM 284也包括分别与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混合信号分路器/组合器296和第二ICSM混合信号分路器/组合器298。此外，第一ICSM混合信号分路器/组合器296和第二ICSM混合信号分路器/组合器298与ICSM RF端口304通讯。
据估计内联信道仿真器模块(ICSM)284可用于提供仿真信号损耗的方法，典型地由无线环境中常见的无线传播现象引起的损耗。如果测试系统100中的电缆能承载沿电缆的两个方向同时传送的多个信号，那将是非常好的。为了将合适的信道仿真应用于这些信号，ICSM284通过第一ICSM混合信号分路器/组合器296和第二ICSM混合信号分路器/组合器298分别将信号分成“左路信号”和“右路信号”。“左路信号”和“右路信号”被传到下行转换器设备306，将信号转换为具有各自基带频率的“左路基带信号”和“右路基带信号”。此后“左路基带信号”和“右路基带信号”分别传到第一多径和多普勒仿真器300和第二多径和多普勒仿真器302，此处应用了仿真的信道信号失真。一旦信号失真加于“左路基带信号”和“右路基带信号”，两路信号传到上行转换器设备308，上行转换器设备308将“左路信号”和“右路信号”转换或恢复出起始无线频率。经过上行转换，“左路信号”和“右路信号”分别通过第一ICSM混合信号分路器/组合器296和第二ICSM混合信号分路器/组合器298传到ICSM RF端口304。
如果ICSM 284是信道模型的数字信号处理实现，如现有技术上已知的、或技术资料中可查的，那将是非常好的。需要指出的是，测试系统100是宽带的，即，它不只局限于通过无线NIC可使用的无线信道。因此，据估计测试系统100也能测试运行于非IEEE 802.11支持信道的无线设备。据估计用于仿真多通道和多普勒传播效应的各种通用技术方法都能使用，所有这些方法都可用数字信号处理器实现。此外，据估计仿真无线LAN系统的多径失真特定抽头延时线路模型(specific tapped delay line model)也能采用。
如果TestMAC设备310的特殊部分涉及仿真任意数目的无线客户104，或虚拟客户的能力，且与现实冲突(realistic collisions)相关联，那将是非常好的。为产生虚拟客户104，需要对标准的IEEE802.11MAC操作作出非常具体的修改，如下所述。高水平中(At a high level)，产生虚拟客户104要求TestMAC设备310具有如下必要条件首先，TestMAC设备310接收数据或管理帧时，如果以上类型的帧寻址到由TestMAC设备310仿真的虚拟客户，必须发送确认帧；或者接收寻址到由TestMAC设备310仿真的虚拟客户的CTS帧时，必须发送CTS帧。第二，TestMAC设备310必须在所有虚拟客户104间提供发送判决(arbitration)(竞争仿真)，并用这些判决仿真无线链路冲突。第三，如果每个虚拟客户104是独立的，TestMAC设备310必须分别维护它们的状态。这包括，但并不只局限于此保持每个虚拟客户104用于接收ACK的状态、重试次数、分解和组装、节电状态和/或安全参数。满足这些需求的功能如下所述。
参照图10，表示和讨论了配置成仿真虚拟客户104的TestMAC设备310的功能框图。TestMAC设备310典型地包括通过TestMAC收发器316与TestMAC调制解调器314通讯的TestMAC天线端口312。TestMAC调制解调器314还与接收滤波分配器(RFD)318、接入控制单元(ACU)320和发送判决器(TA)322通讯，其中TA 322与RFD 318和ACU 320通讯。此外，RFD 318、ACU 320和TA 322又与各个虚拟客户104通讯，虚拟客户104通过接口单元326和流量产生源和接收器(TSS)328与主机接口324通讯。TA 322还包括虚拟冲突信号输入端口330和虚拟冲突信号输出端口332。
通常，RFD 318能方便地处理接收到的帧头并产生将要发送的ACK或CTS帧，对接收的所有寻址到由TestMAC设备310仿真的一系列私有地址的帧，都要发送ACK帧；且无论何时接收寻址到由TestMAC设备310仿真的一系列私有地址的RTS帧，都要发送CTS帧。如果合适，RFD 318也根据被寻址的虚拟客户104将接收帧排队(这是RFD 318的分配功能)。
更具体地说，一旦接收到帧，RFD 318验证此帧的帧校验序列(FCS)的有效性。FCS是根据整个帧的内容计算得到的值，其中有效的FCS表示此帧的接收极可能没有错误。随后RFD 318检查接收帧的MAC头部中所有信息，以确定头部的值是否与帧中的地址一致。这些操作都是IEEE 802.11 MAC产品的标准操作。
每个帧都包括被称为生存时间域(DF)的域，用于指定即使在无线链路繁忙时发送方期望帧将来存在的时间长度。这样有助于避免“隐蔽站点(hidden station)”问题，当两个基站之间的某些无线基站不能接收到两个方向的传输信号时将发生这种问题。这是IEEE802.11标准的典型特征。基于IEEE 802.11标准描述的规则，RFD 318确定DF是否有效，如果有效，则将DF值传给ACU 320。随后RFD 318将接收帧的目的地址传给地址查询函数，以确定目的地址是否为虚拟客户104的地址。如果目的地址属于TestMAC设备310仿真的虚拟客户104的一个地址，RFD 318确定此帧是否需要ACK(或CTS)。在IEEE 802.11标准下，如果目的域指定某个无线客户104，此类数据和管理帧都必须接收确认帧，那将是非常好的。上述情况是与地址指向一组无线客户104的帧比较而言，如此寻址的帧在IEEE 802.11标准下不会被确认。
