網絡裝置、自我測試網絡連線的方法以及頻譜分析的方法
2023-09-18 08:38:45
專利名稱：網絡裝置、自我測試網絡連線的方法以及頻譜分析的方法
技術領域：
本發明有關一種網絡裝置，且特別是有關一種網絡裝置用以測試網絡連線與其方法，及分析頻譜的方法。
背景技術：
傳統上，一網絡裝置的測試網絡連線(Testing Network Connectivity)需要一外部測試系統的支持。請參照圖1，其為一傳統網絡裝置的示意圖。網絡裝置100包括一接收器(RX)110、一傳輸器(TX)120、一電壓控制振蕩器(VCO)130、一具有基頻處理器(BBP)的媒體存取控制(MAC)140、一傳輸/接收開關150及一天線160。在分時多任務(TDD)系統下，接收器110與傳輸器120由相同的電壓控制振蕩器130所驅動，且在此系統下，一共同載子被上連與下連電路所共享。為了傳遞信號，傳輸/接收開關150將傳輸器120連線至天線160，使得MAC 140所產生的信號可以傳遞至網絡170；反之，為了從網絡接收信號，傳輸/接收開關150將天線160連線至接收器110。
為了測試網絡的連線，將網絡裝置100連線至一外部測試系統。請參考圖2，其為一外部測試系統的示意圖，其包括測試控制器210與240、一頻譜分析儀220、一功率計230、二功率耦合器250與260衰減器270及一信號發生器280。測試控制器210，例如具有測試功能的個人電腦，用以控制網絡裝置100、頻譜分析儀220及功率計230。測試控制器240，例如具有測試功能的個人電腦，用以控制信號發生器280。為了檢驗接收器110所接收信號的特性，信號發生器280會產生一輸出信號，此輸出信號通過衰減器270，造成通道的衰減，最後到達待測網絡裝置100的接收器110。二耦合器250與260分別將輸出信號傳遞至頻譜分析儀220與功率計230，藉此監控相關信號。欲檢驗傳輸器120所傳送信號的特性，測試控制器210在傳輸器120上操作，故可傳遞輸出信號，且該輸出信號既可被頻譜分析儀220分析，亦可被功率計230測量。而分析的結果可以顯示在測試控制器210上，以利使用者觀測。
傳統上，為了減少大量的外部測試系統的需求，因此一種嵌入式的測試系統已被設計出，以將測試網絡連線的能力合併於網絡裝置100中。請參考圖3，其為一具有嵌入式測試系統的傳統網絡裝置。如本圖所示，圖2中傳統測試設備的功能，包括信號發生器280、頻譜分析儀220、功率計120、功率耦合器250及260、衰減器270及測試控制器210及220都被整合在嵌入式測試系統300中，其具有對應的信號發生器380、頻譜分析儀320、功率計330、功率耦合器350、衰減器370及測試控制器310，因此，減少必須使用到大量的測試設備的需求及困擾。
此外，除了一傳輸/接收開關150，此網絡裝置300還包括有一觸發/天線開關340及一監控/天線開關360，用以建立接收器(RX)110、傳輸器(TX)120與天線160，其中兩者的連線。也就是，網絡裝置300在一般傳輸模式、一般接收模式及嵌入式測試模式下，對傳輸器與接收器各自進行網絡連線測試。在一般接收模式下，接收器110為主動狀態，設定傳輸/接收開關150及觸發/天線開關340，使得信號可由網絡170傳遞至接收器110。在一般傳輸模式下，傳輸器120為主動狀態，而傳輸/接收開關150及監控/天線開關360連線傳輸器120至天線160，故可讓傳輸器120所產生的信號傳遞至網絡170。在嵌入式測試模式下，不論傳輸器120或接收器110皆為主動狀態，設定監控/天線開關360，使得信號可由傳輸器120傳遞至衰減器370，而後功率耦合器350將該信號一分為二，並由頻譜分析儀320及功率計330所接收，用以測量信號的強度及其它相關的性質；而且，設定觸發/天線開關340，使得信號發生器380所產生的信號傳遞至接收器110。因此，藉助嵌入式測試系統改善原先的網絡裝置，可以測試對應的網絡連線，省去了外部的測試裝置所帶來的麻煩。
