故障诊断方法、装置和系统与流程

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种故障诊断方法、装置和系统。

背景技术：

物联网已经成为业务变革的强大力量，在各行业和社会的各个领域都能感受到其颠覆性的影响。物联网中的实体通常包括传感器设备、网关、网络、云、和应用等。

随着技术的不断增长以及对无线局域网(wifi)、无线个域网(zigbee)，蓝牙(bluetooth)等其他短距离无线网络的依赖性的增加，用户开始需要从无线网络中得到可靠性、性能、可扩展性和无处不在的覆盖。然而，现有的传感器网络部署提供了不充分的覆盖和不可预测的性能。导致性能恶化的原因包括：密集部署、噪声和干扰，射频效应例如隐藏终端，以及介质访问控制(mac)层局限性。与有线网络不同，无线链路很容易受到环境改变或者周围无线活动的影响。链路级和网络级的状态检测和故障诊断是运营一个物联网的重要组成部分。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本发明的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本发明的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

技术实现要素：

发明人发现，在所有这些故障(trouble,fault)或错误(error)中，最普遍和频繁的是与无线传输相关的那些。这些错误一般由随机衰落、低接收信号强度和干扰造成。这些根本原因在所有短距离无线网络中非常普遍。此外，802.11，802.15.4,802.15.1等，都工作在非授权频段，由于多个系统会相互干扰，并且非授权频段的用户数增长迅速，一些问题，例如干扰会更加突出。并且，干扰是不可预知的，因为其经常由移动用户、其它非授权频段模块和变化的业务量产生。可见，实时状态监测和自动故障诊断对于高效运作和管理服务尤为重要。

为了解决上述问题，本发明实施例提供了一种故障诊断方法、装置和系统，通过诊断不同的故障，网络服务提供商能够提出一些对策来解决这一故障或者避免潜在的问题。

根据本发明实施例的第一方面，提供了一种故障诊断装置，其中，所述装置包括：

获取单元，其获取协调器以及与该协调器进行通信的终端设备的信道相关信息；

计算单元，其选择所述信道相关信息中的多个指标，计算所述多个指标在预定时间段内的统计值；

诊断单元，其利用所述统计值和预存的训练数据进行故障诊断，以获得对应所述时间段的故障诊断结果。

根据本发明实施例的第二方面，提供了一种故障诊断装置，其中，所述装置包括：

接收单元，其接收测量请求包；

测量单元，其根据所述测量请求包进行信道测量；

发送单元，其通过测量回复包反馈信道测量结果。

根据本发明实施例的第三方面，提供了一种协调器，其中，所述协调器包括前述第一方面所述的故障诊断装置。

根据本发明实施例的第四方面，提供了一种终端设备，其中，所述终端设备包括前述第二方面所述的故障诊断装置。

根据本发明实施例的第五方面，提供了一种通信系统，其中，所述通信系统包括前述第三方面所述的协调器和前述第四方面所述的终端设备。

根据本发明实施例的第六方面，提供了一种故障诊断方法，其中，所述方法包括：

获取协调器以及与该协调器进行通信的终端设备的信道相关信息；

选择所述信道相关信息中的多个指标，计算所述多个指标在预定时间段内的统计值；

利用所述统计值和预存的训练数据进行故障诊断，以获得对应所述时间段的故障诊断结果。

根据本发明实施例的第七方面，提供了一种故障诊断方法，其中，所述方法包括：

接收测量请求包；

根据所述测量请求包进行信道测量；

通过测量回复包反馈信道测量结果。

本发明的有益效果在于：通过本发明实施例的方法、装置和系统，能够诊断出不同的故障，由此，网络服务提供商能够提出一些对策来解决这一故障或者避免潜在的问题。

参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施方式，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1是物联网前端管理系统的通用架构示意图；