如果以上描述的地址匹配功能是TestMAC设备310特有的，那将是非常好的，因为标准的IEEE 802.11设备在确定是否为此帧发送ACK之前只需要匹配一个私有地址。然而，需要指出的是，发送ACK的决定必须极快产生，例如，在IEEE 802.11(a)只需要2μs。因此，这种地址匹配操作与组播地址的帧所需地址匹配操作相区别，由于后者不需要ACK，也不需要快速的应答。因此RFD 318一旦确定需要ACK，即通知TA 322。此外，RFD 318将帧在合适的虚拟客户104接收队列中排队。如果是接收到RTS帧，其目的地址与一个虚拟客户104的地址匹配，RFD 318通知TA 322需要发送CTS帧，并向发送RTS的虚拟客户104指示已接收到CTS。
如果ACU 320专门用于支持虚拟客户104，并从TestMAC调制解调器314、RFD 318和TA 322接收输入，那将是非常好的。TestMAC314发送纯信道评估(Clear Channel Assessment CCA)信号和发送有效(transmit active TA)信号，其中CCA信号指示TestMAC调制解调器314何时在天线端口312收到无线LAN信号，TA信号指示此TestMAC调制解调器314何时在天线端口312发送无线LAN信号。RFD318将发送DF值，此值可更新网络分配矢量(Network Allocation VectorNAV)，并由协议规则确定，用于分配到所有虚拟客户104。如果一个公用的DF值可以是优化的一部分，该优化允许虚拟客户只处理实例的特定部分，这对于测试系统200是新颖与独一无二的。据估计TA322也可发送虚拟CCA信号，该虚拟CCA信号指示一个虚拟客户104正发送数据(或者直接为数据帧，或者是间接的ACK或CTS帧)。这些输入都将影响对信道是否被占用的判断。而且，ACU 320向TA 322提供定时信息，并向每个虚拟客户104提供信道状态信息。
TA 322确定下一次通过无线链路发送什么帧。TA 322从RFD318、ACU 320和每个虚拟客户104接收输入。RFD 318发送信号指示是否必需要发送ACK或CTS帧，以及这些帧的目的MAC地址。ACU 320发送无线链路定时信息，这些信息使TA 322在正确的时间初始化帧发送，并使虚拟客户104发送将要发送帧的请求，其中可能出现两个或多个虚拟客户104同时试图发送帧。这种情况存在两种可能。第一，无线链路已被占用，此时所有请求发送帧的虚拟客户104必须进入补偿(backoff)模式；或者第二，无线链路没有占用，此时由TA 322确定在提出请求的虚拟客户104之间发生了虚拟冲突，此时的应答设计为仿真实际无线链路冲突时的影响。接着TA 322发送许可信号到所有提出请求的虚拟客户104，确定哪个帧的发送将占用最长的时间。TA 322产生随机数据将帧填充到此长度并将此帧传输到TestMAC调制解调器314用于发送，其中计算出的此帧校验序列被故意弄错，从而保证任何接收实体都将此帧作为错误而丢弃。
此外，TA 322通过虚拟冲突信号输出端口发送逻辑信号到TestMAC设备310的外部实体，以指示产生了虚拟冲突。此处的外部实体可以是另一个TestMAC设备，这种情况下第二个TestMAC设备从虚拟冲突信号端口330接收虚拟冲突信号。接收到虚拟冲突信号的后果是TA 322立即准备并发送随机产生的帧，其长度不大于虚拟冲突输入信号指示的长度。目的是为了当两个TestMAC设备310几乎同时要发送时，产生实际的同时发送空中冲突。如果第二个TestMAC已经在发送帧，则冲突必然发生，因此不需要再发送第二个帧。
如果不存在多个TestMAC，实际的空中冲突(real on-air collision)仍可能产生，只需要附加第二发送器专用于应答虚拟冲突输出信号，那将是非常好的。第二发送器仅简单地发送合适的持续时间的随机数据以产生实际的空中冲突。如果TestMAC设备310的用户想要在产生冲突时不一定接收错误，那也是非常好的。此时，将发送实际设想的数据，而不是发送随机数据。如果来自两个TestMAC设备310的信号冲突了，其中一个的帧可以是第一TestMAC发送的，而另一个帧是第二TestMAC发送的。据估计这种情况可能扩展到两个以上的TestMAC。
虚拟客户104从接口单元326、RFD 318和ACU 320接收输入。每个虚拟客户104优选地分配了其私有48bit静态地址，并实现完全仿真单个IEEE 802.11无线客户104的其它必要功能。这些功能可包括但不限于加密和解密、分解和重组，以及其它感兴趣的功能，通常与IEEE 802.11 MAC子层管理实体有关，如电源管理、定时和同步功能、认证和关系管理、信道扫描。需要指出的是接口单元326提供与主机系统的连接，优选地为控制总线PCI、miniPCI或总线卡控制器，这些是安装TestMAC的硬件系统必须的。接口单元326还可以是以太网接口，只要其对系统是适用的，没有任何功能上的损失。
此时，当虚拟客户104要发送帧时，它检查ACU 320中的信道状态指示器，以确定信道是否空闲。如果信道被占用，可能有几种情况。第一，当物理无线链路在DIFS时期或更长时间里被清空时，虚拟客户104将试图向TA 322发送帧。第二，当物理无线链路被另一个物理设备的发送占用时，这时拒绝许可。虚拟客户104必须进入“补偿”模式，其中每个虚拟客户104维护各自的“补偿(backoff)”计数器。第三，无线链路可能因为一个或多个虚拟客户104正在发送而被占用，此时发送许可被拒绝，虚拟客户104必须进入“补偿”模式。第四，两个或两个以上虚拟客户104试图同时访问信道。TA 322将检测这种情况。RFD 318对送往特定虚拟客户104的帧提供分配功能，其中数据和管理帧将基于目的MAC地址排队。控制帧或接收到控制帧的指示也被传到合适的虚拟客户104。