然而，儘管此具有嵌入式測試系統的傳統網絡裝置可用於軍事用途或人造衛星系統等，但是，傳統的網絡裝置構造十分複雜，使得實用性大幅降低，且其成本高、功率消耗大。此外，嵌入式測試系統也會增加整體包裝的大小及網絡裝置的重量，這些因素使得此網絡裝置很可能不適於應用在辦公室或家庭中。
發明內容
有鑑於此，本發明的目的是提供一種簡化的網絡裝置，用以自我測試網絡連線。
本發明的另一目的是利用自我測試網絡連線，提供一種較少功率消耗的網絡裝置。
本發明的另一目的是提供一種更有經濟效益的網絡裝置。
本發明尚有另一目的是提出一種較簡單的方法，分析接收器所接收的信號。
根據本發明的目的，提出一種網絡裝置，其包括一傳輸器、一接收器、一天線及一具有基頻處理器的媒體存取控制器(MAC)，其特點是網絡裝置包括一連線模式及一診斷模式。在連線模式下，網絡裝置經由天線連接至網絡。在診斷模式下，MAC藉助產生由傳輸器傳遞至接收器的輸出信號以自我檢測網絡裝置的網絡連線。
根據本發明的目的，還進一步提出一種自我測試網絡連線的方法，應用於一網絡裝置。網絡裝置包括一接收器、一傳輸器、一天線及一具有基頻處理器的媒體存取控制器。此方法包括首先，由傳輸器輸出複數個輸出信號至接收器；接著，藉助調整傳輸器來最佳化傳輸能力，使得輸出信號大致以一預定的最大功率級輸出，且該最大功率符合預定的一傳輸器封包錯誤率(PER)；然後，藉助調整傳輸器來檢查接收能力，使得輸出信號大致以一預定的最小功率級輸出，且該最小功率符合一預定的傳輸封包錯誤率；最後，藉助調整傳輸器以輸出一定量或一個平均交連功率級的信號來再次檢查交連能力，以得知輸出信號是否符合一預定的連線品質指針(LQI)及一預定的服務品質指針(IQoS)。
根據本發明的目的，還進一步提出一種最佳化合適的頻譜屏蔽的傳輸能力時所需的分析頻譜的方法，應用於一網絡裝置，用以自我測試網絡連線。分析頻譜的方法包括藉助傳輸器的一指定通道，在一高限功率級傳遞複數個輸出信號；然後，藉助分配給接收器的通道接收此些輸出信號，此些通道包括傳輸器的選定通道及相鄰的所有通道；接著，計算相鄰於選定通道的這些通道和選定通道的已接收的功率級差；最後，將計算所得的功率級差與儲存於存儲器中由MAC所控制的預定的臨界電壓值做比較。
為讓本發明的上述目的、特點及優點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例，並配合附圖進行詳細說明如下
圖1是一傳統網絡裝置的示意圖。
圖2是一外部測試系統的示意圖。
圖3是一具有嵌入式測試系統的傳統網絡裝置。
圖4是依照本發明的網絡裝置方塊圖。
圖5A是依照本發明第一實施例的網絡裝置的示意圖。
圖5B是測試模式下圖5A網絡裝置500的模式選擇表。
圖6A是依照本發明第二實施例的網絡裝置示意圖。
圖6B是測試模式下圖6A網絡裝置的模式選擇表。
圖7是依照本發明一較佳實施例的二網絡裝置交互網絡連線測試的示意圖。
圖8是依照本發明一較佳實施例的應用於網絡裝置500的自我測試網絡連線的方法。
圖9示出步驟810用以最佳化上連能力的次步驟。
圖10示出步驟820用以最佳化下連能力的次步驟。
圖11是步驟830用以最佳化交連能力的次步驟流程圖。
圖12示出依照本發明最佳實施例分析頻譜的方法。
圖13A-圖13D是由傳輸器所傳遞的輸出信號圖。
具體實施例方式
請參照圖4，其為本發明的網絡裝置的方塊圖。網絡裝置400包括一接收器410、一傳輸器420、一天線430及一媒體存取控制器490。為了自我測試網絡連線，網絡裝置400在全雙工系統下操作。也就是說，網絡裝置400包括一第一電壓控制振蕩器與一第二電壓控制振蕩器，用以分別控制傳輸器420與接收器410。網絡裝置400包括一連線模式和一診斷模式。在連線模式下，網絡裝置400經由天線430與網絡492建立連線。取代傳統的信號發生器，本發明利用傳輸器420傳遞由MAC 490所產生的輸出信號，該輸出信號視為觸發，用以達到自我測試網絡連線的目的。在診斷模式下，與傳輸器與接收器皆有關，因此自傳輸器傳遞至接收器的輸出信號皆被分析。也就是說，在診斷模式下，MAC 490用以產生輸出信號，輸出信號包含測試信號於封包、框架或其它格式中，於這些格式中，輸出信號沿著信號路徑P自傳輸器420傳至接收器410，輸出信號至少用以測試信號品質、連線品質及服務品質(QoS)等網絡連線特性。
