用于设计、跟踪、测量、预测和优化数据通信网络的系统和方法技术方案

一种用于设计、跟踪、测量、预测和优化数据通信网络的系统和方法。该分析和调整无线通信网络的方法，包括以下步骤：用计算机或服务器产生或使用物理空间内的无线通信网络的计算机化的模型；在所述计算机或服务器，从一个或多个位于所述物理空间中的测量采集器或代理接收测量数据；在所述计算机或服务器预测所述无线通信网络的一个或多个性能指标；以及基于从所述计算机或服务器发出的指令改变所述无线通信网络的至少一个组件的设置或配置。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通信网络领域，特别涉及数据通信网络的设计、测量、可视化、预测和 性能优化。通过使用精确的现场特定的物理环境及构成数据网络的元素的模型，对数据通 信网络进行预测、可视化和性能优化的方法和系统可用于对这些数据网络进行涉及、测量、 监控、排障和改进。
技术介绍
通信网络用于将信息从一个位置传送到另一位置。该信息经常是话音、视频或数 据的形式。为了传送信息，通信网络将消息分解为一系列数字。这些数字描述了使用一些 预定方法如何来构建信息。例如，这些数字可以代表信号电压的数字采样，将该电压用于扬 声器，使其能够再现话音的声音，如附图说明图1所示。这个例子中，信息是通过通信网络传送的话 音消息。表示信息的过程可以是模拟或数字的。在模拟通信网络中，传送的消息是连续地 变化的数字。在数字网络中，消息由离散的、以一定时间间隔而不是连续变化的数字来表 示。每个间隔由一个单独的数字来表示信号。该数字可以转换为二进制形式，以使整个消 息可以表示为0和1的有限数目。消息中的每个二进制位被称为一个比特。这些比特被传 送并由接收机译为消息。信号的二进制和数字模型如图2所示。数字通信网络是通信网络中的一种特定类形，它在室内或室外，通过有线或无线 网络，从发信器向接收机传送以比特或字节(8比特的组)形式表现的数字信息。尽管在概 念上很简单，但是从点A向点B发送数据的装置是复杂的，且在实施中是变化的。有上百种 协议、硬件、装置、软件技术和程序用来解决如何正确地有效地传送数据的问题。由于这种 复杂性和数据通信网络及其运行的信道的时变性对性能的影响，一个特定的数据通信网络 的确切性能非常难以预测甚至测量。数据通信网络可以分为电路交换或分组交换网络。这两种类型的网络都使用信道 传送信息。信道是通信网络中用户间的通信通道。一个信道可以包含许多单独的硬件装置， 以及发信机和接收机之间的特定的路由。在电路交换网络中，通过唯一的预留的信道来传 送信息。将网络信道预留，用于唯一的传输，一次发送全部的比特。上述情况的一个例子是 使用传真机来发送文件。在这个例子中，传真机将文件的图像转换为象素。每个象素是纸 上的一个小的、点状的矩形区域。每个象素为黑色或白色。待传送的数据是表示每一点是 黑色还是白色的一系列比特。当准备好将消息(本例中为文件图像)从一台传真机发送至 另一台时，通过在普通的老式电话系统(POTS)通信网络上进行电话呼叫，建立了一个电话线路专门用于该数据的传输。电话线被传真发送独占，使其成为电路交换的传送。在建立 联接后，所有数据以一个单独的长的比特流从第一台传真机发送到第二台。本例中，以电话 线上不同频率的音调传送所述比特。高音调表示“1”，低音调表示“O”。接收的传真机通过 将高低音调的序列译为数据比特来接收消息中的比特。然后，通过在数据比特指示的位置 绘制黑色的点，接收的传真机能够重构原始文件的复本。分组交换网络是数据通信网络的另一类型，其中以很多小的被称为分组的数据比 特组来传送所有数据比特，并将其单独地从一个位置发送到另一位置。分组是自身包括了 由报头、数据比特、有时还有注脚的完整消息的部分。分组包含报头和注脚的信息，该信息 允许数据传输网络正确地发送分组，并使其知道分组中的数据是哪些消息的一部分。报头 通常由标识符标注，网络使用该标识符将分组转发到正确的接收机。报头和注脚的信息常 用于将分组与其他分组重编，以重构原始消息，并检查分组的传输中是否发生误码。通过去 掉报头和注脚，将分组中的数据比特添加标题并重新汇编为原始消息，接收机将接收到的 所有分组汇编为原始消息。根据分组的传输方式，分组交换网络分为根据连接和无连接的。在根据连接的网 络中，每一传送中使用预先定义的网络信道。尽管传输中可以包含多个分组，但已经建立了 从发信机到接收机之间的路由，从而所有在该信道发送的分组能够立即直接地发送至接收 机。在无连接的网络中，在多传输中，通过共用的信道同时地传输分组。在这种情况下，每 个分组需要一个提供接收机地址的标识符。