(57)【要約】本開示は、無線環境をシミュレートするためのシステムを提供することによって、上述で特定した要求に対処するものであり、このシステムは、中央RF結合コンポーネント、すなわち複数の接続ノードから構成されており、各接続ノードはプログラム可能な減衰コンポーネントを通して中央RF結合コンポーネントと接続している。ここで、プログラム可能な減衰コンポーネントは、コントローラーコンソールにより制御され、コントローラーコンソールは、シミュレートされる無線環境内のその複数の接続ノードのシミュレートされる空間配置に関する情報を保持し、かつプログラム可能な減衰コンポーネントを調整して、シミュレートされる無線環境内の接続ノードのシミュレートされる空間配置を適切にシミュレートする。
2005519554.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線環境をシミュレートするためのシステムであって、
中央RF結合コンポーネントと、
各々が、プログラム可能な減衰コンポーネントを通して、前記中央RF結合コンポーネントとRF接続する複数の接続ノードと、
を備え、前記プログラム可能な減衰コンポーネントはコントローラーコンソールによって制御され、前記コントローラーコンソールは、前記シミュレートされる無線環境内の前記複数の接続ノードのシミュレートされる空間配置に関する情報を保持し、前記プログラム可能な減衰コンポーネントを、前記シミュレートされる無線環境内の前記接続ノードの前記シミュレートされる空間配置を適切にシミュレートするように調整する、
ことを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記システムが、同時に試験するマルチチャネル及びマルチプロトコルに備える、
請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記シミュレートされる無線環境内の前記接続ノードのシミュレートされる空間配置に関する前記情報を動的に変更することができ、前記コントローラーコンソールは、前記プログラム可能な減衰コンポーネントを更新して、前記接続ノードの前記動的に変更されるシミュレートされる空間配置を適切にシミュレートする、
請求項１記載のシステム。
【請求項４】
前記コントローラーコンソールが、前記プログラム可能な減衰コンポーネントの調整を通して、前記シミュレートされる無線環境でRF信号歪みを引き起こす物体をシミュレートする、
請求項１記載のシステム。
【請求項５】
RF信号を前記システム内に注入して、前記シミュレートされる無線環境で干渉をシミュレートする、
請求項１記載のシステム。
【請求項６】
前記接続ノードの少なくとも１つが、RF信号操作コンポーネントを通して前記中央RF結合コンポーネントとRF通信しており、前記RF信号操作コンポーネントは、前記シミュレートされる無線環境内の信号反射によって歪むRF信号をシミュレートする、
請求項１記載のシステム。
【請求項７】
前記コントローラーコンソールと通信するGUIをさらに含み、前記GUIは、前記シミュレートされる無線環境の図表現をユーザーに表示し、前記ユーザーは、前記GUIを通して前記シミュレートされる無線環境を操作する、
請求項１記載のシステム。
【請求項８】
少なくとも１つの接続ノードが、他の接続ノードによって検知される前記RF接続の中に信号を注入して、前記複数の接続ノード間の物理接続パスを定め、前記GUIは、前記物理接続パスに基づいて前記シミュレートされる無線環境の前記図表現を作成する、
請求項７記載のシステム。
【請求項９】
前記RF接続は、シールドされたケーブルによって提供される、
請求項１記載のシステム。
【請求項１０】
複数の前記接続ノードが各々、前記接続ノードとRF接続するモニタープローブを含み、前記モニタープローブは、前記対応する接続ノードが作動している少なくとも１つのチャネルを監視して、前記チャネル上のRF信号に関する情報を作り出す、
請求項2記載のシステム。
【請求項１１】
前記モニタープローブはシステム同期信号を受け取り、前記システム同期信号を使用して、タイムスタンプを刻印された前記チャネル上のRF信号についての情報を作り出す、
請求項10記載のシステム。
【請求項１２】
前記システムは、複数のモニタープローブから、前記タイムスタンプを刻印されたRF信号に関しての情報を受け取り、かつ前記システムは、前記タイムスタンプを刻印された情報を照合して、前記シミュレートされる無線環境内のRF信号活動のタイムスタンプを刻印された履歴を作り出す、
請求項11記載のシステム。
【請求項１３】
少なくとも１つの接続ノードが、第二の中央結合コンポーネントにブリッジを提供する、
請求項1記載のシステム。
【請求項１４】
少なくとも１つの接続ノードは、前記シミュレートされる無線環境で試験中の無線デバイスを含む、
請求項1記載のシステム。
【請求項１５】
少なくとも１つの接続ノードは、干渉注入コンポーネントを含み、プログラム可能な信号生成器で作成される干渉信号を前記シミュレートされる無線環境の中に注入する、
請求項1記載のシステム。
【請求項１６】
前記中央RF結合コンポーネント、すなわち前記複数の接続ノード及び前記プログラム可能な減衰コンポーネントは、RF絶縁モジュラーシャシー内に全て密閉される、
請求項1記載のシステム。
【請求項１７】
前記RF絶縁モジュラーシャシーは、第二のRF絶縁モジュラーシャシーへのRF信号パスで接続されて、ネットワークトポロジーをシミュレートする、
請求項16記載のシステム。
【請求項１８】
試験環境でRF信号を作成及び受信するためのRFモジュールであって、
有線データパケットネットワーク上でデータを送信及び受信するデータネットワーク接続と、
無線ネットワークインターフェースカードを接続する少なくとも１つの取り付け表面と、
を備え、前記取り付け表面は、取り付けられた無線ネットワークインターフェースカードがプログラム可能な減衰コンポーネントに対してRF接続となる接続を含み、前記プログラム可能な減衰コンポーネントは、前記RFモジュール上のRFポートとRF接続されており、
前記取り付け表面における接続を含み、前記データネットワーク接続にインターフェースするコントローラーが設けられ、
前記コントローラーは、取り付けられた無線ネットワークインターフェースカードを制御するものである、
ことを特徴とするRFモジュール。
【請求項１９】
取り付けられた無線ネットワークインターフェースカードは第二のRF接続を含み、前記取り付け表面は、取り付けられた無線ネットワークインターフェースカード上の前記第二のRF接続が第二のプログラム可能な減衰コンポーネントにRF接続するように接続を含み、前記第二のプログラム可能な減衰コンポーネントは、RF結合コンポーネントを通して前記RFポートとRF接続している、
請求項18記載のRFモジュール。
【請求項２０】
前記RFモジュール上の前記RFポートは、RF結合コンポーネントへの相互接続を可能にし、前記RF結合コンポーネントは、他のRFモジュールからのRF信号を合成する、
請求項18記載のRFモジュール。
【請求項２１】
前記RFモジュール上の前記RFポートはDC信号検知器に電気的に接続されて、前記RF結合コンポーネントと相互接続される他のRFモジュールから発するDC信号を検知する、
請求項20記載のRFモジュール。
【請求項２２】
前記RFモジュール上の前記RFポートに電気的に接続されるDC信号注入器をさらに含む、
請求項21記載のRFモジュール。
【請求項２３】
前記取り付け表面はRF絶縁シールドを含み、取り付けられた無線ネットワークインターフェースカードから発するRF信号を収容する、
請求項18記載のRFモジュール。
【請求項２４】
複数のRF信号アクセス地点をさらに含み、前記複数のRF信号アクセス地点の各々でのRF信号の検知及び計測を可能にする、
請求項23記載のRFモジュール。
【請求項２５】
前記複数のRF信号アクセス地点は、前記RF信号アクセス地点でのRF信号の注入を可能にする、
請求項24記載のRFモジュール。
【請求項２６】
前記RFモジュールは、取り付けられた無線ネットワークインターフェースカードから受信されるデータの処理における使用のためのシステム同期信号を受け取る、
請求項18記載のRFモジュール。
【請求項２７】
前記RFモジュールは、RF絶縁シャシー内で脱着式に取り付け可能であり、前記RFモジュール上の前記RFポートは、前記RF絶縁シャシー内でRF結合コンポーネントに接続し、前記RF結合コンポーネントは、前記RFモジュール及び少なくとも１つの他のRFデバイスからのRF信号を合成する、
請求項18記載のRFモジュール。
【請求項２８】
無線ネットワーク内のトラフィックをシミュレートするための試験モジュールであって、
前記無線ネットワークへのRFポートとRF接続するトランシーバーコンポーネントと、
前記トランシーバーコンポーネントと通信する変調器/復号器コンポーネントと、
前記変調器/復号器コンポーネントと通信する受信フィルター及び分配器(RFD)コンポーネントと、
を備え、前記RFDコンポーネントは、前記無線ネットワークから受け取られるデータフレームを処理し、
前記変調器/復号器コンポーネントと通信する送信調停者コンポーネントが設けられ、
前記送信調停者コンポーネントは、前記無線ネットワークへのデータフレームを処理及び送信し、
前記RFDコンポーネント及び前記送信調停者コンポーネントと通信するアクセス制御装置と、
少なくとも1つの仮想クライアントと、
を備え、前記仮想クライアントは、前記RFDコンポーネント、前記送信調停者コンポーネント、及び前記アクセス制御装置と通信し、前記無線ネットワーク内の通信に関する状態情報を保持する、
ことを特徴とする試験モジュール。
【請求項２９】
前記送信調停者コンポーネントは、前記無線ネットワークにおいて選択されたプロトコルに従って無効であるデータフレームを作成する、
請求項28記載の試験モジュール。
【請求項３０】
前記送信調停者コンポーネントは、誤ったチェックサムを持つデータフレームを作成して、前記無線ネットワークで無線コリジョンをシミュレートする、
請求項28記載の試験モジュール。
【請求項３１】
前記送信調停者コンポーネントは、他のデバイスが前記無線ネットワーク内でデータを送信しているとき、同時にデータフレームを送信して、前記無線ネットワーク内で実際の無線コリジョンを作り出す、
請求項28記載の試験モジュール。
【請求項３２】
前記試験モジュールは、有線データパケットネットワークからデータフレームを受け取り、かつ前記無線ネットワーク内で前記受け取られたデータフレームを送信する、
請求項28記載の試験モジュール。
【請求項３３】
前記RFポートは、DC信号検知器に電気的に接続されて、前記試験モジュールと相互接続される他のモジュールから発するDC信号を検知する、
請求項28記載の試験モジュール。
【請求項３４】
前記試験モジュール上の前記RFポートに電気的に接続されるDC信号注入器をさらに含む、
請求項33記載の試験モジュール。
【請求項３５】
前記試験モジュールは、RF絶縁シャシー内で脱着式に取り付け可能であり、前記試験モジュール上の前記RFポートは、前記RF絶縁シャシー内でRF結合コンポーネントに接続し、前記RF結合コンポーネントは、前記試験モジュール及び少なくとも1つの他のRFデバイスからのRF信号を合成する、
請求項28記載の試験モジュール。
【請求項３６】
前記試験モジュールは、独立型の収納構造内に収容される、
請求項28記載の試験モジュール。
【請求項３７】
前記RFポートは脱着式にRF結合コンポーネントに接続可能であり、前記RF結合コンポーネントは、前記試験モジュール及び少なくとも１つの他のRFデバイスからのRF信号を合成する、
請求項36記載の試験モジュール。
【請求項３８】
無線ネットワーク内のトラフィックをシミュレートする方法であって、
前記無線ネットワーク内で送信及び受信するトランシーバーコンポーネントと通信する変調器/復号器コンポーネントを提供するステップと、
前記変調器/復号器と通信する複数の仮想クライアントを作成するステップと、
を備え、前記仮想クライアントは、選択された無線通信標準に準拠する前記無線ネットワーク内でデータフレームを送信及び受信し、かつ前記選択された無線通信標準で必要とされるような通信プロトコルにおける個々の状態を保持する、
ことを特徴とする方法。
【請求項３９】
前記複数の仮想クライアントに送信調停を提供するステップ、
をさらに含む請求項38記載の方法。
【請求項４０】
前記無線ネットワーク内で、前記無線プロトコルに従って無効であるデータを送信するステップ、
をさらに含む請求項38記載の方法。
【請求項４１】
前記無線ネットワーク内で、無効なチェックサムを持つデータを送信するステップ、
をさらに含む請求項38記載の方法。
【請求項４２】
前記送信調停は同時に送信できる能力を含み、前記無線ネットワーク内で送信する他のデバイスとの無線コリジョンを作る、
請求項39記載の方法。
【請求項４３】
前記無線ネットワークからのDC信号を検知するステップをさらに含み、前記DC信号は、前記無線ネットワーク内の送信機から発する、
請求項38記載の方法。
【請求項４４】
前記無線ネットワークの中にDC信号を注入するステップ、
をさらに含む請求項43記載の方法。
【請求項４５】
前記トランシーバーコンポーネントは、RF結合コンポーネントとRF接続しており、前記RF結合コンポーネントは、複数のRFデバイスからのRF信号を合成する、
請求項38記載の方法。
【請求項４６】
前記トランシーバーコンポーネントはRFポートとRF接続しており、前記RFポートはRF絶縁シャシーの中に収容される、
