專利名稱：在無線局域網(wǎng)上測量傳輸吞吐量的制作方法
在無線局域網(wǎng)上測量傳輸吞吐量 本申請是分案申請，其母案申請的發(fā)明名稱是"在無線局域網(wǎng)上測量傳輸吞吐量，，；其母案申請的申請?zhí)枮?03809584.X〃；其母案申請的 申請日為2003年2月25日；其母案申請的國際申請?zhí)枮?"PCT/US0305774"。1. 發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明總體上涉及無線局域網(wǎng)。更具體而言，本發(fā)明涉及在無線局 域網(wǎng)上測量傳輸吞吐量。2. 相關(guān)技術(shù)說明傳統(tǒng)上，計算機彼此通過有線局域網(wǎng)("LAN")來進行通信。然 而，隨著諸如對膝上型電腦、個人數(shù)字助理等等之類的便攜式計算機需 求的增長，無線局域網(wǎng)("WLAN，，)已經(jīng)發(fā)展成計算機通過利用無線 電信號、紅外信號等在無線介質(zhì)上傳輸而彼此相互通信的一種方式。為了提升WL AN相互間以及與有線LAN之間的互用性，開發(fā)了作 為WLAN的國際標準的IEEE 802.11標準。通常來講，IEEE 802.11標 準是用來給用戶顯現(xiàn)與IEEE 802有線LAN相同的接口，同時允許在無 線介質(zhì)上傳輸數(shù)據(jù)。盡管WLAN給用戶提供了有線LAN上的增強的移動性，但是 WLAN上的通信質(zhì)量可能會由于有線LAN中未顯現(xiàn)的原因而變化。例 如，環(huán)境中的一切事物都可能會起傳輸信號的反射器或衰減器的作用。 照此，WLAN中的計算機的位置上的小變化可能會影響由計算機發(fā)送的 信號的質(zhì)量和強度，并可能會影響在WLAN上發(fā)送信號的吞吐量。在常規(guī)的系統(tǒng)中，跨WLAN的吞吐量是由WLAN中的計算機利用 回顯(echo)請求-應答機制加以測量的，所述回顯請求-應答機制使用 了第3層或第3層以上的OSI層。然而，WLAN中的組件往往無法支持 第3層或第3層以上的OSI層，或者配置以回顯應答-請求機制是不便利 的或管理上不實用的。此外，在第3層上處理數(shù)據(jù)會增加延遲，并因此 影響計算出的吞吐量。作為選擇，可以同發(fā)送傳輸(transmission)的計算機一起使用能夠 支持第3層或第3層以上的OSI層的獨立裝置，以便測量跨WLAN的吞吐量。然而，因為典型情況下所述獨立裝置是放在從計算機處接收傳 輸?shù)慕尤朦c"后面"的，所以計算出的吞吐量可能包括裝置與接入點之間的額外路線長度，并且在接入點處有延遲和瓶頸影響。此外，在第3 層或笫3層以上處理數(shù)據(jù)會增加延遲，并因此影響計算出的吞吐量。 發(fā)明概述本發(fā)明涉及在具有站和接入點的無線局域網(wǎng)上測量傳輸吞吐量。在 一個實施例中，所述站能夠在測試周期期間向接入點發(fā)送消息，其中所 述消息可以作為數(shù)據(jù)幀而被發(fā)送。所述接入點能夠在測試周期期間接收 發(fā)自所述站的消息。對于由接入點接收的消息，所述接入點能夠向所述 站發(fā)送確認，其中所述確認能夠作為控制幀而被發(fā)送。對于由接入點接 收的消息，所述站能夠從所述接入點處接收確認。所述站能夠根據(jù)在測 試周期期間于所述站處從接入點接收的確認，來確定在測試周期內(nèi)從站 到接入點的吞吐量。在另一個實施例中，在測試周期期間可以從所述站向接入點發(fā)送消 息。繼而，能夠在測試周期期間在接入點處接收發(fā)自所述站的消息。對 于由接入點接收的消息，所迷接入點能夠向所述站發(fā)送ACK幀。對于 由接入點接收的消息，所述站能夠從所述接入點處接收ACK幀。所迷 接入點能夠把從所述站那里接收到的消息發(fā)送回所述站。所述站能夠從 所述接入點處接收該消息。所述站能夠根據(jù)在測試周期期間由所述站從 接入點那里接收到的ACK幀，來確定在測試周期內(nèi)從所述站到接入點 的吞吐量。此外，所述站能夠根據(jù)在測試周期期間從所述站發(fā)送到接入 點且由所述站從接入點那里接收到的消息，來確定在測試周期內(nèi)從所述 接入點到站的吞吐量。


