專(zhuān)利名稱(chēng)：無(wú)線(xiàn)電設(shè)備測(cè)試系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于測(cè)試無(wú)線(xiàn)電設(shè)備和無(wú)線(xiàn)電設(shè)備軟件棧操作的測(cè)試系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及適合于干擾或者修改這種棧的操作并且監(jiān)視和分析這種干擾的影響的軟件棧干擾裝置和測(cè)試技術(shù)。本發(fā)明特別應(yīng)用于對(duì)所述數(shù)字無(wú)線(xiàn)電協(xié)議軟件棧和它們的棧中的層到層性能與在無(wú)線(xiàn)電網(wǎng)絡(luò)中的無(wú)線(xiàn)性能的測(cè)試、開(kāi)發(fā)和分析。
數(shù)字無(wú)線(xiàn)電標(biāo)準(zhǔn)使得在其中提供了采用所述標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線(xiàn)電裝置的設(shè)備之間具有互操作性。這種在設(shè)備之間提供無(wú)線(xiàn)接口的無(wú)線(xiàn)電標(biāo)準(zhǔn)的眾所周知的例子包括“BluetoothTM(藍(lán)牙)”、IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)系列(例如“WiFiTM”)以及被稱(chēng)為“ZigBeeTM”的新興的低功率低數(shù)據(jù)速率標(biāo)準(zhǔn)。在編寫(xiě)的時(shí)候，ZigBee正處在由IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)組和ZigBee聯(lián)盟公司組二者認(rèn)可的過(guò)程中。其它標(biāo)準(zhǔn)包括通常稱(chēng)為“GSM”的眾所周知的移動(dòng)電話(huà)標(biāo)準(zhǔn)以及其它新興的“3G”電話(huà)標(biāo)準(zhǔn)。
這種標(biāo)準(zhǔn)典型地利用類(lèi)似于OSI層模型的方式來(lái)描述，該OSI層模型依據(jù)執(zhí)行不同功能的層棧和正在通過(guò)所述棧的數(shù)據(jù)消息上的業(yè)務(wù)而定義了通信標(biāo)準(zhǔn)。軟件應(yīng)用代碼通常被稱(chēng)為在所述棧中的最高層。舉例來(lái)說(shuō)，比方說(shuō)指定一對(duì)無(wú)線(xiàn)電設(shè)備用于在燈開(kāi)關(guān)與電燈中的應(yīng)用。所述應(yīng)用層代碼可以監(jiān)視燈開(kāi)關(guān)的位置，在用戶(hù)引發(fā)該位置的改變時(shí)，所述應(yīng)用層記錄所述改變，并且在無(wú)線(xiàn)電消息中傳送一個(gè)數(shù)據(jù)位或者字節(jié)，以便用信號(hào)向下一個(gè)“網(wǎng)絡(luò)”或者“鏈路”層通知所述改變。
在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)層中的代碼可以檢索與所述開(kāi)關(guān)先前成對(duì)的所述電燈的無(wú)線(xiàn)電地址，以及把所述地址插入到所述消息中的字段里。所述消息然后被傳送到介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)控制(MAC)層上，該層也許加密所述消息，最后物理層(PHY)接收所述消息，所述無(wú)線(xiàn)電設(shè)備的基帶和收發(fā)機(jī)電路無(wú)線(xiàn)地發(fā)送所述消息。
在所述電燈中進(jìn)行監(jiān)聽(tīng)的成對(duì)的無(wú)線(xiàn)電設(shè)備然后可以在物理層上接收所述消息，所述消息被向上傳送通過(guò)所述MAC與網(wǎng)絡(luò)層，直到最后所述電燈應(yīng)用層接收有效載荷數(shù)據(jù)并且打開(kāi)該電燈，其中所述網(wǎng)絡(luò)層解密、檢驗(yàn)所述消息源地址等等。
因此，這種無(wú)線(xiàn)電棧有效地產(chǎn)生、格式化以及操作用于發(fā)送的消息或者所接收的消息。無(wú)線(xiàn)電標(biāo)準(zhǔn)文獻(xiàn)可以多達(dá)好幾百頁(yè)，以描述所述各層的業(yè)務(wù)、功能與可選功能。
對(duì)正在開(kāi)發(fā)中的這種無(wú)線(xiàn)電棧的操作的測(cè)試因此不是無(wú)關(guān)輕重的，特別是當(dāng)所述無(wú)線(xiàn)電裝置可以在多種物理和邏輯的微微網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)或者散射網(wǎng)(scatternet)配置內(nèi)采用時(shí)更是如此。
TektronixTM銷(xiāo)售一種用于測(cè)試能夠使用BluetoothTM的無(wú)線(xiàn)電設(shè)備的設(shè)備(BPA100藍(lán)牙協(xié)議分析器)。所述BPA100藍(lán)牙協(xié)議分析器包括協(xié)議分析器軟件和空中探頭(Air Probe)，該空中探頭容納有允許藍(lán)牙的基帶控制器。所述空氣探頭連接到基于WindowsTM的個(gè)人電腦。所述BPA100可以獨(dú)立地并且無(wú)干擾地截取基帶無(wú)線(xiàn)電通信量，以及記錄(log)、解碼并且分析所發(fā)送與接收的分組數(shù)據(jù)。其可以參與微微網(wǎng)、引入故意的差錯(cuò)并且充當(dāng)已知的參考設(shè)備。諸如來(lái)自Mobiwave PTE Ltd(新加坡)的BPA-D10的類(lèi)似的空氣或分組“嗅探(sniffing)”與記錄設(shè)備也是已知的。