图2是实施例1的故障诊断装置的一示意图；

图3是实施例1的故障诊断装置中获取单元的一示意图；

图4是poll和echo的一个处理流程的示意图；

图5是poll和echo的另一个处理流程的示意图；

图6是统计数据的数据模型的一个实施方式的示意图；

图7是实施例1的故障诊断装置中诊断单元的一示意图；

图8是实施例2的故障诊断装置的一示意图；

图9是实施例3的控制实体的一示意图；

图10是实施例4的终端设备的一示意图；

图11是实施例5的通信系统的拓扑结构示意图；

图12是实施例6的故障诊断方法的示意图；

图13是实施例6的方法中获取信道相关信息的示意图；

图14是实施例6的方法中进行故障诊断是示意图；

图15是实施例7的故障诊断方法的示意图。

具体实施方式

参照附图，通过下面的说明书，本发明的前述以及其它特征将变得明显。在说明书和附图中，具体公开了本发明的特定实施方式，其表明了其中可以采用本发明的原则的部分实施方式，应了解的是，本发明不限于所描述的实施方式，相反，本发明包括落入所附权利要求的范围内的全部修改、变型以及等同物。

本发明实施例的方法能够应用于物联网、传感器网络、无线局域网(wlan)、以及其他无线网络。在本发明实施例中，为了方便说明，使用了物联网场景中的术语，一些与规范相关的语境基于ieee802.15.4标准。该思想可以很容易延伸到其他无线通信系统中和其他无线标准中。

图1是物联网前端管理系统的通用架构示意图，如图1所示，网关支持从前端连接装置到后端应用分析的连接。具体的，用于各种应用和各种网络系统的前端设备具有不同的管理需求，网关为不同的设备、网络云、和客户支持提供了通用的应用程序界面(api)，以满足客户的应用需求。在前端设备(包括接入点(ap)、集线器(hub)、路由器(router)等)收集了收发日志后，这些日志会被发送到网关。根据应用需求和分析复杂度，网关或者云端会进行故障诊断分析。

以下结合附图和具体实施方式对本发明实施例进行说明。

实施例1

本发明实施例提供了一种故障诊断装置，该装置应用于无线网络中，例如，可以配置于协调器(coordinator)、接入点(ap)、集线器(hub)、网关、中央控制器、或者云端等，具体的实施环境取决于无线网络。下面仅以该装置配置于协调器为例进行说明。

图2是该装置的一示意图，如图2所示，该装置200包括：获取单元201、计算单元202和诊断单元203。该获取单元201用于获取协调器以及与该协调器进行通信的终端设备的信道相关信息。该计算单元202用于选择该信道相关信息中的多个指标，计算该多个指标在预定时间段内的统计值。该诊断单元203用于利用该统计值和 预存的训练数据进行故障诊断，以获得对应该时间段的故障诊断结果。

在本实施例中，协调器是指该无线网络中起协调作用的网络实体，例如，协调器(coordinator)、接入点(ap)、集线器(hub)等，根据无线网络的类型不同，其叫法也不一样，本实施例仅以协调器为例进行说明，但并不以此作为限制。在本实施例中，终端设备是指该无线网络中的节点，例如站点(station)、节点(node)等，类似的，根据无线网络的类型不同，其叫法也不一样，为了方便说明，本实施例将其统称为终端设备。

在本实施例中，通过收集协调器以及与该协调器进行通信的终端设备的信道相关信息，也即收集网络中收发两端的信道相关信息，并对收集到的信道相关信息进行统计，进而可以通过机器学习的方法进行故障诊断，由此，可以诊断与无线传输有关的故障。

在本实施例的一个实施方式中，该装置200配置于该协调器中，则该获取单元201可以通过信息交互的方式收集该协调器的信道相关信息以及与该协调器进行通信的终端设备的信道相关信息。

图3是该获取单元201的一个实施方式的示意图，如图3所示，在该实施方式中，该获取单元201包括：发送模块301、接收模块302、以及收集模块303，该发送模块301用于周期性地发送测量请求包，该接收模块302用于接收针对发出的每个测量请求包的测量回复包，该收集模块303利用发送出的测量请求包和接收到的测量回复包收集该协调器的信道相关信息，并利用接收到的测量回复包收集该终端设备的信道相关信息。

在该实施方式中，测量请求包例如为poll包，测量回复包例如为echo包。下面以poll和echo为例，对测量请求包和测量回复包进行说明。

在该实施方式中，该发送模块301可以周期性地发送该poll包，例如每100ms发送一次，本实施例对poll包的类型不做限制。终端设备每一次得到一个poll包，会向协调器返回一个echo包，由此该接收模块302可以接收到针对发送模块301发出的每个poll包的echo包。在该实施方式中，该echo包可以承载通过测量poll包得到的测量报告以及该poll包的序号。