通過結(jié)合附圖參考下列詳細說明，能夠更透徹地理解本發(fā)明，在附 圖中同 一部分可以用相同的數(shù)字來表示。 圖1示出了示例性的OSI七層模型；圖2示出了無線局域網(wǎng)("WLAN")中的示例性擴展服務設置； 圖3是舉例說明WLAN中的站的各種狀態(tài)的示例性流程圖； 圖4示出了在站與接入點之間交換的示例性幀序列； 圖5示出了能夠用來設置和顯示與吞吐量測量有關(guān)的參數(shù)的示例性 接口；圖6示出了能夠用來測量WLAN系統(tǒng)中的吞吐量的過程的示例性 流程圖；圖7示出了能夠包含在幀中的首部；和圖8示出了站與接入點之間幀交換的另 一個示例性序列。詳細i兌明為了提供對本發(fā)明的更徹底理解，下列說明闡述了諸如具體配置、 參數(shù)、示例等許多細節(jié)。然而，應該認識到的是，這種說明并不意在對 本發(fā)明的范圍的限制，而是意在提供示例性實施例的較佳說明。參照圖1，示出了示例性OSI七層模型，它表示根據(jù)其各個功能而 被分成層的網(wǎng)絡系統(tǒng)的抽象模型。具體來講，所述七層包括對應于第 1層的物理層102、對應于第2層的數(shù)據(jù)鏈路層104、對應于第3層的網(wǎng) 絡層106、對應于第4層的傳輸層108、對應于第5層會話層110、對應 于第6層表示層U2和對應于第7層的應用層114。 OSI模型中的每一 層都僅僅直接與緊跟它的上面一層或下面一層進行交互，并且只有在物 理層102,不同的計算機100和116才能夠直接互相通信。然而，不同 的計算機IOO和116能夠利用公共協(xié)議在相同層上進行有效通信。例如， 在一個示例性實施例中，計算機100能夠通過將來自計算機100的應用 層114的幀經(jīng)由它下面的每一層進行傳送，直到所述幀到達物理層102, 來在應用層114與計算機116相通信。接著，可以將所述幀傳輸?shù)接嬎?機116的物理層102，并經(jīng)由物理層102上面的每一層進行傳送，直到 所述幀到達計算機116的應用層114。無線局域網(wǎng)("WLAN")的IEEE 802.11標準在數(shù)據(jù)鏈路層104 上進行操作，所述數(shù)據(jù)鏈路層對應于如上所述的OSI七層才莫型的第2層。 因為正EE 802.11在OSI七層模型的第2層上進行操作，所以第3層和 第3層上面的層能夠根據(jù)與IEEE 802有線LAN —起使用的相同協(xié)議來 進行操作。此外，第3層和其上面的層可能不知道網(wǎng)絡實際上是在第2 層還是下面一層上傳輸數(shù)據(jù)。因此，第3層和其上面的層同樣能夠在 IEEE 802有線LAN和IEEE 802.11 WLAN中進行操作。此外，可以給 用戶呈現(xiàn)相同的接口，而不考慮是使用有線LAN還是WLAN。參照圖2，描繪了根據(jù)IEEE 802.11標準形成WLAN、具有基本服 務設置("BSS，， ) 206、 208和210的示例性擴展服務設置200。每個 BSS都可以包括接入點("AP，， ) 202和站204。站204是能用來連接于WLAN的組件，所述WLAN可以是移動式的、便攜式的、固定式的 等等，并且可以稱為網(wǎng)絡適配器或網(wǎng)絡接口卡。例如，站204可以是膝 上電腦、個人數(shù)字助理等等。另外，站204可以支持諸如數(shù)據(jù)的身份驗 證、解除身份驗證、保密、傳送之類的站服務。每個站204都能夠經(jīng)由諸如通過在WLAN發(fā)送器和接收器之間發(fā) 送無線電或紅外信號之類的空中連接而直接與AP202通信。如上所述， 每個AP 202都能夠支持站服務，且另外還能夠支持諸如關(guān)聯(lián)、解除關(guān) 聯(lián)、關(guān)聯(lián)、分發(fā)、集成等等之類的分發(fā)服務。因此，AP202能夠在它的 BSS206、 208和210內(nèi)與站204進行通信，以及經(jīng)由稱為分發(fā)系統(tǒng)的介 質(zhì)212與其它的AP 202進行通信，所述分發(fā)系統(tǒng)形成WLAN的中樞。 這個分發(fā)系統(tǒng)212能夠即包括無線連接又包括有線連接。參照圖2和3，必須根據(jù)IEEE 802.11標準來向AP 202對每個站204 進行身份驗證并將每個站204與AP 202相關(guān)聯(lián)，以便使每個站204成 為BSS 206、 208或210的一部分。因此，參照圖3,站204起始于狀態(tài) 1 ( 300),其中站204是未向AP202進行身份驗證的且未與AP202相 關(guān)聯(lián)的。在狀態(tài)1 (300)中，站204只能使用有限數(shù)目的幀類型，比如 像能夠允許站204定位AP 202并向AP 202進行身份驗證的幀類型等等。如果站204成功地向AP 202進行身份驗證306,那么站204就能夠 晉升為狀態(tài)2 ( 302),其中向AP 202對站204進行身份驗證，并且站 204未與AP 202相關(guān)聯(lián)。在狀態(tài)2 (302),站204能夠使用有限數(shù)目 的幀類型，比如像能夠允許站204與AP202相關(guān)聯(lián)的幀類型等等。