第一實施例請參考圖5A，其為本發明第一實施例的網絡裝置的示意圖。網絡裝置為一具有網絡能力的裝置，例如網絡適配卡(NIC)500。在連線模式下，NIC 500還進一步操作於一傳輸模式與一接收模式。NIC 500包括一第一開關，例如一傳輸器/接收器(T/R)開關540，其操作於預定協議，且傳輸器/接收器開關540被設定為在傳輸模式下，傳輸器420的輸出信號可被傳遞至網絡492，而在接收模式下，網絡492的接收信號可到達接收器410。NIC 500還包括一第二開關，例如一天線/傳輸器(A/T)開關550、一衰減器560及一指向性耦合器570設置於傳輸器420與接收器410之間的信號傳遞路線P中。衰減器560用以仿真通道的衰減。在診斷模式下，A/T開關550用以將衰減器560連接至接收器410，且輸出信號自傳輸器420依序經過指向性耦合器570與衰減器560，傳遞至接收器410。此切換的概念如圖5B所示，其為測試模式下圖5A網絡裝置500的模式選擇表。
如圖5A所示，T/R開關540可被選擇性地切換至R與T位置，而A/T開關550可被選擇性地切換至A與T位置。T/R開關540與A/T開關550的切換依照操作的模式，即在預定協議的控制下，選擇連線模式或診斷模式。也就是說，在連線模式下，特別於傳輸模式時，MAC 490作為一上連，通過傳輸器420連接至網絡492。因此，如圖5B所示，傳輸器420為主動狀態，且T/R開關540與A/T開關550分別切換至位置T與A。藉助這種安排，由MAC 490產生的輸出信號可以被保證由傳輸器420依序經由指向性耦合器570與天線430傳輸至網絡492，而不會到達接收器410。
在接收模式下，MAC 490用以下連網絡492的信號。因此，T/R開關與A/T開關分別切換至R與A位置，使得由網絡492所接收的信號通過天線430傳遞至接收器410，最後由MAC 490進行處理。此外，MAC 490亦可與網絡492交互連接，使得網絡裝置500可以成功地操作於傳輸模式與接收模式下。
請參考圖5B，在診斷模式下，傳輸器420與接收器410皆為主動狀態，且T/R開關與A/T開關依據預定協議，分別切換至R與T位置，使得信號沿著信號路徑P自傳輸器420依序經過指向性耦合器570與衰減器560傳遞至接收器410。此預定協議較佳地為一連線邏輯控制(LLC)。
較佳地，網絡裝置500應用於一被測試控制器480所控制的裝置上，使得此裝置，為一個人電腦，被其測試功能所控制。測試控制器480用以控制網絡裝置500以監控傳輸器420與接收器410的連線狀態，並進行組態設定分配與加密設定。
診斷模式還包括一傳輸自我測試模式、一接收自我測試模式及一交連自我測試模式，用以測試網絡裝置500的不同的網絡連線特性。有許多信號品質參數可作為網絡連線的指針，下列並未詳盡列出所有參數。例如，對信號品質而言，我們可以觀察接收信號強度指針(RSSI)與封包錯誤率的信號品質指針，或觀察相關的信號強度指針(SSI)以決定接收器最大與最小輸出功率；我們可以觀察傳輸信號強度指針(TSSI)與封包錯誤率或錯誤向量大小(EVM)的信號品質指針，或頻譜屏蔽以決定傳輸器最大或最小輸出功率。對於連線品質而言，我們可以在上/下連封包輸出量或上/下連封包損失率和封包損失周期等觀察連線品質指針(LQI)。至於服務品質QoS，我們可以在上/下連的延遲與上/下連的抖動中觀察服務品質指針(IQoS)。
在傳輸自我測試模式下，MAC 490用以調整傳輸器420，使得輸出信號大致以一預定的最大功率級輸出，且最大功率級滿足一預定的傳輸器封包錯誤率，使得傳輸器的輸出功率最佳化。在接收自我測試模式下，MAC 490用以調整傳輸器420，使得輸出信號大致以一預定的最小功率級輸出，且最小功率級滿足一預定的接收器PER，使得接收器的靈敏度被檢查。在交連自我測試模式下，MAC 490用以調整傳輸器420，使得輸出信號能在一定量的或一平均交連功率級下被輸出，此功率級滿足一預定的LQI及一預定的IQoS，使得連線品質與服務品質被檢查。