請求項38記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般的には通信デバイスの試験に関するものであり、特に様々な模擬的につくった動作状況下で無線コンピュータネットワークの通信デバイスを試験するための方法及びシステムに関するものである。
【０００２】
(関連出願)
本出願は、2002年3月4日に出願された係属中の仮特許出願60/361,872号に基づく優先権を主張するものであり、その内容は引用により本出願に組み入れられる。
【背景技術】
【０００３】
コンピュータネットワークは良く知られており、かつ様々なビジネスで広く使用されている。現在、イーサーネット、トークンリング、ギガビットイーサーネット、ATM(非同期転送モード)、IPのような、個人的及びビジネスに使用可能な多くの様々な形式の有線コンピュータネットワークが存在し、有線のイーサーネットが圧倒的に最も一般的な状態になっている。出現しつつあるローカルエリアネットワーク(LAN)は、典型的にはIEEE802.11標準に基づいている。イーサーネットネットワークの一般性のため、イーサーネット通信システムを試験するための多数のデバイス及び方法が開発された。しかしながら、無線コンピュータネットワークが実装及び保守するのによりコストがかからなくなったので、それらはより普及、及びより広く使用されるようになり、ローカルエリアネットワーク(LAN)のノード間でデータを通信する。無線ネットワークが持つ、他の既存の形式のネットワーク通信システムを超える１つの利点は、通信ワイヤー/ケーブルがないことである。無線ネットワークシステムは、非無線通信システムで必要な扱いにくい通信ワイヤー(イーサーネットワイヤーのような)の全てを用いることなく、多数のコンピューターノードが互いに通信されるのに備えており、従って、より有効な空間の使用を提供する。無線ネットワークシステムが持つ、他の既存の形式のネットワーク通信システムを超えるもう１つの利点は、まだ有線ネットワークのインフラを持っていない建物において、無線システムは、実装するのにずっと容易かつ安価なことである。
【０００４】
しかしながら、イーサーネットネットワークシステムと違い、無線通信ネットワークは、性能、相互運用性、及び無線標準への準拠を検証するための充分な手段及び方法が欠如している。試験用デバイス及び方法の欠如には多くの理由が存在するけれども、試験用デバイス及び方法の開発は、有線通信システムに比べて増大される無線通信システムの複雑さを含む、いくつかの要因によって概ね妨げられているようである。この増大される複雑さは、無線システムの信頼性を増大する、及び動作に役立つレベルを実現するのに要求される必須要素である。付加的な妨げの要因は、ネットワーク境界を含む。有線システムと異なり、無線システムは曖昧なネットワーク境界を持ち、従って無線ネットワークの試験は、試験手順に含まれない他の無線システムとの干渉を避けるために、特別な考慮を必要とする。もう１つの要因は、通信プロトコルが完成されておらず、従って、継続的な標準動作のためフラックスの一定の状態内にあるということである。最後に、多くの無線装置の製造業者は、従来の有線ネットワークシステムを設計及び製造することにより始まったので、典型的には無線装置、従って無線通信の問題の専門知識が欠如している。
【０００５】
このように、無線通信装置を試験するための現在の方法は、典型的には、屋外環境での試験を単純にセットアップすることから、ケーブルを介して無線装置を互いに接続すること、無線周波(RF)シールドルーム内に配置された試験セットアップを組み立てることまでおよぶ。屋外の試験セットアップは構成するのにシンプルであるという利点を持つけれども、典型的には様々な問題に苦しむ。第一に、屋外環境は制御するのが困難である。プロトコル実装を検証するために、信号レベル及び試験トポロジーを厳密に制御することは不可能である。しばしば、断続的な干渉のため、特定の試験を一貫した結果で繰り返すことはできない。第二に、各試験システムは少なくとも１つの無線チャネルを占有し、その管理が無線チャネルを調整しかつ割り当てるので、それらは不十分なリソースである。このように、アクティブな試験室は、１つの試験セットアップのために割り当てられたチャネルの全てを使用することができ、従って、複数の独立した試験セットアップが同時に作動するのを妨げ、かつ複数の技術者又は製造者が並列して働くのを妨げる。しかしながら、屋外試験セットアップの制約を克服する１つの方法は、RFケーブル、RF結合器、及びRF減衰器を持つRFケーブルシステムを通して、無線装置に試験セットアップを接続することによるものである。この手法を使用すると、送信機信号を、RFケーブルシステムを介して無線システム受信機に伝達することができる。これは、信号パワーレベルをRF減衰器を使用して制御することを可能にするだけでなく、このセットアップは、繰り返し可能な試験状況下で制御された環境おいて、柔軟なネットワークトポロジーをサポートすることができる。
【０００６】
これは、屋外試験セットアップと比べて改善をもたらすものであるが、まだ干渉の問題が存在している。これら干渉の問題の１つは、隣接する試験ベンチのように、他の試験システムがすぐ近くで作動することを可能にしながら、小さいエリア内で試験システムをセットアップできるようにする能力を含む。不運にも、大多数の無線システムが極めて感度のよい受信機を持ち、送信機と受信機の間の距離の有効な範囲を超えて作動するので、これは実際的ではない。これらの試験セットアップのために使用する柔軟なケーブルは、同じ試験室内で一以上の干渉のない試験セットアップに備えるのに充分なレベルのRF絶縁を提供しない。従って、複数の試験セットアップが使用される場合には、一つの試験セットアップの送信機からの信号は、ケーブルから漏れ、他の試験セットアップの受信機に潜入することができ、これは試験結果の信頼性及び妥当性を大きく低下させる。
【０００７】
RFシールドルームは、絶縁された環境を提供できるけれども、これらの部屋は建築及び維持するのにコストがかかり、かつ典型的には、相当量の空間を必要とする。シールドルームは、シールドルーム外に置かれたRF干渉源から試験セットアップを絶縁するけれども、シールドルーム内のRF干渉源から試験セットアップを絶縁しないので、さらに、同じシールドルーム内で複数の試験セットアップを動作させる問題が残る。さらに、シールドルームの費用のため、それらは典型的には、シールドルームの様々な必要性を持ちうる多くの技術者の間で共有される。このように、試験セットアップの組み立て及び分解は長時間から数日におよびうるので、試験セットアップをあまり頻繁に変更しない動機付けが存在し、従って試験組織の生産性を制限することとなる。さらに、無線システムを試験する付加コストは、試験を実行、調整、自動化、及び同期させるために特化された装置の購入を含む。現在の技術は、試験システムが商品コンポーネントから組み立てられることを要求し、かつ、これらのコンポーネントは問題全体を解決するように最も設計されなさそうであったので、コンポーネントは典型的には動作システム内に組み込まれなければならない。試験システムが組み立てられると、試験ソフトウェアは、典型的には試験過程を自動化するように開発されなければならず、試験セットアップの複雑さに依存して、その制御ソフトウェアを開発するのにかなりの労力が必要とされうる。これは、付加的な時間、労力、専門知識がかかり、かなりの労働コストを意味する。
【０００８】
さらに、厳格な規定を策定し及び維持しない限り、各試験セットアップは異なるものとなり、かつ各セットアップはそのジョブに特に適していないコンポーネントから構成されるので、試験セットアップの各コンポーネントは、プログラミングのそれ自身の方法を持つことができる。基本的な組み込みのこの欠如の結果として、RF送信の調整を必要とする試験を準備するのは非常に困難である。この全労力は典型的には、無線装置製造業者にとって、非常にコストのかかる、時間のかかる、及び非効率的なものとなる。そのうえ、このセットアップのコストは、装置統合、キャリブレーション、及びカスタマイズされた試験ソフトウェアの開発のコストによってさらに悪化する。重なっているBSS(基本サービスセット)、ローミング、及び隠れステーションを巻き込んだ試験は、セットアップ及び実行するのが困難であり、それらは典型的には無線ネットワークトポロジーに対する柔軟な制御を必要とするので、従って無線局及びアクセスポイントが持ち運ばれる又はカートで運搬されることを要求する。
【０００９】
従って、RF試験に柔軟なケーブル環境を提供する試験システムの必要性が存在し、この柔軟なケーブル環境は柔軟なトポロジー構成を考慮し、かつこの試験環境は、干渉のない様々な無線システムの至近距離での試験に備えるであろうシールドされた試験プラットフォームを提供する。
【００１０】
(本発明の要約)
本開示は、無線環境をシミュレートするためのシステムを提供することによって、上述で特定した要求に対処するものであり、このシステムは、中央RF結合コンポーネント、複数の接続ノードから構成されており、各接続ノードはプログラム可能な減衰コンポーネントを通して中央RF結合コンポーネントとRF接続している。ここで、プログラム可能な減衰コンポーネントは、コントローラーコンソールにより制御され、コントローラーコンソールは、シミュレートされる無線環境内の複数の接続ノードのシミュレートされる空間配置に関する情報を保持し、かつプログラム可能な減衰コンポーネントを調整し、シミュレートされる無線環境内の接続ノードのシミュレートされる空間配置を適切にシミュレートする。
【００１１】
さらに、試験環境内でRF信号を作成及び受信するためのRFモジュールが提供され、このRFモジュールは、有線のデータパケットネットワーク上でデータを送信及び受信するためのデータネットワーク接続、無線ネットワークインターフェースカードを接続するための少なくとも１つの取り付け面を含み、この取り付け面は、取り付けれられる無線ネットワークインターフェースカードがプログラム可能な減衰コンポーネントとRF接続するように接続を含み、ここでこのプログラム可能な減衰コンポーネントは、RFモジュール上のRFポートとRF接続しており、コントローラーは、データネットワーク接続につながり、取り付け面での接続を含み、取り付けられた無線ネットワークインターフェースカードを制御する。
【００１２】
さらに、無線ネットワーク内のトラヒックをシミュレートするための試験モジュールが提供され、これは、無線ネットワークへのRFポートとRF接続しているトランシーバーコンポーネント、そのトランシーバーコンポーネントと通信する変調器/復調器コンポーネント、その変調器/復調器コンポーネントと通信し無線ネットワークから受け取られるデータフレームを処理する受信フィルター及び分配器(RFD)コンポーネント、その変調器/復調器コンポーネントと通信し無線ネットワークへのデータフレームを処理及び送信する送信調停者コンポーネント、そのRFDコンポーネント及び送信調停者コンポーネント及び少なくとも１つの仮想クライアントと通信するアクセス制御装置を含み、この仮想クライアントは、RFDコンポーネント、送信調停者コンポーネント、及びアクセス制御装置と通信しており、無線ネットワーク内の通信に関する状態情報を保持する。
【００１３】
また、無線ネットワーク内のトラフィックをシミュレートする方法が提供され、この方法は、無線ネットワーク内で送信及び受信するランシーバーコンポーネントと通信する変調器/復調器コンポーネントを提供すること、その変調器/復調器と通信する複数の仮想クライアントを作成することを含み、仮想クライアントは、選択された無線通信標準に準拠する無線ネットワーク内のデータフレームを送信及び受信し、かつ、その選択された無線通信標準で必要とされるような通信プロトコルにおける個々の状態を保持する。
【００１４】
いくつかの図において同じ要素は同様に番号をふられる、例示的な図面を参照する。
【００１５】
(発明の詳細な説明)
ここで開示する試験システム及び操作方法の例示的な実施形態は、模擬的につくった動作状況下での無線システムの至近距離試験のためにシールドされた試験プラットフォームの観点で説明される。しかしながら、この試験システムは、計画的及び計画的でない照射器のためのEMC/EMI準拠試験のような、様々な他の応用例のためにシールドされた試験プラットフォームとして利用することができることを、意図している。以下の記述は、複数の可能な試験システム構成の説明を含み、次に、本開示に従ってこの試験システムを操作する方法の説明が続く。ここで、本開示の例示的な実施形態に詳細に参照が作成され、これらは添付図面に示される。
【００１６】
現在、無線システムは、ネットワークトポロジーの簡単な再構成又は装置の動作にローミングを可能にさせない屋外環境で試験される。このように、この試験システムは、RF信号結合器のシステム、及びソフトウェアを介して屋外伝送のシミュレーションに有利にそなえるよう制御可能なプログラム可能な減衰器、に基づくことを理解するであろう。これは、プログラム可能な減衰器を、通常無線デバイスで経験される送信パス損失をシミュレートするように調整することにより実現することができ、従って、試験中のデバイス(DUT)の正確な仮想配置を提供できる能力が生じる。
【００１７】
ここで説明するように、一又はそれ以上のシールドされた密閉箱を使用して無線デバイスを収容することにより、複数の試験システムを互いの近傍で操作できることを意図している。これは、試験システム間のRF干渉を有利に妨げ、従って、複数の試験システムを同じ試験室、さらには同じ試験室ベンチで作動することを可能にする。またRF絶縁が、試験システム内の無線デバイス間で提供され、受信機入力での信号レベルを信号漏れではなくプログラム可能な減衰器によって定めることができるようにすることをさらに意図している。さらに、付加的な構造基盤を含み、共通同期機能、制御ネットワーク、制御ネットワーク上の選択可能なOS像を起動できる能力、試験セットアップのためのネットワークに取り付けられた制御PCコンピューター、結果の調整及び表示を提供できることを意図している。