如果站204繼而成功地與AP 202相關(guān)聯(lián)或重新關(guān)聯(lián)，那么站204 就能夠晉升為狀態(tài)3 (304),其中向AP 202對站204進行身份驗證并 將站204與AP 202相關(guān)聯(lián)。在狀態(tài)3 ( 304 ),站204能夠使用任何幀 類型來與WLAN中的AP 202及其它站204相通信。如果站204接收解 除關(guān)聯(lián)通知310，那么站204就能夠轉(zhuǎn)變?yōu)闋顟B(tài)2。此外，如果站204 繼而接收解除身份驗證通知312，那么站204就能夠轉(zhuǎn)變?yōu)闋顟B(tài)1。根 據(jù)IEEE 802.11標準，能夠同時向不同的AP 202對站204進行身份驗證， 但是任何時候都只能與一個AP 202相關(guān)聯(lián)。再次參照圖2， 一旦向AP202對站204進行了身份驗證并將站204 與AP 202相關(guān)聯(lián)，站204就能夠與WLAN中的另 一個站204相通信。 具體來講，站204能夠向其關(guān)聯(lián)的AP 202發(fā)送具有源地址、基本服務設置標識地址("BSSID，，)和目的地址的消息。接著，AP202能夠向 在消息中被指定為目的地址的站204分發(fā)消息。這個目的地址能夠在通 過分發(fā)系統(tǒng)212而鏈接于AP202的相同的BSS206、 208或210中或另 一個BSS206、 208或210中指定站204。盡管圖2描繪了具有三個BSS 206、208和210的擴展服務設置200, 其中的每一個都包括三個站204，但是應當認識到的是，擴展服務設置 200能夠包括任何數(shù)目的BSS 206、 208和210，這些BSS都能夠包括任 何數(shù)目的站204。如前所述，同有線LAN比較起來，WLAN能夠給用戶提供增強的 移動性，但是在WLAN上通信的質(zhì)量可能會由于有線LAN中未出現(xiàn)的 原因而變化。例如，環(huán)境中的一切事物都可能會起傳輸信號的反射器或 衰減器的作用，由此而影響RF信號干擾、多路徑、衰減等等。同有線LAN上的傳輸比較起來，這些不是典型地出現(xiàn)在有線LAN 中的環(huán)境影響，都可能會使在WLAN介質(zhì)上傳輸可靠性的降低。因此， IEEE 802.11標準包括用以解決這種降低的可靠性的各種幀交換協(xié)議。 具體來講，IEEE 802.11 MAC在數(shù)據(jù)鏈路層104 (圖1 )上使用幀交換 協(xié)議，所述數(shù)據(jù)鏈路層104用來通知發(fā)送消息的站204所述消息已被目 的站204接收。具體來講，參照圖4，在向AP 202對站204進行身份驗證并將站 204與AP 202相關(guān)聯(lián)之后，站204能夠向AP 202發(fā)送一個發(fā)送請求 ("RTS")幀400。在AP202檢測出從可能干擾由站204發(fā)送的幀的 其它通信中釋放了無線介質(zhì)之后，AP 202能夠向站204發(fā)送一個清除發(fā) 送("CTS")幀402。在站204接收CTS幀402之后，站204能夠向 AP 202發(fā)送消息404。當AP 202接收這個消息404時，AP 202能夠向 站204發(fā)送確認("ACK，，)幀406，以表明AP 202接收到了由站204 發(fā)送的消息404。如果站204沒有接收到ACK幀，那么站204就能夠重試發(fā)送消息 404。在一些應用中，能夠設置重試限值，以便站204在到達這一限值 之后停止試圖發(fā)送消息404。如果站204停止試圖發(fā)送消息404并且不 接收ACK幀406,那么就把這^f見作為丟失。根據(jù)IEEE 802.11標準，把上述消息作為數(shù)據(jù)幀來發(fā)送。更具體而 言，依照目前的IEEE 802.11標準，數(shù)據(jù)幀能夠具有至少29字節(jié)的長度。相反，把RTS、 CTS和ACK幀作為控制幀來發(fā)送。依照目前的IEEE 802.11標準，控制幀具有最多20字節(jié)的長度。例如，標準IEEE802.il ACK幀具有14字節(jié)的長度。應當注意的是，如果修正IEEE 802.11標 準的話，這些對數(shù)據(jù)幀和控制幀的大小限制都可能會改變。除了在大小上比數(shù)據(jù)幀更小之外，控制幀完全是在數(shù)據(jù)鏈路層104 (圖1)和其下面的層上生成的。例如，當接收消息時，在AP202，在 數(shù)據(jù)鏈路層104 (圖1)上自動地生成ACK幀并且從數(shù)據(jù)鏈路層104發(fā) 出ACK幀。照此，為了生成和發(fā)送ACK幀，不需要在數(shù)據(jù)鏈路層104 (圖1)上面處理所接收的消息。盡管上述幀交換協(xié)議包括發(fā)送RTS和CTS幀，但是應當認識到的 是，這些幀可以在一些應用中省略。