WiFi(Wireless Fidelity)基础(十一)

目录
一、基本介绍(Introduction)
二、进化发展(Evolution)
三、PHY帧((PHY Frame )
四、MAC帧(MAC Frame )
五、协议(Protocol)
六、安全(Security)
七、802.11ac标准
八、802.11ad标准
九、802.11ax ( WiFi 6 )标准
十、WiFi直接连接(WiFi Direct)
十一、测试(Testing)
十二、WiFi射频测量(WiFi RF Meas.)
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十一、测试(Testing)

即使在几年前,大多数WLAN应用都与PC和笔记本电脑(laptop)捆绑在一起(be tied up with),其吞吐量和预期也没有那么高。测试的范围也没有那么广。现在,在智能手机(Smart phone)和许多其他支持无线局域网功能(functionality)的电子产品的时代,无线局域网的测试范围已经大大扩大(drastically widen)。以下是目前(as of now)我脑海中浮现(pop up)的一些测试项目,随着我们向5G的发展,列表将越来越长,WLAN将在整个通信系统中发挥更大的作用。
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1、物理/射频 (PHY/RF)

PHY/RF测试主要用于测试射频传输信号的质量(transimission signal quality)、接收灵敏度(reciever sensitity)。这些通常由WLAN芯片组供应商(Chipset vendor)或WLAN模块制造商(Module maker)进行测试。它有自己的测试项目列表,主要在IEEE规范中定义。

以下是来自安立(Anritsu)的PHY/RF测试系统的示例,名为MT8862A。.
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项目(Item)2~6通常由提供WLAN作为完整服务(complete service)的公司进行测试,如PC制造商、手机制造商或网络运营商(Network Operator)。通常,所有这些项目都合并(consolidate)到一个单独的测试包(test package)中。

2、用户界面 (User Interface)

在普通笔记本电脑/PC没有任何蜂窝通信能力的情况下,WLAN的用户界面(interface)不会那么复杂(complicated)。可能(Probably)只有身份验证设置GUI就足够了。但在移动电话(SmartPhone)的情况下,除了WLAN之外(in addition to WLAN),还有许多不同的无线通信方式。因此,与PC/笔记本电脑相比(comparing to PC/laptops),通信有很多选择,WLAN也有更多选择。此外( In addition),WLAN相关用户接口的行为(behvaior)可能会根据其他通信技术的用户接口的设置而有所不同。因此,WLAN用户界面设置和行为验证(verification)的所有可能组合(combination)成为重要的测试项目。您会看到很多与这种用户界面相关的测试用例(test case)。以下是与移动电话上的WLAN直接或间接相关的用户界面的一个示例。你可能会在不同的手机上看到不同的界面。这只是一个例子。
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尽管这只是用户界面测试(User Interface testing),但您可能需要一个既支持蜂窝技术又支持WLAN技术的测试系统,因为某些用户界面操作需要完成某些无线电协议(radio protocol)。

3、身份验证/安全机制 (Authentication/Security Mechanism)

随着WiFi技术的发展(evolve),试图突破(break into)安全保护机制(security protection mechanism)的技术(technique)也在发展。因此(As a result),您将看到越来越多不同类型的安全机制被使用。由于移动电话(或笔记本电脑laptop)预计(be expected to)可以在任何地方使用WiFi网络,因此您应该验证(verify)您的设备是否可以使用所有不同类型的安全系统。以下只是我的手机可以在我的办公室检测(detect)到的WiFi接入点的一个例子(出于信息保护的目的,我故意(intentionally)更改了SSID名称:),你会看到使用了各种不同类型的安全算法Security algorithm(安全方法显示(indicate)在黄线上。黄线上的“空”表示(indicate)“打开”连接(基本上至少在接入点上没有安全性)。当然,这只是一个例子,你可能会看到更多不同的方法。
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要测试这些方法,您需要一个支持所有这些安全方法和用户数据连接(data connectivity)的测试设备,或者您可以使用实时(live)接入点。

4、ePDG/IKE

ePDG是一种在IP数据层将WiFi网络(不受信任的Untrusted网络组件)连接到蜂窝网络的特殊机制。要将这种不受信任的组件连接到蜂窝网络,需要一种特殊类型的身份验证(authentication)和安全算法(security algorithm),并且在大多数情况下(in most case)使用IKEv2。我不会详细介绍ePDG是如何工作的。如果您想了解更多详细信息,请参阅WiFi Offload页面和IKE页面。