TSS 328用于产生和分析流量。据估计TSS 328可使用任何与设想的最终目的适合的设备和/或方法实现，如软件和/或硬件(ASIC、FPGA、固件)。作为流量源，它可以将流量发送到与其直接连接的一个或多个虚拟客户104，也可以发送到接口单元326。如前面的情况中，帧将基于源TestMAC设备310的地址传到虚拟客户104，其中虚拟客户104将试图通过RF网络发送此帧。此帧在测试102中通过RF网络由AP设备接收，并中继到测试系统100的以太网连接部分。帧到达TestMAC设备310连接到的主机，并被传到接口单元326，最后由产生此帧的TSS 328接收。这就是出口(egress)流量，此流量通过AP 102离开无线网络。就入口(ingress)流量而言，其流量路径与出口路径相反。然而在这两种情况下，一旦帧回到TSS 328，各种统计测量都依据当前运行的测试计算。而且，TSS 328也可作为经过点，允许测试帧从另一个源端进入TestMAC设备310。
当主机在WINDOWS操作系统下，TSS 328向操作系统提供应用程序接口(API)，允许接入虚拟客户104，如同独立的网络接口。这样能方便地实现Windows操作系统下的编写的程序通过虚拟客户104发送和接收流量。API在虚拟客户104中的进一步应用是实现包通过PC主机桥接到达以太网接口。这就方便地实现了与控制网络的通信，或者从测试网络发送和接收测试流量。
如果TestMAC设备310能用于仿真各种运行条件，那将是非常好的。TestMAC设备310优选地为可编程无线收发器，能充当数量可选的符合标准的无线客户104，还可充当用可控和预先确定的方法违反存在的媒体访问控制(MAC)协议的系统，或充当无线AP 102。据估计TestMAC设备310也能记录和给所有信号流量的盖上精确的时间戳，此信号流量通过空中发送和接收，用于随后的反演和/或分析。而且，虽然TestMAC设备310在此是作为测试系统100的模块进行描述和讨论的，它也可作为完全独立的部件用于某领域的测试目的。
如果为了测试接入点在服务区中处理流量的能力，单个无线站点典型地不提供现实的重要情形(stress scenario)，那将是非常好的。因此，TestMAC设备310能仿真多个无线客户104同时竞争接入无线网络的情形。这就能方便地消除对多个无线客户104，且每个都附有一台计算机的需要，从而减少了所需费用和空间。肯定测试(positivetesting)，或无线NIC 226对照另一个已知完全符合MAC协议的无线NIC 226的测试，通常不足以完全发挥无线NIC 226的运行能力，显而易见这种类型测试忽略了违反MAC协议的情况。因此，TestMAC设备310方便地考虑到否定测试(negative testing)，其中故意违反MAC协议是为了确定测试中的无线NIC 226能否恰当地处理和忽略这种情形，而不会进入一种未定义的运行状态。
参照图11和图12，分别表示TestMAC设备310的功能框图和TestMAC设备310作为TestMAC模块422实现的功能框图。此外，需要指出的是虽然TestMAC设备310在此处被描述成作为TestMAC设备310的NIC版实现，以及作为TestMAC模块422，即TestMAC设备310的模块版，如果TestMAC设备310也能用其它各种方法实现，意即不只局限于此处描述的内容，那将是非常好的。
图11表示和讨论了TestMAC设备310作为其NIC版实现的功能框图。在此实现中，TestMAC设备310包括与TestMAC调制解调器/基带314通讯的自定义MAC 412，其中调制解调器/基带314又与TestMAC收发器316通讯。自定义MAC 412设计为可插入CM 210的插槽252，其中插槽252优选地为miniPCI插槽。因此，TestMAC设备310优选地包括TestMAC miniPCI接口连接器414、TestMAC天线端口416和TestMAC冲突同步输入/输出端口418，其中TestMACminiPCI接口连接器414和TestMAC天线端口416以普通的方式连接到CM 210，冲突同步输入/输出信号通过TestMAC冲突同步输入/输出端口418提供给测试系统100。以下将更为详细的描述仿真实际冲突需要的冲突同步输入/输出信号。据估计当CM 210中安装了多个TestMAC设备310，CM 210中的连接能将信号在多个TestMAC设备310之间传输。但是，若CM 210中安装了规则(regular)的无线LANNIC 226，CM 210中的这些连接通常不再使用。如果存在在多个TestMAC设备310间同步信号的可选通讯方法，并包括使用通过主机接口通讯的消息，那将是非常好的。
而且，TestMAC设备310包括串行连接到TestMAC分集式天线端口416的可编程衰减器420，其中TestMAC可编程衰减器420控制每个信号帧的发送RF功率，从而允许TestMAC设备310仿真多个无线客户104的虚拟位置。如果TestMAC设备310方便地具有控制信号发送功率和接收功率的能力，从而提供每个虚拟客户(VC)的虚拟定位，那将是非常好的，尽管当前非定制的无线LAN NIC只具有调整信号发送功率的能力。
在另一个实施例中，多个TestMAC设备310可用单个安装在测试系统100中的插入模块实现。如果这种配置中以太网替代TestMAC设备310主机PCI接口，那将是非常好的。而且，不需要离开此模块的信号就能直接提供冲突同步信令。此外还可用和TestMAC设备310中相同的方式提供RF功率控制信令，并且提供用户接入和无需匹配的背板连接，以使与测试系统100的整合容易。
参照图12，表示和讨论了TestMAC模块422的功能框图。TestMAC模块422包括TestMAC电源分配设备424、多个自定义MAC设备426、多个测试MAC调制解调器/基带设备428、多个TestMAC无线收发器430以及具有TestMAC接口连接器434的TestMAC后面部分。TestMAC接口连接器434包括TestMAC功率端口436、TestMAC以太网端口438、TestMAC同步信号端口135和多个TestMAC RF端口440，其中TestMAC功率端口436通过RFI滤波设备442与TestMAC电源分配设备424通讯。此外，TestMAC以太网端口438与RFI滤波设备442通讯，RFI滤波设备442通过以太网交换机444进一步与每个用户MAC设备426通讯。如果想要在实现TestMAC模块422中引入多种变化，那将是非常好的，例如一种方式可包括在TestMAC模块422上利用以太网端口438，但不包括以太网交换机444。每个自定义MAC设备426与一个TestMAC调制解调器/基带设备428通讯，其中每个自定义MAC设备426和每个TestMAC调制解调器/基带设备428均与一个TestMAC无线收发器430通讯。而且每个TestMAC无线收发器通过用户接入TestMAC RF连接器446至少与一个TestMAC RF端口440通讯。
