无线接入设备通信质量监测方法、系统、及监测设备技术方案

本发明专利技术提供一种无线接入设备通信质量监测方法、系统、及监测设备，通过对无线接入设备的数据链路层的报文的获取以及分析，可以自动实时的判断无线接入设备当前的通信质量情况，且当通信质量不达标时进行报警，可以实现对无线接入设备的实时监测，且系统可自动运行，节省人工劳动，并提高监测的准确性和效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线监测领域，特别是涉及一种无线接入设备通信质量监测方法、系统、及监测设备。
技术介绍
近年来，国内多个城市的地铁采用了由AP(AccessPoint，接入点)设备作为节点组成的WLANMesh网络进行车地之间的信息传输，该技术融合了传统的WLAN技术和ad-hoc技术的优势，可靠性高，部署快捷，可扩展性强。其在地铁中的应用，可以满足列车以80公里高速行进中的快速切换，切换速度最快可以达到5ms，在行进当中传送速率可以稳定在18Mbps以上。除此之外，还支持先进的MLSP(MobileLinkSwitchProtocol，移动链路切换协议)技术，实现列车移动过程中的活跃链路切换，并保证报文不丢失。但在实际应用中，由于链路的建立条件以及方式和数据传递的过程是相当复杂的，往往会因为设备老化、性能下降或者故障而导致通信失效，而采用传统的检测方式无法快速查找出问题设备。目前对AP设备的通信状况检测主要通过人工巡检的方式，用频谱分析仪、无线信号分析仪对轨旁AP进行信号质量的检测，(检测方法包括对设备发送探测请求信号分析其响应报文等)。但此类方法较多需要人工干预，且由于检查过程对AP的正常通信会产生一定程度影响而无法做到实时监测和判断设备是否正常。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种无线接入设备通信质量监测方法、系统、及监测设备，用于解决现有技术中无法实时、自动的对无线通信设备进行的监测问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种无线接入设备通信质量监测方法，包括以下步骤：根据预设的mac地址锁定待监测的无线接入设备；以秒为单位获取与所述无线接入设备相关的所有报文；对所述报文进行分类统计，以获得各类报文的数量以及重传率并进行存储；将各类报文的数量以及重传率以正常情况下beacon报文数量的期望值为基准进行归一化处理得到第一向量；根据对所述无线接入设备处于的多个阶段的分析，获取与各阶段相关的第二向量；根据对所述第一向量以及所述第二向量的比较分析，获得与各阶段的第二向量相关的最大差异系数，且以与最小的最大差异系数对应的阶段为当前阶段；根据当前阶段的最大差异系数与一预设阈值的比较结果，判断当前无线接入设备的通信质量。于本专利技术的一具体实施例中，以预设秒数对所述无线接入设备进行循环判断，且当前时刻无线接入设备的监测结果为ζk，计算公式为：ζk=Σi=k-tk(-1)βiζi;k≥tΣi=0k(-1)βiζi;k<t]]>其中，k为所述当前时刻，t为所述预设秒数，βk为判断因子，且判断因子βk与当前阶段的最大差异系数与所述预设阈值的比较结果有关，当所述当前阶段的最大差异系数大于或等于所述预设阈值时，所述βk＝0；当所述当前阶段的最大差异系数小于所述预设阈值时，所述βk＝1；当所述ζk大于0时，判断当前时刻的无线接入设备通信质量不达标。于本专利技术的一具体实施例中，所述获得的报文类型包括beacon报文、proberequest报文、proberesponse报文、ack报文、action报文、和data报文。于本专利技术的一具体实施例中，所述无线接入设备设置于地铁站内，所述无线接入设备处于的多个阶段包括：阶段S1：无线接入设备稳定开机阶段；阶段S2：无线接入设备自联网络阶段；阶段S3：列车入站，车载无线通信设备与站内网络接入阶段；阶段S4：列车停靠，车载无线通信设备与所述无线接入设备进行数据通信阶段；阶段S0：阶段S1～阶段S4中任两个阶段间的过渡阶段。于本专利技术的一具体实施例中，所述第一向量为v＝m(v1,v2,v3,…,vn)，其中，第i类报文以正常情况下beacon报文数量的期望值为基准进行归一化处理的结果为vi，其中，n为第i类报文的数量，h为第i类报文的重传率，m为beacon报文数量的期望值。于本专利技术的一具体实施例中，对通信质量不达标的无线接入设备进行报警。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术还提供一种无线接入设备通信质量监测系统，包括：锁定模块，用以根据预设的mac地址锁定待监测的无线接入设备；获取模块，用以以秒为单位获取与所述无线接入设备相关的所有报文；统计模块，用以对所述报文进行分类统计，以获得各类报文的数量以及重传率并进行存储；第一向量生成模块，用以将各类报文的数量以及重传率以正常情况下beacon报文数量的期望值为基准进行归一化处理得到第一向量；第二向量生成模块，用以根据对所述无线接入设备处于的多个阶段的分析，获取与各阶段相关的第二向量；比较分析模块，用以根据对所述第一向量以及所述第二向量的比较分析，获得与各阶段的第二向量相关的最大差异系数，且以与最小的最大差异系数对应的阶段为当前阶段；判断模块，用以根据当前阶段的最大差异系数与一预设阈值的比较结果，判断当前无线接入设备的通信质量。