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1、(10)申请公布号 CN 102905296 A (43)申请公布日 2013.01.30 C N 1 0 2 9 0 5 2 9 6 A *CN102905296A* (21)申请号 201210410758.3 (22)申请日 2012.10.24 H04W 24/02(2009.01) H04W 24/08(2009.01) H04W 84/12(2009.01) (71)申请人三维通信股份有限公司 地址 310053 浙江省杭州市滨江区火炬大道 581号三维大厦（高新区） (72)发明人周志强 胡振宇 高文彬 滕君明 (74)专利代理机构杭州九洲专利事务所有限公 司 33101 代理人。
2、陈继亮 (54) 发明名称 一种WLAN网络测试分析方法及设备 (57) 摘要 本发明提供了一种WLAN网络测试分析方法 及设备，包括电源转换单元、WIFI模块单元、中 央处理单元、实时时钟单元、存储单元、POE接口 单元、USB接口单元和本地串口单元组成；其中 WIFI模块单元与中央处理单元通过USB接口相 连；实时时钟单元通过I2C总线与中央处理单元 相连；存储单元通过并行总线与中央处理单元相 连；POE单元用于网口供电和传输数据；USB接口 单元能够扩展大容量存储器，用于WLAN网络数据 抓包存储；本地串口单元用于软件下载、调试以 及参数配置；通过有线网口或者WLAN无线网络， 把WLA。
3、N网络测试结果或分析报告上传到服务器 平台，服务器把测试结果信息解析并显示。本发明 有益的效果是：用于WLAN网络的质量的监测和优 化。及时发现WLAN信号覆盖问题，改善WLAN网络 信号质量，减少用户投诉。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书4页 附图7页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 7 页 1/1页 2 1.一种WLAN网络测试分析设备，其特征在于，包括电源转换单元、WIFI模块单元、中央 处理单元、实时时钟单元、存储单元、POE接口单元、USB接口单元和本地串口单元组成；其 中WIFI模块单元与中央处理。
4、单元通过USB接口相连；实时时钟单元通过I2C总线与中央处 理单元相连；存储单元通过并行总线与中央处理单元相连；POE单元用于网口供电和传输 数据；USB接口单元能够扩展大容量存储器，用于WLAN网络数据抓包存储；本地串口单元用 于软件下载、调试以及参数配置。 2.根据权利要求1所述的WLAN网络测试分析设备，其特征在于：所述的测试分析设备 通过有线网口或者WLAN无线网络，把WLAN网络测试结果或分析报告上传到服务器，把测试 结果信息解析并显示。 3.根据权利要求1所述的WLAN网络测试分析设备，其特征在于：所述的POE接口单元 包括网线POE供电部分和网络传输部分，POE供电部分由J1、U。
5、2、D1、D2、U1、Q1、Q2、T1、T2 及其外围电阻电容组成，J1为RJ45接口、U2为网络变压器组成网线和电源的接入端；输入 POE电源经过整流桥D1、D2输入到U1，U1为高度集成的PD电源接口控制芯片，带PWM输 出接口，监测POE输入电压并调整PWM输出；Q1、Q2为NMOS管，T1、T2为POE变压器，组成 DC-DC转换功能部件把POE输入电压转换为设备系统需要的DC5V；网络传输部分由J1、U2、 Y1、U5组成，J1和U2为网络线缆输入端，Y1为有源晶振，U5为10/100网络PHY接口，连接 到中央处理单元的RMII总线。 4.根据权利要求1所述的WLAN网络测试分析设。
6、备，其特征在于：所述的WIFI模块单 元由J5、U6及若干电阻电容组成，J5是无线WIFI网卡模块，通过USB接口连接到中央处理 单元；U6为控制的USB接口电源的开关器件，当EN脚为高时，开关导通，USB供电到WIFI模 块单元，使其能正常工作，当EN脚为低，开关闭合，WIFI模块单元的USB电源关闭，不工作。 5.根据权利要求1所述的WLAN网络测试分析设备，其特征在于：所述的实时时钟单元 由U26实时时钟芯片PCF8563、二极管D22、二极管D23、Y4谐振晶体和若干电容组成，其中 Y4为U26提供准确的时钟，D9和D10用于完成主电源和纽扣电池电源的切换，使有电时通 过主电源为U26。