如果可以在同一个TestMAC模块422中用相当简单的处理运行两个以上的自定义MAC设备426，那将是非常好的。每个自定义802.11MAC设备426的以太网接口通过TestMAC以太网端口438进行简单复用，RF连接器446组合在TestMAC模块422内以将背板上可用的RF端口减少到两个。此外，冲突同步信号只在振铃时简单连接，以便一个自定义MAC设备426的输出连接到另一个自定义MAC设备426的输入。如果需要，这种方案可考虑到多个自定义MAC设备426之间的复杂冲突情形。然而，为了在两个无线实体间产生冲突的目的，只要两个自定义MAC设备426就足够了。
RF端口模块(RFPM)448是测试系统100中扩展性的关键。RFPM448可安装在这些模块连接器146的单个个槽位里，并提供作为测试设备(DUT)的AP 102和其它测试系统100的灵活安装。整个系统机壳200可装满RFPM 448，为大规模集成无线LAN系统中需要无线LAN协同运行的测试特性做准备，如漫游。
参照图13，RFPM 448示出并包括用于精确调整信号强度的多个可编程衰减器450、为提供扩展端口454所需的功率分路器/组合器452、在完全的无源系统不能再放大(scalable)时提供额外的信号增益的双向可选开关放大器456。需要指出的是功率分路器/组合器452通过可编程衰减器451与RF测试头连接器455通讯，以方便地考虑到连接到RFPM 448的多个测试头。可编程衰减器450、451可进行调整，双向可选开关放大器456可通过附于系统控制网络460的板上控制器458进行选择。如果RFPM 448能支持多个独立的RF信号信道，那将是非常好的。
如果测试系统100还包括设在系统机壳200中的同步电路，此同步电路为系统机壳200内的每个部件提供同步信号，并连接到背板212，那将是非常好的。这样能方便地将每个系统机壳200的内部计数器重新同步到特定的，高精确度的计数值。典型地，每100微秒就向系统机壳200的每个部件提供一次同步信号。然而，据估计可以任何定时速率向系统机壳200的部件提供同步信号，只要适合于设想的最终目的，如每100纳秒。还估计可使用多个系统机壳200，此时提供主同步信号以重新同步每个系统机壳200的内部计数器。主同步信号可通过位于系统机壳200外部和/或内部的设备提供。
此外，测试系统100包括控制网络和控制处理设备，其中控制网络优选地为100BASE-TX网络，该网络将每个测试模块连接到控制处理设备，并为测试系统100中的所有部件提供控制和协调。如果控制网络方便地考虑到了数据的测试和/或测量，此数据在测试过程中获取后重现，并传到控制处理设备用于处理，那将是非常好的。控制处理设备优选地为个人电脑(PC)，设在测试系统100外部，包括配置、控制和运行测试系统100进行的所有测试的能力。PC上的应用软件在用户的控制下运行，以便用户可以选择测试配置，允许输入和编辑参数，一旦用户对测试感到满意时，还允许用户配置测试系统100的各个要素以配合测试。据估计应用软件也收集测试和/或测量数据并将这些数据用预先确定的并可修改的形式传送到用户。
如果测试系统100提供充分的EM屏蔽，以便多个测试系统100在相互非常接近时能运行而不会由于电磁干扰导致测试异常，那将是非常好的。这显然有利于IEEE 802.11(b)系统，因为他们通常只有三个可用信道。例如，考虑在非屏蔽条件下测试漫游系统(测试机壳和测试电缆都未屏蔽)。为了正确进行漫游测试，优选为三个信道(虽然两个信道也能实现，但三个信道能得到更好的结果)。然而，如果在使用传统的通过空中的方法的测试中三个信道被一个设备使用，临近运行的其它系统将给测试系统带来电磁干扰。因而测试中任何其它系统均不能运行(不管任何目的)。如果不仅屏蔽每个测试系统，而且屏蔽系统内包含的每个模块，那将是非常有利的。为了在多个测试系统和多个测试模块间提供充分的电磁隔离，以上措施是必要的。
举一个例子说明电磁隔离的重要性，考虑两个无线NIC 226的天线端口。其中最大发送RF功率为23dBm，最小灵敏度为-82dBm，对无意的传输信道(如泄漏)，无线NICs 226天线端口间的隔离必须超过105dB。如果没有隔离，可能使某个无线NIC 226接收的最小信号不是由可编程衰减器确定的，而是来自于信号泄漏。这是不理想的，因为接收器输入功率必须通过可编程衰减器可设置，使虚拟定位能力工作于整个设定的范围。最好存在多种类型的RF隔离关于单个系统的隔离(如与外部世界的隔离)，关于测试系统与测试系统间的隔离。前者是避免外部干扰所必须的，且使测试系统能一同工作所必须的。后者是实现精确虚拟定位所必须的。
据估计测试系统100可用各种方式配置，使用一个或多个测试机壳200来构建设想的无线拓扑。为了充分利用测试环境，拓扑系统图必须在系统软件内生成，用被称为“系统发现”的过程描绘已构建的拓扑。然而不幸的是，人工系统发现过程耗费时间且易于出错。因此，自动完成系统发现过程将非常有利。系统发现过程包括确定任何单个机壳200的内容，以及多个机壳200间的连接。如果确定单个机壳200的内容相对简单，因为系统已用标准方法设计了识别已安装模块的方法，那将是非常好的。但是，确定多个机壳200间的RF电缆连接是一个更加不确定(open-ended)的问题，因为用户连接电缆具有灵活性。