该地址为通信网络所理解，以允许其将分组适 当地传送到正确的接收机。由于每一分组可以分别地传送，并与来自其他传输的分组在时 间上交织，所以在使用共享的网络资源时，通常无连接传输更为有效。无连接的、根据分组传输的一个例子是，在连接到根据网际协议(IP)的以太网的 两台计算机之间的文件传送。本例中，在发信机将要发送的文件分解为合适的分组，并以IP 地址标注，该地址是网络用来将分组转发至正确接收机的标识符。然后将该分组从发送的 计算机发送至接收的计算机。以太网能够以共享的方式，通过控制来自每个目标的分组流， 支持来自使用同一网络的许多不同计算机的多个文件传送。然后接收机将该分组汇编为原 始文件的正确复本，完成本次传输。所有数据网络都使用通信协议的一些形式，来规则信息的传输和接收。协议是一 个规则集，通信网络中的所有硬件和软件都必须遵守该规则以允许进行适当的数据通信。 现在在全球范围的信息交换中，有几百种协议正在使用。这些协议中诸如传输控制协议 (TCP)或用户数据报协议(UDP)的一些协议，定义了访问网络的方式。诸如网际协议(IP) 或文件传送协议(FTP)的其他协议，定义了如何消息和分组对进行格式化、发送和接收。所有数据通信网络都可以以某种形式来分析评价其效率和性能，并确认网络是否 正常运行。为了评价这些数据网络的功能，使用某种性能标准。这些性能标准包括但不限 于通过量、带宽、服务质量、比特误码率、分组误码率、帧误码率、丢包率、分组等待时间、回 程时间、传播延迟、传输延迟、处理延迟、排队延迟、网络容量、分组抖动、带宽延迟积和切换 延迟时间。每一性能标准规定了数据通信网络中一个不同的性能参数。将在下面详细描述 这些标准。链路是数据通信网络中发信机和接收机间的消息的传输路径的一部分。网络连接 通常包含单独的装置，用来将网络分组从发信机中继到接收机。这意味着网络连接可以包含原始发信机和预定接收机间的若干实际传输。每一独立的中继称为一个链路。典型地一个完整的网络连接包含若干链路。可以测量每一链路的性能指标。通过量是对数据量的测量，该数据可以在数据网络中的两个位置间传送，不包括 报头、注脚或路由信息比特。通常以比特每秒(bps)为单位，可以限定构成了数据通信网络 中发信机和接收机之间的连接的硬件、软件、防火墙和上述各项的任何组合。数据通信网络 的带宽的定义与通过量相似。带宽是特定的通信网络支持的原始数据的速率，通常比通过 量略高。例如，一个以太网链路可以为IOMbps带宽，而实际文件传输的测量结果显示，使用 同一链路的两台计算机间传输的数据的实际速率只有6. 8Mbps的通过量，参见Peterson， L. L.and Davie, B. S.，Computer Networks :A Systems Approach.San Francisco MorganKaufmann Publishers，2000。服务质量(QoS)是用于描述将一定量的带宽分配到特定的网络发信机的网络的 术语。所述网络允许传输请求一定带宽。然后，网络将决定是否可以保证该带宽。结果，网 络程序具有一个可以轻易适应的可靠的带宽。当测量连接的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种分析和调整无线通信网络的方法，包括以下步骤：用计算机或服务器产生或使用物理空间内的无线通信网络的计算机化的模型，所述无线通信网络被部署在所述物理空间中，所述计算机化的模型提供场地布局、建筑物布局、地形特性或射频特征中的一个或多个的位置特定表示，所述计算机化的模型识别所述无线通信网络中使用的一个或多个组件在所述物理空间中的位置，所述计算机化的模型具有所述一个或多个组件中的至少一个组件的模型化的属性；在所述计算机或服务器，从一个或多个位于所述物理空间中的测量采集器或代理接收测量数据，所述一个或多个测量采集器或代理相同或不同于在所述无线通信网络中使用的所述一个或多个组件中的一个或多个组件；在所述计算机或服务器预测所述无线通信网络的一个或多个性能指标，其中该预测是基于来自所述一个或多个测量采集器或代理的所述测量数据和所述一个或多个组件中的至少一个组件的模型化的属性而进行的；以及基于从所述计算机或服务器发出的指令改变所述无线通信网络的至少一个组件的设置或配置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：西奥多拉帕波特，罗杰斯基德莫尔，本杰明亨蒂，
申请(专利权)人：无线谷通讯有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]