雖然本發明的第一實施例已經揭示輸出信號被用以與一預定的傳輸器PER相互測試，但是在傳輸自我測試模式下，為了最佳化傳輸器的輸出功率，輸出信號可選擇性地與一預定的傳輸器EVM或頻譜屏蔽等做對照測試。
第二實施例請參考圖6A，其為本發明第二實施例的網絡裝置的示意圖。第二實施例與第一實施例的不同在於網絡裝置600包括一指向性耦合器572、一衰減器560及一第二開關(例如一天線/接收器(A/R)開關552)設置在傳輸器420與接收器410之間的信號路徑P中，使得A/R開關552在自我測試模式下，將傳輸器420連接至衰減器560，輸出信號自傳輸器420反而依序經過衰減器560與指向性耦合器572到達接收器410。
請參考圖6B，其為測試模式下圖6A網絡裝置的模式選擇表。A/R開關552與圖5A的A/T開關550操作方式相近。然而其明顯的不同在於診斷模式下，T/R開關540反而切換至T位置以避免由網絡430所接收的信號也傳遞至接收器410。
綜上所述，藉助簡化傳統的測試設備並將其嵌入網絡裝置500，使得本發明的第一與第二實施例更有經濟效益。傳輸器與接收器可以被用於診斷模式下以檢查裝置的功能性。也就是說，若在網絡連線測試中出現了一個明顯的錯誤，那麼我們可以推論傳輸器420或接收器410至少有一者發生故障，且此傳輸器-接收器對會被移除，由新的傳輸器-接收器對所取代。此外，依照本發明實施例的網絡裝置相較於傳統的網絡裝置更為便宜、輕巧、節省功率，且因為複雜度較低更不易於出錯。因此，依照本發明實施例的網絡裝置在商業上尤其可行，因為製造商甚至於消費者可以診斷所有網絡層級，包括實體層、MAC層的網絡設備，不需要昂貴的測試設備便可查找與檢測錯誤。
應用此外，測試控制器480可利用網絡裝置500以連接此裝置至另一上述的裝置，其中，此另一裝置應用了另一上述的網絡裝置，此裝置用以執行此二網絡裝置的相互網絡連線。請參考圖7，其為本發明一較佳實施例的二網絡裝置交互網絡連線測試的方塊圖。交互網絡連線測試與網絡裝置500(1)和500(2)、測試控制器480(1)和480(2)及一衰減器710有關。如圖5A和5B所示的一網絡裝置500(1)被測試控制器480(1)所控制，且網絡裝置500(1)被作為一參考裝置，借著傳送經過仿真通道的衰減的衰減器710的輸出信號通道以測試網絡裝置500(2)的網絡連線通道。同理，該網絡裝置500(2)亦可作為一參考裝置，用以測試網絡裝置500(1)的網絡連線。因此，此二網絡裝置可相互作為參考裝置，用以交互測試網絡連線。
除了被應用於一客戶的工作站，例如一個人電腦，其被一測試程序所控制，網絡裝置亦可應用於基本服務組合(BSS)中一嵌入式工作站，當測試控制器作為BSS中一網絡橋接器(AP)以服務嵌入式工作站。當測試控制器作為ESS中一服務中心以服務一AP，網絡裝置可還進一步被應用於延伸服務組合(ESS)中的AP。
此外，提出一應用於網絡裝置，例如為網絡裝置500的自我測試網絡連線方法。請參考圖8，其為自我測試網絡連線方法的一較佳實施例。首先，在傳輸自我測試模式下，傳輸器420被調整來最佳化上連能力，使得輸出信號大致以一預定的最大功率級輸出，且該功率級滿足一預定的傳輸器封包錯誤率，如步驟810所示。預定的傳輸器PER可以被儲存在應用此網絡裝置的固態存儲器中。接著，在接收自我測試模式下，調整傳輸器420用來檢查下連能力，使得輸出信號大致以一預定的最小功率級輸出，且該功率級滿足一預定的接收封包錯誤率，如步驟820所示。為了仿真連線模式中，網絡裝置的一般之上連與下連流量功率，在交連自我測試模式下，執行步驟830來調整傳輸器420，使得輸出信號在一定量或一平均交連功率級輸出。檢查傳輸器以得知該定量或平均交連功率級是否符合一預定的連線品質指針及一預定的服務品質指針。