【００１８】
理解の容易さのため、及び複数の試験システム構成を意図しているので、一般化された試験システムが説明され、その後、試験システムのコンポーネント、又は可能性のあるコンポーネントの各々の説明が続くであろう。これが終わると、試験システムのより好ましい実施形態が説明されるであろう。
【００１９】
図１を参照すると、無線環境の試験システム100の一般化された全体図を示す図が提供され、かつ説明される。典型的には、複数のアクセスポイント(AP)102が提供され、AP102の各々は、少なくとも１つの信号パス106により可変数の関連する無線クライアント104に接続され、無線クライアント104の各々は、IEEE802.11標準で定められるような無線プロトコルに従って、同一又は個別の周波数で同時に作動することができる。さらに、示すようにAP102は、少なくとも１つの信号パス106を介して互いに接続され、実際の無線環境内での信号パスの強度は、様々な伝播因子によってその強さが変化し得るので、試験システム100は、プログラム可能な減衰器108を介して信号パスの強度を変えるシミュレーションに備えるものである。プログラム可能な減衰器108は、中央ハブ110に接続される各パスに配置され、また無線デバイスの各々をRF結合器ネットワークに接続するのに使用されることを意図している。このRF結合器ネットワークは、全ての取り付けられた装置と各無線デバイス受信機で受信される信号レベルを調整及びセットできる能力を有利に提供するプログラム可能な減衰器108の間で、信号接続を有利に提供する。
【００２０】
試験システム100は、必ずしも同時ではないけれども、試験システム100内のどの無線デバイスも、試験システム100内の他のどの無線デバイスをも「聞く」ことができるような複数の方法で構成することができることを、理解するであろう。さらに、一又はそれ以上の無線クライアント104のための信号パス長は、適切なプログラム可能な減衰器108を介して(クライアントデバイスとAP102の間の距離をシミュレートするために)延長又は短縮することができ、従って、実際の無線環境をシミュレートするための「仮想配置」能力に備えることを、理解するであろう。
【００２１】
上述を参照すると、仮想配置は、無線クライアント104と対象の受信機/送信機の間の距離又は信号パス長を基準とする。クライアントデバイスが対象の受信機/送信機から離れれば離れるほど、信号パス長は長くなり、信号劣化は信号パス長に直接関連があるので、信号パス長が長ければ長いほど、信号はより劣化を受けるであろう。しかしながら、信号劣化と信号パス長の間のこの関係は、信号パス106内に配置されたプログラム可能な減衰器108の調整によって可変の信号パス長のシミュレーションに、有利に備えるものである。従って、信号パス長の増大又は減少、この場合RF結合器に対する無線クライアント104の位置付けであるが、は信号パス内に配置されたプログラム可能な減衰器108の値を変えることによりシミュレートすることができる。さらに、AP102の仮想配置を同様にこの手法でシミュレートすることができることを意図している。一又は全てのプログラム可能な減衰器108は、信号歪みのような他の屋外の例外的なものをシミュレートするために、信号処理機で置き換えることができることに注目すべきである。
【００２２】
仮想配置がどのように実現されるか、図2を参照してここで説明する。見てわかるように、無線環境の模擬的につくった試験システム100の図が示されており、複数のプログラム可能な減衰器108を介して中央ハブに接続される無線クライアント104を含み、ここで無線クライアント104の各々からの接続は、特定の無線デバイスから送信される信号及び特定の無線デバイスで受信される信号の双方を運搬する。AP102から無線クライアント104へ送信されるRF信号を考えなさい。見てわかるように、AP102からの信号送信時に、信号は、無線クライアント104で受信される前に、RF結合器Cを通り、クライアントがプログラム可能な減衰器Bを通り、アクセスポイントがプログラム可能な減衰器Aを通り抜けなければならない。経路探査で経験される信号損失は、プログラム可能な減衰器A、B及びRF結合器Cにより、定められかつ制御されることができ、如何なる望まれる値の所定の受信信号レベルをも作り出すように調整することができる。コンポーネントの相反性質により、プログラム可能な減衰器A、Bの値が変わらないままであるならば、無線クライアント104によってAP102に送信される信号は同じ損失をうけることを、理解するであろう。これは、無線環境内のアンテナ、送信機、及び受信機の相反性質の正確な表現であることを、さらに理解するであろう。
【００２３】
従って、試験システム100によって信号パス内に持ち込まれる損失は、応用可能なプログラム可能な減衰器108の値を調整することにより、単純に増大又は減少させることができ、無線環境内のパス損失は、送信機と受信機の間の物理的間隔におおよそ比例するので、無線クライアント104のシミュレートされる位置を、プログラム可能な減衰器108の値を変更することにより単純に、AP102に対して変えることができる。さらに、試験システム100を階層的に拡張することにより、仮想配置の概念を広げることができることを意図している。これは、「スター型」の構成で接続される幾つかの試験システム100を示す図3に図示されており、RF結合器ハブC1はその構成の「中央」に配置され、各丸く囲まれた試験システム100は、AP102及び任意数の無線クライアント104から構成される個々の無線LANシステム、又は基本サービスセット(BSS)を表す。さらに、RF結合器ハブC1は、プログラム可能な減衰器108を通って、これらの試験システム100の各々に接続する。図2に示すシステムと同様な手法で、各無線LANシステムは、適切なプログラム可能な減衰器108の値を変えることにより「仮想的に配置」することができる。
【００２４】
このように、試験システム100は、実際の無線LANシステム内に存在する受信可能範囲の重なりのシミュレーション、のような様々なトポロジー構成及び状態のシミュレーションに備えることを、理解するであろう。例えば、個々の無線LANシステムは、信号重なりの望まれる量を実現するために、中央RF結合器ハブC1に接続されるプログラム可能な減衰器の値を適切に調整することにより、それらの信号の受信可能範囲内で「重なる」ように作成することができる。この形式のシミュレーションは、プログラム可能な減衰器120の値をかなり低くセットすることにより実現することができ、一つの模擬的につくった無線LAN112(試験システム100)からの信号を、他の試験システム100によって検出可能になるようにさせる。もう１つの例では、無線クライアント105からの信号が、それが直接取り付けられる試験システム100よりも、他の試験システム100内で強く現れるようにすることができる。実際に、それ自身の試験システム112内の全ての他のデバイス104、114上のプログラム可能な減衰器116の値を増加させ、それ自身でプログラム可能な減衰器118、及び中央RF結合器ハブC1上のプログラム可能な減衰器120の値を減らすことにより、無線システムクライアント114は、一つの受信可能範囲から他の受信可能範囲に移ったように見え、従ってローミングする無線クライアントをシミュレートするであろう。
【００２５】
図4から図16を参照して、試験システム100のコンポーネントを示し、かつ説明する。ここで図4を見ると、システムのシャシー200が示され、これは、前面部分204及び背面部分206を持つシャシーフレーム202を含み、ここでシステムシャシー200は、例えばキャリアモジュール(CM)210及びバックプレーン212を収容するためのシャシー空洞208を定める。バックプレーン212は、背面部分206に隣接しかつ平行するように、シャシー空洞208内に配置される。バックプレーン212は、スクリュー、ボルト、及び/又はクリップのような、任意の末端の用途に適した任意のデバイス及び/又は方法によって、動かせないように背面部分206と連結されることを意図している。以下でさらに詳細に説明するように、CM210は、CM前面214及びCM背面216を含み、CM背面216がバックプレーン212と隣接しかつ通信するように、シャシー空洞208内に配置される。取り付けデバイス218を介してCM前面214を前面部分204に取り付けるように連結することによって、CM210を動かせないようにシャシー空洞208内に配置できることをまた意図しており、ここで取り付けデバイス218はスクリュー、ボルト、及び/又はクリップとすることができる。
【００２６】
図５を参照すると、システムシャシー200とバックプレーン212の間のレイアウト及び接続を説明する概略図が示されている。システムシャシー200は、同期クロック(SC)124、イーサーネットスイッチ126、及びRF結合器128を含む。SC124は、同期出力ポート130、同期入力ポート132、及び同期信号ポート134を含む。イーサーネットスイッチ126は、イーサーネットコンソールポート136、イーサーネット拡張ポート138、及び複数のイーサーネット通信ポート140を含む。RF結合器128は、RF拡張ポート142及び複数のRF信号ポート144を含む。さらに、バックプレーン212は複数のモジュールコネクタ146を含み、この複数のモジュールコネクタ146の各々は、複数のRF信号ポート144の少なくとも1つと通信するバックプレーンRFポート148、複数のイーザーネット通信ポート140の少なくとも1つと通信するバックプレーンイーサーネットポート150、及び同期信号ポート134と通信するバックプレーン同期信号ポート152を含む。さらに、システム電源ポートを背面パネル上に配置することができ、望ましくはバックプレーン212上に配置される電力分配デバイスと接続される。電力分配デバイスは、さらに、システムモジュール各々への電力分配のため、モジュールコネクタ146の各々に配置される複数の電力入力ポート160と接続される。
【００２７】
背面部分206が、同期出力ポート130、同期入力ポート132、イーサーネットコンソールポート136、イーサーネット拡張ポート138、及びRF拡張ポート142との外部通信機能を提供する複数のコネクタを含むことを意図している。各バックプレーンRFポート148が、どのシステムモジュールも、RF結合器128、従って試験システム100の残り部分とのRF接続を持つことを有利に可能にするブラインド結合コネクタであることを、さらに意図している。さらに、各バックプレーン同期信号ポート152と同期信号ポート134の間の接続は、同一同期信号のシステムモジュールへの分配に有利に備え、従って複数の試験システムが1つのように同期することに備えることを、理解するであろう。
【００２８】
試験システム100は、望まれる試験環境をシミュレートするのに必要とされ得る複数のコンポーネント又はモジュールを含む。これらのコンポーネント又はモジュールは、CM210、干渉注入器モジュール(IIM)264、直列型チャネルシミュレーターモジュール(ICSM)284、試験MACデバイス310、RFポートモジュール(RFPM)448、相互接続発見デバイス(IDD)462、受信フィルター及び分配器(RFD)318、アクセス制御装置(ACU)320、送信調停者(TA)322、トラヒック源/シンク(TSS)328、インターフェース装置(IU)326、及び分散型空中リンクモニター(DAM)を含む。これらのコンポーネント又はモジュールの各々を以下に説明する。
【００２９】
ここで図6を見ると、CM210のブロック図が示されており、これはCM背面216に配置されるCMインターフェースコネクタ220を含み、ここでCMインターフェースコネクタ220は、複数のモジュールコネクタ146の少なくとも1つと容易にかつ連接的に接続するように、大きさが調整され、形成され、かつ構成される。CM210はまた、電力をCM210に分配するためのCM電力分配デバイス222、処理デバイス224、複数の無線ネットワークインターフェースコントローラー(NIC's)226、複数のダイバーシティアンテナポート228、及び複数のRFスイッチ230と通信する複数のユーザーアクセス可能な接続229を含む。CMインターフェースコネクタ220は、CMRFポート232、CMイーサーネットポート234、CM同期信号ポート236、及びCM電源ポート238を含み、ここでCM電源ポート238及びCMイーサーネットポート234、及びCM同期信号ポート236は、複数のRFIフィルタリングデバイス240を介して、それぞれ、CM電力分配デバイス222及び処理デバイス224と接続される。さらに、処理デバイス224は、NICコネクタ242を介して複数のNIC226と通信しており、複数のNIC226はさらに、NICダイバーシティアンテナポート228、プログラム可能なRF減衰器246、RFスプリッタ/結合器248、及び複数のRFスイッチ230を介してCMRFポート232と接続される。図6の実施形態は、RFパス内に配置されるプログラム可能なRF減衰器246を介して仮想配置調整機能を提供するのと同様に、アンテナ間で交替できる能力に有利に備えることを理解するであろう。
【００３０】
