通信系统中用于连通性诊断的方法及系统的制作方法
【专利说明】通信系统中用于连通性诊断的方法及系统
[0001]版权声明
[0002]本专利文件的公开的部分包含受版权保护的内容。由于其出现在专利和商标局专利文件或记录中，因此著作权人对任何人对专利文件或专利公开的复制没有异议，但在其他方面，无论如何保留所有版权的权利。
技术领域
[0003]本文描述的主题主要涉及计算领域，并且更具体地，涉及用于通信链路测量和/或诊断的方法及系统，包括延迟测量和连通性诊断。
【背景技术】
[0004]监测通信链路的性能用于例如积极地解决及防止用户投诉，决定何时升级与通信链路关联的硬件，决定何时触发优化算法以优化通信链路，验证优化算法确实已经导致提1?白勺f生會K，等等。
[0005]本文中术语“性能”主要指网络吞吐量(例如，TCP/UDP)、延迟、抖动、连通性、错误率、功耗、发射功率，等等。提高通信系统的性能包括:为通信系统增加吞吐量、降低错误率和延迟、改善抖动、功耗，等等。监测性能主要是指确定和/或计算与通信链路关联的上述性能参数中的一个或多个。术语“TCP”代表传输控制协议。术语“UDP”指的是用户数据报协议。
[0006]可以使用传统的测试软件应用程序(诸如，iperf、Netperf、TTCP,等)评价通信系统性能。这种软件应用程序需要安装在至少两个通信设备上，其中一个通信设备上的软件应用程序生成并向另一个通信设备传送测试数据，并且其中另一个通信设备上的软件应用程序接收该测试数据。
[0007]传送和接收测试数据后，评价测试数据传输的统计数据，以评估两个通信设备之间的通信链路的性能。通过这种传统测试软件应用程序进行通信系统或网络测试来衡量其性能，需要在形成通信链路的两个通信设备处安装兼容的软件应用程序，或者形成通信链路的两个通信设备处兼容的软件应用程序是可用的。
[0008]例如，具有笔记本电脑的用户访问性能测试网站，随后，将测试软件应用程序加载到用户的网页浏览器。然后，使用在服务器已可用的该测试软件应用程序测量笔记本电脑和互联网中服务器之间的性能。
[0009]然而，在一些情况下，如果有可能的话，在感兴趣的通信链路的两端的通信设备具有可用的测试软件应用程序可能是困难的。例如，在网络管理员对启动从W1-Fi接入点(AP)到智能手机的性能测量感兴趣时，该网络管理员没有将软件应用程序安装到智能手机的任何方法。因此，该网络管理员不能够启动W1-Fi AP和智能手机之间的性能测量。总之，使可用的应用程序在联接至网络的通信设备处或者作为网络管理员启动软件应用程序的用户侧安装是困难的。
【附图说明】
[0010]根据下面给出的详细描述以及本公开的各种实施例的附图，将更充分地理解本公开的实施例，下面给出的详细描述以及本公开的各种实施例的附图不应将本公开限制到具体实施例，而仅用于解释和理解。
[0011]图Ia至图Ic根据实施例图示可操作用于确定通信链路指标的通信网络。
[0012]图2是根据一个实施例用于确定通信链路的延迟的流程图。
[0013]图3是根据一个实施例用于确定通信链路的延迟的流程图，该用于确定通信链路的延迟包括通过通信链路将一个或多个初始包传送至通信设备。
[0014]图4是根据一个实施例用于确定通信链路的延迟的流程图，该用于确定通信链路的延迟包括获取通信设备的状态信息。
[0015]图5是根据一个实施例用于确定通信链路的连通性指标的流程图。
[0016]图6是基于处理器的系统，可根据该系统运行、安装、集成或配置实施例。
[0017]图7图示实施例可在其中运行、被安装、被集成或被配置的示例性结构。
【具体实施方式】
[0018]本文描述的是用于确定通信链路指标的系统和方法。
[0019]测量或确定通信链路的指标（包括延迟和连通性诊断）可对各种应用提供有用的数据。例如，确定通信链路的延迟和/或连通性诊断可用于：识别性能问题的原因、积极解决和/或防止用户投诉、确定何时升级硬件和/或软件、确定如何和/或何时实施针对通信链路或通信设备的优化和/或验证导致改善的性能的优化。
[0020]延迟是以下应用中重要的通信链路指标，包括：视频流的应用（例如，互联网协议电视（IPTV))、实时应用程序（例如，语音IP(VoIP)、在线游戏和其他实时应用程序）、移动设备上的应用程序以及受延迟影响的其他应用程序。
[0021]在可测量延迟的一些通信系统中，如果没有活动，通信设备将进入睡眠状态以节省电能。处于睡眠状态的设备可能不会立即响应传入的数据包，这会影响延迟测量。Wi-Fi站（例如，智能手机、移动设备以及其他客户设备）是可进入睡眠状态的通信设备的示例。由睡眠状态导致的反应延迟可显著增加延迟测试结果的偏差和随机性（因为，例如，因睡眠状态而产生的等待时间占包的往返时间（RTT)的主导地位)。
[0022]连通性是另一通信链路指标，并且可表示通信链路的稳定性。在应用的示例中，连通性诊断可以是有益的应用的示例包括：视频流、实时应用程序、移动设备上的应用程序以及受连通性问题影响的其他应用程序。