7、供电，掉电时通过纽扣电池为U26供电。 6.一种采用如权利要求1所述的WLAN网络测试分析设备的分析方法，其特征在于：该 方法的测试步骤如下： 1）、测试分析设备上的中央处理单元通过控制WIFI模块单元扫描所在地方网络覆盖 的AP状态，获得相关参数：Essid，Bssid，Channel，Signal level,Noise和Bit Rates； 2)、测试分析设备接收服务器指令或定时对指定MAC地址的AP进行性能测试，包括： portal认证测试、ping测试、FTP测试、HTTP下载测试、DHCP测试和EMAIL测试； 3）、测试分析设备统计并分析测试结果，把测试结果和分析报告上报到服务器。
8、； 4）、服务器统计AP测试结果，并把网络数据异常相关的AP列入告警项； 5）、服务器通过短信或EMIAL把告警信息转发给网管维护人员； 6）、测试分析设备定期或由服务器指令设置模拟运营商AP热点，统计这期间连接上来 的用户的数量并分析连接上的用户终端类型，上报到服务器； 7)、服务器指定测试分析设备开启网络抓包模式，测试分析控制WIFI模块单元，抓取 WLAN网络中所有的包括802.11帧的数据包，数据上传到服务器，分析用户行为或查找网络 故障。 权 利 要 求 书CN 102905296 A 1/4页 3 一种 WLAN 网络测试分析方法及设备 技术领域 0001 本发明涉及WLAN网络覆。
9、盖质量监控、检测及分析领域，主要是一种WLAN网络测试 分析方法及设备。 背景技术 0002 近年来随着国内3G网络应用逐步普及,数据用户规模不断壮大,运营商已经感 受到庞大的数据流量给3G网络带来的带宽压力。而发展WLAN,是运营商卸载3G数据流的 有效途径。随着运营商WLAN网络的建设大量的增加，WLAN网络的终端使用用户越来越多。 但是由于WLAN网络建设和使用用户的激增，WLAN网络的质量不能得到可靠的保证，移动网 络运营商对WLAN网络用户的满意度越来越重视。由于WLAN覆盖AP等的故障问题，WLAN网 络质量变差或不可用，维护人员又不能及时发现并提前处理，甚至造成用户投诉的现象。 。
10、0003 使用WLAN网络测试分析方法，能实时监测覆盖现场的AP的功能，监测WLAN覆盖 的网络指标，模拟用户体验，一旦出现WLAN网络异常，可以分析故障原因，并把测试和分析 结果上报网管中心平台，能够及时发现并维护处理，保证了WLAN信号覆盖质量，提高了用 户满意度。WLAN网络测试分析设备安装在WLAN网络AP覆盖现场，通过对AP和WLAN覆盖 网络的测试和分析，可以评估出WLAN网络质量。并把对WLAN网络的评估报告和测试结果 通过LAN口或者WLAN无线网络传输到网管中心平台。WLAN网络出现异常的时候，能及时的 上报通知到网管中心平台。 发明内容 0004 本发明的目的正是为了克服上。
11、述技术的不足，而提供一种WLAN网络测试分析方 法及设备，用于WLAN网络的质量的监测和优化。及时发现WLAN信号覆盖问题，改善WLAN 网络信号质量，减少用户投诉。 0005 本发明解决其技术问题采用的技术方案：这种WLAN网络测试分析设备，包括电源 转换单元、WIFI模块单元（含天线）、中央处理单元（CPU）、实时时钟单元（RTC）、存储单元、 POE接口单元、USB接口单元和本地串口单元组成；其中WIFI模块单元与中央处理单元通过 USB接口相连；实时时钟单元通过I2C总线与中央处理单元相连；存储单元通过并行总线与 中央处理单元相连；POE单元用于网口供电和传输数据；USB接口单元能够扩。