雖然上述的系統(tǒng)可以顯示所截取的有效載荷數(shù)據(jù)，但是在棧操作或者層函數(shù)中的差錯(cuò)只能由操作所述測(cè)試設(shè)備的人來(lái)推斷。在實(shí)際生活環(huán)境中，無(wú)線(xiàn)電干擾與屏蔽可能把隨機(jī)比特引入到消息里，從而以無(wú)法容易地模擬的方式破壞所述消息。此外，盡管所述無(wú)線(xiàn)電標(biāo)準(zhǔn)可以被設(shè)計(jì)成以特定方式處理差錯(cuò)，但是很難驗(yàn)證如所涉及的那樣發(fā)生所述處理。
因此，希望提供一種使開(kāi)發(fā)者能在低級(jí)別下直接影響或者干擾無(wú)線(xiàn)電棧層或者其中的數(shù)據(jù)、以便允許經(jīng)改進(jìn)的徹底測(cè)試的測(cè)試系統(tǒng)。另外，在無(wú)線(xiàn)電消息傳送通過(guò)一個(gè)棧時(shí)，如果能夠監(jiān)視該消息的演變則是有利的，從而能夠更有效地進(jìn)行調(diào)試以及準(zhǔn)確定位棧層差錯(cuò)。
因此，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種無(wú)線(xiàn)電設(shè)備測(cè)試系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括至少一個(gè)具有軟件無(wú)線(xiàn)電棧的無(wú)線(xiàn)電設(shè)備，通過(guò)所述軟件無(wú)線(xiàn)電棧，根據(jù)預(yù)定的無(wú)線(xiàn)電協(xié)議來(lái)處理包括有效負(fù)荷數(shù)據(jù)的無(wú)線(xiàn)電消息；以及用于經(jīng)由其間的鏈路來(lái)控制與監(jiān)視對(duì)所述至少一個(gè)無(wú)線(xiàn)電設(shè)備的測(cè)試的測(cè)試控制裝置。其特征在于提供了鏈接到所述棧與所述控制裝置的棧干擾裝置，在所述測(cè)試控制裝置的控制下，所述棧干擾裝置干擾所述無(wú)線(xiàn)電棧處理的一個(gè)方面。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述系統(tǒng)提供了具有耦合到一個(gè)設(shè)備的無(wú)線(xiàn)電棧的軟件代碼消息調(diào)度器(dispatcher)模塊的形式的棧干擾裝置。所述調(diào)度器與無(wú)線(xiàn)電設(shè)備經(jīng)由串行端口和電纜鏈接到具有個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)的形式的所述測(cè)試控制裝置，該個(gè)人計(jì)算機(jī)已經(jīng)配備有腳本化的測(cè)試指令。所述消息調(diào)度器具有到各棧層中的鉤點(diǎn)(hook)，其經(jīng)由所述鉤點(diǎn)監(jiān)視所述各層并且把數(shù)據(jù)傳送回所述測(cè)試與控制PC。
所述調(diào)度器還根據(jù)正在執(zhí)行的測(cè)試來(lái)干擾所述棧的操作的各個(gè)方面。例如，對(duì)所述MAC層的呼叫可能導(dǎo)致所述層改變一個(gè)比特，該比特表示對(duì)于正在通信的無(wú)線(xiàn)電設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)或者微微網(wǎng)是否允許加密。在一個(gè)主/從配置的網(wǎng)絡(luò)測(cè)試中，正在接收未加密消息的主設(shè)備的響應(yīng)可以由其消息調(diào)度器記錄，并且被提供給存儲(chǔ)器以用于以后分析。
優(yōu)選地，在所述系統(tǒng)中包括具有用于監(jiān)視空中(over the air)消息的嗅探器的形式的無(wú)線(xiàn)電消息監(jiān)視裝置，其允許設(shè)計(jì)者將包括無(wú)線(xiàn)消息內(nèi)容的測(cè)試結(jié)果與由無(wú)線(xiàn)電設(shè)備消息調(diào)度器提供的受干擾內(nèi)容進(jìn)行相關(guān)。例如，測(cè)試可以包括干擾主設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)符以及突然從其網(wǎng)絡(luò)孤立的從屬無(wú)線(xiàn)電設(shè)備的響應(yīng)，并且空中的消息和棧中的消息都可以被記錄與分析。
有利地，在另一個(gè)實(shí)施例中，無(wú)線(xiàn)電設(shè)備可以是以極限范圍(例如對(duì)于ZigBee無(wú)線(xiàn)電標(biāo)準(zhǔn)來(lái)說(shuō)是50m)物理上分開(kāi)的。在這種實(shí)施例中，所述測(cè)試與控制裝置包括一個(gè)服務(wù)器-客戶(hù)端PC網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)經(jīng)由簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議(SNTP)而同步。因此，一個(gè)服務(wù)器控制器可以在一個(gè)較廣區(qū)域內(nèi)啟動(dòng)同步的測(cè)試，而來(lái)自干擾裝置的數(shù)據(jù)被提供給中央數(shù)據(jù)文件以用于以后分析。該實(shí)施例允許在與現(xiàn)實(shí)世界環(huán)境接近得多的情況下進(jìn)行測(cè)試，其中各設(shè)備的位置被墻壁、天花板、家具等分隔在一個(gè)較大區(qū)域中。
在所附權(quán)利要求書(shū)中進(jìn)一步描述了這些和其它特征，現(xiàn)在請(qǐng)參看所附權(quán)利要求書(shū)。
現(xiàn)在將僅以舉例的方式參照附圖來(lái)描述本發(fā)明，其中


圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)的測(cè)試系統(tǒng)；圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的測(cè)試系統(tǒng)的圖示；圖3A與3B示出了具有軟件棧的無(wú)線(xiàn)電設(shè)備與無(wú)線(xiàn)電消息的各方面；圖4相對(duì)于所述軟件棧的狀態(tài)圖示出了干擾裝置的操作；圖5A與5B示出了所述干擾裝置的替換結(jié)構(gòu)；圖6示出了由測(cè)試系統(tǒng)操作的測(cè)試序列的例子；和圖7示出了分布式測(cè)試系統(tǒng)的實(shí)施例。
應(yīng)當(dāng)注意到，所述附圖是示意性的而不是按比例繪制的。為了清楚和方便起見(jiàn)，這些附圖的部件的相對(duì)尺寸與比例被放大或者縮小地示出。在經(jīng)修改的與不同的實(shí)施例中，相同的附圖標(biāo)記通常用于指代相應(yīng)的或者類(lèi)似的特征。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)測(cè)試系統(tǒng)的圖示。所述測(cè)試系統(tǒng)包括一個(gè)與監(jiān)視器12為一體的個(gè)人計(jì)算機(jī)10，該個(gè)人計(jì)算機(jī)10連接到一個(gè)協(xié)議分析器設(shè)備14，該協(xié)議分析器設(shè)備14可以經(jīng)由無(wú)線(xiàn)電消息18與其它無(wú)線(xiàn)電設(shè)備16通信。所述無(wú)線(xiàn)電設(shè)備16與所述協(xié)議分析器14一起形成了一個(gè)由所述協(xié)議分析器14與測(cè)試計(jì)算機(jī)10一起測(cè)試的無(wú)線(xiàn)電網(wǎng)絡(luò)。協(xié)議分析器14的一個(gè)例子是由TextronixTM制造BPA100，其用于藍(lán)牙協(xié)議分析和測(cè)試。所述協(xié)議分析器BPA100是一個(gè)測(cè)試工具，其可以無(wú)干擾地并且獨(dú)立地截取基帶通信量，以及記錄、解碼和分析所發(fā)送和接收的分組數(shù)據(jù)。因此，圖1的現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)允許無(wú)線(xiàn)地進(jìn)行分析。
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面制造的測(cè)試系統(tǒng)，其中允許層間與棧間調(diào)試與分析。所述測(cè)試系統(tǒng)包括一個(gè)個(gè)人計(jì)算機(jī)10與一個(gè)用于顯示輸出的顯示器12。所述計(jì)算機(jī)10連接到用于存儲(chǔ)測(cè)試程序22和在程序載體21上提供的測(cè)試腳本24的存儲(chǔ)器20(在圖中顯示為外部存儲(chǔ)器，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，該存儲(chǔ)器可以位于計(jì)算機(jī)10的內(nèi)部)。所述載體在圖中是以光盤(pán)(CD_ROM)的形式示出的，但應(yīng)當(dāng)容易地理解，所述程序載體可以具體實(shí)現(xiàn)為磁存儲(chǔ)器(例如軟盤(pán))、非易失性外部存儲(chǔ)器(例如閃速存儲(chǔ)器“keyring”或者“dongle”)或者實(shí)現(xiàn)為可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)或因特網(wǎng)下載而獲得的對(duì)程序指令進(jìn)行編碼的信號(hào)。
所述計(jì)算機(jī)10具有一個(gè)接口28，其允許經(jīng)由測(cè)試板接口34到外部測(cè)試板32的電纜鏈路30。接口28、鏈路30與所述測(cè)試板34上的接口34可以是以19,200kb每秒運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)串行類(lèi)型?？蛇x地，所述鏈路30與接口28、34可以遵守通用串行總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)(USB)。所述測(cè)試板32包括一個(gè)連接到所述串行接口34的串行化器36。所述串行化器包括緩沖存儲(chǔ)器，其經(jīng)由所述鏈路30接收來(lái)自所述測(cè)試程序22與測(cè)試腳本24的控制數(shù)據(jù)與指令，并且緩沖所述數(shù)據(jù)與命令，以便將其傳遞到具有消息調(diào)度器模塊38的形式的干擾裝置。
所述消息調(diào)度器模塊38向安裝在所述測(cè)試板32上的無(wú)線(xiàn)電設(shè)備16提供所接收的測(cè)試數(shù)據(jù)與命令。圖2中還示出了簡(jiǎn)單地參與待測(cè)無(wú)線(xiàn)電網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線(xiàn)電設(shè)備16。所述網(wǎng)絡(luò)包括安裝在測(cè)試板32上的無(wú)線(xiàn)電設(shè)備16和未安裝的無(wú)線(xiàn)電設(shè)備16。在操作中，所述設(shè)備16之間的無(wú)線(xiàn)電消息18可以由所述消息調(diào)度器模塊38干擾。因此在所述框圖中，無(wú)線(xiàn)電信號(hào)18a包括受干擾的或已修改的無(wú)線(xiàn)電消息，然而在圖2中示出的操作瞬間，所述無(wú)線(xiàn)電信號(hào)18未受任何干擾或修改。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到無(wú)線(xiàn)電設(shè)備本身的結(jié)構(gòu)。圖3A示出了典型的無(wú)線(xiàn)電設(shè)備16。所述設(shè)備16包括一個(gè)連接到收發(fā)機(jī)16b、微控制器16c與存儲(chǔ)器裝置16d的天線(xiàn)16a。所述存儲(chǔ)器16d存儲(chǔ)一個(gè)軟件無(wú)線(xiàn)電棧40，其包括物理層41(PHY)以及后面的媒體訪(fǎng)問(wèn)控制層42(MAC)、網(wǎng)絡(luò)層43(NWK)與應(yīng)用層44(AC)。對(duì)作為層的棧的無(wú)線(xiàn)電標(biāo)準(zhǔn)或協(xié)議的敘述對(duì)所屬領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是眾所周知的，因?yàn)槠渥裱糜诿枋鲞@種無(wú)線(xiàn)電標(biāo)準(zhǔn)的OSI方法。
