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WLAN设备与手机终端的兼容性测验

本文介绍了WLAN接入设备(AC/AP)与手机终端进行兼容性测试的基本思路和测试方法。实际上,还有很多可以测试的其他项目,比如手机显示的 WiFi信号强度与协商速率的关系,手机蓝牙功能开启时对WiFi

WiFi手机遍及前,现已有许多建造好的WLAN网络,且根本都是依据PC、笔记本 的特征建立的,实践原因也不可能专为WiFi手机建立一套WLAN网络,因而,怎么与品牌许多、体系各异的手机坚持杰出的兼容性,对WLAN厂商而言是很 大的应战。本文首要讨论WLAN AC/AP设备怎么依据手机类终端的特征,与其进行兼容性测验,确保WLAN网络对手机有杰出的支撑。

测验中应包含干流手机厂商及其操作体系。

包含的常用手机操作体系包含:Android(安卓),Apple OS(苹果),Symbian(塞班),Windows Mobile,Palm体系,Blackberry体系(黑莓)等。

包含的手机厂商包含:Nokia,Apple,Motorola,HTC,Samsung,Palm,Blackberry,Lenovo,SonyEricsson等等。

别的实践测验显现,Apple iPad和iPhone4的WLAN功用根本共同,可将iPad归入测验规模。

1 根本接入测验

测验意图:

1、清楚每款手机对WLAN根本功用的支撑状况;

2、测验与H3C AC/AP的合作状况。

依据IEEE 802.11-2007、IEEE 802.11n-2009协议,对WiFi手机接入AC/AP的根本进程进行测验。本次测验以iPhone 4/iPad(Apple OS体系)和HTC A8180(Andriod v2.2体系)为例。

1.1 支撑的射频形式(802.11a/b/g/n)

IEEE 802.11工作组先后界说了802.11a/b/g/n规范,所以需求对手机支撑的WLAN射频形式、以及与AC/AP的适配状况进行测验。假如一同支 持多形式,则还需测验在不同形式间的切换(如11g切换到11n)。这是最根本的测验,也是后续测验的根底。测验成果如下

1.2 多速率支撑

802.11-2007界说了不同射频形式下答应的速率集,规则了各类无线帧的传输速率。如一切操控帧和播送帧都运用根本速率集来发送,单播的数据帧、办理帧运用两边都支撑的任何一个速率来发送等。

多速率支撑需求测验手机和AC/AP合作时的速率洽谈进程,和进行通讯时不同无线帧的速率挑选。测验成果如下。

1.3 WMM才能

WMM是802.11e规范的子集,也是业界通用的WiFi规范,供给了根本的无线QoS解决方案,支撑语音、视频等多媒体事务在无线局域网中的运用,能够完结高速突发数据和流量分级。WMM才能测验能够承认手机是否支撑WMM才能,而且与AC/AP的合作状况。

  

测验成果如下:

1.4 省电功用(power-save)

省电(power-save)是WLAN一个特征功用,无线终端能够挑选在没有报文传输时封闭无线射频来节约电池电力(sleep状况),并在有报文时醒来接纳或发送(active状况)。

在AC/AP与手机的合作测验中,这是一个重要测验项。因为省电功用有Legacy/U-APSD等多种完结办法,假如合作不行默契,会导致继续丢包,严峻影响用户体会。

测验成果如下:

从测验成果能够看出:不同手机的休眠行为存在很大差异,AC/AP需求很好的与之兼容。

1.5 11g维护测验

因为802.11g和11b运用的调制办法不同(OFDM和CCK),802.11g能够兼容802.11b,可是802.11b不能辨认 802.11g的帧,这样会形成抵触。802.11协议中规则了关于11b设备的维护机制,包含CTS-Self和RTS/CTS两种。本测验在于承认手 机是否支撑11g维护功用和选用的维护机制,并和AC/AP的适配性。

测验成果如下:

1.6 802.11n才能测验

此测验项针对支撑802.11n的手机,测验其11n根本功用。802.11n包含的测验项许多,这儿需求首要重视以下几点:

Ø 11n形式:承认手机支撑SISO(Single In-Single Out,单入单出)仍是MIMO(Multiple Input-Multiple Output,多入多出),即选用的是单天线仍是多天线,以及支撑的空间流数目。

Ø 20MHz/40MHz信道及切换:11a/b/g运用20MHz的频带宽度进行通讯。11n支撑将两个20MHz的频带绑缚为一个通讯频带(称为Channel bonding),能够完结将吞吐进步一倍(实践高于2倍)。这两个频带将一个为主,一个为辅。