12、展大容量存储 器，用于WLAN网络数据抓包存储；本地串口单元用于软件下载、调试以及参数配置。 0006 所述的测试分析设备通过有线网口或者WLAN无线网络，把WLAN网络测试结果或 分析报告上传到服务器平台，服务器把测试结果信息解析并显示，如出现异常情况，产生告 警通知网管人员。 0007 所述的POE接口单元包括网线POE供电部分和网络传输部分，POE供电部分由J1、 U2、D1、D2、U1、Q1、Q2、T1、T2及其外围电阻电容组成，J1为RJ45接口、U2为网络变压器组 成网线和电源的接入端；输入POE电源经过整流桥D1、D2输入到U1，U1为高度集成的PD 电源接口控制芯片，带PWM输。
13、出接口，监测POE输入电压并调整PWM输出；Q1、Q2为NMOS 说 明 书CN 102905296 A 2/4页 4 管，T1、T2为POE变压器，组成DC-DC转换功能部件把POE输入电压转换为设备系统需要的 DC5V；网络传输部分由J1、U2、Y1、U5组成，J1和U2为网络线缆输入端，Y1为有源晶振，U5 为10/100网络PHY接口，连接到中央处理单元的RMII总线。 0008 所述的WIFI模块单元由J5、U6及若干电阻电容组成，J5是无线WIFI网卡模块， 通过USB接口连接到中央处理单元；U6为控制的USB接口电源的开关器件，当EN脚为高时， 开关导通，USB供电到WIFI模块。
14、单元，使其能正常工作，当EN脚为低，开关闭合，WIFI模块 单元的USB电源关闭，不工作。 0009 所述的实时时钟单元由U26实时时钟芯片PCF8563、二极管D22、二极管D23、Y4谐 振晶体和若干电容组成，其中Y4为U26提供准确的时钟，D9和D10用于完成主电源和纽扣 电池电源的切换，使有电时通过主电源为U26供电，掉电时通过纽扣电池为U26供电。 0010 本发明所述的这种WLAN网络测试分析方法，该方法的测试步骤如下： 0011 1）、测试分析设备上的中央处理单元通过控制WIFI模块单元扫描所在地方网络 覆盖的AP状态，获得相关参数：Essid，Bssid，Channel，Sig。
15、nal level,Noise和Bit Rates； 0012 2)、测试分析设备接收服务器指令或定时对指定MAC地址的AP进行性能测试，包 括：portal认证测试、ping测试、FTP测试、HTTP下载测试、DHCP测试和EMAIL测试； 0013 3）、测试分析设备统计并分析测试结果，把测试结果和分析报告上报到服务器； 0014 4）、服务器统计AP测试结果，并把网络数据异常相关的AP列入告警项； 0015 5）、服务器通过短信或EMIAL把告警信息转发给网管维护人员； 0016 6）、测试分析设备定期或由服务器指令设置模拟运营商AP热点，统计这期间连接 上来的用户的数量并分析连接上的用。
16、户终端类型，上报到服务器； 0017 7)、服务器指定测试分析设备开启网络抓包模式，测试分析控制WIFI模块单元， 抓取WLAN网络中所有的包括802.11帧的数据包，数据上传到服务器，分析用户行为或查找 网络故障。 0018 本发明有益的效果是：1)、设备通过控制WIFI模块测试指定MAC的AP状态和性 能；2）、测试结果和分析报告能够实时远传到服务平台；3）、能指定设备模拟运行商AP热 点，监测接入终端数据，分析用户行为；4）、设备模拟多个客户站点同时链接覆盖AP，对AP 热点进行压力测试。 附图说明 0019 图1是本发明的WLAN网络测试分析方法示意图； 0020 图2是本发种WLAN。
17、网络测试分析设备原理框图； 0021 图3是本发明WLAN网络测试分析设备POE接口单元原理图； 0022 图4是本发明WLAN网络测试分析设备电源转换单元原理图； 0023 图5是本发明WLAN网络测试分析设备WIFI模块原理图； 0024 图6是本发明WLAN网络测试分析设备中央处理单元电原理图； 0025 图7是本发明WLAN网络测试分析设备存储单元电原理图； 0026 图8是本发明WLAN网络测试分析设备实时时钟（RTC）单元电原理图； 0027 图9是本发明WLAN网络测试分析设备本地串口电原理图； 0028 图10是本发明WLAN网络测试分析设备的USB接口单元框图； 说 明 书C。