圖3B示出了由根據(jù)所述無(wú)線(xiàn)電棧與協(xié)議規(guī)則40操作的無(wú)線(xiàn)電設(shè)備16產(chǎn)生的無(wú)線(xiàn)電消息。所述無(wú)線(xiàn)電消息46通常包括多個(gè)報(bào)頭字段48、數(shù)據(jù)字段50與校驗(yàn)和字段52。在操作中，數(shù)字無(wú)線(xiàn)電設(shè)備在物理層41接收無(wú)線(xiàn)電消息46。包括所述物理層41的軟件對(duì)與其有關(guān)的、并且如在所述無(wú)線(xiàn)電標(biāo)準(zhǔn)中定義的所述消息的多個(gè)字段進(jìn)行操作。例如在所述消息的部分48中的第一報(bào)頭字段可以由物理層剝離，然后被傳送到包括媒體訪(fǎng)問(wèn)控制層42的軟件。所述消息受到每層的作用，并且被傳送到下一層，直到其最后到達(dá)應(yīng)用層44，該層包括例如可以包含打開(kāi)/關(guān)閉燈泡的應(yīng)用代碼。字段50中的有效負(fù)荷數(shù)據(jù)是以這種方式被提供給應(yīng)用層44的，所述應(yīng)用層然后對(duì)所述數(shù)據(jù)進(jìn)行操作。包括上述各層的數(shù)字無(wú)線(xiàn)電標(biāo)準(zhǔn)的例子是稱(chēng)為IEEE 802.15.4的標(biāo)準(zhǔn)，其目前由所述Zigbee聯(lián)盟公司集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)化。所述Zigbee無(wú)線(xiàn)電協(xié)議被設(shè)計(jì)為用于低功率、低帶寬的應(yīng)用，諸如照明、儀器使用與家庭控制。通常稱(chēng)為BluetoothTM的無(wú)線(xiàn)電協(xié)議與標(biāo)準(zhǔn)以類(lèi)似方式被配置，其中軟件無(wú)線(xiàn)電棧40配備有代替網(wǎng)絡(luò)層43的邏輯鏈路層。
這種無(wú)線(xiàn)電協(xié)議或者無(wú)線(xiàn)電標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)發(fā)需要有許多測(cè)試與調(diào)試，以確保在無(wú)線(xiàn)電設(shè)備中提供的軟件棧符合由有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)組織或團(tuán)體(例如所述Zigbee聯(lián)盟)所定義的規(guī)范。例如網(wǎng)絡(luò)層操作的復(fù)雜的調(diào)試與測(cè)試以及無(wú)線(xiàn)電網(wǎng)絡(luò)對(duì)錯(cuò)誤事件做出響應(yīng)的方式不是無(wú)足輕重的。圖2的系統(tǒng)允許數(shù)據(jù)被直接輸入到所述無(wú)線(xiàn)電棧的一層的函數(shù)(其可以表示所述無(wú)線(xiàn)電棧標(biāo)準(zhǔn)的狀態(tài)機(jī)模型中的一個(gè)狀態(tài))中，從而暗中干擾、修改或擾亂所述無(wú)線(xiàn)電棧的操作?？梢杂^(guān)察到設(shè)備16在接收消息時(shí)的響應(yīng)，該消息例如可以具有在保留給源地址的字段48中的源地址數(shù)據(jù)，其中所述源地址數(shù)據(jù)與由所述無(wú)線(xiàn)電標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的規(guī)則不兼容。這是在所述測(cè)試系統(tǒng)中通過(guò)合并所述消息調(diào)度器38而實(shí)現(xiàn)的，所述消息調(diào)度器受測(cè)試計(jì)算機(jī)10的控制，用于確定什么時(shí)候以及將什么內(nèi)容直接輸入到待測(cè)無(wú)線(xiàn)電設(shè)備16的棧。圖4更詳細(xì)地示出了所述消息調(diào)度器模塊的操作與功能。
在圖4中，所述軟件棧的操作的一部分通過(guò)為所屬領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的狀態(tài)機(jī)框圖而示出。其中所述物理層可能根據(jù)所述無(wú)線(xiàn)電標(biāo)準(zhǔn)而具有的多個(gè)狀態(tài)(S1，S1.1，S2)被表示為第一狀態(tài)S152、第二狀態(tài)S1.154、第三狀態(tài)S1.256等等。所述狀態(tài)S1.358被顯示為輸入到所述MAC層42的狀態(tài)S2 60，并且表示通過(guò)所述棧將消息從物理(PHY)層向上傳輸?shù)組AC層。所述MAC層然后可以對(duì)該消息進(jìn)行操作，以產(chǎn)生第二狀態(tài)S2.1 62。在這個(gè)實(shí)施例中的消息調(diào)度器38是一種軟件模塊，其知曉根據(jù)所述無(wú)線(xiàn)電標(biāo)準(zhǔn)的所述狀態(tài)以及它們的相關(guān)函數(shù)調(diào)用與參數(shù)。所述消息調(diào)度器因此可以把附圖中顯示為“DP_in”的數(shù)據(jù)輸入到狀態(tài)1(S1)，同時(shí)監(jiān)視具有棧響應(yīng)數(shù)據(jù)“DP_out”的形式的狀態(tài)1的輸出。例如，所述物理層一旦接收到無(wú)線(xiàn)電消息就可以應(yīng)用的第一操作可以是檢查所述消息的長(zhǎng)度。所述消息調(diào)度器38可以干擾這種檢查，例如通過(guò)把所述消息的字段中的“LEN”數(shù)據(jù)改變?yōu)閹?out of frame)(對(duì)于待測(cè)無(wú)線(xiàn)電標(biāo)準(zhǔn)來(lái)說(shuō))數(shù)字，由此測(cè)試與狀態(tài)1和狀態(tài)1.2有關(guān)的各函數(shù)的操作。