最佳化上連能力的步驟810可以包括額外的步驟。請參考圖9，其為步驟810用以最佳化上連能力的次步驟。首先，執行步驟910使接收器410讀取輸出信號以取得第一接收器信號品質指針(SQI)。對遠距通訊而言，很重要的是，傳輸器的輸出功率必須夠強，才能確保傳輸品質。因此，執行步驟920以調整傳輸器420，大致以一預定的最大功率級輸出，使得第一接收器SQI小於或等於一預定的第一最大SQI。因為擁有適當的最小輸出功率也是很重要的，因為網絡裝置在某些情況下，例如應用於一客戶的工作站，靠近一AP，傳輸器420可以同時被調整使輸出信號大致以一預定的最小輸出功率輸出，使得第一接收器SQI小於或等於一預定的第一最小SQI(此步驟未顯示於圖中)。為了最佳化下連能力，依照步驟920的傳輸器最大功率級測試對傳輸端PER進行檢查；該二因素互為取捨(trade-offs)，且最大輸出功率的強度有一限制。也就是說，若傳輸器420的輸出功率增加至飽和，例如正交分頻多任務(OFDM)與四元波幅調變(QAM)中的信號，會因為傳輸器的非線性而劣化，使得相關的PER大幅增加。
結果，執行步驟930由輸出信號中讀取一第一接收器信號強度指針(RSSI)。之後，執行步驟940以調整傳輸器420，將輸出信號大致以一預定的傳輸器PER輸出，使得該第一RSSI介於一預定的RSSI範圍內，其最佳值為18dBm的下限與20dBm的下限。傳輸器420被調整來將輸出信號的PER限制於預定的RSSI範圍內，以確保信號強度滿足相關的Wi-Fi標準值、EMI/FCC需求，及其它工廠規格。
請參考圖10，其為步驟820用以最佳化下連能力的次步驟。在接收自我測試模式下，與輸出信號相關的第二接收器信號品質指針(SQI)被接收器410讀取，如步驟1010所示。接著傳輸器420被調整來大致以一預定的最小功率級輸出，使得該第二接收器SQI在讀取接收端410的輸出信號以檢查接收器的靈敏度時，小於或等於一預定的第二最大SQI，如步驟1020所示。類似於傳輸自我測試模式，由於取捨的關係，接收器PER在傳輸自我測試模式下被較佳地與步驟1020的接收器靈敏度共同測試。因此，與輸出信號相關的第二接收器信號強度指針(RSSI)被接收器410讀取，如步驟1030所示，且傳輸器被調整來將輸出信號大致以一預定接收器PER輸出，使得第二RSSI小於或等於一預定的最大RSSI，如步驟1040所示。因為擁有適當的最小輸出功率也是很重要的，而網絡裝置在某些情況下，例如應用於一客戶的工作站，靠近一AP，傳輸器420可以被額外地調整來將輸出信號大致在一預定的最大輸入功率下輸出，使得第二接收器SQI小於或等於一預定的第二最小SQI(該步驟未顯示於圖中)。也就是說，若接收器410的輸入功率增加至飽和，例如正交分頻多任務(OFDM)與四元波幅調變(QAM)中的信號，會因為傳輸器的非線性而劣化，且相關的PER亦大幅增加。
請參考圖11，其為步驟830用以最佳化交連能力的次步驟流程圖。首先，在交連自我測試模式下，執行步驟1110以接收器410讀取與輸出信號相關的連線品質指針(LQI)。傳輸器被調整至一定量的或平均功率級以檢查LQI是否大於或等於預定的LQI，如步驟1120所示。為了避免輸出信號包含時間依附數據，例如音頻/影像數據，檢查服務品質、連線品質與信號品質是很重要的，以確保音訊/影像傳遞中沒有延遲或抖動。因此，如步驟1130所示，一與輸出信號有關的服務品質指針(IQoS)由接收器410中被讀取，接著傳輸器被調整至一定量的或一平均功率級，以得知IQoS是否小於或等於預定的IQoS，如步驟1140所示。
為了克服傳統上必須使用一昂貴的頻譜分析儀的需求，用以分析輸出信號的頻譜分析儀可高達上萬元，在此提出了一創新的分析頻譜的方法。本發明藉助收集接收器410的輸出信號將頻譜重建。其中，輸出信號由分配給傳輸器420的個別的通道傳遞出來。這些通道通常有預留的交迭區域；結果，借著結合被各個通道所測得的通道的主頻帶(mainbeam)與旁瓣頻帶(sidelobe)的圖樣，輸出信號被重建，藉此方法所重建的輸出信號可能與頻譜分析儀所重建的輸出信號不同。然而，藉助對輸出信號的功率級差與複數個預定的臨界電壓值做檢查，此重建的信號已經具有足夠的相似處用以決定該輸出信號是否符合802.11g的標準。