据我所知(As far as I experienced),这项技术在移动电话行业已经开发了近两年(截至(as of )2015年6月),但直到最近,一些网络运营商(network operator)才开始在他们的实验室进行认真的(seriously)测试。要测试这项功能(functionality),你需要一台设备,它至少有以下组件,可以模拟(simulate)蜂窝网络和ePDG/AAA服务(IKE),如下所示(as illustrated below)。如果您是参与(be involved in)此类测试的人员,请首先参阅WiFi Offload Check List页面。
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5、WLAN和蜂窝网络之间的接入选择

在所有支持WiFi和蜂窝技术的手机和一些PC的情况下,设备必须做出复杂的(complicated)决定,是应该连接到蜂窝网络还是WiFi网络。如果设备同时(simultaneously)连接到两个网络,则当用户试图进行语音呼叫(voice call)时,它必须做出另一个决定。它必须确定它是使用蜂窝网络还是WiFi网络发起(initiate)呼叫。

某一级别的决策(decision)是由用户配置(configure)的特殊设置做出的,而另一级别的决定是由蜂窝网络和WiFi网络之间的信号强度(signal strength)做出的。但详细的选择标准(criteria)是由每个服务提供商service provider(Network Operator网络运营商)指定的,这些选择算法(algorithm)是大多数网络运营商测试的一个非常重要的部分。

以下是指导(direct)UE如何在蜂窝和WiFi之间选择网络的UE设置的一个示例。这是最简单的配置(configuration)之一,如果您的设备不仅支持WiFi上的数据呼叫(data call),而且还支持WiFi下的语音呼叫(voice call),您会看到非常复杂的(complicated)设置。
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6、吞吐量(Throughput)

概念上的(Conceptually)吞吐量测试很容易理解,但根据我的经验(as far as I experienced),在WiFi中执行吞吐量测试比蜂窝技术更困难,因为WiFi PHY/MAC调度(scheduling)不如蜂窝技术可重用(reilable)。由于WiFi基于CSMA/CA和随机退避(random backoff)来调度数据传输,因此如果信道(channel)中存在任何干扰(interference),吞吐量测试结果将大幅(drastically)波动(fluctuating )。

在吞吐量测试的初始阶段(initial phase),我们通常测试理想(ideal)信道条件下的最大吞吐量,但最近我看到许多公司在吞吐量测试条件方面提出了更严格的标准(tougher criteria)。到目前为止(as of now),您可能会看到关于吞吐量测试的最常见标准如下:

● 理想信道条件下的最大吞吐量 (Max throughput under ideal channel condition)
● 吞吐量与范围(设备与AP之间的距离) (Throughput vs Range (distance between the device and AP)
● 吞吐量与信噪比 (Throughput vs SNR)
● 吞吐量与帧分段 (Throughput vs Frame Fragmentation)

7、WiFi热点 (WiFi HotSpot)

WiFi热点是一种可以将WiFi协议转换(translate)为另一种类型的无线技术(例如WCDMA/HSPA或LTE)的技术。在某些情况下(In some case),我们使用实时网络(live network)或实验室网络,但在大多数情况下(in most case),使用如下所示(as shown below)的网络模拟器(network simulator)。在这种情况下(In this case),我们假设(assume)蜂窝部分网络模拟器正在执行(perform)理想的最大吞吐量,但正如您可能经历过的那样,没有“理想(ideal)”这样的事情。在测试系统设置的早期阶段(the early stage),您需要花费大量时间和精力(effort)来确保蜂窝网络模拟器按预期工作。一旦验证了这一部分,WiFi部分的其余测试方法和标准(criteria)与上一节中描述的“吞吐量”测试类似。
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8、WiFi直连 (WiFi Direct)

WiFi Direct是一种设备可以在不经过AP(Access Point接入点)的情况下直接与另一设备通信的机制。如果你不熟悉这个功能,请看这个视频:How to Use Wifi DIrect。如果您对技术细节更感兴趣,请参阅WiFi Direct页面。

如果你想对此进行(perform)非常严格的(strict)测试,你需要可以模拟(simulate)WiFi设备的特殊设备,但我还没有见过这种设备。可能有这种我不知道的设备。
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转载自blog.csdn.net/weixin_43153548/article/details/130643273