[0023]视频流应用程序需要通信设备之间大的平均吞吐量。连通性问题可导致内部缓冲区内的包溢出，能够造成通信设备软件的不稳定。
[0024]实时应用程序（诸如，V0IP)可要求通信设备之间的恒定比特率（CBR)流，并且连通性问题可产生不利于CBR应用程序的包丢失或延迟抖动。
[0025]移动设备（例如，智能手机、笔记本以及其他移动计算设备）可具有多个通信接口(例如，Wi-Fi、3G/4G以及其他通信接口），并且具有在不同网络之间切换的能力。在一个网络（例如，Wi-Fi)中的链路连通性问题可以在用户不知道的情况下使通信设备自动切换到其他网络（例如，3G或4G)。使用宽带的时候，用户可能正在消耗其移动数据的使用，却认为他实际上正在使用无限制的W1-Fi接入网络。此外，频繁的链路断开和重新连接会导致对用户应用程序具有直接影响的网络延迟。
[0026]实施例包括用于确定通信设备之间的通信链路延迟的系统和方法，其中至少一个包括电源管理特征。电源管理特征包括软件和/或硬件，用于使能对应于不同水平的活动的较大或较小的功率使用状态。例如，电源管理特征使能对应于减小的活动水平的一个或多个“睡眠状态”，并且使能对应于较高或正常运行活动水平的一个或多个“非睡眠状态”。在一个实施例中，在测量通信链路的延迟时，检测和/或避免通信设备的睡眠状态。例如，代理(例如，通信设备内或通信设备外部的代理)可以向第二设备发出命令，以测量延迟，并且还提供方法以检测和/或避免第二设备的睡眠状态。在一个这样的实施例中，可以在通信链路两侧上的测试软件应用程序不需要可用的情况下测量通信链路的延迟。
[0027]可通过主动探测避免通信设备的睡眠状态。术语“主动探测”主要是指通过从一个通信设备到另一个通信设备的网络发送测试模式/数据的通信网络测试。在一个实施例中，主动探测涉及向目标通信设备注入生成的流量的代理。例如，在一个实施例中，W1-Fi接入点中的代理向目标为站的第二层注入背景流量。尽管注入的流量将从该站的上层拒收，但该流量将到达该站的W1-Fi层，并将该站保持在非睡眠状态，或使该站退出睡眠状态。在一个实施例中，在注入流量之后和/或注入流量期间，代理发出延迟测量命令(例如，ping命令、TCP同步/复位命令和/或其它延迟测量命令)。在一个实施例中，代理测量延迟测量包和对应的应答包的往返时间(RTT) ?在一个实施例中，恒定流量防止目的通信设备在代理测量延迟时进入睡眠状态。
[0028]根据一个实施例，可调整注入的流量的量以保持和/或使得通信设备处于非睡眠状态。在一个这样的实施例中，注入的流量的量不导致链路因注入的流量而过于繁忙或被压垮。限制注入的流量以防止通信链路溢出可以防止因注入的流量造成的延迟测量中的实质性偏差。一旦得到期望的延迟测量，代理可以停止注入流量。在一个实施例中，在注入流量期间和/或在注入流量之后对延迟立即测量，消除了由于电源管理状态的不可预知的等待时间所导致的延迟测量的不准确性。
[0029]在一个实施例中，代理连续发出延迟测试命令，命令之间没有等待时间。连续的延迟测试命令导致包的连续流，并且防止目标通信设备进入睡眠状态。在一个这样的实施例中，如果在代理发出延迟测试命令时，目标通信设备处于睡眠状态，则在接收几个包(例如，两个包、三个包或更多个包)之前，目标通信设备可能不会转换到非睡眠状态。代理可以检查目标通信设备的状态，以确定目标通信设备处于睡眠状态或非睡眠状态时，是否进行了给定的延迟测量。例如，代理可以在延迟探测包之前、延迟探测包之后、或延迟探测包之前和之后，读取当前状态信息数据字段。在一个实施例中，由于如IEEE 802.11标准中规定的系统的设计，W1-Fi接入点具有连接至该W1-Fi接入点的每个站的当前状态信息(例如，该站是否处于睡眠状态、非睡眠状态和/或与该站相关的其他状态信息)。因此，状态信息可用于过滤掉测量值和/或用于准确地解释测量值。
[0030]在一个实施例中，代理注入初始流量(例如，用于唤醒目标通信设备或使目标通信设备保持在非睡眠状态)，并且检查目标通信设备的状态(例如，读取状态信息数据字段)。因此，在实施例中，代理可以确定目标通信设备何时处于非睡眠状态或睡眠状态，以及确定具有更大准确性的延迟测量。
[0031]通信设备上运行的用户应用程序可导致各种流量模式。在一个实施例中，通信设备上运行的一些用户应用程序导致规则的活动，使得通信设备可能处于非睡眠模式。如果代理在这样的时间期间测量延迟，注入人工流量以使该设备处于非睡眠状态可能是不必要的。在一个实施例中，一些用户应用程序可能会使得通信设备进入一段时间的睡眠状态。例如，如果通信设备运行不需要大带宽的应用程序，则该通信设备可被配置为在针对该应用程序的数据的接收和/或传输期间进入睡眠状态。
[0032]根据一个实施例，代理测量应用程序的延迟行为