請參考圖12，其為本發明較佳實施例的分析頻譜的方法。此方法應用於一網絡裝置用以自我測試網絡連線，如圖5A所示。網絡裝置500包括各個無線電臺(傳輸器與接收器)有複數個通道。若雙頻(或三頻、四頻)的傳輸器或接收器被用於一結合的網絡裝置，則通道的總數將隨之增加。若兩個(或三個、四個)傳輸器或接收器被用於一多重輸入多重輸出(MIMO)的網絡裝置，則通道的總數將加倍(或三倍、四倍)。例如一基本的範例，在一IEEE 802.11b無線LAN系統中，頻帶被分為十一個交迭的通道，且每一個通道為22MHz。傳輸器420與接收器410分別地被配置了這些通道的m與n個通道，其中m與n為正整數。一般而言，整數m被設定等於n。分析頻譜的方法由步驟1210開始，藉助分配給傳輸器420的m個通道中一選定通道，傳輸器420在高限功率級傳送複數個輸出信號。為了讓接收器410能夠檢測由輸出信號所組成的頻域模塊的最低旁瓣頻帶，將輸出信號在一高限功率下傳遞，其中輸出信號通常為低功率。於步驟1220中，接收器410經由分配給接收器410的n個通道接收輸出信號，用以測量與此n個通道相對應的功率級。接著，執行步驟1230來計算此n個通道接收所得的功率與相鄰通道接收所得的功率之間的功率級差，其中此n個通道對應於分配給傳輸器420的m個通道通道。於步驟1240中，計算所得的功率級差結合構成一頻譜，這些功率級差與複數個預定的頻譜屏蔽的臨界電壓值比較，將比較結果儲存在一被MAC 490控制的存儲器裡，例如一應用於網絡裝置500的裝置中的固態存儲器。接著，執行步驟1250以在高限功率級下，由分配給傳輸器420的m個通道中另一選定通道來產生另一組輸出信號，接著回到步驟1220。借著從分配給傳輸器420的m個通道中一個接一個地產生輸出信號，接著，使這些輸出信號會被分配給接收器410的n個通道所接收，這些輸出信號的頻譜可以被重建。
存儲器可將m組預定的臨界電壓值以對照表的方式儲存，用以對應自分配給傳輸器420的m個通道所輸出的不同的輸出信號組合通道。請參考圖13A-圖13D以更清楚地予以說明。請參考圖13A，其為傳輸器420所傳遞的一對輸出信號的頻譜。請參考圖13B，其為接收器通道的個別的頻率響應。如圖所示，接收器具有11個帶通(bandpass)通道，且每個通道具有22MHz。這些通道相互交迭，且具有一5MHz的重迭(crossover)區域。如圖13A所示，自傳輸器420所傳遞的輸出信號的頻譜1310與1320具有單一主頻帶與多重旁瓣頻帶。舉例而言，傳輸器420具有彼此之間距離相等的十一個通道(m＝11)，而頻譜1310與1320分別由該十一個通道中的通道1與通道6所產生。在步驟1210中，此m個通道的一選定通道，例如通道1用以與頻譜1310傳遞輸出信號。由於光譜的調整，分配給接收器410的通道僅接收一部分的頻譜1310。也就是說，假設傳輸器與接收器的通道的光譜分布被透視地畫於圖13A與圖13B圖中，那麼位於Y軸左邊的部分的頻譜1310將會超出接收器410的通道範圍，以致於無法被檢測。結果，該輸出信號的組合頻域模塊被接收器410所接收，如圖13C所示。另一方面，對於此m個通道中的通道6，自通道6所得的頻譜1320正確地與接收器410的n個通道匹配。因此，由傳輸器的通道6產生的輸出信號的組合頻域模塊如圖13D所示。因此，如圖所示，存儲器可更適合的儲存m組預定的臨界電壓值以對應由傳輸器420的m個通道所輸出的不同輸出信號組合。
此外，依照計算所得的功率級差與預定的臨界電壓值，一檢查結果摘要，例如以長條圖的形式可被顯示以提供使用者在顯示屏觀看。此檢查結果摘要可作為一基準以調整輸出信號的高限功率，使得計算所得的功率級差大致會等於相對應的預定電壓值以符合規範，例如WiFi的標準。可以包括一額外的步驟，用以檢查分配給接收器410的n個通道是否已經完成接收來自分配給傳輸器420的m個通道的輸出信號。
因此，依照本發明的實施例，利用此分析頻譜的方法以提供傳統頻譜分析儀的功能，且能有效地減少網絡裝置的花費、尺寸與重量。此方法可以最佳化傳輸器來符合與WiFi標準相關的頻譜屏蔽的需求。
綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭示如上，然而其並非用以限定本發明，任何熟悉本技術的人員在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作各種的等效的更動與潤飾，因此本發明的保護範圍當視後附的本申請權利要求範圍所界定的為準。
權利要求
1.一種網絡裝置，包括一接收器、一傳輸器、及一天線，其特徵為該網絡裝置包括一連線模式及一診斷模式，該網絡架構在該連線模式下，通過該天線連接到一網絡。
2.如權利要求1所述的網絡裝置，其特徵在於，該網絡裝置用來測試網絡連線的信號品質、連線品質及服務品質。
3.如權利要求1所述的網絡裝置，其特徵在於，該連線模式還包括一傳輸模式及一接收模式，該網絡裝置還包括一第一開關，其操作於一預定協議，該第一開關被設定為在該傳輸模式下，該傳輸器的輸出信號可被傳遞到該網絡，而在該接收模式下，該網絡的接收信號可到達該接收器。
4.如權利要求3所述的網絡裝置，其特徵在於，該預定協議是連線邏輯控制。
5.如權利要求1所述的網絡裝置，其特徵在於，該網絡裝置被一測試控制器所控制，該測試控制器監控該傳輸器與該接收器的連線狀態，並進行組態設定分配與加密設定。
6.如權利要求1所述的網絡裝置，其特徵在於還包括一衰減器，設置在該傳輸器與該接收器之間的一信號路徑中，用以仿真通道衰減。
7.如權利要求6所述的網絡裝置，其特徵在於還包括一指向性耦合器與一第二開關，設置在該傳輸器與該接收器之間的該信號傳輸路徑中，其中，在該診斷模式下，該第二開關將該衰減器連接至該接收器，自該傳輸器輸出的該輸出信號依序經由該指向性耦合器與該衰減器，傳遞至該接收器。
8.如權利要求6所述的網絡裝置，其特徵在於還包括一指向性耦合器與一第二開關，設置在該傳輸器與該接收器之間的該信號傳輸路徑中，其中，在該診斷模式下，該第二開關將該傳輸器連接至該衰減器，自該傳輸器輸出的該信號依序經由該衰減器與該指向性耦合器，傳遞至該接收器。
9.如權利要求1所述的網絡裝置，其特徵在於操作於一全多任務系統，該網絡裝置還包括一第一電壓控制振蕩器與一第二電壓控制振蕩器，用以分別控制該傳輸器與該接收器。
10.如權利要求1所述的網絡裝置，其特徵在於該網絡裝置還包括一媒體存取控制器(MAC)，其中，在診斷模式下，該MAC藉助產生由該傳輸器傳遞至該接收器的輸出信號傳輸器接收器，以自我測試該網絡裝置的網絡連線。
11.如權利要求10所述的網絡裝置，其特徵在於，該診斷模式包括一傳輸自我測試模式，該MAC調整該傳輸器，使得該輸出信號以一預定的最大功率級輸出，且該功率級滿足一預定的傳輸器封包錯誤率。
12.如權利要求10所述的網絡裝置，其特徵在於，該診斷模式包括一接收自我測試模式，該MAC調整該傳輸器，使得該輸出信號以一預定的最小功率級輸出，且該功率級滿足一預定的接收器封包錯誤率。
13.如權利要求10所述的網絡裝置，其特徵在於，該診斷模式包括一交連自我測試模式，該MAC調整該傳輸器，使得該輸出信號以一特定的交連功率級輸出，且該功率級需滿足一預定的連線品質指針與服務品質指針。
14.如權利要求1所述的網絡裝置，其特徵在於其應用於被測試控制器所控制的一裝置，該測試控制器利用該網絡裝置連接該裝置至另一上述的裝置，其中，該另一裝置應用上述的另一網絡裝置，該裝置用以執行該二網絡裝置的相互網絡連線。
15.如權利要求1所述的網絡裝置，其特徵在於其應用於一被測試控制器所控制的裝置，其中，該裝置為一個人電腦，而該測試控制器為個人電腦的一程序。
16.如權利要求1所述的網絡裝置，其特徵在於其應用於一被測試控制器所控制的裝置，其中，該裝置為一基本服務組合(BSS)中的一嵌入式工作站，而該測試控制器為一BSS中的網絡橋接器，用以控制該嵌入式工作站。
17.如權利要求1所述的網絡裝置，其特徵在於其應用於一被測試控制器所控制的裝置，其中，該裝置為一延伸服務組合(ESS)中的一網絡橋接器，而該測試控制器為一ESS中的伺服器中心，用以控制該網絡橋接器。