図7を参照すると、CM210の代替の実施形態を示すブロック図が示されており、これも同様に、CM背面216に配置されるCMインターフェースコネクタ220、電力をCM210へ分配するためのCM電力分配デバイス222、処理デバイス224、複数のネットワークインターフェースカード(NIC's)226、複数のアンテナポート228、及び複数のRFスイッチ230と通信する複数のユーザーアクセス可能な接続229を含む。上述のように、CMインターフェースコネクタ220は、CMRFポート232、CMイーサーネットポート234、CM同期信号ポート236、及びCM電源ポート238を含み、ここでCM電源ポート238及びCMイーサーネットポート234及びCM同期信号ポート236は、複数のRFIフィルタリングデバイス240を介して、それぞれ、CM電力分配デバイス222及び処理デバイス224と接続される。しかしながら、処理デバイス224は、NICコネクタ242を介して複数のNIC216と通信し、ここで複数のNIC226はさらに、NICダイバーシティアンテナポート228、プログラム可能なRF減衰器246、RFスプリッタ/結合器248、RFスイッチ250、及びRFスイッチ230を介してCMRFポート232と接続される。図7の代替の実施形態は、減衰器ではなくスイッチによってアンテナ間で交替できる能力に備えるだけでなく、RFパスに配置されるプログラム可能なRF減衰器246を介して仮想配置調整機能を提供することを、理解するであろう。たった1つのイーサーネットポートを示しかつ説明するけれども、複数のイーサーネットポートを使用できることを意図していることに注目すべきである。
【００３１】
試験システム100の中の最も重要な無線デバイスはCM210であることを、理解するであろう。処理デバイス224は、無線LANNIC226をインストールするための複数のプラグインスロット252をサポートするオペレーティングシステムを含むことを意図しており、ここで複数のプラグインスロット252は、ミニPCI又はPCMCIA接続のいずれかとすることができる。複数のプラグインスロット252の各々は、スロットのダイバーシティアンテナポート及びスロットの電源ポートを含む。NIC226は、ダイバーシティ受信のための複数のアンテナ接続を含むこと、及びCM210は、プログラム可能なRF減衰器246を通る複数のアンテナ接続228への接続を提供することを意図しており、ここでRFスイッチ250は、プログラム可能なRF減衰器246が望まれる仮想配置を実現するために必要とされる主要な調整機能を提供する間に、NIC226のダイバーシティ受信アルゴリズムを実行することに有利に備える。
【００３２】
ユーザーアクセス可能なRF接続229は、RFパス内に直接接続することにより、NIC226への直接接続機能を有利に提供し、従ってRFスプリッタ/結合器248をバイパスすることもまた、理解するであろう。無線信号は、CMRFポート232を介してNIC226間で通信され、CMイーサーネットポート234は、処理デバイス224に制御ネットワークインターフェースを提供する100BASE-TXポートであることを、意図している。CM210はまた付加的な100BASE-TXイーサーネット接続を含むことができることを、さらに意図しており、これは、データトラヒックをCM210の内部及び外部に運搬するために、CM210の前面部分に配置されるフロントイーサーネットポートに接続される。
【００３３】
CM210は、望ましくは複数のオペレーティングシステム(OS)をサポートし、OSイメージの選択を実行することができることを、また理解するであろう。これは、ユーザーが、マイクロソフトのウィンドウズ(R)OSのようなOSイメージが存在する任意のOS下で、１つの又は複数の無線NIC226を操作することを有利に可能にする。CM210は、そのOSイメージを、望ましくは制御PC上で作動するけれども、制御ネットワークに接続される任意のPCを使用して作動することができるブートイメージサーバー(BSS)から得ることを、意図している。BISは、処理デバイス224上で動作するブートマネージャー(BM)と協力して作動して、OSイメージを処理デバイス224上にロードすることを、また理解するであろう。OSイメージがロードされた後で、BMは、デバイス224を新たなOS内で再起動させる。
【００３４】
ソフトウェアドライバが既製のNICをインストールするために提供されて、相互運用性の試験、開発NIC、及び無線NICを構成するための、又はネットワークトラヒックを生成及び/又は解析するための様々なソフトウェアツールのために、様々な製造業者で大量生産されたNICをサポートすることのできる試験システムに有利に備えることができることを、意図している。さらに、空中リンク上の全てのトラヒックを記録するために、無線NIC226及びソフトウェアドライバを、一方又は双方のプラグインスロット252中にインストールするために供給することができ、ここでNIC226は、解析及び/又は再生のために１つの無線チャネル上で観測される全てのトラヒックを取り込み、及び記録できる能力を持つことができる。
【００３５】
干渉注入器モジュール(IIM)264を使用して、複数の干渉条件をシミュレートすることができ、かつ試験システム100に様々な形式の干渉を提供するために用いることができることを、理解するであろう。IIM264は、マイクロ波オーブン、レーダー、コードレス電話、又は無線NIC226と同じ周波数帯域で作動する他の通信システムのような、様々な異なる干渉源をシミュレートできる能力がある。試験システム100内へのIIM264の搭載は、対象の輻射帯域内の所定の形式の干渉を使用して制御された干渉環境下で、試験システム100が無線LAN装置を試験することを有利に可能にする。
【００３６】
ここで図8を見ると、干渉注入器モジュール(IIM)264が示され、これはIIMインターフェースコネクタ268を持つIIM背面部分266を含む。IIM264はまた、IIM電力分配デバイス270、IIM信号生成制御システム272、IIMプログラム可能な信号生成器274、及びIIMプログラム可能な減衰器276を含む。IIMインターフェースコネクタ268は、IIM電源ポート278、IIMイーサーネットポート280、及びIIMRFポート281を含む。IIM電源ポート278は、RFIフィルタデバイス282を介してIIM電力分配デバイス270と通信する。IIMイーサーネットポート280は、RFIフィルタデバイス282を介してIIM信号生成器制御システム272と通信しており、ここでIIM信号生成器制御システム272は、さらにIIMプログラム可能な信号生成器274と通信する。IIMRFポート282は、ブラインド結合RFコネクタ283を介してIIMプログラム可能な減衰器276と通信し、ここでIIMプログラム可能な減衰器276はまた、IIMプログラム可能な信号生成器274と通信する。さらにIIMインターフェースコネクタ268は、望ましくは、複数のモジュールコネクタ146の少なくとも1つと容易に及び連結的に接続するように、大きさを調整され、形成され、及び構成される。
【００３７】
図9を参照すると、直列型チャネルシミュレーターモジュール(ICSM)284が示され、これは望ましくは、ICSMイーサーネットポート288及びICSMローカルの発振デバイス290を持つICSM制御デバイス286を含む。ICSM284はまた、第一のICSM複合信号スプリッタ/結合器296及び第二のICSM複合信号スプリッタ/結合器298を含み、これらの各々は、第一のマルチパス及びドップラーシミュレーター300、及び第二のマルチパス及びドップラーシミュレーター302と通信する。さらに、第一のICSM複合信号スプリッタ/結合器296及び第二のICSM複合信号スプリッタ/結合器298は、ICSMRFポート304と通信する。
【００３８】
直列型チャネルシミュレーターモジュール(ICSM)284を、典型的には無線環境に共通の無線伝播現象によって生じる信号劣化をシミュレートするための手段を提供するために、用いることができることを意図している。試験システム100内のケーブル配線は、そのケーブル配線の双方向に沿って同時に送信又は搬送される複数の信号を搬送することを、理解するであろう。適切なチャネルシミュレーションをこれらの信号に適用するために、ICSM284は、それぞれ、第一のICSM複合信号スプリッタ/結合器296及び第二のICSM信号スプリッタ/結合器298を介して、信号を「左信号」及び「右信号」に分離する。次に、「左信号」及び「右信号」は、各々ベースバンド周波数を持つ「左ベースバンド信号」及び「右ベースバンド信号」に「ダウンコンバートする」ダウンコンバーターデバイス306に伝達される。次に、「左ベースバンド信号」及び「右ベースバンド信号」は、それぞれ、第一のマルチパス及びドップラーシミュレーター300及び第二のマルチパス及びドップラーシミュレーター302に伝達され、ここでシミュレートされるチャネル信号の歪みが加えられる。信号歪みが「左ベースバンド信号」及び「右ベースバンド信号」に課されると、「左ベースバンド信号」及び「右ベースバンド信号」は、その「左信号」及び「右信号」の信号を元の無線周波数に「アップコンバートする」又は復元するアップコンバーターデバイス308に伝達される。「アップコンバート」されたとき、「左信号」及び「右信号」は、それぞれ、第一のICSM複合信号スプリッタ/結合器296及び第二のICSM複合信号スプリッタ/結合器298を介して、ICSMRFポート304に伝達される。
【００３９】
この技術分野で知られているように、及び技術文献に見受けられるように、ICSM284は、チャネルモデルのデジタル信号処理の実装であることを理解するであろう。試験システム100は広帯域である、すなわち無線NICがその上で作動することを承認された無線チャネルのみを通すことに制限されないことに注目すべきである。従って、IEEE802.11以外でサポートされるチャネル上で作動する無線デバイスもまた、試験システム100内で試験できることを意図している。従って、マルチパス及びドップラー伝播効果をシミュレートするための様々な一般的な技術的方法を使用することができ、これらの全てはデジタル信号処理器を使用して実装することができることを意図している。さらに、無線LANシステムにおけるマルチパス歪みをシミュレートするための特定の遅延線モデルもまた利用できることを意図している。
【００４０】
試験MACデバイス310の斬新な部分は、現実的なコリジョンで任意の数の無線クライアント104又は仮想クライアントをシミュレートできる能力に関連していることを理解するであろう。仮想クライアント104を作成するために、標準IEEE802.11MAC動作に非常に具体的な変更を加えなければならず、これを以下に説明する。ハイレベルでの、仮想クライアント104を作成するための試験MACデバイス310についての要件は、次のとおりである。第一に、試験MACデバイス310は、導かれたデータ又は管理フレームの受信時に、これらのフレーム形式がどちらも試験MACデバイス300でシミュレートされる仮想クライアントに向けられている場合には、確認フレームを送信しなければならない、あるいは試験MACデバイス310でシミュレートされる仮想クライアントに向けられたRTSフレームの受信時に、CTSフレームを送信しなければならない。第二に、試験MACデバイス310は、全ての仮想クライアント104間で送信調停(競合のシミュレーション)を提供し、この調停を使用して、空中リンク衝突をシミュレートしなければならい。第三に、試験MACデバイス310は、あたかも各々が独立しているように、個々の仮想クライアント104それぞれの状態を保持しなければならない。これは、ACKの受信、リトライカウント、フラグ及びデフラグ、節電状態、及び/又はセキュリティパラメータにおける、各仮想クライアント104の個々の状態の各々を保持することを含むが、これに限定されるわけではない。これらの要求を満たすように設計された機能を、以下のように説明する。図10を参照すると、仮想クライアント104をシミュレートするように構成される試験MACデバイス310の機能ブロック図が示され、かつ説明されている。試験MACデバイス310は、典型的には、試験MACトランシーバー316を介して試験MACモデム314と通信する試験MACアンテナポート312を含む。試験MACモデム314は、さらに、受信機フィルター及び分配器(RFD)318、アクセス制御装置(ACU)320、及び送信調停者(TA)322と通信し、ここでTA322は、RFD318及びACU320の双方と通信する。そのうえ、RFD318、ACU320、及びTA322は、さらに各仮想クライアント104と通信し、ここで各仮想クライアント104は、インターフェース装置326及びトラフィック源シンク(TSS)328を介してホストインターフェース324と通信する。TA322はまた、仮想コリジョン信号入力ポート330及び仮想コリジョン信号出力ポート332を含む。
【００４１】
一般的には、RFD318は、受信されたフレームのヘッダーを有利に処理し、ACK又はCTSフレームを送信するが、ここで試験MACデバイス310がエミュレートしようとしている一連の個々のアドレスにおいて受け取られた全てのフレームに応じて、ACKフレームを送信しなければならず、ここで、試験MACデバイス310がエミュレートする一連の個々のアドレスの中のアドレスにおいてRTSフレームが受信されるときはいつでも、CTSフレームを送信しなければならない。適切な場合には、RFD318はまた、受信されたフレームを、そのフレームが向けられた仮想クライアント104でキューに入れる(これは、RFD318の分配機能である)。
【００４２】