图4是poll和echo的一个处理流程的示意图，如图4所示，在该流程中，该poll包为协调器的应用层发出的正常的周期性的包。如ieee802.15.4标准所定义的包， 终端设备每次正确收到该包，都会发送一个mac层ack到协调器。在本实施方式中，该终端设备还会发送一个echo包到协调器。该echo包的负载可以包括测量的rssi、相关值、错误比特数等。在图4的例子中，poll包被终端设备成功接收，并且，在每个poll帧之后只有一个echo包。

在该实施方式中，通过发送模块301和接收模块302的交互，该收集模块303可以收集到该协调器的信道相关信息，在这里，该信道相关信息可以是该协调器对poll包的传输以及相应产生的ack、echo的测量结果，例如，该poll包的传输状态、重传次数、ack帧的rssi、ack帧的相关，echo包的rssi、echo包的相关，响应时间(往返时间)等，可以由该协调器的上述收集模块303产生。

例如，该收集模块303可以通过自监测、通信监测和信道监测的方式得到该信息。自监测主要包括监测该协调器的状态、配置等，这些信息来自ieee或其他标准所定义的内部参数。通信监测是指监测来自ieee或其他标准所定义的分组通信的网络信息，其也可以指一些通信特征提取，例如包错误率等。信道监测是指监测来自ieee或其他标准所定义的与物理过程相关的信道信息，包括一些信道特征提取，例如rssi、sinr等。通过自监测、通信监测和信道监测，该收集模块303可以得到该协调器的信道相关信息。本实施例以自监测、通信监测和信道监测为例，对收集模块303获取上述协调器的信道相关信息的方式进行了说明，但实施例并不以此作为限制，在具体实施过程中，该收集模块303也可以实施上述三种监测的任意一种或任意组合，或者进一步实施其他监测过程来获得该协调器的信道相关信息。

在该实施方式中，通过发送模块301和接收模块302的交互，该收集模块303还可以收集到该终端设备的信道相关信息，该信道相关信息可以是该终端设备对接收到的poll包的测量结果，例如poll包的rssi、poll包的相关等，如前所述，该测量结果由该终端设备产生，并通过上述echo包发送给该协调器。此外，echo包还可以包含一些包错误的信息，例如poll包的错误比特数。

在该实施方式中，该测量回复包可能是一个正常的包，也可能是一个出错的包，在本实施方式中，无论该测量回复包是否出错，都可以针对该测量回复包收集上述信道相关信息，而对统计结果不构成实质影响。例如，在本实施方式中，即便poll包在终端设备侧损坏，该终端设备仍然会测量该poll包的rssi和相关，并发送包含测量结果的echo包，在该情况下，该echo包还可以包含一个crc校验和错误标志以指 示该poll包损坏了。由于poll包的内容被预先定义并且协调器和终端设备都知道，该终端设备甚至可以计算损坏的poll包的错误比特数，并将该错误比特数包含在echo包中。

图5是poll和echo的一个处理流程的示意图，如图5所示，与图4不同的是，在这个例子中，poll包被损坏，但只要该poll包的同步头被正确解码，那么就有一个echo包在第一个失败的poll包之后发出。在接收到第一个poll包的重传包之后，另一个echo包被反馈。因此，在某些情况下，对于一个poll包，协调器可以得到多个echo包。类似的，当echo包出错后，协调器仍然可以存储出错的echo包的测量的rssi和相关值。

在该实施方式中，通过poll和echo机制，该获取单元201可以获得收发两端与信道相关的信息，进而可以通过对这些信息的统计和分析进行故障诊断。这种poll和echo机制的一个非常重要的优势是通过从协调器收集信息，能够得到协调器的信道相关信息(简称为tx日志信息)和多个终端设备的信道相关信息(简称为rx日志信息)，而不用真正地在各个终端设备端收集该终端设备的信道相关信息，极大地降低了实施复杂度。

在本实施例的另一个实施方式中，该装置200配置于除协调器以外的其他网络实体中，例如云端，则协调器可以根据前面的实施方式获得该协调器的信道相关信息以及与该协调器进行通信的该终端设备的信道相关信息，并上报给该云端，由此，配置于云端的该获取单元201可以从协调器获得上述信息。