Ø Short Guard Interval (Short GI):因为信号沿多条途径传达,导致在接纳侧最新接纳的信息符号(information symbol)可能会和上一个接纳进程没有完毕的信息符号进行磕碰,然后导致ISI搅扰。为此,802.11a/g规范要求在发送信息符号时,必需求确保 在信息符号之间存在800 ns的时刻距离,这个距离被称为Guard Interval (GI)。11n依然运用缺省运用800 ns GI,但当多径效应不是严峻时,能够将该距离装备为400 ns,能够将吞吐进步近10%。

Ø Frame Aggregation(帧聚合,分为A-MSDU和A-MPDU):曾经802.11a/b/g的帧处理存在比较大的开支,比方 Preamble,FCS,等候ACK的时刻等,影响了MAC层的操作功率。帧聚合技能经过将多个帧放在一同一次发送,然后削减了开支,削减了帧磕碰机 会,进步了MAC功率,依据支撑的聚合帧数量和长度,可极大进步吞吐量。

Ø Block Ack:依照11n协议,关于MSDU聚合帧,能够作为一个帧来承认,但关于MPDU聚合帧,需求对构成该聚合帧的每个帧别离进行承认。为了进步MAC层功率,协议界说了Block acknowledgement机制,能够经过一个BlockAck帧来完结对整个MPDU聚合帧的承认。Frame Aggregation + Block Ack能够将文件传输等流量的吞吐进步100%。

Ø 11n Protection:11n协议界说了4种运转形式:no protection,non-member protection,20MHz protection,non-HT mixed。界说4种形式是为了11n的AP和终端能依据网络状况合理挑选速率,供给向下兼容并削减帧抵触。

测验成果如下(因为HTC A8180不支撑11n,只以iPhone 4为例):

从测验成果能够看出:虽然iPhone 4和iPad支撑802.11n,但因为是单天线只支撑SISO(即空间单流),所以最高洽谈速率只要65Mbps,与PC类无线网卡遍及选用的2×2 MIMO所能到达的300Mbps相差很大。

2 认证和加密测验

在WLAN网络中选用认证和加密机制,有利于进步网络安全性,维护用户数据免遭盗取。H3C AC/AP全面支撑各类无线认证和加密技能。本项测验意图:1、清楚每款手机对认证和加密的支撑状况;2、测验与H3C AC/AP的合作状况。

因为现在已建造完的一些WLAN网络布置了Portal这类本来规划用于PC终端的认证办法,其原理是经过对PC用IE/Firefox等阅读器翻开 的网页进行HTTP重定向,转到Portal服务器进行认证。所以手机类终端连上WLAN网络后是否能完结Portal认证,是与此类网络兼容性测验的重 要项目。

此外还有一些WLAN网络选用了混合加密等高灵活性的设置,是否能与手机类终端适配,也需求重视。

本测验以iPhone 4/iPad为例。

2.1 认证测验

依据认证服务器所在位置的不同,认证办法能够分为以下两种:

Ø 长途认证:AC作为NAS设备,将终端的认证报文转发给长途的服务器进行会集认证。

Ø 本地认证:H3C AC支撑作本地EAP Server、本地Portal Server。能够直接在AC上完结dot1x-EAP和Portal的认证,无需装置其他服务器。

常用的认证的类型包含Preshared key,Dot1x-PEAP,Dot1x-TLS,WAPI,Portal等。

  

测验成果如下:

从测验成果能够看出:关于原有运用Portal认证的WLAN网络,iPhone 4/iPad运用其自带的Safari阅读器能够很好的支撑,与H3C AC/AP适配性杰出。

2.2 加密测验

跟着WLAN的开展,支撑的加密办法也从开始802.11界说的WEP,开展到WiFi联盟的TKIP,到现在802.11i界说的CCMP和我国自有知识产权的WAPI多种办法并存的局势。

AC/AP与手机对加密的合作,联系到密钥的分发和办理,以及数据能否正确加解密。

测验成果如下:

从测验成果能够看出:除了WEP128,iPhone 4对各种加密办法均能很好的支撑,在选用混合加密的H3C WLAN网络中也能很好的彼此适配。

2.3 密钥更新

在高安全性要求的WLAN网络中,常常装备密钥更新功用来定时更新用户密钥,削减密钥被破解的危险。802.11i中界说了两种密钥更新:单播密钥更 新(Pairwise Transient Key,PTK)和组播密钥更新(Group Temporal Key,GTK)。WAPI协议中界说了三种密钥更新:基密钥更新(Base Key,BK),单播会话密钥更新(Unicast Session Key,USK)和组播会话密钥更新(Multicast Session Key,MSK)。