さらに具体的には、フレームの受信時に、RFD318は、そのフレームが有効なフレームチェックシーケンス(FCS)を持っていることを検証する。FCSは、フレーム全体の中身から計算することのできる値であり、ここで有効なFCSは、極端にそのフレームがエラーなく受け取られたようであることを示す。次に、RFD318は、受信されたフレームのMACヘッダー内の全ての情報を調べ、ヘッダーフィールドにおける値がフレーム内のアドレスと一致しているか判断する。これらの動作の双方とも、商品IEEE802.11MACにおける標準動作である。
【００４３】
各フレームは、送信ステーションが空中リンクがビジーになることを予測する未来までの時間の長さを指定する、持続期間フィールド(DF)と呼ばれるフィールドを含む。これは、「隠れステーション」問題を回避するのに有利に役立つが、この問題は、幾つかの無線ステーションが、2つの他のステーション間の伝送の両側を受け取らないときに生じる。これは、IEEE802.11標準の典型的な機能である。RFD318は、IEEE802.11標準で説明する規則に基づいて、DFが有効であるか判断し、適切な場合には、DFの値をACU320に伝える。次に、RFD318は、受信されたフレームの送り先アドレスをアドレス参照機能にわたし、その送り先アドレスが仮想クライアント104のアドレスであるか判断する。送り先アドレスが、試験MACデバイス310がエミュレートしている仮想クライアント104の1つに属する場合には、RFD318は、そのフレームがACK(又はCTS)を必要とするものであるか判断する。IEEE802.11のもとで、その送り先フィールドが個々の無線クライアント104を指定する全てのデータ及び管理フレームは、確認フレームを受信しなければならないことを理解するであろう。これは、そこに向けられたフレームがIEEE802.11のもとでは決して確認されない無線クライアント104の集合を指定するアドレスとは対照的である。
【００４４】
標準の商品IEEE802.11デバイスは、フレームをACKする決定をする前に、1つの個々のアドレスと一致する必要があるだけなので、上で説明するアドレス照合機能は試験MACデバイス310に固有のものであることを理解するであろう。さらに、ACK決定は極端に早く起こらなければならないものであり、例えばIEEE802.11(a)のもとでは、これは2μs程度に短いとすることができることに注目すべきである。この理由のため、アドレス照合動作は、グループアドレスを持つフレームに必要な照合動作とは区別することができ、これは全くACKを要求しないので、そんなに高速な応答を必要としない。従って、RFD318が、ACKはたしかに必要であると判断する場合には、RFD318はTA322に伝える。さらに、RFD318はまた、適切な仮想クライアント104の受信キューにフレームを入れる。その送り先アドレスが仮想クライアント104の1つに一致する受信RTSフレームの場合には、RFD318は、CTSフレームを、RTSフレームを送信された仮想クライアント104に送信し、そのCTSフレームが受信されたことを示さなければならないことを、TA322に伝える。
【００４５】
ACU320は、仮想クライアント104をサポートするよう特化され、試験MACモデム314、RFD318、及びTA322からの入力を受け取ることを理解するであろう。試験MACモデム314は、クリアチャネル評価(CCA)信号、及び送信アクティブ(TA)信号を送信し、ここでCCA信号は、試験MACモデム314がアンテナポート312で無線LAN信号を受信している時を示しており、TA信号は、試験MACモデム314がアンテナポート312で無線LAN信号を送信している時を示している。RFD318はDFの値を送信し、これは、全ての仮想クライアント104への伝播のため、プロトコルの規則で定めるように、ネットワーク割り当てベクトル(NAV)を更新することができる。共通DFが、仮想クライアントがそれらのインスタンスに固有な処理のみを実行することを可能にする最適化の一部とすることができるという点で、これは斬新かつ試験システム200に固有であることを理解するであろう。TA322はまた、仮想クライアント104の1つが送信している(例えばデータフレームのように直接的に、あるいは、ACK又はCTSフレームのように間接的に)ことを示す、仮想CCA信号を送信できることを意図している。これらの入力の各々は、チャネルがビジーであるかの判断に影響を及ぼす。さらに、ACU320は、TA322にタイミング情報を提供し、及び仮想クライアント104の各々にチャネルの状態情報を提供する。
【００４６】
次にTA322は、空中リンクを介してどのフレームを次に送信するか決定する。TA322は、RFD318、ACU320からの入力、及び各仮想クライアント104からの入力を受け取る。RFD318は、ACK又はCTSを送信しなければならないかを示す信号を、これらのフレームにおける送り先MACアドレスと共に送信する。ACU320は、TA322が適切な時間でフレーム送信を開始することを可能にする空中リンクタイミング情報を送信し、仮想クライアント104は、フレームを送る要求を送信し、ここで、二又はそれ以上の仮想クライアント104が同時にフレームを送ることを試みることが可能である。この場合、2つの可能性がある。第一に、空中リンクはすでにビジーとすることができ、その場合、フレームを送ることを要求する全ての仮想クライアント104は「バックオフ」モードに入らなければならない、又は第二に、TA322が要求する仮想クライアント104間で仮想コリジョンが起こったことを判断する場合、空中リンクはまだビジーではないとすることができ、ここでその応答は、実際の空中リンクコリジョンの効果をシミュレートするように設計することができる。次にTA322は、全ての要求する仮想クライアント104に許可信号を送信し、どのフレームが送信するのに最も時間がかかるかを定める。次にTA322はランダムなデータを生成して、この長さまでフレームを満たし、送信のためにフレームを試験MACモデム314に送信するが、ここでこのフレームについて計算されるフレームチェックシーケンスは故意に誤って作成され、従って、如何なる受信するエンティティーもそのフレームをエラーとして廃棄するであろうことを保証する。
【００４７】
さらにTA322は、仮想コリジョン信号の出力ポート332を介して、仮想コリジョンが起こったことを示す試験MACデバイス310外部のエンティティーに、論理信号を送信する。これらの外部エンティティーは別の試験MACデバイスとすることができ、その場合、第二の試験MACデバイスは、仮想コリジョン信号の入力ポート330を介して仮想コリジョン信号を受け取る。仮想コリジョン信号を受信する効果は、TA322が、仮想コリジョン入力信号で示すのと同じ長さのランダムなフレームを即座にスケジュールし、送信することである。この意図は、2つの試験MACデバイス310がほとんど同時に送信し、従って2つの同時送信の実際の無線コリジョンを引き起こすことである。第二の試験MACアドレスがフレームを送信するのに既にビジーである場合には、コリジョンは既に確実であり、そのため第二のフレームを送信する必要はない。
【００４８】
複数の試験MACが不可能な場合、実際の無線コリジョンは、仮想コリジョン出力信号への応答専用の第二の送信機を付加することで、まだ可能性があることを理解するであろう。この第二の送信機は、実際の無線コリジョンを引き起こすのに適切な継続時間のランダムなデータをただ単に送信するであろう。試験MACデバイス310のユーザーは、誤って受け取られることが確実ではないコリジョンを持つことを好み得るということを、また理解するであろう。その場合、ランダムなデータを送るのではなく、実際の望まれるデータを送信することができる。2つの試験MACデバイス310からの信号が衝突したのならば、第一の試験MACが一方に対するフレームを送信することができ、第二の試験MACが他方のフレームを送信する。これは二以上の試験MACに拡張され得ることを意図している。
【００４９】
仮想クライアント104は、インターフェース装置326、RFD318、及びACU320から入力を受け取る。各仮想クライアント104は、望ましくは、それ自身の個々の48ビットステーションアドレスを割り当てられ、１つのIEEE802.11無線クライアント104を完全にシミュレートするのに必須な残りの機能を実装する。この機能は、暗号化及び復号化、フラグ及びデフラグ及び電源管理、タイミング及び同期機能、認証及び関連管理、及びチャネルスキャンのようなIEEE802.11MACサブレイヤー管理エンティティーと通常関連する対象の機能、を含むことができるが、これらに限定されるわけではない。インターフェース装置326はホストシステムとの接続を提供し、かつこれは、望ましくは、試験MACがインストールされるハードウェアシステムに必須であるようなバスマスターPCI、ミニPCI、又はカードバスコントローラーであるということに注目すべきである。また、インターフェース装置326はイーサーネットへのインターフェースとすることができ、そのシステム内で適切な場合には、機能の如何なる損失もない。
【００５０】
このように、仮想クライアント104がフレームを送信することを望むとき、仮想クライアント104は、ACU320内のチャネル状態指示器をチェックして、チャネルが空いているか判断する。チャネルがビジーである場合には、幾つかのシナリオが可能である。第一に、物理空中リンクが、DIFS期間又はそれより長い間クリアであったとき、仮想クライアント104は、TA322にフレームを送ることを試みるであろう。第二に、物理空中リンクは、他の物理デバイスからの送信でビジーとすることができ、その場合、許可は拒絶される。次に、仮想クライアント104は「バックオフ」モードに入らなければならず、そこでは、各仮想クライアント104は、それ自身の「バックオフ」カウンタを保持する。第三に、一又はそれ以上の他の仮想クライアント104が送信しているので、空中リンクはビジーとすることができ、そこでは、送信の許可は拒絶され、仮想クライアント104は「バックオフ」モードに入らなければならない、あるいは第四に、二又はそれ以上の仮想クライアント104が同時にチャネルにアクセスすることを試みている場合である。この状況を検知することは、TA322の仕事である。RFD318は、特定の仮想クライアント104に送られるフレームのための分配機能を提供し、ここではデータ及び管理フレームは、送り先MACアドレスに基づいてキューに入れられる。また、制御フレーム又は受信された制御フレームの表示も、適切な仮想クライアント104に伝えられる。
【００５１】
トラヒックを生成及び解析するために、TSS328が提供される。ソフトウェア及び/又はハードウェア(ASIC、FPGA、ファームウェア)のような望まれる最終目的に適した任意のデバイス及び/又は方法を使用して、TSS328を実装することができることを意図している。トラヒック源として、TSS328は、それが直接接続される一又はそれ以上の仮想クライアント104にトラヒックを送ることができる、又はインターフェース装置326にトラヒックを送ることができる。前者の場合、フレームは、ソース試験MACデバイス310のアドレスに基づいて、仮想クライアント104にわたされるであろう、ここで仮想クライアント104は、RFネットワーク上でそれを送信することを試みることができる。そのフレームは、RFネットワークを通して試験102下のAPデバイスで受信され、試験システム100のイーサーネット接続部分に中継される。それは、試験MACデバイス310が接続されたホストに到着し、インターフェース装置326にわたされ、それを作り出したTSS328で受け取られる。これは退出トラヒックとして知られており、ここでトラヒックは、AP102を通って無線ネットワークを去る。進入トラヒックの場合、トラヒックパスは退出パスの逆である。しかしながら、双方の場合で、フレームがTSS328に戻ってくると、動作している試験に依って、様々な統計的計測が計算される。さらに、TSS328はまたパススルーとして作動することができ、試験フレームが他のソースから試験MACデバイス310の中に入ることを可能にする。
【００５２】
Windows(R)オペレーティングシステム下でホストされるとき、TSS328は、オペレーティングシステムにアプリケーションプログラミングインターフェース(API)を提供して、各仮想クライアント104があたかも別々のネットワークインターフェースであるかのうようにアクセスされることを可能にする。これは、Windowsオペレーティングシステムのために書かれたプログラムが、仮想クライアント104上でトラヒックを送信及び受信することを有利に可能にする。各仮想クライアント104へのAPIのさらなる使用は、PCホストを通るイーサーネットインターフェースへのパケットブリッジングを可能にする。これは、制御ネットワークとの通信、又は試験ネットワークでの試験トラヒックの送信及び受信を有利に可能にする。
【００５３】
試験MACデバイス310を、様々な動作条件をシミュレートするのに用いることができることを理解するであろう。試験MACデバイス310は、望ましくは、選択可能な数の標準準拠無線クライアント104として、制御可能かつ所定の方法で既存の媒体アクセス制御(MAC)プロトコルを破ることのできるシステムとして、又は無線AP102として、作動できるプログラム可能な無線トランシーバーである。試験MACデバイス310はまた、後の再生及び/又は解析のために、空中で送信及び受信される全ての信号トラヒックを記録、及び正確なタイムスタンプを刻印することができることを意図している。さらに、ここで、試験システム100内のモジュールとして使用されているとして、試験MACデバイス310を説明及び論じているが、試験MACデバイス310は、独立コンポーネントとして屋外試験目的のために用いることができる。