为了简化该过程，测试系统100包括互连发现方法和用于RF互连发现的互连发现设备(IDD)462。IDD 462与互连发现方法结合使用，可方便且清晰地绘制到测试系统100的所有RF连接图。图14描述了一个简化的多个测试机壳200和IDD 462的示意框图。图的左侧表示测试机壳200或模块上的单个RF端口464。图的右侧表示类似的测试机壳200或具有同类型的IDD 462的模块。它们由通常是屏蔽同轴电缆的RF传输线RF1连接。方法是探测一个或多个机壳200上的RF端口464间微小电流的存在，从而指示电缆的存在。通过打开或关闭电流，控制台运行的软件能确定哪两个端口间有连接。
参照图14，IDD 462示出了，其包括RF传输线RF1、电容C1、电容C2、电感L1、电阻R1、晶体管Q1和比较器OP1，其中比较器OP1有比较输出Vo、正极输入V+和负极输入V-。电容C1优选地为阻塞DC的电容，其与RF传输线RF1串行连接，从而在IDD 462和测试机壳200或测试模块内的RF部件间提供隔离。这样能方便地允许有用频率的RF信号通过，同时滤除RFD中的任何DC成分。电感L1连于RF1和比较器OP1的负极输入V-之间，并提供充分的RF阻抗，以将由于IDD 462插入测试系统100引起的RF插入损耗减到最小，但允许DC信号通过。电阻R1连于比较器OP1的负极输入V-和电源正极V之间，向IDD 462提供DC偏压，此偏压被传到附于RF端口的任何RF电缆的远端。电容C2连于比较器OP1的负极输入V-和系统接地GND之间，为从电感L1泄漏出的RF信号提供到地的通路。这样方便地防止RF信号泄漏到DC电源。
晶体管Q1优选地为具有发射极E、接收极C和基极B的NPN晶体管，其中E连接系统接地GND，C连接比较器OP1的负极输入V-。OP1的正极输入V+与参考电压源Verf连接，参考电压源大致设为正极电压源V电压的一半。当基极B正向偏压，晶体管Q1将RF信号导线拉到接近系统接地电势GND，并且比较器OP1感知电压的下降，改变Vo的输出状态。这样就在接口电路中驱动逻辑电平，从而将Vo的状态变化传到控制程序。
如果这不是IDD 462唯一可能的实施例，那将是非常好的。例如，通过交换Q1和R1，使Q1为PNP晶体管，除非晶体管导通，RF导线维持接地电势。这就简单地反转了检测电缆存在需要的逻辑。需要指出的是晶体管Q1是逻辑门的一部分。此门公知具有正适合于IDD462的开放集电极输出。此外，其它类型的晶体管或开关设备也是可行的。例如，MOSFET或FET可作替换或者也可使用机械开关。
如果IDD 462可附于每个RF端口，并配置来接收或发送信号，那将是非常好的。然而，在正常的运行条件下，IDD 462配置来接收信号，其中IDD 462的运行如下所述。当测试系统100需要更新系统图，控制系统上运行的控制程序开始遍历每个RF端口，激活每个IDD462。如果激活的RF端口与另一个RF端口连接，远端的IDD 462将检测到电流。因为系统中只有一个其它的激活的RF端口，这就确定了两个RF端口间有连接。控制程序接着使当前RF端口中的IDD 462不活动，并移到系统中另一个还要被测试的RF端口，从而确定所有设备的外部RF可连接性。
在许多测试情况中，人们设想如果能记录所有在无线链路中监测到的流量用于分析和反演，那将是非常好的。例如，考虑相关性强的一致性和互操作性测试。一致性测试包括验证单个无线设备与标准一致，而互操作性测试要确定两个或多个无线设备能一起正确地工作。为了从此测试中获得最多，监视实际的无线链路流量的能力是必要且有利的。因此，据估计卖方提供的无线NIC可被当作分布式无线链路监控器(DAM)。还估计根据测试需求，可将一个或多个DAM用于监视和/或记录单个或多个信道。此监视器NIC优选地具有获取和记录在单个无线信道上检测到的用于随后的反演和分析的所有流量的能力。监视器NIC也包括如同在传统逻辑分析器和网络包获取软件所具有的特性，如时间戳、事件触发、流量过滤等。这样能方便地调试复杂的无线链路情形，包括速率适配、安全处理、QOS协商、业务传送、以及许多其它情况。还需要进一步说明的是DAM可由多个遍布于测试系统100中的无线NIC’s(如监视NIC)组成，可包括驻留在测试系统100或其它适当位置(如控制台)的分析软件，该分析软件收集和处理由监视NIC收集到的所有信息。
如果这种类型配置在测试系统被配置为仿真几个BSS时有用，那将是非常好的，如以下将要讨论的情况。监视器NIC优选地安装在每个测试机壳200中，并编程以监视AP 102运行的信道。因为监视器NIC不进行发送，因而监视器NIC不可能有太强的信号过度驱动其它设备。因此，CM 210内的可编程衰减器能为BSS中的所有无线设备104提供合适的信号强度。此种情形中的关键是设置衰减器使监视器NIC以最大的数据速率从安装在远处的站点接收信号，同时防止相同CM 210内正在测试的无线设备104信号过载。测试系统200中的同步结构也可考虑到将全局时间戳分配给由监视NIC接收的每个帧，利用分配给测试系统100中运行的每个信道的监视器NIC，复杂的漫游情形也能方便地进行仿真和分析。
如果用户选择的无线NIC可安装在CM 210中的一个槽位252中作为测试设备(DUT)下NIC，并且卖方提供的无线NIC安装在另一个槽位252作为监视器NIC，那将是非常好的。此配置中，监视器NIC从DUT NIC接收足够的信号功率量，以便使DUT NIC发送的所有帧可由监控器正确接收。需要指出的是由于可编程衰减器的某些配置，可能并不是DUT接收到的所有帧都能被监视NIC成功接收。但是，当监视NIC紧邻着每个DUT NIC，可以收集并比较来自每个监视NIC的数据并重建整个无线链路处理。此外，全局时间戳性能方便地允许将时间戳分配到由监视NIC接收的每个帧，从而使分布式监视系统能全面了解无线LAN。这种全面的观点将有利地考虑到将发生的真实冲突检测。
典型地，冲突发生时的唯一信息是帧接收错误。如果两个以上DUTNICs同时发送，监视器NIC几乎肯定接收而不管冲突，因为监视器NIC处的DUT信号如此强大并且每个接收帧的时间戳将显示两帧是同时发送的，因此验证了冲突的产生。据估计分布式监视系统也能检测到隐蔽站点。这可通过注意到一个或多个DUT NIC没有“听到”另一个位于远处的DUT NIC来实现。这对从测试配置中去除这种不需要的情形，同时对确定因测试目的作为隐蔽站点引入的DUT实际上就是隐蔽站点，都是有帮助的。