18、N 102905296 A 3/4页 5 0029 附图标记：POE接口单元1、电源转换单元2、WIFI模块单元3、中央处理单元4、存 储单元5、实时时钟单元6、本地串口单元7、USB接口单元8。 具体实施方式 0030 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及举例，对本 发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的举例仅仅用以解释本发明，并不用于限 定本发明。 0031 图1是发明的一种WLAN网络测试分析方法示意图；该方法括WLAN网络监测设备 和服务器，设备和服务器通过LAN（有线网络）或WLAN无线网络进行通信。 0032 设备监测、测试、分析WLAN网络覆盖质。
19、量，通过LAN网络或WLAN无线网络把测试 和分析结果发送到服务器平台。服务器呈现测试分析报表，当有网络数据告警时，通过短信 或EMAIL告知网管维护人员。 0033 设备组成框图如图2所示，主要由POE接口单元单元1、电源转换单元2、WIFI模 块单元（含天线）3、中央处理单元（CPU）4、存储单元5、实时时钟（RTC）单元6、本地串口7、 USB接口单元8组成；其中POE接口单元提供RJ45接口，做为有线LAN口通信，并通过网线 给设备提供电源；WIFI模块3与中央处理单元4通过USB接口相连,主要监测WLAN无线网 络状态和测试WLAN无线网络性能；存储单元5通过并行总线方式和中央处理单。
20、元4相连； 实时时钟单元6通过I2C总线与中央处理单元4相连，为设备提供准确的实时时间；本地串 口8用于软件下载和调试；USB接口用于大数据磁盘扩展，存储WLAN网络抓包数据，分析网 络故障和用户行为。 0034 图3是POE接口单元电原理图。POE接口单元主要包括网线POE供电部分和网络 传输部分。POE供电部分主要由J1、U2、D1、D2、U1、Q1、Q2、T1、T2及其外围相关阻容等组件 组成。J1为RJ45接口、U2为网络变压器组成网线和电源的接入端；输入POE电源经过整流 桥D1、D2输入到U1，U1为高度集成的PD电源接口控制芯片，带PWM输出接口，监测POE输 入电压，并调整PW。
21、M输出；Q1、Q2为NMOS管，T1、T2为POE变压器，他们及其相关组件组成 DC-DC转换功能部件，把POE输入电压转换为设备系统需要的DC5V。网络传输部分主要由 J1、U2、Y1、U5组成，J1和U2为网络线缆输入端，Y1为有源晶振，U5为10/100网络PHY接 口，连接到CPU单元的RMII总线，实现有线网络数据通信。 0035 图4是电源转换单元电原理图。U2（SPX1117-3.3）、U3（SPX1117-1.8）、C5 （10uF/10V）、C6（10uF/10V）、C7（0.1uF/50V）、C8（10uF/10V）组成，U2（SPX1117-3.3）把 POE电源单元输出。
22、的5V电源转化为3.3V电源，U3（SPX1117-1.8）把3.3V电源转化为1.8V电 源。5V为设备系统电源，3.3V电源和1.8V电源给中央处理单元（CPU）供电。C5（10uF/10V）、 C6（10uF/10V）、C7（0.1uF/50V）、C8（10uF/10V）起到电源滤波作用，U2（SPX1117-3.3）、 U3（SPX1117-1.8）的输出电压更加稳定，纹波更小。 0036 图5是WIFI模块单元原理图。无线WIFI模块单元主要由J5、U6及若干电阻电容 组成。J5是无线WIFI网卡模块，通过USB接口连接到CPU控制单元；U6为控制的USB接口 电源的开关器件，当EN。
23、脚（CPU控制单元控制引脚）为高时，开关导通，USB供电到WIFI模 块，使其能正常工作，当EN脚（CPU控制单元控制引脚）为低，开关闭合，WIFI模块USB电源 关闭，不工作。 说 明 书CN 102905296 A 4/4页 6 0037 图6是中央处理单元电原理图。中央处理单元主要由U11（主控CPU AT91SAM9260-CU）、Y1（谐振晶体18.432MHZ）、Y2（CPU内核时钟晶体32.768KHZ）、U25（复 位芯片MCP1316T-29）、J5（JTAG仿真器接口）组成。其中Y1、Y2为U11提供运行时钟，U12 为U6提供上电复位信号和看门狗复位信号。 0038 图7。