【００５４】
アクセスポイントの、サービスエリアからのトラヒックを扱うことのできる能力を試験するため、一つの無線ステーションは、典型的には、現実的な重点シナリオを提供しないことを理解するであろう。このように、試験MACデバイス310は、複数の無線クライアント104が同時に無線ネットワークへのアクセスで競合しているシナリオを、シミュレートすることができる。この能力は、各々がコンピューターに取り付けられている複数の無線クライアント104を持つ必要性を有利に取り除き、従ってコスト及び空間の要求を減らす。「肯定的試験」すなわち、MACプロトコルに適正に準拠することが知られている他の無線NIC226に対する無線NIC226試験は、この形式の試験はMACプロトコルに反する状況を無視するということがわかるので、典型的には、無線NIC226の動作能力を完全に行使するのに充分ではないことをまた理解するであろう。このように、試験MACデバイス310は「否定的試験」に有利に備え、ここでは、MACプロトコルの故意の違反を、試験中の無線NIC226がこのような違反を正しく扱いかつ無視でき、不定動作状態に陥らないか判断する目的のために生成する。
【００５５】
図11及び12を参照すると、試験MACデバイス310の機能ブロック図、及び試験MACモジュール422として実装されている試験MACデバイス310の機能ブロック図をそれぞれ示し、以下で説明する。さらに、試験MACデバイス310は、試験MACデバイス310のNICバージョンとして、及び、試験MACデバイス310のモジュールバージョンである試験MACモジュール422として実装されているものとして、ここで説明するけれども、試験MACデバイス310は様々な他の方法で実装することができ、本出願に含まれる説明に限定されることを意図しないことを理解するであろう、ことに注目すべきである。
【００５６】
ここで図11を見ると、試験MACデバイス310のNICバージョンとして実装されている試験MACデバイス310の機能ブロック図が示され、かつ説明されている。この実装では、試験MACデバイス310は、試験MACモデム/ベースバンド314と通信するカスタムMAC412を含み、試験MACモデム/ベースバンド314はさらに試験MACトランシーバー316と通信する。カスタムMAC412は、CM210のプラグインスロット252の中にプラグインされるように設計され、ここでプラグインスロット252は、望ましくはミニPCIプラグインスロットである。このように、試験MACデバイス310は、望ましくは、試験MACミニPCIインターフェースコネクタ414、試験MACアンテナポート416、及び試験MACコリジョン同期入力/出力ポート418を含み、ここで試験MACミニPCIインターフェースコネクタ414及び試験MACアンテナポート416は、普通の方法でCM210に接続し、ここでコリジョン同期入力/出力信号は、試験MACコリジョン同期入力/出力ポート418を介して試験システム100に提供される。実際のコリジョンをシミュレートするのに必要なコリジョン同期入力/出力信号を、以下により詳細に説明する。CM210内に複数の試験MACデバイス310がインストールされているとき、CM210内の接続は、複数の試験MACデバイス310間で信号を通すことを意図している。しかしながら、CM210内に通常の無線LANNIC226がインストールされるときは、CM210内のこれらの接続は、典型的には使用されない。複数の試験MACデバイス310間で同期信号を伝達する代替の方法が存在し、かつそれは、ホストインターフェースを介して伝達されるメッセージの使用を含むことを、理解するであろう。
【００５７】
さらに、試験MACデバイス310は、試験MACダイバーシティアンテナポート416と直列に接続される試験MACプログラム可能な減衰器420を含み、ここで試験MACプログラム可能な減衰器420は、各信号フレームが送信されるところでRF電源を制御し、従って試験MACデバイス310が、複数の無線クライアント104の仮想配置をシミュレートすることを可能にする。試験MACデバイス310は、信号送信電力及び信号受信電力の双方を制御できる能力を有利に含み、従って各仮想クライアント(VC)に仮想配置を提供するが、これに対して、現在の既製の無線LANNICは、信号送信電力のための電力調整機能を提供するのみであることを理解するであろう。
【００５８】
もう1つの実施形態では、試験システム100内へのインストールのために、複数の試験MACデバイス310を1つのプラグインモジュールに実装することができる。この構成では、イーザーネットが、試験MACデバイス310のホストPCIインターフェースに取って代わることを理解するであろう。さらに、コリジョン同期信号方式は、モジュールを出る信号の必要なく、直接提供される。さらに、RF電源制御信号方式が、試験MACデバイス310の場合と同じ手法で提供され、ユーザーアクセス可能な接続、及びブラインド結合のバックプレーン接続の双方が、試験システム100との容易な統合のために提供される。
【００５９】
図12を参照すると、試験MACモジュール422の機能ブロック図が示され、かつ説明されている。試験MACモジュール422は、試験MAC電力分配デバイス424、複数のカスタムMACデバイス426、複数の試験MACモデム/ベースバンドデバイス428、複数の試験MAC無線トランシーバー430、及び試験MACインターフェースコネクタ434を持つ試験MAC背面部分を含む。試験MACインターフェースコネクタ434は、試験MAC電源ポート436、試験MACイーサーネットポート438、試験MAC同期信号ポート135、及び複数の試験MACRFポート440を含み、ここで試験MAC電源ポート436は、RFIフィルタデバイス442を介して試験MAC電力分配デバイス424と通信する。さらに、試験MACイーサーネットポート438は、RFIフィルタデバイス442と通信し、RFIフィルタデバイス442はさらに、イーサーネットスイッチ444を介して、複数のカスタムMACデバイス426の各々と通信する。試験MACモジュール422を実装するための複数のバリエーションが意図されることを理解するであろう、例えば1つの方法は、試験MACモジュール422上のイーサーネットポート438を利用することを含むが、イーザーネットスイッチ444は含まないかもしれない。複数のカスタムMACデバイス426の各々は、複数の試験MACモデム/ベースバンドデバイス428の１つと通信し、ここでは、複数のカスタムMACデバイス426の各々、及び複数の試験MACモデム/ベースバンドデバイス428の各々は、複数の試験MAC無線トランシーバー430の１つと通信する。さらに、複数の試験MAC無線トランシーバー430の各々は、ユーザーアクセス可能な試験MACRFコネクタ446を介して、複数の試験MACRFポート440の少なくとも１つと通信する。
【００６０】
かなり直接的な処理を使用して、同じ試験MACモジュール422内で、二以上のカスタムMACデバイス426を作動させることもまた可能であることを、理解するであろう。各カスタム802.11MACデバイス426のイーサーネットインターフェースは、試験MACイーサーネットポート438を通して単純に多重化され、試験MACモジュール422内でRFコネクタ446を組み合わせて、RFポートの数をバックプレーン上で利用可能な2つに減らす。さらに、コリジョン同期信号はリング状に単純に接続され、1つのカスタムMACデバイス426からの出力は、次のカスタムMACデバイス426の入力に接続されるようになる。望まれる場合には、この方式は、複数のカスタムMACデバイス426間の洗練されたコリジョンのシナリオに備えるものである。しかしながら、2つの無線エンティティー間でコリジョンを引き起こす目的のためには、2つのカスタムMACデバイス426で充分である。
【００６１】
RFポートモジュール(RFPM)448は、試験システム100における拡張可能性への鍵である。RFPM448は、複数のモジュールコネクタ146の1つのスロットにインストールすることができ、かつ付加的な試験システム100と同様に、試験中の装置(DUT)としてのAP102の柔軟な取り付けのための手段を提供することができる。全システムシャシー200はRFPM448で満たされて、ローミングのような無線LANの連係した動作を要求する機能を試験するための無線LANシステムの大規模な集約を提供することができる。
【００６２】
図13を参照すると、RFPM448が示され、これは、信号レベルを厳密に調整するための複数のプログラム可能な減衰器450、拡張ポート454を提供するための電力スプリッタ/結合器452、及びスイッチ選択可能な二方向増幅器456を含み、完全な受動システムがもはや拡張できないとき、付加的な信号ゲインを提供する。電力スプリッタ/結合器452は、プログラム可能な減衰器451を介してRF試験ヘッドコネクタ455とさらに通信して、複数の試験ヘッドをRFPM448に接続するのに有利に備えることに注目すべきである。プログラム可能な減衰器450、451は調整することができ、スイッチ選択可能な二方向増幅器456は、システム制御ネットワーク460に取り付けられる搭載されたコントローラー458を介して選択されることができる。RFPM448は、RF信号の複数の独立チャネルをサポートすることができることを理解するであろう。
【００６３】
試験システム100はさらに、システムシャシー200内の各コンポーネントに同期信号を提供し、バックプレーン212に接続される、システムシャシー200に配置された同期回路を含むことを理解するであろう。これは、各システムシャシー200内部のカウンタを、特定の高精度のカウント値に再同期させるのに有利に作動する。典型的には、同期信号は、100μ秒毎にシステムシャシー200内の各コンポーネントに提供される。しかしながら、100ナノ秒毎のように、望まれる最終目的に適した任意のタイミングレートで、同期信号をシステムシャシー200内のコンポーネントに提供できることを意図している。複数のシステムシャシー200を用いることができ、各システムシャシー200内部のカウンタを再同期させるために主同期信号を提供できることも、また意図している。主同期信号は、システムシャシー200の外部及び/又は内部に常駐しているデバイスを介して提供することができる。
【００６４】
さらに、試験システム100は制御ネットワーク及び制御処理デバイスを含み、ここで制御ネットワークは、望ましくは、各試験モジュールを制御処理デバイスに接続し、かつ試験システム100内の全てのコンポーネントのための制御及び連係を提供する100BASE-TXネットワークである。制御ネットワークは、検索され、かつ処理のための制御処理デバイスに伝達される試験手順の間にとられる試験及び/又は計測データに有利に備えることを、理解するであろう。制御処理デバイスは、望ましくはパーソナルコンピューター(PC)であり、試験システム100の外部に配置され、試験システム100で行われる全ての試験を構成、制御、及び実行できる能力を含む。PC上で作動するソフトウェアアプリケーションは、ユーザーの制御下で作動し、ユーザーは、試験構成を選択し、パラメータを入力及び編集することを可能にすることができるようにし、ユーザーがその試験に満足すると、ユーザーが、試験をまとめるのと同様に、試験システム100の様々なエレメントを構成することを可能にする。このソフトウェアアプリケーションはまた、試験及び/又は計測データを収集し、かつ所定の及び変更可能なフォーマットでこのデータをユーザーに伝達することができることを、意図している。
【００６５】
試験システム100は、複数の試験システム100が電磁気干渉による試験異常を経験することなく、互いの近傍で作動できるように充分なEMシールドを提供することを、さらに理解するであろう。IEEE802.11(b)システムは、典型的には利用可能な3つのチャネルしか持たないので、これは明らかにIEEE802.11(b)システムで有利である。例えば、シールドされていない状況(シールドされていない試験シャシー及び試験ケーブルの双方)下のローミングシステムの試験について考えなさい。ローミング試験を正しく行うためには、3つのチャネルが望ましい(それは2つのチャネルで実施できるが、3つのチャネルのほうがより良い結果を提供する)。しかしながら、従来の無線方法を使用して試験中の1つのデバイスが全ての3つのチャネルを使用している場合には、近くで作動している他のシステムは、その試験システム内に電磁気干渉を誘導することができる。このように、試験の間は、(如何なる目的のためでも)どの他のシステムも作動できない。従って、各試験システムをシールドするだけでなく、システム内に収容される各モジュールをシールドすることも有利であることを理解するであろう。複数の試験モジュールと同様に、複数の試験システム間に充分な電磁気絶縁を提供するために、これは必須である。
【００６６】
電磁気絶縁の重要性の例として、2つの無線NIC226のアンテナポートを考えなさい。23dBmの最大送信RF電力、及び-82dBmの最小感度で、無線NIC226のアンテナポート間の絶縁は、無作為の伝送パス(すなわち漏電)上で105dBを超えなければならない。この絶縁をすることなく、無線NIC226の1つで受け取られる最小信号を、プログラム可能な減衰器によってではなく、信号漏れによって定めることができるということが可能である。受信機入力レベルは、仮想配置能力が意図する全範囲じゅうで動作するように、プログラム可能な減衰器を通して設定可能でなければならないので、これは望ましくない。個々のシステム隔離(すなわち外界からの隔離)についての隔離、及び試験システム対試験システムについての隔離、という複数の形式のRF隔離が存在することを理解するであろう。前者は、外部干渉を避け、試験システムが並列して動作することを可能にするのに必須である。後者は、正確な仮想配置を可能にするのに必須である。
