基于模拟多并发STA的AP性能检测方法及检测系统与流程

本发明涉及无线局域网，具体涉及基于模拟多并发sta的ap性能检测方法及检测系统。

背景技术：

1、无线ap的压力测试，需要许多真实的无线终端才可以，比如1个wi-fi 6的无线路由器，测试时需要配置上百台无线终端（比如智能手机），造成测试的复杂和成本提高。

2、一、中国公开授权发明：cn201310231753.9无线接入点的测试方法及装置、测试终端，其通过sta模拟端与ap的交互实现对ap的容量和性能的测试；

3、二、中国公开授权发明：cn201910372960.3一种wifi自动化测试系统及其测试方法；其能模拟实际使用情况，每个接入的sta能同时并独立进行上千次接入、断开、吞吐量测试，能单独显示测试结果及数据；可模拟多个sta同时或依次接入wifi的实际工作场景，测试更贴近用户环境；

4、以现有方法“一”为例，该方法聚焦于信令仿真，而无法进行空口仿真。信令指的是无线局域网在接入过程中的一些管理帧交互，比如beacon帧，关联，解关联，认证，解认证等相关帧。该仪器可以分析ap能够承载的最大无线逻辑连接数量，这个数量收到ap的ram和cpu影响，存储空间越大，处理速率越快，那么能够承载的会话数量也越多。但是这种仪器无法进行空口信号的仿真，即无法模拟当用户数增加时，多用户竞争无线信道，进行成功传输，或者传输冲突等空口情况；

5、以现有方法“二”为例，该方法聚焦于采用硬件阵列构筑仿真仪器。该仪器由多块无线局域网模块构成，这些模块由统一的控制器进行控制。通过控制器统一配置这些无线局域网模块与待测件ap建立连接，并且实时采集各个模块的空口检测信息，从而获取ap性能的结果。该方法有两方面缺点，一方面成本较高，主要是其需要采购多块无线局域网模块阵列，每一个模块相当于一个无线终端，因此其需要花费较高的采购成本，另外一方面，其硬件架构固定，即当仪器设计完毕后，其就限定了该仪器能够配置的最大无线模块的数量。随着无线技术的进步，如果需要更新仪器，为其配置更多的无线模块，那么就需要重新购买最新设计的仪器，而不能在之前的仪器上进行增添。

6、基于以上问题，本发明希望提供一种低成本的能够模拟多种空口情况以及适用范围广的ap测量方法。

技术实现思路

1、针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供基于模拟多并发sta的ap性能检测方法及检测系统，通过在仿真软件模拟无线信道信息，在一台机器上生成多个sta模拟节点，以此模拟多种空口情况，并于软件层面完成真实采样数值叠加，对ap性能参数进行检测，成本低、适用范围广。

2、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

3、第一方面，本发明提供一种基于模拟多并发sta的ap性能检测方法，包括：

4、基于软件模拟平台，生成多个sta对象，每一个sta对象独立执行csma/ca的无线接入过程，所有sta对象共享一个无线信道，所有sta对象叠加自身当前状态至无线信道上，所述状态包括信道监听状态和发送状态；

5、基于无线电硬件接口，对模拟环境下的无线信道的状态进行采样，并发送到被测ap，同时将ap的反馈结果通过反向的操作反馈给模拟环境，最终通过被测ap的反馈结果，分析获取ap的性能参数。

6、优选地，基于软件模拟平台，生成多个sta对象，具体包括：

7、在软件层面构筑一个模拟仿真环境，其中包含多个sta对象，每一个sta对象是独立运行，能够模拟完整的csma/ca状态机，所有sta对象共享一个无线信道，然后通过对逐个sta对象进行csma/ca过程的模拟，并将逐个节点生成的事件按照时刻堆砌在无线信道的事件轴上，进而生成无线信道对应的随机时间列表，最后通过随机事件仿真引擎逐个执行随机事件。