在密钥更新进程中,手机终端应与AC/AP坚持衔接,不该产生掉线的现象。

测验成果如下:

从测验成果能够看出,iPhone 4的GTK更新报文并不契合802.11i协议的规则,对group message2的key length域过错的进行了赋值。H3C设备因为对此选用了宽进严出的准则,能够很好的进行兼容。这一点也体现出手机终端兼容性测验的重要性。

3 实践传输速率测验

限于WLAN协议本身的开支和WLAN同享带宽的特征,WLAN终端和AC/AP间实践传输数据的速率和洽谈的速率会相差很大。以802.11g洽谈的最高速率54Mbps为例,实践PC下载速率往往难以超越30Mbps乃至更低。

因为手机无法像PC相同装置相似IxChariot的精确功用测验东西,大多数时分只能选用手机和PC间经过WLAN进行文件同享传输的办法,近似评价实践传输速率。

以iPad下载文件为例,测验成果如下(注:考虑实践环境,此项测验数据仅作参阅):

从测验成果能够看出,手机类终端从相同WLAN网络下载的速率远低于PC类终端,标明功用的瓶颈首要在手机本身的处理才能上。但考虑运用场景,这个速 率现已能满意其运用要求。手机类终端的往往是经过WLAN上网阅读网页,运用即时通讯东西(如QQ),或者是观看视频等,这类运用的流量很难超越 1Mbps。

4 周游测验

在WLAN网络中,每个AP的掩盖规模是有限的,当手机移动时,很可能会从一个AP的掩盖规模进入到另一个AP的掩盖规模,这个进程中就会需求到周游技能来确保无线衔接的连续性。相关于PC类终端,手机具有更强的移动性,对WLAN网络周游的要求也更高。

周游有多种形式,依据周游速度的不同,可分为以下两种:

Ø 非快速周游:即终端从一个AP下线之后在另一个AP从头上线。假如有认证,例如Dot1x(WPA)认证,必须在周游后从头认证。非快速周游时终端会呈现的时刻短掉线。

Ø 快速周游:WLAN网络和终端都支撑Dot1x(RSN)的办法,而且终端在周游时发往新AP的重相关帧中带着PMKID信息,就会进入快速周游流程,此 时不需求从头认证,直接进行密钥的洽谈,快速周游进程不会呈现终端的掉线状况。H3C AC/AP完结快速周游切换的时刻小于50ms,用户不会感知。

依据周游的意图地的不同,可分为以下两种:

Ø AC内周游(Intra-AC roaming):一个无线终端从AC的一个AP周游到同一个AC内的另一个AP中,即称为AC内周游。如图1所示。

  

  图1 AC内周游

Ø AC间周游(Inter-AC roaming):一个无线终端从AC的AP周游到另一个AC内的AP中,即称为AC间周游。如图2所示。

  

  图2 AC间周游

需求留意的是,周游的自动建议方是终端,它是周游的主导要素。终端依照本身的设定判别什么条件下周游,AP对此无法干涉。假如有的终端对周游建议条件 判别不精确,在原AP信号现已很差的状况下还不建议周游接入信号更好的新AP,那么就会导致报文传输速率不断下降,用户体会变差。相同,假如终端建议周游 时AC/AP设备与之合作不行默契,也会影响到用户体会。

以iPhone 4为例,测验成果如下:

5 实践事务体会测验

任何底层测验的意图都是为了取得更好的实践事务体会。手机类终端有丰厚的运用事务,衔接上WLAN网络进行事务体会测验必不可少,经过本项测验可了解手机的典型运用。

以iPhone 4为例,测验成果如下:

从测验成果能够看出,H3C AC/AP与iPhone 4合作默契,各种运用体会杰出。美中不足是iPhone 4 Apple OS体系因为本身约束,不支撑格局的视频播映。

6 完毕语

本文介绍了WLAN接入设备(AC/AP)与手机终端进行兼容性测验的根本思路和测验办法。实践上,还有许多能够测验的其他项目,比方手机显现的 WiFi信号强度与洽谈速率的联系,手机蓝牙功用敞开时对WiFi衔接的影响等等。在此类兼容性测验中,一是要确保手机终端类型的多样性,二是要结合手机 终端本身特征和运用进行测验,来确保为用户供给杰出的体会。

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