现在看图15-图20，表示和讨论了测试系统100的多种配置。应注意，以下讨论的测试系统配置不是为了代表所有可能的测试系统配置，因此不能将可能的配置仅限制在此处讨论的范围。
参照图15和图16，分别表示测试系统第一实施例600的功能框图和概念框图。测试系统600包括测试机壳602，其具有RF组合器604、TestMAC模块606和多个CM 608，其中TestMAC模块606和多个CM 608与RF组合器604通讯。RF组合器604与接入点610通讯，接入点610又与多个无线客户612通讯。应注意，在此配置中，示出了7个CM’s 608和7个无线客户612，其中每个CM’s 608只与7个无线客户612中的一个关联，并且为了简化说明，每个CM 608只由无线NIC组装了一半(each CM 608 is only half populated bywireless NIC)。
此外，参照图16，一组多个无线客户614示做TestMAC模块606的代表，其中TestMAC模块606配置为TestMAC模块606，422。如前所述，TestMAC模块606可用来代表预定数目的无线客户612。可以看到RF组合器604和接入点610的连接由测试机壳602提供。
参照图17和图18，分别表示测试系统700的第二实施例的功能框图和概念框图。测试系统700包括测试机壳702，机壳702具有RF组合器704、TestMAC模块706、多个CM708、第一RFPM710和第二RFPM712，其中TestMAC模块706、多个CM708、第一、第二RFPM710、712都与RF组合器704通讯。测试系统700也包括与第一RFPM710通讯的第一接入点714和与第二RFPM716通讯的第二接入点712。如果第一接入点714和第二接入点716通过RF测试头连接器455，分别连接到第一RFPM710和第二RFPM712，那将是非常好的。
如果此配置方便地允许要测试的简单的漫游情形，其中首先与第一接入点714关联的无线NICS漫游到第二接入点716，那将是非常好的。要实现此功能，首先设置可编程衰减器，以便第一接入点714和无线NIC间的接收是最有有利的，然后改变接入点信道中的衰减器使与第二接入点716的接收也是最有利的。可实现类似的测试，其中在第一接入点714刚掉电前将第二接入点716上电。这样能方便地形成客户大规模移动到第二接入点716，其影响是将对第二接入点716处理IEEE 802.11相关过程的机制形成重大压力。
参照图19和图20，分别表示测试系统800的第三实施例的功能框图和概念框图，还描述了两个基本服务集(BSS)801，其中每个基本服务集(BSS)都包括无线接入点102和多个无线客户104。测试系统800包括第一接入点802、第二接入点804、第一测试机壳806、第二测试机壳808和第三测试机壳810，其中第一测试机壳806、第二测试机壳808和第三测试机壳810以分层方式连接，并且第一测试机壳806和第二测试机壳808代表两个BSS 801。
第一测试机壳806包括与第一TestMAC模块814和多个第一CM’s 816通讯的第一RF组合器812，第二测试机壳808包括与第二TestMAC模块820和多个第二CM’s 822通讯的第二RF组合器818，第三测试机壳810包括与第一RFPM 826、第二RFPM 828和第三CM830通讯的第三RF组合器824。需要指出的是第一RFPM 826和第二RFPM 828用作RF扩展模块，并通过每个RFPM 826上的RF扩展端口连接到第三测试机壳810。据估计两个BSS’s 801之间的连接允许一个BSS 801中的站点可能接收另一个BSS 801中的站点。还估计图18中的无线客户830可以与任一个BSS 801关联，这取决于其虚拟位置。据估计第一接入点802通过在第一RFPM 826上的RF测试头连接器455连接到第一AP测试头832，第二接入点804通过在第二RFPM828上的RF测试头连接器455连接到第二AP测试头834。
第三CM 830包括单个客户NIC，此NIC优选地配置为仿真漫游的无线客户，如图15所示。如果通过调整RFPM 826、828中的可编程衰减器，相对于其它接入点，此客户NIC能更好地“听到”一个接入点，从而试验无线客户的漫游算法，那将是非常好的。虽然只描述了在第三测试机壳810中使用一个NIC，多个NIC也可使用，且每个具有相同的漫游能力，那将是非常好的。因此，使用RFPM 826、828和第一、第二和第三CM 816、822、830中的可编程衰减器，各种漫游情形都能用第三测试机壳810中的NIC仿真。
应注意当无线信号被发送后，信号通常会由于环境中的物体而经过反射、衍射和吸收。此外，无线设备也可包括有向天线，它更大地影响了发送信号，以及发送器和接收器间的相对运动，或者环境中物体的运动，这些可以在传输信号上引入多普勒频移。因此，环境对无线信号的总体效应可分成两组信道损耗和失真。信道损耗代表与发送信号强度相比，接收的无线信号强度的总的降低，通常是发送器与接收器间的距离，障碍物引起的信号吸收，以及在直射光线方向上的天线增益的函数。
失真效应通常是由多径和多普勒频移引起。多径失真是由于接收反射波时存在多种相位和振幅且被接收电路加和引起的。因此，一些波同相(直接到达的信号波成分被加强)和一些波反相(直接到达的信号波成分被抵消)的现象产生极大的信号失真。因此，由于频率作用特定的反射波与直接到达的波为同相或反相，因此多径产生了依赖于频率的信号失真。此外，多普勒频移也造成了无线电波失真。例如，如果在发送器、反射器和接收器间有相对运动，发送信号可能经历频率偏移，频率变高或变低，都进一步使最终接收的信号失真。