在本实施例中，当检测或监测开始的时候，协调器开始周期性地发送上述poll包，如前所述，其在发送了每个poll包之后会接收到echo包。该协调器收集所有的协调器的信道相关信息(简称为tx日志信息)和基于接收到的echo包的终端设备的信道相关信息(简称为rx日志信息)，对于每个时间周期t(预定时间段)，该协调器可以从上述信道相关信息中选择出关心的指标，并计算选择出的指标的统计值，进而使用统计机器学习的方法来进行故障诊断并上报诊断结果，直到上述检测或监测停止。由此，对应每个时间周期，都有一个诊断结果。另外，在本实施例中，只有不同时间段的统计数据是必须的，而不需要进行tx和rx日志的同步，由此可以简化故障诊断流程。

在本实施例中，该计算单元202可以从协调器的信道相关信息中选择出部分指 标，并从终端设备的信道相关信息中选择出部分指标，并计算选择出的这些指标的统计值，得到一个多维的特征向量，从而可以利用该多维的特征向量进行故障诊断。在本实施例中，由于上述选择出的指标是从预定时间段的信道相关信息中选择出来的，因此，统计结果反应了该时间段的信道状态。

在一个实施方式中，计算单元202从协调器的信道相关信息中选择出的指标包括以下任意一个或多个或任意组合：所述测量请求包的发送状态(成功或失败)；所述测量请求包的重传次数；针对所述测量请求包的确认信息(ack)的接收信号强度指示(rssi)；针对所述测量请求包的测量回复包的rssi；针对所述测量请求包的ack的相关值；针对所述测量请求包的测量回复包的相关值；针对所述测量请求包的测量回复包的循环冗余校验(crc)错误标志；以及所述测量请求包的响应时间。在一个实施方式中，计算单元202从终端设备的信道相关信息中选择出的指标包括以下任意一个或多个或任意组合：接收到的测量请求包的相关值；接收到的测量请求包的误码率(ber)。可选的，上述相关值可以通过信号质量(signalquality，sq)或链路质量(linkquality，lq)来代替。该实施方式只是举例说明，在具体实施过程中，可以根据需要选择更多的指标或者改变上述指标中的某个或某些，以适应不同的系统规格。

在本实施例中，在从上述信道相关信息中选择出指标之后，该计算单元202可以计算选择出的这些指标的统计值，以便于后续的故障诊断。在本实施例中，如前所述，计算出的统计值可以是一个多维的特征向量，为了进行后续的故障诊断，每一维的数据可以被归一化，并且，每一维的数据还可以使用权重来反应各指标不同层次的重要性。

图6是该统计数据的数据模型的一个实施方式的示意图，在该实施方式中，假设在时间周期t(预定时间段)内有n个周期性的poll包，基于信道条件，每个poll包有可能没有echo包，也可能有一个echo包，还可能有多个echo包。由于本申请只需要echo包的平均值信息，这些echo包是否是周期性的、或者在时间周期t内有多少echo包被正确接收，都不重要。为了进行后续的故障诊断，基于在时间周期t内收集到的上述选择出的指标，该统计值被定义为一个七维的特征向量，如图6所示，包括：丢包率(pdr)、重传率(retry_ratio)、信道状态忙的比率(chan_busy_ratio)、测量回复包的平均相关值(echo_corr_avg)、测量请求包的平均相关值(rx_corr_avg)、 测量回复包的平均rssi(echo_rssi_avg)、以及ack的rssi的梯度的所有绝对值的平均值(ack_rssi_grad)。

在图6的例子中，pdr是指n个poll包的丢包率，其可以从上述测量请求包的发送状态得到。retry_ratio是指重传的poll包的总和与n的比值。chan_busy_ratio是指返回信道状态忙的次数与poll包的总数的比率。echo_corr_avg是时间周期t内所有echo包的相关值的平均值。rx_corr_avg是终端设备在时间周期t内反馈的所有poll包的相关值的平均值。echo_rssi_avg是时间周期t内所有echo包的rssi值的平均值。ack_rssi_grad是时间周期t内各ack的rssi数据值序列的各点梯度的绝对值的平均值，也就是说，时间周期t内各ack帧的rssi值按时间顺序形成了一组rssi数据值，对这组数据的各点的数值梯度的绝对值进行平均，得到的平均值就是ack_rssi_grad。