而且，如果所述軟件棧的開(kāi)發(fā)商同時(shí)在開(kāi)發(fā)無(wú)線(xiàn)電設(shè)備的最終預(yù)定應(yīng)用的應(yīng)用代碼，則所述消息調(diào)度器38可以具有到所述MAC層42、網(wǎng)絡(luò)(NWK)層43、甚至應(yīng)用(APP)層44中的鉤點(diǎn)和/或調(diào)用。消息調(diào)度器38還包括經(jīng)由鏈路30到測(cè)試計(jì)算機(jī)10的連接，以接收對(duì)應(yīng)于到所述棧的輸入“DP_in”的數(shù)據(jù)，以及把中間數(shù)據(jù)“DP_out”從所述棧40輸出到測(cè)試計(jì)算機(jī)10。
圖5A與5B示出了對(duì)于具有軟件消息調(diào)度器形式的干擾裝置的替換實(shí)施例。
圖5A示出了存儲(chǔ)在待測(cè)無(wú)線(xiàn)電設(shè)備16的存儲(chǔ)器16′中的消息調(diào)度器(MD)38。因此在這個(gè)實(shí)施例中，所述軟件棧的開(kāi)發(fā)商還在該存儲(chǔ)器中包括一個(gè)消息調(diào)度器軟件模塊，該模塊經(jīng)由鏈路30向/從所述軟件棧(SS)傳送數(shù)據(jù)。因此在這種情況下，所述無(wú)線(xiàn)電設(shè)備16實(shí)際上是一個(gè)用于測(cè)試的經(jīng)修改的設(shè)備，其在所述框圖中被顯示為16′。
圖5B示出了標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線(xiàn)電設(shè)備16與具體實(shí)現(xiàn)為可編程微控制器(MC)的干擾裝置38，其例如是由眾所周知的8051微控制器或者8051系列微控制器所提供的。所述微控制器存儲(chǔ)用于向/從所述無(wú)線(xiàn)電設(shè)備16的軟件棧調(diào)度消息的程序指令。
為了驅(qū)動(dòng)圖2的測(cè)試系統(tǒng)，采用以下的測(cè)試程序。在所述測(cè)試程序的第一階段中，編寫(xiě)一個(gè)測(cè)試腳本(TS)。所述測(cè)試腳本向測(cè)試計(jì)算機(jī)10通知各個(gè)無(wú)線(xiàn)電消息、它們的數(shù)據(jù)內(nèi)容以及將要發(fā)出所述消息的時(shí)間。在完成所述測(cè)試腳本24的開(kāi)發(fā)之后，將待測(cè)設(shè)備16的每個(gè)實(shí)例安裝在對(duì)應(yīng)的測(cè)試板32上，并且初始化。
依據(jù)所述測(cè)試腳本是如何構(gòu)建的，所述測(cè)試將自動(dòng)開(kāi)始或者要求來(lái)自測(cè)試計(jì)算機(jī)10處的用戶(hù)的啟動(dòng)動(dòng)作。一旦啟動(dòng)，測(cè)試計(jì)算機(jī)10根據(jù)用于到所述消息調(diào)度器的輸入的腳本而經(jīng)由鏈路30向消息調(diào)度器38提供原語(yǔ)消息。軟件棧40的內(nèi)部消息響應(yīng)(DP_out)由其對(duì)應(yīng)的消息調(diào)度器38記錄，并且被提供回到測(cè)試計(jì)算機(jī)10，所述測(cè)試計(jì)算機(jī)然后把所提供的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器20中用于以后的分析與顯示。當(dāng)然，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，所述測(cè)試程序22可以通過(guò)在顯示器12上以適當(dāng)格式顯示所述消息及其內(nèi)容而實(shí)時(shí)表示正在從消息調(diào)度器38接收的數(shù)據(jù)。
圖2的消息調(diào)度器與系統(tǒng)可以應(yīng)用的示例測(cè)試包括干擾或修改消息中的網(wǎng)絡(luò)地址，以及觀(guān)察無(wú)線(xiàn)電設(shè)備在接收包含所述未知地址的所述消息時(shí)的響應(yīng)。包括無(wú)線(xiàn)電設(shè)備16的多于一個(gè)的無(wú)線(xiàn)電網(wǎng)絡(luò)可以由所述開(kāi)發(fā)測(cè)試器創(chuàng)建，以及可以分析諸如干擾的影響或者簡(jiǎn)單地監(jiān)視當(dāng)待測(cè)網(wǎng)絡(luò)接收到消息時(shí)是否忽略針對(duì)另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的消息。
圖6示出了通常的圖2的系統(tǒng)的操作。在步驟90(TI(DP_in))中，測(cè)試計(jì)算機(jī)10從測(cè)試腳本24中檢索測(cè)試指令以及相關(guān)數(shù)據(jù)(DP_in)，并且將所述指令和數(shù)據(jù)經(jīng)由鏈路30提供給串行化器緩沖器36，該串行化器緩沖器36又在步驟92(MD(DP_in))中將所述測(cè)試指令和數(shù)據(jù)提供給消息調(diào)度器模塊38。所述消息調(diào)度器把這種數(shù)據(jù)饋送到所述棧40中，一個(gè)棧操作(SO)在步驟94中發(fā)生，其改變所述棧40的狀態(tài)52、54。與所述棧中的這個(gè)改變相關(guān)的響應(yīng)數(shù)據(jù)隨后由所述消息調(diào)度器作為在步驟96(MD(DP_out))中反映的“DP_out”數(shù)據(jù)接收。