8、优选地，所述随机事件包含从ip网络层，到mac媒介接入层，以及到phy层的整个过程；

9、所述ip网络层用于完成组包；

10、所述mac层用于完成mac组帧以及基于csma/ca无线接入过程；

11、所述phy层用于模拟信道衰减以及模拟物理层发送过程。

12、优选地，所述对模拟环境下的无线信道的状态进行采样时，包括以下步骤：

13、1）、软件模拟层面，每一个sta对象，独立执行csma/ca过程的模拟，并生成各自的随机事件：所述随机事件包含事件类型以及事件执行的时间；

14、2）、各个sta将生成的随机事件传递给无线信道，无线信道按照统一的时间轴，按照各个sta生成的随机事件中的执行时间，逐一将事件安排到无线信道的事件执行轴上；

15、3）、按照无线信道的时间轴开始执行仿真，无线信道每一个时隙检测一次信道状态，并调度下一个时隙需要执行的随机事件。

16、优选地，若在同一时间，时间轴上仅有一个sta对象的随机事件，那么就执行该sta对象的随机事件；

17、若在同一时间，时间轴上有多个sta对应的随机事件，则同时进行执行sta对象随机事件，并将随机事件进行叠加执行。

18、优选地，所述采样数值叠加后再基于无线电模块发送至被测ap时，包括：

19、对每个sta模拟节点对应信道以逐个时隙采样的方式，将信道上的数值保留、叠加，并通过传输接口传递给无线电模块，再发送至被测ap。

20、优选地，ap的反馈结果通过反向的操作反馈给模拟环境时，具体包括：

21、获取被测ap真实的信号采样信息，通过逐个时隙采样的形式，将被测ap的真实采样数值，通过sta无线模块传递回仿真软件，并重新融合到随机事件仿真引擎中，对随机事件仿真过程造成影响。

22、优选地，任意一个sta对象都是独立对象，随机构造成随机事件，向被测ap发送叠加后的采样数值采用以下公式计算：

23、；

24、其中，为向被测ap发送的叠加后的采样数值，、、、为仿真软件模拟的sta节点信道的采样数值，为仿真软件模拟的sta节点信道的数量。

25、第二方面，本发明提供了一种基于模拟多并发sta的ap性能检测系统，包括：

26、生成模块，所述生成模块用于搭载仿真软件，生成模拟多个sta模拟节点；

27、随机事件仿真模块，所述随机事件仿真模块用于生成随机事件对sta模拟节点信道产生影响，使sta模拟节点信道得到不同数值，以此模拟无线终端连接ap时产生的不同状态；

28、sta节点采样模块，所述sta节点采样模块用于获取sta模拟节点信道的采样数值；

29、数值叠加模块，所述数值叠加模块用于将获取的多个sta模拟节点信道采样数值进行叠加；

30、无线电模块，所述无线电模块用于无线信号的发送与接收。

31、第三方面，本发明还提供了一种电子设备，包括处理器以及存储器，所述存储器存储有计算机可读取指令，当所述计算机可读取指令由所述处理器执行时，运行如第一方面所述方法中的步骤。

32、第四方面，本发明还提供了一种计算机可读取介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时运行如第一方面所述方法中的步骤。

33、本发明的有益效果在于：

34、一、本发明不仅可以进行信令仿真，还可以在这个过程中同时执行空口性能的仿真，即本发明能够模拟空口竞争过程，并且通过空口传递信令的过程，具备完整的无线接入过程，从而仿真更加真实有效，本发明能够分析ap侧最大承载无线逻辑连接数量的同时，测量空口接入速率，空口接入延迟，空口冲突情况等参数。

35、二、本发明成本较低，具有较好的扩展性：本发明是在软件层面对空口进行模拟，只要软件运行的硬件资源足够，那么就可以随意增加或者减少模拟的网络节点数目，具有更好的可扩展性和灵活性。另外由于本发明会将空口模拟后的结果通过专用的sta无线模块发送出去，该模块既可以发送单个节点的信号（比如sta1的信号），也可以发送多个节点叠加的信号（比如sta1+sta2的信号），因此可以在只配置单个无线模块的情况下，即可以实现空口模拟，从而降低了仿真仪器的成本。