在本实施例中，通过计算单元202得到了上述信道相关信息的统计值，诊断单元203即可使用统计学的机器学习的方法进行故障诊断。本实施例对机器学习的方法不作限制，许多基本的机器学习方法都可以被用于进行故障诊断，例如，k-nn学习方法等。

在本实施例中，该装置200还可以包括存储单元(图未示)，其预先存储训练数据，以用于进行故障诊断。该训练数据可以在不同的故障条件下被预先收集，例如可以通过创建几个感兴趣的故障手动完成，也可以使用在线训练方法自动完成。

在本实施例中，对于无线传输错误，定义不同错误(也就是机器学习的输出结果)的一种方式是：通常状态、短时衰落、低接收信号强度、发端干扰、以及收端干扰。这五个状态在无线系统中非常普遍，他们的行为在日志统计模式方面有不同的表现。

通常状态指示了在这段时间内没有环境变化，信道条件非常稳定。在这个状态下，几乎没有丢包、没有重传，并且不同包之间的rssi和相关值的变化非常小。

短时衰落是指由各种环境变化导致的随机衰落。例如，传输区域附近的物体运动，人们走来走去，收发器的颤抖和移动等，都会导致信道的时变。在这种情况下，包的rssi值快速波动，有时包重传增加。

低接收信号强度由发射机和接收机之间的堵塞或者屏蔽，或者发送功率的减少导致，例如，在室外区域，一些大的障碍物，例如汽车，可能有堵塞(由穿透或衍射损耗引起的)效应。在室内区域，站在发射机和接收机之间的许多人甚至有类似的效应。 在这样的情况下，最明显的特征是rssi的降低。有时，根据信号强度的降低有多严重，重传和丢包会相应增加。低接收信号强度会持续直到障碍物被移走或者发送功率增加。

干扰是错误的另一个重要的类型。ism频段例如2.4ghz频段被许多技术所使用，因此，该频段非常拥挤。干扰可能来自相邻的802.15.4网络，wifi网络，蓝牙，或者微波炉。当干扰发生时，由于sinr值降低错误概率增加。相关值(correlation)给出了输入数据的sinr的指示。由此，寻找相关值下降、丢包率和重传率会给出干扰存在的一个好的指示。为了进一步定位干扰源，在本实施例中，干扰错误被划分为了两种错误类型，也即发射端干扰和接收端干扰。具体的，poll包的相关值下降指示了接收端干扰，而echo包的相关值下降指示了发射端的干扰。此外，当发送状态返回指示信道忙的状态码时，其也意味着发生了发射端干扰。

在本实施例中，对于该训练数据，可以通过下面的方式获得，例如：首先按照前述方法在协调器端收集正常和不同错误情况下的tx日志和rx日志；然后，对于每个训练周期，按照前述方法进行统计；最后，对于每种状态，会有多个处理后的数据dtrain。在机器学习语言中，这就是说，每个数据dtrain被标记为一种状态。在本实施例中，为了方便说明，将处理后的数据称为实例，则在本实施例中，该训练数据包含了多个实例，每一个实例对应一种故障类型。

在本实施例中，诊断单元203利用在实时通信过程中得到的上述统计值和预先存储的上述训练数据，可以定位故障。

在一个实施方式中，如图7所示，该诊断单元203包括：计算模块701和诊断模块702。该计算模块701用于计算上述统计值与上述训练数据的所有实例之间的距离，并按照该距离从小到大的顺序从该训练数据的所有实例中选择预定数量(例如k个)的实例，也即选择最接近的k个实例；该诊断模块702用于根据该预定数量的实例所属的故障类型确定诊断结果。例如，如果该预定数量的实例中属于同一种故障类型的实例的数量大于各个属于其他故障类型的实例的数量，则确定诊断结果为该同一种故障类型；否则，如果该预定数量的实例中属于相同故障类型的实例的数量相等，则根据其他策略确定故障诊断结果。

以k＝10为例，如果在这10个实例中，有8个实例属于同一种故障类型，另外2个实例属于其他故障类型(可以相同也可以不相同)，也即，属于同一种故障类型的 实例的数量大于属于其他故障类型的实例的数量(8＞2)，则确定故障诊断结果为这8个实例所属的故障类型；如果在这10个实例中，有4个实例属于故障类型1，另外4个实例属于故障类型2，还有2个实例属于故障类型3，也即，属于故障类型1的实例的数量等于属于故障类型2的实例的数量(4＝4)，则可以认为故障类型是故障类型1，也可以认为故障类型是故障类型2，或者根据其他策略决定故障类型。