如果使所有信号强度都产生变化的现象(天线增益、传播损耗和信号吸收)可直接用测试系统中的可编程衰减器仿真，从而使任何设想的情形包括其带来的影响都能仿真，那将是非常好的。例如，考虑典型的无线LAN发送器和接收器情况。每个站点可以有有向天线，两个天线间的直接通路可能被墙或其它障碍物阻挡。在这种情形下恰当地设置可编程衰减器意味着(a)估计两站点间的信道损耗，(b)估计墙产生的衰减，(c)计算相对于天线输入端口的天线增益，此天线对每个站点都处于合适的方向。
一旦确定了这些值后，将各种损耗加和可以用dB估计发送器和接收器之间的全部信号损耗。这样就能方便地对这些无线站点间的可编程衰减器进行正确设置。为了说明多径和多普勒失真，可以连接外部信道仿真器，或者使用ICSM 284。例如，使用此测试系统的一种可能配置包括配置为仿真接入点的TestMAC。参照图21，CM 210配置为运行单个NIC，尽管ICSM 284与RF背板没有连接，它仍可安装在机壳200中。TestMAC 310和CM 210配置为将RF信号路由到用户可接入的连接，其中由外部电缆提供TestMAC 310、CM 210和ICSM284之间的连接。
图22表示和讨论了描述仿真无线网络900流量的方法框图。如方框902所示为调制器解调器部件，用于与发送器部件通讯。如果发送器部件能发送和接收无线网络中的RF信号，那将是非常好的。方框904中表示创建了多个与调制解器调器连接的虚拟客户。此外，虚拟客户发送和接收无线网络中的与所选的无线通信标准一致的数据帧，其中虚拟客户为所选无线通信标准要求的通信协议维护各自的状态。
如果屏蔽场地和电缆使用适合于设想的最终目的的任何屏蔽设备来屏蔽，如铜和/或铝外壳和/或铜和/或铝网状材料。而且，据估计还可使用其它屏蔽技术，如使用地平面、铁氧体等。还估计已知的多种屏蔽材料和方法可以单独或相互结合起来使用。
如上所述，图22中方法900可由计算机实现的过程和执行此过程的设备的方式具体化。图22的方法900还可用包含指令的计算机程序代码的方式具体化，这些程序存储于介质实体中，如软盘、CD-ROM、硬盘、或其它计算机可读的存储介质，其中当程序下载到计算机并由其执行，计算机就成为实现此发明的设备。可将具有可重新编程的存储器(如闪存)的现有系统更新来实现本发明。图22所示方法也可用计算机程序代码的方式具体化，例如，不管程序是否存储在介质中，将程序代码下载到计算机和/或由其执行，或者通过某种传输媒介发送，如通过电线或电缆、光纤、或电磁辐射，其中，当程序下载到计算机并由其执行，计算机就成为实现此发明的设备。如果在通用微处理器上执行时，计算机程序段配置微处理器以产生特定的逻辑电路。
上文已参照实施例对本发明进行了描述，对本领域一般技术人员能理解到，只要没有脱离本发明的范围，可进行各种改变或将其中的要素用等价物代替。此外，只要不脱离本发明的范围，在本发明的思想中为适应特定的情况或材料可作出各种修改。
因此，本发明并不局限于特定的，宣布为实现本发明的最好模式的实施例，而是包括所有属于附属权利要求范围中的实施例。
而且，除非特殊声明，任何使用第一、第二等术语，并不表示任何顺序或重要性，而只是用来区分不同的要素。
权利要求
1.用于仿真无线环境的系统，包括中央RF组合部件；多个连接节点，每个连接节点通过可编程衰减部件与所述中央RF组合部件之间有RF连接；其中，所述可编程衰减部件由控制器控制台控制，所述控制器控制台维护关于仿真无线环境中所述多个连接节点的仿真的空间定位的信息，并调整所述可编程衰减部件以适当地仿真所述仿真无线环境中的所述连接节点的被仿真的空间定位。
2.如权利要求1所述的系统，其中，所述系统允许多信道和多协议同时测试。
3.如权利要求1所述的系统，其中，关于所述仿真无线环境中的所述连接节点的仿真的空间定位信息可被动态地修改，所述控制器控制台更新所述可编程衰减部件以适当地仿真所述连接节点的所述动态修改的被仿真的空间定位。
4.如权利要求1所述的系统，其中，所述控制器控制台通过调整所述可编程衰减部件来仿真在所述无线环境中引起RF信号失真的物体。
5.如权利要求1所述的系统，其中，将RF信号引入所述系统以仿真所述无线环境中的干扰。
6.如权利要求1所述的系统，其中，所述连接节点的至少一个通过RF信号操纵部件与所述中央RF组合部件之间有RF通讯，所述RF信号操纵部件仿真由所述无线环境中的信号反射导致失真的RF信号。
7.如权利要求1所述的系统还包括与所述控制器控制台通讯的图形用户界面，所述图形用户界面向用户显示所述仿真无线环境的图形表示，其中所述用户通过所述图形用户界面操纵所述仿真无线环境。
8.如权利要求7所述的系统，其中，至少一个连接节点将信号引入所述RF连接中，所述RF连接被其它连接节点检测以确定所述多个连接节点间的物理连接信道，并且，所述图形用户界面基于所述物理连接信道创建所述仿真无线环境的所述图形表示。
9.如权利要求1所述的系统，其中，所述RF连接由屏蔽电缆提供。
10.如权利要求2所述的系统，其中，多个所述连接节点中的每一个都包括与所述节点之间有RF连接的监视器探头，所述监视器探头监视至少一个对应节点运行于其上的信道，以产生关于所述信道上的RF信号的信息。
11.如权利要求10所述的系统，其中，所述监视器探头接收系统同步信号，并使用所述系统同步信号产生关于所述信道上的RF信号的时间戳信息。
12.如权利要求11所述的系统，其中，所述系统接收来自多个监视器探头的关于RF信号的所述时间戳信息，并且所述系统比较时间戳信息以产生所述无线环境中RF信号活动的时间戳历史。
13.如权利要求1所述的系统，其中，至少一个连接节点提供到第二中央组合部件的电桥。
14.如权利要求1所述的系统，其中，至少一个连接节点包括在所述仿真无线环境中测试的无线测试设备。
15.如权利要求1所述的系统，其中，至少一个连接节点包括干扰引入部件以将可编程信号发生器产生的干扰信号引入所述仿真无线环境。
16.如权利要求1所述的系统，其中，所述中央RF组合部件、所述多个连接节点和所述可编程衰减部件都封装在RF隔离模块机壳内。
17.如权利要求16所述的系统，其中，所述RF隔离模块机壳通过RF信号信道连接到第二RF隔离模块机壳以仿真网络拓扑。