然而，發(fā)送這些幀能夠減少在WLAN 上發(fā)送著的幀之間沖突的次數(shù)。上述幀交換協(xié)議能夠影響WLAN上的傳輸吞吐量，這是因為根據(jù) 協(xié)議發(fā)送的每一幀都消耗帶寬和時間。具體來講，使用RTS/CTS幀、 確認幀和重試限值能夠影響吞吐量。此外，發(fā)送的消息的大小、發(fā)送消 息的傳輸速度和消息的分段(fragmentation)閾值都能影響跨WLAN的 吞吐量。因此，在任何指定時間評估WLAN上的通信質(zhì)量的過程中，測 量吞吐量都可能是有幫助的。另外，在評估無線電設備性能的過程中， 測量跨WLAN的吞吐量也可能是有幫助的。如前所述，跨WLAN的吞吐量可以由站204利用回顯請求-應答機 制來測量的，所述回波請求-應答機制比如像ICMP回顯請求或UDP回 顯應用，它們使用了第3層或第3層以上的OSI層(圖1)，比如網(wǎng)絡 層106、傳輸層108、應用層114等等。具體來講，再次參照圖2,站 204能夠向其關(guān)聯(lián)的AP 202發(fā)送回顯請求。作為響應，AP 202能夠向 站204發(fā)送回顯應答。接著，能夠根據(jù)這種回顯應答-請求機制來計算跨 WLAN的吞吐量。然而，利用這種回顯請求-應答機制包括好幾個缺點。例如，回顯請求-應答才幾制的一個缺點是回顯應答是數(shù)據(jù)幀而不是標 準IEEE 802.11控制幀。照此，不同于ACK幀，回顯應答是在數(shù)據(jù)鏈路 層104 (圖1 )上面生成的。然而，在WLAN支持中的組件可能不支持 數(shù)據(jù)鏈路層104(圖l)上面的OSI層。例如，站204可能不能支持笫3 層或第3層以上的OSI層。此外，將站204連接到WLAN的AP 202可 以不必具有支持網(wǎng)絡層106上的活動的IP地址。另外，AP 202可能不能運行能夠執(zhí)行回顯應答-請求的應用。然而，即使站204能夠支持笫3 層或第3層以上的OSI層，在第3層或以上層的處理數(shù)據(jù)能夠增加延遲， 并由此而影響計算出的吞吐量。此外，配置具有回顯應答-請求機制的站 204可能是不便利的或管理上不實用的。另一個缺點涉及了使用能夠支持第3層或第3層以上的OSI層的獨 立裝置。具體來講，再次參照圖2,能夠?qū)⑺鲅b置放在AP202"后面，，， 以便將AP 202定位在所述裝置與站204之間。站204能夠向AP 202發(fā) 送回顯請求，所述回顯請求也由所迷裝置來接收。繼而，所迷裝置能夠 向站204發(fā)送回顯應答。然而，因為發(fā)送回顯應答的裝置是沿著AP202 后面的有線連接而放置的，所以計算出的吞吐量可能包括AP 202與所 述裝置之間的額外路線長度，并且在AP 202上包括延遲和瓶頸影響。 另外，在第3層或第3層以上的層上的處理數(shù)據(jù)能夠增加延遲，并因此 而影響計算出的吞吐量。因此，本發(fā)明的各種示例性實施例使用了由IEEE 802.11標準提供 的現(xiàn)有基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)以便計算跨WLAN的吞吐量。更具體而言，在各種的示 例性實施例中，能夠由站204利用在第2層或第2層下面的OSI層上的 現(xiàn)有基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)來測量跨WLAN的吞吐量。圖6示出了能夠用于利用圖4中所示的系統(tǒng)來測量WLAN系統(tǒng)中的 吞吐量的示例性過程。通常來講，從站204到AP 202的吞吐量能夠根 據(jù)下列等式按比特/秒(bps)來測量吞吐量=((#數(shù)據(jù)幀)x (每數(shù)據(jù)幀的比特))/時間因此，吞吐量能夠通過在指定的時間周期內(nèi)從站204向AP 202順 序地發(fā)送數(shù)據(jù)幀來測量。如果發(fā)送的數(shù)據(jù)幀具有已知的大小并且指定了 用于發(fā)送數(shù)據(jù)幀序列的時間，那么就能夠根據(jù)AP 202在指定時間期間 成功接收數(shù)據(jù)幀的數(shù)目來計算吞吐量。參照圖5,描繪了能用來設置用于吞吐量測量的參數(shù)的示例性接口 。 更具體而言，用戶、管理員等等能夠指定將要在測試周期期間順序發(fā)送 的幀的測試周期500和幀大小502。此外，正如上面參考圖4所描述的 那樣，用戶、管理員等等能夠指定重試限值504，和用于指示能夠在不 被分段成更小尺寸的數(shù)據(jù)幀的情況下發(fā)送數(shù)據(jù)幀的最大尺寸的分段閾 值506。應當認識到的是，重試限值504和分段閾值506能夠在一些應 用中省略，比如當沒有重試限值或當發(fā)送的數(shù)據(jù)幀具有不需要分段的指定大小時。