在本实施方式中，对上述预定数量不做限制，可以根据需要或经验设定，并且，本实施方式对于机器学习算法不做限制，可以使用k-nn算法，也可以使用其他成熟的机器学习算法。

在本实施方式中，通过该诊断单元203的处理，可以确定每个时间段的通信过程是正常的，还是产生了短时衰落，或者接收信号强度过低，或者产生了发端干扰，或者产生了收端干扰，由此，可以定位故障。

本实施例通过收集协调器以及与该协调器进行通信的终端设备的信道相关信息，对收集到的信道相关信息进行统计，进而通过机器学习的方法进行故障诊断。

实施例2

本发明实施例提供了一种故障诊断装置，该装置配置于终端设备，是对应实施例1的装置的终端设备侧的处理，内容相同之处不再重复说明。

图8是本实施例的故障诊断装置的一个实施方式的示意图，如图8所示，该装置800包括：接收单元801、测量单元802和发送单元803，该接收单元801用于接收测量请求包，如前所述的poll包；该测量单元802用于根据该测量请求包进行信道测量，本实施例对测量方式不做限制，可以采用现有手段，并且，无论该测量请求包是否出错，只要能正确解码该测量请求包的同步头，都对其进行信道测量，此外，该测量请求包有可能是第一次发出的包，如图4所示的poll1，也可能是多次重传的包，如图5所示的poll1、poll1retry；该发送单元803用于通过测量回复包反馈信道测量结果，该测量回复包例如为echo包，并且，该信道测量结果可以包括接收到的测量请求包的相关值、ber等。

通过本实施例的装置，可以将终端设备的信道相关信息发送到协调器，以协助协调器或者其他网络实体(例如云端)进行故障诊断。

实施例3

本发明实施例还提供了一种无线网络中的控制实体，例如协调器、接入点、中央控制器或云端等，其中，该控制实体包括实施例1所述的故障诊断装置。

图9是本发明实施例的控制实体的一个实施方式的构成示意图。如图9所示，控制实体900可以包括：中央处理器(cpu)901和存储器902；存储器902耦合到中央处理器901。其中该存储器902可存储各种数据；此外还存储信息处理的程序，并且在中央处理器901的控制下执行该程序，以接收终端设备发送的各种信息、并且向终端设备发送各种信息。

在一个实施方式中，实施例1所述的故障诊断装置的功能可以被集成到中央处理器901中，由中央处理器901实现实施例1所述的故障诊断装置的功能，例如该中央处理器901可以被配置为：

获取协调器以及与该协调器进行通信的终端设备的信道相关信息；

选择所述信道相关信息中的多个指标，计算所述多个指标在预定时间段内的统计值；

利用所述统计值和预存的训练数据进行故障诊断，以获得对应所述时间段的故障诊断结果。

其中，关于实施例1所述的故障诊断装置的功能被合并于此，在此不再赘述。

在另一个实施方式中，实施例1所述的故障诊断装置可以与中央处理器901分开配置，例如可以将实施例1所述的故障诊断装置配置为与中央处理器901连接的芯片，通过中央处理器901的控制来实现实施例1所述的故障诊断装置的功能。

此外，如图9所示，该控制实体900还可以包括：收发机903和天线904等；其中，上述部件的功能与现有技术类似，此处不再赘述。值得注意的是，控制实体900也并不是必须要包括图9中所示的所有部件；此外，控制实体900还可以包括图9中没有示出的部件，可以参考现有技术。

通过本实施例的控制实体，可以诊断出无线网络在通信过程中的状态或故障。

实施例4

本发明实施例还提供了一种无线网络中的终端设备，例如sta、节点等，其中，该终端设备包括实施例2所述的故障诊断装置。

图10是本发明实施例的终端设备的一个实施方式的构成示意图。如图10所示，终端设备1000可以包括：中央处理器(cpu)1001和存储器1002；存储器1002耦合到中央处理器1001。其中该存储器1002可存储各种数据；此外还存储信息处理的程序，并且在中央处理器1001的控制下执行该程序，以接收控制实体发送的各种信息、并且向控制实体发送各种信息。