18.用于在测试环境中产生和接收RF信号的RF模块；所述RF模块包括通过有线数据分组网发送和接收数据的数据网络连接；至少一个安装表面，以连接无线网络接口卡，所述安装表面包括连接，以便已安装的无线网络接口卡与可编程衰减部件之间有RF连接，其中所述可编程衰减部件与所述RF模块中的RF端口之间有RF连接；控制器，与所述数据网连接的接口，所述控制器包括所述安装表面的连接，所述控制器控制已安装的无线网络接口卡。
19.如权利要求18所述的RF模块，其中，已安装的无线网络接口卡包括第二RF连接；且所述安装表面包括连接，以便已安装的无线网络接口卡上的所述第二RF连接与第二可编程衰减部件之间有RF连接，所述第二可编程衰减部件通过RF组合部件与所述RF端口之间有RF连接。
20.如权利要求18所述的RF模块，其中，所述RF模块上的所述RF端口允许与RF组合部件互连，所述RF组合部件组合来自其它RF模块的RF信号。
21.如权利要求20所述的RF模块，其中，所述RF模块上的所述RF端口按用电力的方式连接到DC信号探测器，以检测与所述RF组合部件互连的其它RF模块发射来的DC信号。
22.如权利要求21所述的RF模块还包括按用电力的方式连接到所述RF模块上的所述RF端口的DC信号引入器。
23.如权利要求18所述的RF模块，其中，所述安装表面包括RF隔离屏蔽，以包含从已安装的无线网络接口卡发射来的RF信号。
24.如权利要求23所述的RF模块还包括多个RF信号接入点，以允许检测和测量在每个所述RF信号接入点的RF信号。
25.如权利要求24所述的RF模块，其中，所述多个RF信号接入点允许在所述RF信号接入点引入RF信号。
26.如权利要求18所述的RF模块，其中，所述RF模块接收系统同步信号，用于处理从已安装的无线网络接口卡接收到的数据。
27.如权利要求18所述的RF模块，其中，所述RF模块可分开地安装在RF隔离机壳中，所述RF模块上的RF端口连接到所述RF隔离机壳内的RF组合部件，该RF组合部件组合来自所述RF模块和至少一个其它RF设备的RF信号。
28.用于仿真无线网络中的流量的测试模块，包括收发部件，与RF端口之间有RF连接到所述无线网络；调制器/解调器部件，与所述收发部件通讯；接收滤波器和分配器(RFD)部件，与所述调制器/解调器部件通讯，所述RFD部件处理从该无线网络接收到的数据帧；发送判决器部件，与所述调制器解调器部件通讯，所述发送判决器部件处理数据帧并向该无线网络发送该数据帧；接入控制单元，与所述RFD部件和发送判决器部件通讯；至少一个虚拟客户，所述虚拟客户与所述RFD部件、所述发送判决器部件、所述接入控制单元通讯，所述虚拟客户维护所述与无线网络中的通信有关的状态信息。
29.如权利要求28所述的测试模块，其中，所述发送判决器部件产生根据所述无线网络选用的协议无效的数据帧。
30.如权利要求28所述的测试模块，其中，所述发送器判决部件产生具有不正确的检验和的数据帧，以仿真所述无线网络中的空中冲突。
31.如权利要求28所述的测试模块，其中，当另一个设备在该网络中发送数据时，所述发送判决器部件发送数据帧；以在该网络中产生实际的空中冲突。
32.如权利要求28所述的测试模块，其中，所述测试模块接收来自有线数据分组网的数据帧，所述测试模块在无线网络中发送所述接收到的数据帧。
33.如权利要求28所述的测试模块，其中，所述RF端口按用电力的方式连接到DC信号检测器，以检测与所述测试模块互连的其它模块发射来的DC信号。
34.如权利要求33所述的测试模块还包括电力连接到所述测试模块上的所述RF端口的DC信号引入器。
35.如权利要求28所述的测试模块，其中，所述测试模块可分开安装在RF隔离机壳内，所述测试模块上的所述RF端口连接到所述RF隔离机壳内的RF组合部件，所述RF组合部件组合来自所述测试模块和至少一个其它RF设备的RF信号。
36.如权利要求28所述的测试模块，其中，所述测试模块包含在独立的容器结构内。
37.如权利要求36所述的测试模块，其中，所述RF端口可分开连接到RF组合部件，所述RF组合部件组合来自所述测试模块和至少一个其它RF设备的RF信号。
38.一种仿真无线网络中的流量的方法，包括提供与收发器部件通讯的调制器/解调器部件，所述收发器部件在所述无线网络中进行发送和接收；创建多个与所述调制器/解调器连接的虚拟客户，其中，所述虚拟客户在所述无线网络中发送和接收与所选无线通信标准一致的数据帧，并且所述虚拟客户按照所选无线通信标准的要求维护各自的通信协议状态。
39.如权利要求38所述的方法还包括为所述多个虚拟客户提供发送判决。
40.如权利要求38所述的方法还包括根据所述通信协议在所述无线网络中发送无效的数据。
41.如权利要求38所述的方法还包括在所述无线网络中发送具有无效校验和的数据。
42.如权利要求39所述的方法，其中，所述发送判决包括在某时间发送的能力，以产生与在所述无线网路中正在发送的另一个设备的空中冲突。
43.如权利要求38所述的方法还包括检测来自所互无线网络的DC信号，所述DC信号由所述无线网络中的发送器发射。
44.如权利要求43所述的方法还包括将DC信号引入所述无线网络。
45.如权利要求38所述的方法，其中，所述收发器部件与RF组合部件之间有RF连接，所述RF组合部件组合来自多个RF设备的RF信号。
46.如权利要求38所述的方法，其中，所述收发器部件与RF端口之间有RF连接，所述RF端口包含在RF隔离机壳内。
全文摘要
一种用于仿真无线环境的方法和系统，包括中央RF组合部件；多个连接节点，每个连接节点通过可编程衰减部件与中央RF组合部件之间有RF连接；其中，可编程衰减部件由控制器控制台控制，所述控制器控制台维护与仿真无线环境中的连接节点的仿真空间定位有关的信息，并调整可编程衰减器以适当地仿真所述仿真无线环境中的所述连接节点的仿真空间定位。此外，还提供有用于在测试环境中产生和接收RF信号的RF模块。
文档编号H04B17/00GK1650653SQ03810123
公开日2005年8月3日 申请日期2003年3月4日 优先权日2002年3月4日
发明者范尼·I·姆利纳斯凯, 查尔斯·R·赖特, 约翰·R·格里辛 申请人:阿兹穆斯网络公司