24、是存储单元电原理图。存储单元主要由U16、U17、U18、J10及其相关阻容组 成。存储单元采用简单的EEPROM（电可擦写可编程只读存储器）、DATA FLASH和NAND FLASH 组成。J10为扩展SD卡插座，如果系统存储空间不够的话，可以采取SD卡扩展存储空间。 U16（NANDFLASH）与中央处理单元中的CPU通过并行总线通信；U17（DATA FLASH）与中央 处理单元中的CPU通过SPI总线通信；U18（E EPROM）与中央处理单元中的CPU通过I2C总 线通信。 0039 图8是RTC单元电原理图。RTC单元主要由U26（实时时钟芯片PCF8563）、D22（普 通二极。
25、管）、D23（普通二极管）、Y4（谐振晶体）和若干电容组成。其中Y4为U26提供准确 的时钟，D9和D10完成主电源和纽扣电池电源的切换，使有电时通过主电源为U26供电，掉 电时通过纽扣电池为U26供电，使时间信息在系统掉电时不丢失。 0040 图9是本地串口电原理图。本地串口主要由U19（电平转换芯片MAX3232）、J14、 J18和若干电容组成。其中U19把3.3V TTL（晶体管-晶体管逻辑电平）信号转换成RS232 电平。 0041 图10是USB接口电原理图。USB接口主要由J12、J13和若干电容组成。其中J12 为USBHOST，用于本地测试数据的导出；J13为USB DEVI。
26、CE，用于CPU底层引导程序的升级。 0042 下面结合图1图10来说明本发明一种WLAN网络测试分析方法的工作原理： 0043 1）、设备上的CPU通过控制WIFI模块扫描所在地方网络覆盖的AP状态，获得相关 参数：Essid，Bssid，Channel，Signal level,Noise,Bit Rates； 0044 2）、设备接收平台指令或定时对指定MAC地址的AP进行性能测试,包括：portal 认证测试、ping测试、FTP测试、HTTP下载测试、DHCP测试、EMMIL测试等； 0045 3）、设备统计并分析测试结果，把测试结果和分析报告上报到网管平台； 0046 4）、网管平。
27、台统计测试AP的结果，并把网络数据异常(如丢包率高、认证成功率 低、FTP下载速度低等)相关的AP列入告警项； 0047 5）、网管平台通过短信或EMIAL把相关AP的故障告警信息转发给网管维护人员； 0048 6）、设备定期或由平台指令设置模拟运营商AP热点，统计这期间连接上来的用户 的数量并分析连接上的用户终端类型，上报到网管平台，做为运营商了解用户动态，加强 WLAN网络建设的依据； 0049 7）、网管平台指定设备开启网络抓包模式，设备控制WIFI模块，抓取WLAN网络中 所有的包括802.11帧的数据包，数据上传到网管中心，分析用户行为或查找网络故障。 0050 以上所述是仅是本发明。
28、的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的技术人员 来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和修饰，这些改进和修饰也应视 为本发明的保护范围。 说 明 书CN 102905296 A 1/7页 7 图1 说 明 书 附 图CN 102905296 A 2/7页 8 图2 说 明 书 附 图CN 102905296 A 3/7页 9 图3 说 明 书 附 图CN 102905296 A 4/7页 10 图4 图5 说 明 书 附 图CN 102905296 A 10 5/7页 11 图6 说 明 书 附 图CN 102905296 A 11 6/7页 12 图7 图8 说 明 书 附 图CN 102905296 A 12 7/7页 13 图9 图10 说 明 书 附 图CN 102905296 A 13 。