參照圖4和6，在設置了用于吞吐量測量的參數(shù)之后.，繼而能開始 測試周期。接下來，在步驟600中，站204能夠向AP 202發(fā)送RTS幀 400。在AP 202檢測出從可能干擾由站204發(fā)送的幀的其它通信中釋放 無線介質(zhì)之后，繼而在步驟602中，AP 202能夠向站204發(fā)送CTS幀 402。然而，應當認識到的是，步驟600和602能夠在一些應用中省略。 例如，盡管發(fā)送CTS和RTS幀能夠減少在WLAN上發(fā)送的后續(xù)數(shù)據(jù)幀 之間的沖突，但是如果在特定的應用中沖突是可允許的話則就能夠省略 CTS和RTS幀。在站204接收CTS幀402之后，繼而在步驟604中，站204能夠向 AP 202發(fā)送數(shù)據(jù)幀404。參照圖7，數(shù)據(jù)幀404可以包括IEEE 802.11 首部700和IEEE 802.2首部702。正EE 802.11首部700可以包括目的地 址704、 BSSID706、源地址708及其它信息710。在本示例性實施例中， 目的地址704可以被設置成AP 202， BSSID 706可以被設置成AP 202， 而源地址708可以祐 沒置成站204。此外，IEEE 802.2首部702可以包 括源服務接入點("SAP" )712、目的地SAP714及其它信息716。在 一些配置中，目的SAP 714可以被設置成空SAP,以免AP 202對數(shù)據(jù) 幀404進行處理以確定其內(nèi)容。通過防止AP 202照此對數(shù)據(jù)幀404進 行處理，AP 202能夠處理其它的數(shù)據(jù)幀并減少AP 202處的瓶頸和延遲。 然而，應當認識到的是，在一些應用可以省略通過把目的地SAP 71 設置成空SAP4來防止AP 202對數(shù)椐幀404進行處理。例如，如果AP 202 處的延遲和瓶頸是不成問題的，那么就可以省略把目的SAP714設置成 空SAP地址。如杲AP 202接收這個數(shù)據(jù)幀404，那么AP 202就能夠向站204發(fā) 送ACK幀406，以表明AP 202接收到了由站204發(fā)送的數(shù)椐幀404。 因此，在步驟606中，如果站204接收ACK幀406,那么在步驟608中 站204能夠?qū)CK幀計數(shù)成能包含在上述吞吐量的等式中的幀。在對 ACK幀進行計數(shù)之后，繼而能夠在步驟600開始重復所述循環(huán)。然而，如果站204沒有在指定期限內(nèi)接收ACK幀406,那么在步驟 610中站204就能夠確定是否已經(jīng)達到指定的重試限值504 (圖5 )。如 果尚未達到重試限值，那么在步驟612中就能夠相對于這一限值而對重 試進行計數(shù)。那么，能夠重復步驟604，并且能夠重發(fā)數(shù)據(jù)幀404。在步驟606中，如上所迷，站204能夠確定是否已在指定的期限內(nèi)接收到 了 ACK幀406。作為選擇，如果已經(jīng)達到了指定的重試限值504 (圖5)，那么在 步驟614中就能夠計數(shù)出幀丟失，并且從步驟600開始重復所述循環(huán)。能夠貫穿測試周期500 (圖5)來重復如圖6中的描繪的上述循環(huán)。 如圖5所示，在測試周期末尾，能夠向用戶、管理員等顯示吞吐量結(jié)果。 更具體而言，可以將在步驟608 (圖6)中計算出的ACK數(shù)顯示為由 AP 202接收的分組508數(shù)。這個分組數(shù)508能用于通過用測試周期500 除分組數(shù)508來按分組/每秒計算吞吐量510。此外，分組數(shù)508可以乘 以幀大小502來計算在測試周期500期間從站204成功發(fā)送到AP 202 的字節(jié)總數(shù)512。根據(jù)這個字節(jié)總數(shù)512,以及測試周期500,能夠按千 字節(jié)/每秒514來計算吞吐量。另外，能夠在測試周期500期間計算出在 步驟612 (圖6)中計數(shù)的重試次數(shù)516。正如在測試周期500期間在步 驟614 (圖6)中計數(shù)的那樣，還能夠計算出幀丟失的數(shù)目518。盡管圖5描繪了在示例性配置中的特定輸入?yún)?shù)和顯示參數(shù)，但是 應當認識到的是，取決于應用，能夠修改、省略或添加各種輸入?yún)?shù)和 顯示參數(shù)。此外，取決于應用，能夠以任何方式來配置輸入?yún)?shù)和顯示 參數(shù)。例如，可以把傳輸率520添加為輸入?yún)?shù)。更具體而言，用戶、 管理員等等能夠指定應當使用哪種IEEE 802.11率來在WLAN上傳送數(shù) 據(jù)幀404，所述IEEE 802.11率比如是lmbps、 2 mbps、 5.5 mbps、 11 mbps 等等。