于本专利技术的一具体实施例中，所述判断模块还以预设秒数对所述无线接入设备进行循环判断，且当前时刻无线接入设备的监测结果为ζk，计算公式为：ζk=Σi=k-tk(-1)βiζi;k≥tΣi=0k(-1)βiζi;k<t]]>其中，k为所述当前时刻，t为所述预设秒数，βk为判断因子，且判断因子βk与当前阶段的最大差异系数与所述预设阈值的比较结果有关，当所述当前阶段的最大差异系数大于或等于所述预设阈值时，所述βk＝0；当所述当前阶段的最大差异系数小于所述预设阈值时，所述βk＝1；当所述ζk大于0时，判断当前时刻的无线接入设备通信质量不达标。于本专利技术的一具体实施例中，所述获得的报文类型包括beacon报文、proberequest报文、proberesponse报文、ack报文、action报文、和data报文。于本专利技术的一具体实施例中，所述无线接入设备设置于地铁站内，所述无线接入设备处于的多个阶段包括：阶段S1：无线接入设备稳定开机阶段；阶段S2：无线接入设备自联网络阶段；阶段S3：列车入站，车载无线通信设备与站内网络接入阶段；阶段S4：列车停靠，车载无线通信设备与所述无线接入设备进行数据通信阶段；阶段S0：阶段S1～阶段S4中任两个阶段间的过渡阶段。于本专利技术的一具体实施例中，所述第一向量为v＝m(v1,v2,v3,…,vn)，其中，第i类报文以正常情况下beacon报文数量的期望值为基准进行归一化处理的结果为vi，其中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线接入设备通信质量监测方法，其特征在于，包括以下步骤：根据预设的mac地址锁定待监测的无线接入设备；以秒为单位获取与所述无线接入设备相关的所有报文；对所述报文进行分类统计，以获得各类报文的数量以及重传率并进行存储；将各类报文的数量以及重传率以正常情况下beacon报文数量的期望值为基准进行归一化处理得到第一向量；根据对所述无线接入设备处于的多个阶段的分析，获取与各阶段相关的第二向量；根据对所述第一向量以及所述第二向量的比较分析，获得与各阶段的第二向量相关的最大差异系数，且以与最小的最大差异系数对应的阶段为当前阶段；根据当前阶段的最大差异系数与一预设阈值的比较结果，判断当前无线接入设备的通信质量。

【技术特征摘要】
1.一种无线接入设备通信质量监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据预设的mac地址锁定待监测的无线接入设备；
以秒为单位获取与所述无线接入设备相关的所有报文；
对所述报文进行分类统计，以获得各类报文的数量以及重传率并进行存储；
将各类报文的数量以及重传率以正常情况下beacon报文数量的期望值为基准进行归
一化处理得到第一向量；
根据对所述无线接入设备处于的多个阶段的分析，获取与各阶段相关的第二向量；
根据对所述第一向量以及所述第二向量的比较分析，获得与各阶段的第二向量相关的
最大差异系数，且以与最小的最大差异系数对应的阶段为当前阶段；
根据当前阶段的最大差异系数与一预设阈值的比较结果，判断当前无线接入设备的通
信质量。
2.根据权利要求1所述的无线接入设备通信质量监测方法，其特征在于：以预设秒数对
所述无线接入设备进行循环判断，且当前时刻无线接入设备的监测结果为ζk，计算公式为：
ζk=Σi=k-tk(-1)βiζi;k≥tΣi=0k(-1)βiζi;k<t]]>其中，k为所述当前时刻，t为所述预设秒数，βk为判断因子，且判断因子βk与当前阶段的
最大差异系数与所述预设阈值的比较结果有关，当所述当前阶段的最大差异系数大于或等
于所述预设阈值时，所述βk＝0；当所述当前阶段的最大差异系数小于所述预设阈值时，所
述βk＝1；
当所述ζk大于0时，判断当前时刻的无线接入设备通信质量不达标。
3.根据权利要求1所述的无线接入设备通信质量监测方法，其特征在于：所述获得的报
文类型包括beacon报文、proberequest报文、proberesponse报文、ack报文、action报文、
和data报文。
4.根据权利要求1所述的无线接入设备通信质量监测方法，其特征在于：所述无线接入
设备设置于地铁站内，所述无线接入设备处于的多个阶段包括：
阶段S1：无线接入设备稳定开机阶段；
阶段S2：无线接入设备自联网络阶段；
阶段S3：列车入站，车载无线通信设备与站内网络接入阶段；
阶段S4：列车停靠，车载无线通信设备与所述无线接入设备进行数据通信阶段；
阶段S0：阶段S1～阶段S4中任两个阶段间的过渡阶段。
5.根据权利要求1所述的无线接入设备通信质量监测方法，其特征在于：所述第一向量
为v＝m(v1,v2,v3,…,vn)，其中，第i类报文以正常情况下beacon报文数量的期望值为基准
进行归一化处理的结果为vi，其中，n为第i类报文的数量，h为第i类报文的重
传率，m为beacon报文数量的期望值。
6.根据权利要求1所述的无线接入设备通信质量监测方法，其特征在于：对通信质量不
达标的无线接入设备进行报警。
7.一种无线接入设备通信质量监测系统，其特征在于，包括：
锁定模块，用以根据预设的mac地址锁定待监测的无线接入设备；
获取模块，用...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨明来，宫光天，李欣磊，魏鹏飞，
申请(专利权)人：中国科学院上海高等研究院，
类型：发明
国别省市：上海;31