18.一種自我測試網絡連線的方法，其應用於一網絡裝置，該網絡裝置包括一接收器、一傳輸器及一天線，該方法包括由該傳輸器輸出複數個輸出信號至該接收器；藉助調整該傳輸器來最佳化上連能力，使得該輸出信號大致以一預定的最大功率級輸出，且該最大功率級滿足一預定的傳輸器封包錯誤率；藉助調整該傳輸器來檢查下連能力，以得知該輸出信號是否以一預定的最小功率級輸出，且該功率級滿足一預定的接收器封包錯誤率；以及藉助調整該傳輸器來檢查交連能力，以得知該輸出信號是否以一特定的交連功率級輸出，且該功率級滿足一預定的連線品質指針與一服務品質指針。
19.如權利要求18所述的方法，其特徵在於，該最佳化上連能力的步驟包括讀取與該輸出信號相關的一第一接收器信號品質指針(SQI)；調整該傳輸器以該預定的最大功率級輸出該輸出信號，使得該第一接收器SQI小於或等於一預定的第一最大SQI；讀取與該輸出信號相關的一第一接收器信號強度指針(RSSI)；及調整該傳輸器以該預定的傳輸器PER輸出該輸出信號，使得該第一RSSI在一預定的RSSI範圍內。
20.如權利要求19所述的方法，其特徵在於，該預定的RSSI範圍具有一下限與一上限。
21.如權利要求18所述的方法，其特徵在於，該檢查下連能力的步驟包括讀取與輸出信號相關的一第二接收器信號品質指針(SQI)；調整該傳輸器以該預定的最小功率級輸出該輸出信號，使得該第二接收器SQI小於或等於一預定的第二最大SQI；讀取與該輸出信號相關的一第二接收信號強度指針(RSSI)；以及調整該傳輸器以該預定的傳輸器PER輸出該輸出信號，以得知該第二RSSI是否小於或等於一預定的最大RSSI。
22.如權利要求18所述的方法，其特徵在於，該檢查交連能力的步驟包括讀取與該輸出信號相關的一連線品質指針(LQI)；調整該傳輸器，以得知LQI是否大於或等於該預定的LQI；及讀取與該輸出信號相關的一服務品質指針(IQoS)；以及調整該傳輸器，以得知該IQoS是否小於或等於該預定的IQoS。
23.如權利要求18所述的方法，其特徵在於，該網絡裝置還包括一具有基頻處理器的媒體存取控制器。
24.一分析頻譜的方法，其應用於一網絡裝置，用以自我測試連線，該網絡裝置包括一接收器、一傳輸器及一天線，該網絡裝置包括複數個通道，該些通道的m與n個通道分別分配給該傳輸端與該接收端通道分配通道，該方法包括在一高限功率級下，分配給該傳輸器的m個通道，其中一選定通道傳送複數個輸出信號；通過分配給該接收器的n個通道接收該些輸出信號；計算該選定通道與分配給該接收器的n個通道中相鄰於該選定通道的這些通道的功率級差；以及將該計算所得的功率級差與複數個儲存於一存儲器的預定的臨界電壓值做比較。
25.如權利要求24所述的方法，其特徵在於還包括在一高限功率級，藉助分配給該傳輸器的剩餘的m個通道的另一選定通道，產生另一組輸出信號，且回到該接收步驟。
26.如權利要求24所述的方法，其特徵在於還包括依照該計算所得的功率級差與該預定的臨界電壓值，顯示一檢查結果摘要；及檢查分配給該接收器的該n個通道是否完全接收由分配給該傳輸器的m個通道輸出的輸出信號。
27.如權利要求24所述的方法，其特徵在於還包括調整該輸出信號的高限功率，使得該計算所得的功率級差等於或是大於該對應的預定的臨界電壓值。
28.如權利要求24所述的方法，其特徵在於，該網絡裝置還包括一具有基頻處理器的媒體存取控制器。
全文摘要
一種用以自我測試網絡連線的網絡裝置及其方法，以及一分析頻譜的方法。本發明包括一連線模式與一診斷模式。在診斷模式下，借著產生輸出信號，由傳輸器傳遞至接收器，該MAC自我測試該網絡裝置的信號品質、連線品質與服務品質，因此，提供了一簡單、低功率且可靠的方法，用以檢測除錯。該頻譜分析的方法省去了對昂貴的頻譜分析儀的需求，藉助使用傳輸器輸出的信號被接收器檢測，然後，計算接收器選定的通道與其相鄰的通道的功率級差，且將計算所得的功率級差與複數個預定的臨界電壓值做比較，該臨界電壓值儲存於一存儲器中被MAC所控制，以符合標準與規範。
文檔編號H04L12/26GK1953402SQ20061007375
公開日2007年4月25日 申請日期2006年4月5日 優先權日2005年10月18日
發明者劉一如 申請人:智易科技股份有限公司