另一個示例包括顯示在測試周期期間根據(jù)指定的分段閾值506而 分段522的幀數(shù)404。圖8描繪了能用來測量WLAN系統(tǒng)中的吞吐量的另一個示例性系 統(tǒng)和過程。正如圖8中描繪的，本實施例包括第二數(shù)椐幀800和ACK 幀802,并且能夠用來測量從AP202到站204的吞吐量。更具體而言，參照圖6和8，在設置了用于吞吐量測量的參數(shù)之后 (圖5)，能夠開始測試周期。接下來，在步驟600中，站204能夠向 AP 202發(fā)送RTS幀400。在AP 202檢測出從可能干擾由站204發(fā)送的 幀的其它通信中釋放無線介質(zhì)之后，繼而在步驟602中AP 202就能夠 向站204發(fā)送CTS幀402。然而，應當認識到的是，步驟600和602可 以在一些應用中省略。例如，盡管發(fā)送CTS和RTS幀能夠減少在WLAN 上發(fā)送的后續(xù)數(shù)據(jù)幀之間的沖突，但是如果在特定的應用中沖突是可允許的則能夠省略CTS和RTS幀。在站204接收CTS幀402之后，繼而在步驟604中站204能夠向 AP 202發(fā)送第一數(shù)據(jù)幀404。再次參照圖7，數(shù)據(jù)幀404可以包括IEEE 802.11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。在本示例性實施例中，目的地址704 可以被設置成站204、 BSSID 706可以被設置成AP 202，而源地址708 可以祐z沒置成站204。通過設置到站204的目的地址704,第一數(shù)據(jù)幀 404能夠從站204行進到AP 202以及從AP 202行進到站204,由此來 創(chuàng)建站204與AP 202之間的雙向通信，所述雙向通信能夠比在上面相 對于圖4和6描述的示例性實施例中創(chuàng)建的通信更加對稱。這個雙向通 信取決于諸如站204的處理能力、AP202的處理能力、帶寬等等之類的 因素，能夠影響從站204到AP 202的吞吐量和從AP 202到站204的吞 吐量。如果AP 202接收這個第一數(shù)據(jù)幀404，那么AP 202就能夠向站204 發(fā)送ACK幀406,以表明AP 202接收到了由站204發(fā)送的數(shù)據(jù)幀404。 接下來，在步驟606中，站204能夠確定它是否已在指定期限內(nèi)接收到 了 ACK幀406。如果站204在指定期限內(nèi)接收ACK幀406,那么在步 驟608中站204就能夠?qū)CK幀作為能包含在上面相對于圖4和6所 描述的用于從站204到AP的吞吐量的等式中的幀加以計數(shù)。在計數(shù)了 ACK幀之后，繼而能夠從步驟600開始重復循環(huán)。盡管本實施例包括對 ACK幀406進行計數(shù)，但應當認識到的是，對ACK幀進行計數(shù)可以在 一些應用中省略。例如，如果沒有測量出從站204到AP202的吞吐量， 則能夠省略對ACK幀進行計數(shù)。如果站204沒有在指定期限內(nèi)接收ACK幀406,那么在步驟610 中站204能夠確定是否已經(jīng)達到了指定的重試限值504 (圖5)。如果 尚未達到重試限值，則在步驟612中就能夠相對于這個限值來計數(shù)重試 次數(shù)。然后，能夠重復步驟604并且能夠重發(fā)第一數(shù)據(jù)幀404。在步驟 606中，如上所述，站能夠確定是否已經(jīng)在指定期限內(nèi)接收了 ACK幀 406。作為選擇，如果已經(jīng)達到了指定的重試限值504 (圖5)，那么在 步驟614中能夠?qū)瑏G失進行計數(shù)并在步驟600開i臺重復所述循環(huán)。 如圖8所示，當AP 202從站204那里接收第一數(shù)據(jù)幀404時，繼而AP 202能夠根據(jù)在第一數(shù)據(jù)幀404中設置的目的地址704來把第一 數(shù)據(jù)幀404作為笫二數(shù)據(jù)幀800發(fā)送回到站204。如果站204接收第二 數(shù)據(jù)幀800，則站204就能夠?qū)⒌诙?shù)據(jù)幀作為能包含在上面相對于圖 4和6描述的等式中的幀來進行計數(shù)，以便計算從AP 202到站204的吞 吐量。另外，站204能夠在接收笫二數(shù)據(jù)幀800之后向AP 202發(fā)送ACK 幀802，以表明站204接收到了第二數(shù)據(jù)幀800。能夠貫穿測試周期500而重復上述循環(huán)(圖5 )。如圖5所示，在 測試周期的末尾，能夠向用戶、管理員等等顯示吞吐量結(jié)果。更具體而 言，能夠?qū)⒂嫈?shù)的第二數(shù)據(jù)幀的數(shù)目作為由站204接收的分組數(shù)508來 顯示。