【００６７】
望まれる無線トポロジーを構築するために一又はそれ以上の試験シャシー200を使用して、試験システム100を様々な手法で構成できることを意図している。この試験環境を完全に利用するために、システムソフトウェア内でトポロジーシステムマップを生成して、「システムディスカバリ」と呼ばれる処理において構成されるようなトポロジーを表現しなければならない。しかしながら、不運にも、手動のシステムディスカバリ処理は、時間がかかりかつエラーしがちである。従って、システムディスカバリ処理が自動的に実行されることが有利であろう。このシステムディスカバリ処理は、任意の1つのシャシー200の中身、及び複数のシャシー200間の接続を定めることを含む。インストールされたモジュールを識別するための手段は、標準の方法でシステム内部に設計されたので、任意の1つのシャシー200の中身を定めることはかなり単純であることを、理解するであろう。しかしながら、ケーブルの接続においてユーザーが持つ柔軟性のため、複数のシャシー200間のRFケーブル接続の決定は、ずっと大きな拡張可能な問題である。
【００６８】
この処理を単純化するために、試験システム100は、RF相互接続発見のための相互接続発見方法及び相互接続発見デバイス(IDD)462を含むことができる。相互接続発見方法と組み合わせて使用されるIDD462は、有利かつ明瞭に全てのRF接続を試験システム100にマッピングする。図14は、複数の試験シャシー200及びIDD462の単純化された概略ブロック図を示す。図の左側は、試験シャシー200又はモジュール上の1つのRFポート464を示す。右側は、同じ形式のIDD462を持つ、同様の試験シャシー200又はモジュールを示す。それらは、典型的にはシールドされた同軸ケーブルであるRF伝送線RF1で接続される。この発想は、一又はそれ以上のシャシー200上の任意のRFポート464間の小電流の存在を検出することを可能にし、従ってケーブルの存在を示すことである。電流をオンオフすることにより、コンソール内で動作するソフトウェアは、どの2つのポートが接続されるかを定めることができる。
【００６９】
図14を参照すると、IDD462が示され、かつこれは、RF送信線RF1、コンデンサC1、コンデンサC2、インダクターL1、抵抗R1、トランジスタQ1、及び、比較器出力V0、正の入力V+、及び負の入力V-を持つ比較器OP1を含む。コンデンサC1は、望ましくは、RF送信線RF1と直列接続で配置されるDC阻止コンデンサであって、IDD462と試験シャシー200内部のRFコンポーネント又は試験モジュールの間に絶縁を提供する。これは、対照の周波数のRF信号が伝わることを有利に可能にするが、しかしRF1上のいずれかのDCコンポーネントを排除する。インダクターL1は、RF1と比較器OP1の負の入力V-の間で接続され、IDD462の試験システム100内への挿入によって引き起こされるRF挿入損失を最小化するのに十分なRFインピーダンスを提供するが、しかしこれは、DC信号が伝わることを可能にする。抵抗R1は、比較器OP1の負の入力V-と正の電圧源Vの間で接続され、IDD462にDCバイアスを提供し、これは、RFポートに取り付けられるいずれかのRFケーブルの離れた端まで伝導される。コンデンサC2は、比較器OP1の負の入力V-とシステムグラウンドGNDの間で接続され、インダクターL1を通り越した如何なるRF信号漏れのためにもグラウンドへのパスを提供する。これは、有利に、RF信号がDC電源供給上に漏れるのを防ぐ。
【００７０】
トランジスタQ1は、望ましくは、エミッタE、コレクタC、及びベースBを持つNPNトランジスタであり、ここでEはシステムグラウンドGNDに接続され、Cは比較器OP1の負の入力V-に接続される。OP1の正の入力V+は、正の電圧源Vの電圧のほぼ半分にセットされる基準電圧源Vrefと接続される。ベースBが順方向にバイアスがかけられるとき、トランジスタQ1は、RF信号導線をシステムグラウンドの電位GND、及び比較器OP1の近くに導き、電圧降下を検知するとき、V0でのその出力状態を変える。これは、V0での状態変化をコンソールプログラム上に伝えるインターフェース回路内のロジックレベルを動かす。
【００７１】
これが、IDD462の唯一の可能な実施形態ではないことを理解するであろう。例えば、Q1及びR1を交換し、Q1をPNPトランジスタにすることにより、トランジスタがオンにされない限りは、RF導体はグラウンド電位である。これは単純に、ケーブルの存在を検知するのに必要なロジックを反転させる。トランジスタQ1はロジックゲートの一部になり得ることも、また注目すべきである。このようなゲートは、IDD462に非常に適しているであろうオープンコレクタ出力を持つとして知られている。さらに、他の形式のトランジスタ又はスイッチングデバイスもまた可能である。たとえば、MOSFET又はFETを置き換えることができる、あるいは機械式スイッチもまた使用することができるであろう。
【００７２】
IDD462は、各RFポートに取り付けることができ、信号を受信又は送信するように構成することができることを理解するであろう。しかしながら、通常の動作状況下でIDD462は信号を受信するように構成され、ここではIDD462は次のように作動することができる。試験システム100がシステムマップを更新する必要があるとき、コンソールシステム上で動作する制御プログラムは、各RFポートを通して1ステップずつ実行し始め、各IDD462を作動させる。作動したRFポートが他のRFポートに接続される場合には、遠隔ポート上のIDD462は電流を検知するであろう。システム内で作動するたった１つの他のRFポートしか存在しないので、これは、2つのRFポート間に接続が存在することを立証する。次に制御プログラムは、現在のRFポート内のIDD462を作動しないようにし、これから試験するシステム内の他のRFポートに移り、従って、全てのデバイスの外部RF接続を確立する。
【００７３】
多くの試験状況において、分析及び再生のため、空中リンク上で観測される全てのトラフィックを記録できることが望ましいことを、理解するであろう。例えば、密接に関連している準拠活動、及び相互運用性の試験について考えなさい。準拠試験は、１つの無線デバイスが標準に準拠していることを検証することを含むが、これに対して、相互運用性試験は、二又はそれ以上の無線デバイスが互いに正しく動作できるか判断する。このような試験から最大限得るために、実際の空中リンクのトラフィックを監視できる能力は、必須かつ有利なものである。従って、ベンダー支給の無線NICを分散空中リンクモニター(DAM)として使用できることを意図している。また、一又は複数のDAMを用いて、試験要求に依って一又は複数のチャネルを監視及び/又は記録することができることを、意図している。このモニターNICは、望ましくは、後の再生及び分析のために、１つの無線チャネル上で観測される全てのトラフィックを取り込み及び記録することができる能力を含む。またモニターNICは、タイムスタンプの刻印、イベントの起動、トラフィックフィルタリング等のような、従来のロジック解析器又はネットワークパケット取り込みソフトウェアで見つけることができるような機能を含む。これは、複雑な空中リンクシナリオをデバッグすることを有利に可能にし、速度調節、セキュリティトランザクション、QoSネゴシエーション、及びサービスの配信、加えて多くの他の状況を含む。DAMは、試験システム100じゅうに配置される複数の無線NIC(すなわち、モニターNIC)から構成されることができ、試験システム100内、又はモニターNICによって集められる全ての情報を収集及び処理するどこか他の適した場所(例えば、コンソール)の中に常駐している解析ソフトウェアを含むことができることを、さらに述べるべきである。
【００７４】
試験システムが、以下に論じるように幾つかのBSSをシミュレートするように構成されるとき、この形式の構成は役立つものとすることができることを、理解するであろう。モニターNICは、望ましくは、各試験シャシー200にインストールされ、AP102が作動しているチャネルを監視するようにプログラムされる。モニターNICは送信しないので、モニターNICが、強い信号で他のデバイスを過度に働かせる可能性はまったくない。従って、CM210内のプログラム可能な減衰器は、BSS内の全ての無線デバイス104から充分な信号レベルを提供するようにセットすることができる。このシナリオのキーは、モニターNICが遠く離れて配置されたステーションから最大データ速度で信号を受け取ることができるように、減衰器をセットすることであり、それと同時にまた、同じCM210内の試験中の無線デバイス104からの信号の過負荷を防ぐ。試験システム200内に構築される同期機構はまた、グローバルなタイムスタンプをモニターNICで受信される各フレームに割り当てるのに備えることができ、モニターNICが試験システム100で作動する各チャネルに割り当てられて、複雑なローミングシナリオを有利にシミュレート及び解析することができる。
【００７５】
ユーザー選択の無線NICは、試験中のデバイス(DUT)NICとして、CM210の１つのスロット252にインストールすることができ、ベンダー支給の無線NICは、モニターNICとして、他のスロット252にインストールできることを理解するであろう。この構成では、モニターNICは、DUTNICから充分な量の信号電力を受け取って、DUTNICで送信される全てのフレームは、モニターで正しく受け取られることができるようになる。プログラム可能な減衰器の幾つかのセッティングにおいて、DUTで受け取られる全てのフレームがモニターNICでうまく受け取られるわけではない可能性があることに、注目すべきである。しかしながら、各DUTNICの隣に存在するモニターNICで、各モニターNICからのトラフィックデータを収集及び照合し、全空中リンクトランザクションを再作成することが可能であろう。さらに、グローバルなタイムスタンプの能力は、タイムスタンプを、モニターNICで受け取られる各フレームに割り当てることを有利に可能にし、従って、分散監視システムに、無線LANの全体の見通し図を与える。この全体を見通す視点は、本物のコリジョン検知が起こることに有利に備えるであろう。
【００７６】
典型的には、コリジョンが起こるときに持つたった１つの情報は、フレームがエラーで受け取られるということである。二又はそれ以上のDUTNICが同時に送信する場合には、モニターNICは、コリジョンにかかわらずDUT信号を受け取ることがほとんど保証されており、なぜならそれはNICモニターでとても強く、かつ各受信されたフレーム上のタイムスタンプは、双方のフレームが同時に送信されたことを示し、従ってコリジョンが発生したことを証明するからである。分散監視システムはまた隠れステーションを検知できることを、意図している。これは、一又はそれ以上のDUTNICが、さらに遠く離れているようにシミュレートされる他のDUTNICを「聞かない」ことに注目することにより、達成することができる。これは、望まれない場合には、このような状況を試験構成から取り除くこと、及び試験目的のために隠れステーションとして導入されたDUTが実際に隠れステーションであることを確実にすること、の双方に役立つ。
【００７７】
ここで図15〜図20を見ると、試験システム100の複数の構成が示され、かつ説明されている。以下に説明する試験システムの構成は、可能な試験システムの構成の全てを表すことを意図しておらず、従って、可能な構成を本出願で説明するものに限定することを意図していないことを、理解するであろう。
【００７８】
図15及び図16を参照すると、試験システム600の第一の実施形態の機能ブロック図、及び概念ブロック図をそれぞれ示している。試験システム600は、RF結合器604、試験MACモジュール606、及び複数のCM608を持つ試験シャシー602を含み、ここで試験MACモジュール606及び複数のCM608は、RF結合器604と通信する。RF結合器604はアクセスポイント610と通信しており、アクセスポイント610はさらに複数の無線クライアント612と通信する。この構成では、7つのCM608及び7つの無線クライアント612が示されており、ここでは7つのCM608の各々が7つの無線クライアント612のうちのたった1つと関連しており、各CM608は無線NICで半分のみ実装されて、説明を簡単にすることを、理解するであろう。
【００７９】
さらに図16を参照すると、複数の無線クライアント614の「集合」が、試験MACモジュール606を代表するものとして示されており、ここで試験MACモジュール606は、試験MACモジュール606、422として構成される。前に説明したように、試験MACモジュール606は、所定の数の無線クライアント612を表すように構成することができる。RF結合器604及びアクセスポイント610への接続は、試験シャシー602を通して提供されることがわかるであろう。
【００８０】