所述消息調(diào)度器模塊然后在步驟98(TC(DP_out))中把所檢索的數(shù)據(jù)(DP_out)經(jīng)由鏈路30提供到所述測(cè)試與控制計(jì)算機(jī)10。所述數(shù)據(jù)然后在步驟100被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器20中，以及以后在步驟102(ANAL)被分析。因此，在層間或者層內(nèi)的棧操作可以由所述消息調(diào)度器監(jiān)視，以及涉及這些層與所述棧的函數(shù)調(diào)用的信息可以被提供回到所述測(cè)試計(jì)算機(jī)以用于以后的分析。
圖7中示出了一個(gè)可選的分布式系統(tǒng)實(shí)施例。所述系統(tǒng)包括具有服務(wù)器計(jì)算機(jī)70(SV)形式的測(cè)試控制裝置，所述服務(wù)器計(jì)算機(jī)70在網(wǎng)絡(luò)上經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)鏈路71連接到客戶(hù)控制計(jì)算機(jī)(C)72、74與76。所述服務(wù)器計(jì)算機(jī)70可以訪(fǎng)問(wèn)用于存儲(chǔ)測(cè)試腳本與啟動(dòng)測(cè)試序列的測(cè)試程序的存儲(chǔ)器20。在這個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)客戶(hù)計(jì)算機(jī)72、74、76由串行鏈路30連接到各自的測(cè)試板32。所述測(cè)試板在其上已經(jīng)安裝有先前描述的無(wú)線(xiàn)電設(shè)備16與消息調(diào)度器模塊38。所述測(cè)試板可以有利地在物理上分開(kāi)到無(wú)線(xiàn)電標(biāo)準(zhǔn)中所指出的最大距離以用于操作。
例如，在計(jì)算機(jī)72和測(cè)試計(jì)算機(jī)74與它們各自連接的測(cè)試板32之間的間隔距離R1對(duì)于所述Zigbee標(biāo)準(zhǔn)可以是約50米。分隔與客戶(hù)測(cè)試計(jì)算機(jī)74與76相關(guān)的測(cè)試板的距離R2可以較小(例如20米)，但是可能有分隔這種所述測(cè)試板的諸如墻之類(lèi)的物理物體。因此，所述網(wǎng)絡(luò)或者分布式測(cè)試系統(tǒng)允許較廣的測(cè)試范圍與各種真實(shí)生活參數(shù)，諸如可能在無(wú)線(xiàn)電棧與無(wú)線(xiàn)電網(wǎng)絡(luò)操作方面影響所要測(cè)試的無(wú)線(xiàn)電干擾與其它影響的家具。
在所述實(shí)施例中還提供了一個(gè)可中斷的聯(lián)合電源(PS)80，其經(jīng)由電源線(xiàn)78向測(cè)試板32供電。所述可中斷的聯(lián)合電源80是由具有分組分析器或者探聽(tīng)器或嗅探器84(SN)形式的無(wú)線(xiàn)電消息監(jiān)視裝置控制的。所述嗅探器的一個(gè)適當(dāng)?shù)膶?shí)施例包括具有Zigbee無(wú)線(xiàn)電模塊16的計(jì)算機(jī)，其被編程為被動(dòng)地監(jiān)視、截取以及記錄基帶無(wú)線(xiàn)電通信量。所述嗅探器84由網(wǎng)絡(luò)電纜71提供到控制并同步整個(gè)測(cè)試處理的服務(wù)器計(jì)算機(jī)70的網(wǎng)絡(luò)連接。在所述實(shí)施例中，在計(jì)算機(jī)72、74、76之間測(cè)試的同步是由服務(wù)器計(jì)算機(jī)70使用所述簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議(SNTP)控制的，所述簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議是在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的技術(shù)人員所公知的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中規(guī)定的。
在所述實(shí)施例中，所述服務(wù)器每秒一次架桿(pole)所述客戶(hù)計(jì)算機(jī)72、74、76，以便同步所述計(jì)算機(jī)的內(nèi)部時(shí)鐘。因此，所述測(cè)試腳本24可以在規(guī)定時(shí)間在所述分布式網(wǎng)絡(luò)上確保時(shí)間初始化與后續(xù)的消息調(diào)度。而且，在所述服務(wù)器計(jì)算機(jī)70的控制下，所述嗅探器84可以監(jiān)視在由設(shè)備16形成的無(wú)線(xiàn)電網(wǎng)絡(luò)中的“空中”無(wú)線(xiàn)電通信，以及把所述數(shù)據(jù)提供回到所述服務(wù)器計(jì)算機(jī)70，以用于存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器20中所存儲(chǔ)的中央數(shù)據(jù)文件中。另外，所述聯(lián)合電源80可以受所述嗅探器計(jì)算機(jī)84的控制，服務(wù)器計(jì)算機(jī)70中斷向參與所述網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)或多個(gè)測(cè)試板的供電并且監(jiān)視那些仍然通電的無(wú)線(xiàn)電設(shè)備的響應(yīng)。