這個分組數(shù)508能夠用于通過用測試周期500除分組數(shù)508，來 按分組/每秒510計算吞吐量。此外，分組數(shù)508能夠乘以幀大小502來 計算在測試周期500期間從AP 202成功發(fā)送到站204的字節(jié)總數(shù)512 。 根據(jù)這個字節(jié)總數(shù)512,以及測試周期，能夠按千字節(jié)/每秒514來計算 吞吐量。另外，在測試周期500期間，能夠計算在步驟612 (圖6)中 計數(shù)的重試次數(shù)516。還可以像在測試周期500期間在步驟614 (圖6) 計數(shù)一樣，計算幀丟失的數(shù)目518。盡管圖5描繪了示例性配置中的特定輸入?yún)?shù)和顯示參數(shù)，但應當 認識到的是，取決于應用，能夠修改、省略或添加各種輸入?yún)?shù)和顯示 參數(shù)。例如，還可以顯示由站204接收的ACK幀406的數(shù)目，以及從 站204到AP 202的吞吐量。此外，取決于應用，能夠以任何方式來配 置輸入?yún)?shù)和顯示參數(shù)。此外，相對于上面描述的示例性實施例，諸如圖5中所示的那些之 類的輸入?yún)?shù)和顯示參數(shù)都能夠包括在站204中。如上所述，站204可 以是移動式的、便攜式的、固定式的等等。例如，站204可以是膝上電 腦、個人數(shù)字助理等等。另外，站204可以被用戶用作為診斷工具，被 管理員用作為管理工具等等，以便評估WLAN中的通信質(zhì)量。根據(jù)上面描述的示例性實施例來計算傳輸時間或吞吐量，與使用回 顯請求-應答機制相比提供了優(yōu)勢，所迷回顯請求-應答機制使用了第3 層或第3層以上的OSI層。具體來講，通過使用IEEE 802.11介質(zhì)訪問 控制("MAC")所提供的現(xiàn)有基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)來計算跨WLAN的傳輸時間 或吞吐量，WLAN的組件只須支持第2層的OSI層，由此阻遏了利用回 顯請求-應答機制的各種缺點，所述回顯請求-應答機制使用了 OSI模型的第3層或第3層以上的層。更具體而言，在本示例性實施例中，為了允許站204計算傳輸時間 或呑吐量，不需要修改AP202來運行應用。另外，將站204連接到AP 202的AP 202不需要支持網(wǎng)絡層106或OSI模型的任何更高層上的活 動。此外，利用在第2層或其以下層上處理數(shù)據(jù)用本示例性實施例，能 夠減少因在第3層或其以上層上處理數(shù)據(jù)而造成的延遲。此外，不需要 給站204配置回顯應答-請求機制，所述回顯應答-請求機制可能配置起 來是不便利的或管理上不實用的。另外，本示例性實施例減少了對能夠支持第3層或第3層以上的 OSI層的獨立裝置的需要。因此，本示例性實施例計算出的吞吐量能夠 比來自獨立裝置的計算結(jié)果更加準確，這是因為本示例性實施例不包括 獨立裝置與AP 202之間的額外路線長度，或者不包括因包含這個額外 的路線長度而造成的任何增加的延遲或瓶頸影響。此外，本示例性實施例利用IEEE 802.11標準的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)而提供了 附加優(yōu)點。通過利用這個現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，能夠在小費用的情況下便利地計算 WLAN的吞吐量。另外，因為根據(jù)本示例性實施例沒有修改AP202，所 以能使用站204在各種位置上和使用各種AP 202來計算WLAN的吞吐 量。盡管已經(jīng)就某些實施例、示例和應用描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的 技術(shù)人員將顯而易見的是可以在不背離本發(fā)明的情況下作出各種修改 和改變。
權(quán)利要求
1.一種用于測量在無線局域網(wǎng)上從站到接入點的傳輸?shù)耐掏铝康姆椒ǎ龇椒òㄔ跍y試周期期間，把消息從站發(fā)送到接入點，在站接收確認，其中對于在所述測試期間由接入點所接收的每個消息，確認都被從接入點發(fā)送到站；和根據(jù)在測試周期期間在站處從接入點所接收的確認的數(shù)目來確定在所述測試周期的吞吐量。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述消息被作為數(shù)據(jù)幀發(fā)送到接 入點，并且其中所述確認被作為控制幀發(fā)送到站。