在一个实施方式中，实施例2所述的故障诊断装置的功能可以被集成到中央处理器1001中，由中央处理器1001实现实施例2所述的故障诊断装置的功能，例如该中央处理器1001可以被配置为：

接收测量请求包；

根据所述测量请求包进行信道测量；

通过测量回复包反馈信道测量结果。

其中，关于实施例2所述的故障诊断装置的功能被合并于此，在此不再赘述。

在另一个实施方式中，实施例2所述的故障诊断装置可以与中央处理器1001分开配置，例如可以将实施例2所述的故障诊断装置配置为与中央处理器1001连接的芯片，通过中央处理器1001的控制来实现实施例2所述的故障诊断装置的功能。

此外，如图10所示，该终端设备1000还可以包括：收发机1003和天线1004等；其中，上述部件的功能与现有技术类似，此处不再赘述。值得注意的是，终端设备1000也并不是必须要包括图10中所示的所有部件；此外，终端设备1000还可以包括图10中没有示出的部件，可以参考现有技术。

通过本实施例的终端设备，可以协助无线网络中的控制实体进行故障诊断。

实施例5

本发明实施例还提供一种通信系统，图11是该系统的拓扑结构示意图，如图11所示，该系统1100包括：协调器1101和终端设备1102。

其中，协调器1101被配置为：获取协调器以及与该协调器进行通信的终端设备的信道相关信息；选择所述信道相关信息中的多个指标，计算所述多个指标在预定时间段内的统计值；利用所述统计值和预存的训练数据进行故障诊断，以获得对应所述时间段的故障诊断结果。

其中，终端设备1102被配置为：接收测量请求包；根据所述测量请求包进行信 道测量；通过测量回复包反馈信道测量结果。

在本实施例的一个实施方式中，该协调器1101可以被配置为包含实施例1所述的装置，由于在实施例1中，已经对该装置做了详细说明，其内容被合并于此，此处不再赘述。

在本实施例的另一个实施方式中，该系统还包括其它控制实体1103，例如网关、中央控制器、云端等，该控制实体1103可以被配置为包含实施例1所述的装置，由于在实施例1中，已经对该装置做了详细说明，其内容被合并于此，此处不再赘述。

在本实施例的一个实施方式中，该终端设备1102可以被配置为包含实施例2所述的装置，由于在实施例2中，已经对该装置做了详细说明，其内容被合并于此，此处不再赘述。

通过本实施例的系统，可以进行故障诊断。

实施例6

本发明实施例提供了一种故障诊断方法，应用于无线网络的控制实体，例如，协调器、接入点、中央处理器、云端等，由于该方法解决问题的原理与实施例1的装置相同，其具体的实施可以参照实施例1的装置的实施，内容相同之处不再重复说明。

图12是该方法的示意图，如图12所示，该方法包括：

步骤1201：获取协调器以及与该协调器进行通信的终端设备的信道相关信息；

步骤1202：选择所述信道相关信息中的多个指标，计算所述多个指标在预定时间段内的统计值；

步骤1203：利用所述统计值和预存的训练数据进行故障诊断，以获得对应所述时间段的故障诊断结果。

在步骤1201的一个实施方式中，该控制实体为协调器，则该协调器可以通过图13的方法来实现，请参照图13，该方法包括：

步骤1301：周期性的发送测量请求包；

步骤1302：接收针对发出的每个测量请求包的测量回复包；

步骤1303：利用发送出的测量请求包和接收到的测量回复包收集所述协调器的信道相关信息，并利用接收到的测量回复包收集所述终端设备的信道相关信息。

在步骤1201的另一个实施方式中，该控制实体为除协调器以外的其他网络实体， 例如云端，则该云端可以从协调器接收上述信道相关信息。在该实施方式中，协调器可以采用图13的方法获取上述信道相关信息。