因此，可以模擬設(shè)備從網(wǎng)絡(luò)孤立的情況，以及可以包括由所述嗅探器84提供的空中無(wú)線(xiàn)電通信量，以用于與來(lái)自由其各自消息調(diào)度器38提供的設(shè)備的軟件棧的內(nèi)部數(shù)據(jù)一起進(jìn)行分析。所述空中數(shù)據(jù)(OAD)在圖6中的步驟99示出，其被提供給具有服務(wù)器70形式的所述測(cè)試控制裝置以進(jìn)行存儲(chǔ)(步驟100)，以及用于由分析計(jì)算機(jī)86(AC)以后進(jìn)行分析(步驟102)。
所述計(jì)算機(jī)測(cè)試腳本24允許編寫(xiě)適當(dāng)?shù)姆治鰷y(cè)試腳本，因?yàn)樗鰷y(cè)試的設(shè)計(jì)者在知道所述無(wú)線(xiàn)電標(biāo)準(zhǔn)的情況下還可以描述一個(gè)自動(dòng)分析腳本，以用于根據(jù)所述腳本化的測(cè)試目的來(lái)分析數(shù)據(jù)。例如，如果消息應(yīng)該從設(shè)備16被發(fā)送到確認(rèn)該消息中的數(shù)據(jù)并且隨后操作所述數(shù)據(jù)的另一個(gè)設(shè)備16，那么所述分析計(jì)算機(jī)可以察看存儲(chǔ)器20中的集中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)(包括空中數(shù)據(jù)與棧數(shù)據(jù))，以及向所述測(cè)試器提供圖形提示形式的簡(jiǎn)單分析，以表明在所述測(cè)試中的各個(gè)關(guān)鍵步驟的成功或者失敗。
在上述內(nèi)容中描述了一個(gè)包括測(cè)試控制裝置與干擾裝置的測(cè)試系統(tǒng)。所述干擾裝置允許對(duì)無(wú)線(xiàn)電棧操作進(jìn)行干擾以及隨后進(jìn)行監(jiān)視。所述干擾裝置可以具體實(shí)現(xiàn)為包括描述無(wú)線(xiàn)電棧狀態(tài)機(jī)的代碼的消息調(diào)度器程序代碼模塊。所述代碼模塊可以被嵌入在測(cè)試板中的微處理器或者微控制器中，或者可以直接被嵌入在待測(cè)無(wú)線(xiàn)電設(shè)備的微控制器中，所述測(cè)試板具有到安裝于其上的無(wú)線(xiàn)電設(shè)備的鏈路。在一種方法中，來(lái)自測(cè)試腳本/測(cè)試計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)被傳送到干擾模塊，該干擾模塊訪(fǎng)問(wèn)待測(cè)無(wú)線(xiàn)電棧、干擾棧操作以及檢索任何響應(yīng)數(shù)據(jù)以提供給所述測(cè)試計(jì)算機(jī)以用于以后分析。
在本發(fā)明的另一方面，描述了一種分布式測(cè)試系統(tǒng)，其允許模擬多種環(huán)境與現(xiàn)實(shí)世界情況，從而對(duì)于應(yīng)用允許對(duì)設(shè)計(jì)中的軟件棧的徹底測(cè)試與調(diào)試。
通過(guò)閱讀所給出的公開(kāi)內(nèi)容，其它修改對(duì)所屬技術(shù)領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。這種修改可以包含在無(wú)線(xiàn)電測(cè)試系統(tǒng)及其構(gòu)成部件的設(shè)計(jì)、制造與使用中已知的其它特征，在不脫離本發(fā)明精神與范圍的情況下，可以代替在這里已經(jīng)描述的特征而使用所述其它特征，或者可以同時(shí)使用這里已經(jīng)描述的特征和所述其它特征。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)線(xiàn)電設(shè)備測(cè)試系統(tǒng)，包括至少一個(gè)具有軟件無(wú)線(xiàn)電棧(40)的無(wú)線(xiàn)電設(shè)備(16)，通過(guò)所述軟件無(wú)線(xiàn)電棧，根據(jù)預(yù)定無(wú)線(xiàn)電協(xié)議來(lái)處理包括數(shù)據(jù)的無(wú)線(xiàn)電消息；和用于經(jīng)由其間的鏈路(30)來(lái)控制與監(jiān)視對(duì)所述至少一個(gè)無(wú)線(xiàn)電設(shè)備的測(cè)試的測(cè)試控制裝置(10)，其特征在于提供一個(gè)鏈接到所述棧與所述控制裝置的干擾裝置(38)，在所述測(cè)試控制裝置的控制下，所述棧干擾裝置干擾所述無(wú)線(xiàn)電棧處理的一個(gè)方面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的測(cè)試系統(tǒng)，其中所述無(wú)線(xiàn)電棧(40)包括多個(gè)邏輯層，通過(guò)所述邏輯層來(lái)處理所述無(wú)線(xiàn)電消息，以及其中所述干擾裝置(38)鏈接到所述棧中的至少其中一個(gè)所述層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的測(cè)試系統(tǒng)，其中，所述干擾所述無(wú)線(xiàn)電棧處理的一個(gè)方面包括所述干擾裝置改變一個(gè)層操作，以便干擾途經(jīng)所鏈接的所述層的所述數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3的測(cè)試系統(tǒng)，其中，所述干擾所述無(wú)線(xiàn)電棧處理的一個(gè)方面包括所述干擾裝置改變途經(jīng)所述層的消息的所述數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)先前任一權(quán)利要求的測(cè)試系統(tǒng)，還包括用于接收來(lái)自所述測(cè)試控制裝置(10)與干擾裝置的測(cè)試數(shù)據(jù)并且將所述測(cè)試數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在中央數(shù)據(jù)文件中的存儲(chǔ)裝置(20)。