図17及び図18を参照すると、試験システム700の第二の実施形態の機能ブロック図及び概念ブロック図が、それぞれ示されている。試験システム700は、RF結合器704、試験MACモジュール706、複数のCM708、第一のRFPM710、及び第二のRFPM712を持つ試験シャシー702を含み、ここで試験MACモジュール706、複数のCM708、及び第一及び第二のRFPM710、712は、RF結合器704と通信する。試験システム700はまた、第一のRFPM710と通信する第一のアクセスポイント714、及び第二のRFPM712と通信する第二のアクセスポイント716を含む。第一のアクセスポイント714及び第二のアクセスポイント716は、それぞれ、RF試験ヘッドコネクタ455を通して、第一のRFPM710及び第二のRFPM712に接続されることを理解するであろう。
【００８１】
この構成は、第一のアクセスポイント714に最初に関連していた無線NICが全て第二のアクセスポイント716へのローミングを引き起こす単純なローミングシナリオを試験することを有利に可能にすることを、理解するであろう。これは、まずプログラム可能な減衰器をセットして、第一のアクセスポイント714と無線NICの間の受信が最も好適となるようにし、次にアクセスポイントパス内の減衰器を変更して、第二のアクセスポイント716での受信もまた最も好適となるようにすることによって、遂行することができる。第一のアクセスポイント714の電源を切る直前に、第二のアクセスポイント716の電源を入れる、同様の試験を実行することができる。これは、第二のアクセスポイント716へのクライアントの「多数の移行」を有利にもたらし、この結果は、IEEE802.11の連係処理に対応する第二のアクセスポイント716内の機構上の重大な応力レベルをもたらすであろう。
【００８２】
図19及び図20を参照すると、試験システム800の第三の実施形態の機能ブロック図及び概念ブロック図がそれぞれ示されており、2つの基本サービスセット(BSS)801を図示しており、この各々は無線アクセスポイント102及び複数の無線クライアント104を含む。試験システム800は、第一のアクセスポイント802、第二のアクセスポイント804、第一の試験シャシー806、第二の試験シャシー808、及び第三の試験シャシー810を含み、ここで第一の試験シャシー806、第二の試験シャシー808、及び第三の試験シャシー810は階層型手法で接続され、かつ第一の試験シャシー806及び第二の試験シャシー808は2つのBSS801を表している。
【００８３】
第一の試験シャシー806は、第一の試験MACモジュール814及び複数の第一のCM816と通信する第一のRF結合器812を含み、第二の試験シャシー808は、第二の試験MACモジュール820及び複数の第二のCM822と通信する第二のRF結合器818を含み、第三の試験シャシー810は、第一のRFPM826、第二のRFPM828、及び第三のCM830と通信する第三のRF結合器824を含む。第一のRFPM826及び第二のRFPM828は、RF拡張モジュールとして利用されており、各RFPM826上のRF拡張ポートを介して第三の試験シャシー810に接続されることに、注目すべきである。2つのBSS801間の接続は、1つのBSS801内のステーションが、他のBSS801内のステーションを潜在的に受け取ることを可能にすることを、意図している。図20の無線クライアント830は、その仮想配置によって、どちらのBSS801とも関連し得るものであることを、さらに意図している。第一のアクセスポイント802は、第一のRFPM826上のRF試験ヘッドコネクタ455を介して第一のAP試験ヘッド832に接続され、第二のアクセスポイント804は、第二のRFPM828上のRF試験ヘッドコネクタ455を介して第二のAP試験ヘッド834に接続されることを、さらに意図している。
【００８４】
図15に示すように、第三のCM830は、望ましくはローミングする無線クライアントをシミュレートするように構成される1つのクライアントNICを含む。RFPM826、828内のプログラム可能な減衰器を調整することにより、１つのクライアントNICを、残りのアクセスポイントよりも１つのアクセスポイントをよく「聞く」ようにすることができ、それゆえ、無線クライアントのローミングアルゴリズムを実行することを、理解するであろう。たった1つのNICを第三の試験シャシー810内で利用されているものとして説明する一方で、複数のNICを使用することができ、その各々は同じローミング能力を持っていることを理解するであろう。従って、RFPM826、828内のプログラム可能な減衰器、及び第一、第二、及び第三のCM816、822、830で提供されるプログラム可能な減衰器を使用して、様々なローミングシナリオを、第三の試験シャシー内のNICを使ってシミュレートすることができる。
【００８５】
無線信号を送信するとき、信号は典型的には、環境内に置かれた物体による反射、回折、及び吸収を経験することを理解するであろう。さらに、無線デバイスはまた、送信される信号、及び送信機と受信機の間の相対運動、又は環境内の物体の運動にさらに影響を及ぼす指向性アンテナを含むことができ、同様に、伝播信号上のドップラーシフトを導入することもできる。従って、無線信号に及ぼす環境の全影響は、パス損失、及び歪み、の2つの部分に分類することができる。パス損失は、送信されたレベルからの無線信号の受信レベルの全減少を表し、典型的には、送信機と受信機の間の距離、介入する障害物を通しての信号吸収、及び直接光線の方向における任意のアンテナの利得の関数である。
【００８６】
歪みの影響は、典型的には、マルチパス及びドップラーシフトによって引き起こされる。マルチパス歪みは、反射波が多数の移相及び振幅で受け取られ、受信機回路で合計されるとき、引き起こされる。従って、いくつかの波は移相が合って(直接信号光線のコンポーネントを強化する)いて、いくつかの波は位相がずれて(直接信号光線のコンポーネントを相殺する)いるという事実は、極端な信号歪みを引き起こすことができる。このように、特定の反射光線は、周波数の関数として、直接光線と位相が合っている又はずれていて、それゆえマルチパスは周波数依存の信号歪みを引き起こす。さらに、ドップラーシフトもまた無線波を歪ませる。例えば、送信機、反射機、及び受信機間に相対運動がある場合には、送信信号は、周波数のシフトを経験し得り、周波数が高く又は低くのいずれかにシフトし、さらに最終的に受信される信号を歪ませる。
【００８７】
全体の信号レベルの変化を引き起こす現象(アンテナ利得、伝播損失、及び信号吸収)は、試験システムのプログラム可能な減衰器を使って、直接シミュレートすることができ、それゆえ、これらの影響を含む任意の望まれるシナリオをシミュレートすることができることを、理解するであろう。例えば、典型的な無線LAN送信機及び受信機の状況について考えなさい。各ステーションは、指向性アンテナを持つことができ、その2つの間の直接パスは、壁又は他の障害物によってブロックされ得る。このシナリオのためにプログラム可能な減衰器を適切にセットすることは、各ステーションにおける適切な方向にあるアンテナの、アンテナ入力ポートに対する(a)2つのステーション間のパス損失を見積もること、(b)壁によって引き起こされる減衰を見積もること、(c)利得を計算すること、を意味する。
【００８８】
これらの値が決定すると、送信機と受信機の間の全体の信号損失を、個々の損失をdBで合計することにより見積もることができる。これは、これらの無線ステーション間のプログラム可能な減衰器の正しい設定を有利に作り出す。マルチパス及びドップラー歪みの理由を説明するために、外部チャネルシミュレーターを接続することができる、又はICSM284を使用することができる。例えば、試験システムを使用する１つの可能な構成は、アクセスポイントをシミュレートするように構成される試験MACを含む。図21を参照すると、CM210は1つのNICを作動させるように構成され、ICSM284はシャシー200にインストールすることができるが、ICSM284はRFバックプレーンへの接続を全く持たない。試験MAC310及びCM210は、RF信号をユーザーアクセス可能な接続に送るように構成され、ここでは外部のケーブル配線が、試験MAC310、CM210、及びICSM284間の接続を提供する。
【００８９】
ここで図22を見ると、無線ネットワーク900内のトラフィックをシミュレートする方法を説明するブロック図が示され、かつ説明されている。ブロック902に示すように、変調器/復号器コンポーネントが提供され、ここで変調器/復号器コンポーネントは、トランシーバーコンポーネントと通信するように配置される。トランシーバーコンポーネントは、無線ネットワーク内でRF信号を送信及び受信できる能力があることを、理解するであろう。次に、複数の仮想クライアントがブロック904で示すように作成され、ここで仮想クライアントは変調器/復号器と接続される。さらに、仮想クライアントは、特定の無線通信標準に準拠した無線ネットワークでデータフレームを送信及び受信し、ここで仮想クライアントは、特定の無線通信標準で要求されるような通信プロトコルにおける個々の状態を保持する。
【００９０】
シールドされた密閉箱及びケーブルは、銅及び/又はアルミニウムの密閉箱、及び/又は銅及び/又はアルミニウムのメッシュ材料のような、望まれる最終目的に適した任意のシールドするデバイスを使用して、シールドすることができることを理解するであろう。さらに、グランドプレーン、フェライト等の使用のように、他のシールド技術も同様に用いることができることを意図している。また、様々な既知のシールド材料及び方法を、単独で又は互いに組み合わせて使用できることを意図している。
【００９１】
上で説明するように、図22の方法900を、それらの処理を実践するために、コンピューターに実装される処理及び機構の形で具現化することができる。図22の方法900はまた、フロッピーディスク(R)、CD-ROM、ハードドライブ、任意の他のコンピューター読み取り可能なストレージ媒体のような有形媒体で具体化される指示を含むコンピュータープログラムコードの形で具現化することができ、ここでコンピュータープログラムコードがコンピューターにロードされて実行されるとき、そのコンピューターは本発明を実践するための機構となる。再プログラム可能なストレージ(例えば、フラッシュメモリ)を持つ既存のシステムを更新して、本発明を実装することができる。図22の方法はまた、コンピュータープログラムのコードの形で具現化することができ、例えば、ストレージ媒体に格納される、コンピューターでロード及び/又は実行される、あるいは、電気配線又はケーブル配線上で、光ファイバを通って、又は電磁気輻射によって、というように何かの伝達媒体上で伝達される、のいずれかであり、ここでコンピュータープログラムのコードがコンピューターにロードされて実行されるとき、そのコンピューターは本発明を実践するための機構となる。汎用のマイクロプロセッサ上に実装されるとき、コンピュータープログラムのコードのセグメントは、特定のロジック回路を作成するようにマイクロプロセッサを構成する。
【００９２】
例示的な実施形態を参照して本発明を説明した一方で、それらの当業者は、本発明の技術的範囲からそれることなく、様々な変更をすることができる、及び均等技術をそれらの要素に代用することができることを理解するであろう。さらに、その技術的範囲からそれることなく、個々の状況又は材料を本発明の教示に適合させるように、多くの変更をすることができる。それゆえ本発明は、本発明を実行するために考えられた最良の様式として開示される個々の実施形態に限定されず、本発明は、この特許請求の範囲の技術的範囲内に入るすべての実施形態を含むであろうことを意図している。さらに、特に言明された第一、第二等の用語の何らかの使用が、何らかの順序又は重要性を意味しない限りは、第一、第二等の用語はむしろ、１つの要素を他の要素と区別するために使用される。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】一般化された全体的な試験システム環境を示している。
【図２】シミュレートされる試験システムの無線環境を示している。
【図３】複数の試験システムを持つ、シミュレートされる試験システムの無線環境を示している。
【図４】システムシャシーを示している。
【図５】試験システムシャシーとバックプレーンの間のレイアウト及び接続を示す概略図を示している。
【図６】伝播モジュールを示している。
【図７】代替の実施形態に従って、伝播モジュールを示している。
【図８】干渉注入器モジュールを示している。
【図９】直列型チャネルシミュレーターモジュールを示している。
【図１０】一般化された試験MACデバイスを示している。
【図１１】試験MACデバイスを示している。
【図１２】試験MACモジュールとして構成される試験MACデバイスを示している。
【図１３】RFポートモジュールの機能ブロック図を示している。
【図１４】複数の試験シャシーと通信する相互接続発見デバイスの単純化された概略ブロック図を示している。
【図１５】試験システムの第一の実施形態の機能ブロック図を示している。
【図１６】試験システムの第一の実施形態の概念ブロック図を示している。
【図１７】試験システムの第二の実施形態の機能ブロック図を示している。
【図１８】試験システムの第二の実施形態の概念ブロック図を示している。
【図１９】試験システムの第三の実施形態の機能ブロック図を示している。
【図２０】試験システムの第三の実施形態の概念ブロック図を示している。
【図２１】一つのNIC及び直列型チャネルシミュレーターモジュールを作動させるように構成された伝播モジュールを示している。
【図２２】無線ネットワーク内のトラフィックをシミュレートする方法を示すブロック図を示している。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【国際調査報告】
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