在本实施例中，该测量回复包可以是正常的测量回复包，也可以是出错的测量回复包，也就是说，在本实施例中，只要该控制实体能够正确解码该测量回复包的同步头就可以。

在本实施例中，从协调器的信道相关信息中选择出的指标可以包括下面指标的任意一个或多个或任意组合：

所述测量请求包的发送状态；

所述测量请求包的重传次数；

针对所述测量请求包的确认信息(ack)的接收信号强度指示(rssi)；

针对所述测量请求包的测量回复包的rssi；

针对所述测量请求包的ack的相关值；

针对所述测量请求包的测量回复包的相关值；

针对所述测量请求包的测量回复包的循环冗余校验(crc)错误标志；以及

所述测量请求包的响应时间。

在本实施例中，从终端设备的信道相关信息中选择出的指标可以包括下面指标的任意一个或多个或任意组合：

接收到的测量请求包的相关值；

接收到的测量请求包的误码率(ber)。

在本实施例中，该多个指标在上述预定时间段内的统计值包括以下任意一种或多种或任意组合：

丢包率；

重传率；

信道状态忙的比率；

测量回复包的平均相关值；

测量请求包的平均相关值；

测量回复包的平均rssi；

ack的rssi的梯度的所有绝对值的平均值。

该统计值可以通过一个七维的特征向量来表示，具体如前所述，此处不再赘述。

在本实施例中，预先存储了训练数据来进行故障诊断，该训练数据包括多个实例，每个实例对应一种故障类型。并且，故障类型包括以下任意一种或多种或任意组合：

正常；

短时衰落；

低接收信号强度；

发端干扰；

收端干扰。

在步骤1203的一个实施方式中，该控制实体可以通过图14的方法来实现，如图14所示，该方法包括：

步骤1401：计算所述统计值与所述训练数据的所有实例之间的距离，按照所述距离从小到大的顺序从所述训练数据的所有实例中选择预定数量的实例；

步骤1402：根据所述预定数量的实例的故障类型确定诊断结果，如果所述预定数量的实例中属于同一种故障类型的实例的数量多于属于其他故障类型的实例的数量，则确定诊断结果为所述同一种故障类型；否则，如果所述预定数量的实例中属于相同故障类型的实例的数量相等，则根据其他策略确定故障诊断结果。

通过本实施例的方法，可以进行故障诊断。

实施例7

本发明实施例提供了一种故障诊断方法，应用于无线网络的终端设备，例如，sta、节点等，由于该方法解决问题的原理与实施例2的装置相同，其具体的实施可以参照实施例2的装置的实施，内容相同之处不再重复说明。

图15是该方法的示意图，如图15所示，该方法包括：

步骤1501：接收测量请求包；

步骤1502：根据所述测量请求包进行信道测量；

步骤1503：通过测量回复包反馈信道测量结果。

在本实施例中，该信道测量结果包括以下任意一种或多种或任意组合：

接收到的测量请求包的相关值；

接收到的测量请求包的ber。

在本实施例中，该测量请求包可以是正常的测量请求包，也可以是出错的测量请 求包，只要其同步头能够被正确解码即可。

在本实施例中，该测量请求包可以是第一次发送的包，也可以是多次重传的包。

通过本实施例的方法，可以协助无线网络中的控制实体进行故障诊断。

本发明实施例还提供一种计算机可读程序，其中当在无线网络的控制实体中执行所述程序时，所述程序使得计算机在所述无线网络的控制实体中执行实施例1所述的方法。

本发明实施例还提供一种存储有计算机可读程序的存储介质，其中所述计算机可读程序使得计算机在无线网络的控制实体中执行实施例1所述的方法。

本发明实施例还提供一种计算机可读程序，其中当在无线网络的终端设备中执行所述程序时，所述程序使得计算机在所述无线网络的终端设备中执行实施例2所述的方法。

本发明实施例还提供一种存储有计算机可读程序的存储介质，其中所述计算机可读程序使得计算机在无线网络的终端设备中执行实施例2所述的方法。

本发明以上的装置和方法可以由硬件实现，也可以由硬件结合软件实现。本发明涉及这样的计算机可读程序，当该程序被逻辑部件所执行时，能够使该逻辑部件实现上文所述的装置或构成部件，或使该逻辑部件实现上文所述的各种方法或步骤。本发明还涉及用于存储以上程序的存储介质，如硬盘、磁盘、光盘、dvd、flash存储器等。

以上结合具体的实施方式对本发明进行了描述，但本领域技术人员应该清楚，这些描述都是示例性的，并不是对本发明保护范围的限制。本领域技术人员可以根据本发明的精神和原理对本发明做出各种变型和修改，这些变型和修改也在本发明的范围内。