6.根據(jù)先前任一權(quán)利要求的測(cè)試系統(tǒng)，還包括用于截取空中無(wú)線(xiàn)電消息并且經(jīng)由其間的鏈路把所述消息數(shù)據(jù)提供到所述測(cè)試控制裝置的無(wú)線(xiàn)電消息監(jiān)視裝置(84)。
7.根據(jù)先前任一權(quán)利要求的測(cè)試系統(tǒng)，其中所述測(cè)試與控制裝置包括一個(gè)受服務(wù)器計(jì)算機(jī)(70)控制的分布式客戶(hù)計(jì)算機(jī)(72，74，76)系統(tǒng)，每個(gè)客戶(hù)機(jī)鏈接(30)到至少一個(gè)無(wú)線(xiàn)電設(shè)備(16)與對(duì)應(yīng)的干擾裝置(38)，鏈接到所述客戶(hù)機(jī)的所述無(wú)線(xiàn)電設(shè)備由此形成一個(gè)無(wú)線(xiàn)電網(wǎng)絡(luò)，其中所述服務(wù)器計(jì)算機(jī)同步并且控制對(duì)所述無(wú)線(xiàn)電網(wǎng)絡(luò)的干擾、測(cè)試與監(jiān)視。
8.根據(jù)權(quán)利要求6與7的測(cè)試系統(tǒng)，還包括一個(gè)用于向待測(cè)無(wú)線(xiàn)電設(shè)備供電的可中斷電源(80)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的測(cè)試系統(tǒng)，其中所述電源是在所述無(wú)線(xiàn)電監(jiān)視裝置與所述服務(wù)器計(jì)算機(jī)(70)的控制下可中斷的。
10.根據(jù)先前任一權(quán)利要求的測(cè)試系統(tǒng)，還包括用于自動(dòng)地分析存儲(chǔ)在所述中央數(shù)據(jù)文件中的所述數(shù)據(jù)的分析裝置(86)。
11.一種在測(cè)試系統(tǒng)中測(cè)試無(wú)線(xiàn)電設(shè)備(16)的方法，所述測(cè)試系統(tǒng)包括具有軟件無(wú)線(xiàn)電棧的至少一個(gè)無(wú)線(xiàn)電設(shè)備、用于經(jīng)由其間的鏈路控制與監(jiān)視對(duì)所述至少一個(gè)無(wú)線(xiàn)電設(shè)備的測(cè)試的測(cè)試控制裝置(10，70)以及鏈接到所述棧與所述控制裝置的干擾裝置(38)，其中通過(guò)所述軟件無(wú)線(xiàn)電棧來(lái)根據(jù)預(yù)定無(wú)線(xiàn)電協(xié)議處理包含數(shù)據(jù)的無(wú)線(xiàn)電消息(46)，所述方法包括所述測(cè)試控制裝置把用于包含在消息中的數(shù)據(jù)提供給所述干擾裝置；所述干擾裝置依據(jù)所述消息數(shù)據(jù)來(lái)干擾所述無(wú)線(xiàn)電棧處理的一個(gè)方面；和把響應(yīng)數(shù)據(jù)從所述棧提供給所述測(cè)試控制裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，還包括分析所述響應(yīng)數(shù)據(jù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中空中無(wú)線(xiàn)電消息是由無(wú)線(xiàn)電消息監(jiān)視裝置(84)監(jiān)視的，并且所述空中無(wú)線(xiàn)電消息還被提供給所述測(cè)試控制裝置以用于與所述棧響應(yīng)數(shù)據(jù)一起進(jìn)行分析。
14.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中由一個(gè)可中斷電源提供給所述無(wú)線(xiàn)電設(shè)備的電力是在無(wú)線(xiàn)電消息監(jiān)視裝置的控制下可中斷的。
15.一種程序代碼，當(dāng)在測(cè)試計(jì)算機(jī)(10)上運(yùn)行時(shí)所述程序代碼使得所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行權(quán)利要求11至14所要求的任一方法。
16.一種攜帶程序代碼的程序代碼載體，當(dāng)在測(cè)試計(jì)算機(jī)(10)上執(zhí)行時(shí)所述程序代碼使得所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行權(quán)利要求11至14所要求的任一方法。
全文摘要
描述了一種用于測(cè)試無(wú)線(xiàn)電設(shè)備(16)的無(wú)線(xiàn)電軟件棧(40)的測(cè)試系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括測(cè)試控制裝置(10)和連接到所述無(wú)線(xiàn)電設(shè)備的干擾裝置(38)。所述干擾裝置能夠干擾、并且隨后監(jiān)視無(wú)線(xiàn)電棧操作。所述干擾裝置還可以直接改變途經(jīng)所述軟件棧的無(wú)線(xiàn)電消息中的數(shù)據(jù)。在本發(fā)明的另一方面，描述了一種分布式測(cè)試系統(tǒng)，其能夠模擬各種各樣的環(huán)境和現(xiàn)實(shí)世界情形，以便對(duì)于應(yīng)用允許對(duì)設(shè)計(jì)中的軟件棧進(jìn)行徹底的測(cè)試。
文檔編號(hào)H04W24/00GK1820531SQ200480019522
公開(kāi)日2006年8月16日 申請(qǐng)日期2004年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月8日
發(fā)明者D·R·伊斯科特 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司