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中發(fā)送消息包括 從站向接入點發(fā)送第 一消息；確定對第 一 消息的確認是否已經(jīng)在站處被接收到；如果所述站沒有從接入點接收到確認并且重新限值尚沒有達到，則 重新發(fā)送第一消息；如果所述站沒有從接入點接收到對笫一消息的確認并且重新限值 已經(jīng)達到了，那么對第一消息的幀丟失進行計數(shù)；以及在站處接收到對第一消息的確認之后或者在對第一消息的幀丟失 進行計數(shù)之后，從站向接入點發(fā)送第二消息。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中確定在測試周期的呑吐量還包括根據(jù)測試周期、在測試周期期間在站處從接入點接收的確認的數(shù) 目、以及在測試周期期間從站發(fā)送到接入點的每個消息中所包括的比特 數(shù)目來按比特/每秒確定吞吐量。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，還包括在發(fā)送每個消息之前，把用 于發(fā)送幀的請求從站發(fā)送到接入點；和在發(fā)送每個消息之前在站處從接 入點接收用于發(fā)送幀的清除。
6. 如權(quán)利要求1所述的方法，還包括在站處接收從接收點所發(fā)送的消息，其中在從站接收到消息之后， 接入點把消息發(fā)送到站；以及根據(jù)在測試周期期間由站從接入點所接收的消息確定在測試周期 的從接入點到站的吞吐量。
7. 如權(quán)利要求6所述的方法，其中確定在測試周期的從接入點到站 的吞吐量還包括根據(jù)測試周期、在測試周期期間在站處從接入點所接收的消息的數(shù) 目、以及在測試周期期間從站發(fā)送到接入點的每個消息中所包括的比特 數(shù)目來按比特/每秒確定吞吐量。
8. —種用于測量在無線局域網(wǎng)上傳輸?shù)耐掏铝?，所述系統(tǒng)包括 站，被配置成在測試周期期間向接入點發(fā)送消息，在測試周期期間從接收點接收確認；和根據(jù)在測試周期期間從接入點所接收的確認來 確定在測試周期的吞吐量。
9. 如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述消息#:作為數(shù)據(jù)幀而發(fā)送， 并且其中所述確認被作為控制幀而發(fā)送。
10. 如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述站被配置成發(fā)送消息，被配 置成從站向接入點發(fā)送第一消息，確定在站處是否已經(jīng)接收到對第一消 息的確認，如果所述站沒有從接入點接收到確認并且重試限值尚沒有達 到，那么就重新發(fā)送第一消息，如果所述站沒有從接入點接收到對第一 消息的確認并且重試限值已經(jīng)達到了 ，那么就對第一消息的幀丟失進行 計數(shù)；以及在所述站處接收到對第 一消息的確認之后或者在對第 一消息 的幀丟失進行了計數(shù)之后，從所述站向接入點發(fā)送第二消息。
11. 如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中;f皮配置成確定在測試周期的吞吐 量的所述站還被配置成根據(jù)測試周期、在測試周期期間在站處從接入點 接收的確認的數(shù)目以及在測試周期期間從站發(fā)送到接入點的每個消息 中所包括的比特的數(shù)目來按比特/每秒確定吞吐量。
12. 如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述站還被配置成在所述站處 從接入點接收消息，其中所述接入點在從所述站接收到消息之后把消息 發(fā)送到所迷站；并且根據(jù)由所述站在測試周期期間從接入點所接收的消 息來確定在測試周期的從接入點到站的吞吐量。
全文摘要
一種用于在具有站(204)和接入點(202)的無線局域網(wǎng)(圖4)上測量傳輸吞吐量的方法和系統(tǒng)。所述站能夠在測試周期期間向接入點發(fā)送消息，其中所述消息能夠作為數(shù)據(jù)幀來發(fā)送。所述接入點能夠在測試周期期間接收發(fā)自站的消息。對于由接入點接收的消息，所述接入點能夠向站發(fā)送確認(406)，其中所述確認能夠作為控制幀來發(fā)送。所述站能夠從接入點那里接收由接入點接收的消息的確認。所述站能夠根據(jù)在測試周期期間于站上從接入點那里接收的確認，來確定在測試周期內(nèi)從站到接入點的吞吐量。
文檔編號H04L12/26GK101217423SQ20081000128
公開日2008年7月9日 申請日期2003年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月28日
發(fā)明者區(qū)子由, 吳建智, 管家琪 申請人:空氣磁體公司