手把手教你通过频谱分析改进WiFi性能

作为WLAN工程师，最重要的一项工作就是通过频谱分析改进WiFi性能，具体来讲即以可视化方式将无线频率集中于测区之内以确定信号强度。除了观察信号强度之外，这种频谱分析手段还能够发现各类可能对无线性能产生负面干扰的因素。

2.4GHz 频段

 

5GHz 频段

WiFi频谱分析需要贯穿整个WLAN生命周期。在部署之前，频谱分析机制首先发现可能影响到无线部署的干扰源。工程师可以发现或者消除该干扰源，亦可以其为基础进行设计规划。在部署之后，频谱分析方案则可确定是否仍存在干扰，工程师通常会借此对性能表现不佳的无线局域网进行排查。目前可能影响WiFi信号的干扰源多种多样，最为常见的包括：

• 无线摄像头
• 微波炉
• 蓝牙装置
• 其它WiFi网络
• 无绳电话

为了找到干扰源，工程师需要使用定向天线与频谱分析应用。该应用会对当前区域进行检测，并将信号干扰模式及其强度绘制在屏幕之上。这一过程并不轻松，因为工程师必须将噪声与有效信号区分开来。正因为如此，我们才需要利用定向天线来确定干扰源位置。 工程师与干扰源的距离越近，该应用上显示的波动幅度越大，且通常以红色波形表示。
 

了解WiFi频谱分析仪

我们到底要关注频谱分析仪上的哪些内容?这套分析仪会采集一切2.4 GHz与5 GHz频段的信号。要找出干扰源，我们需要考量以下几项特征：

 

1、首先是密度。当我们靠近干扰源时，其即会被显示在应用当中。如果其频繁进行通信，则占空比将被记录下来并以红色波形标示该信号。

 

另外还需要关注射频特征。更具体地讲，我们需要查看目标信号的实际波形。某些信号的波形比较特殊，例如802.11g ERP-OFDM的波形就与802.11b完全不同。

 

频谱分析图

 

2.4 GHz通道11上的信号发射源，除了信号波形，我们还应关注其模式。每个信号源都拥有自己的特性——部分信号源会在不同频段间来回跳转，而且蓝牙、无绳电话以及视频信号源的频段各不相同。

 

这是因为WiFi适配器存在局限;其无法对非WiFi信号进行解调。

 

当一台WiFi设备进行通信时，其会执行空闲信道评估(简称CCA)以检测共享介质是否繁忙——基本上就是检查是否存在其它射频来源。重要的是，WiFi适配器只能接收到WiFi信号来源，也就是笔记本、平板电脑、移动手机以及WiFi摄像头等其它WiFi设备。内置WiFi卡无法解析微波信号或者无绳电话等以2.4 GHz广播的信号源。

 

所需设备

 

频谱分析需要能够同时应对WiFi信号与非WiFi信号。

 

请注意，某些适配器只能以2.4 GHz或者5 GHz频段运作。另外也有一些双波段适配器，其灵活性显然更胜一筹。使用多台适配器能够帮助我们捕获更多数据，常见使用方式为分别部署一台2.4 GHz适配器与一台5 GHz适配器。

 

我个人使用的是配备Wi-Spy DBx的Metageek Chanalyzer。Chanalyzer应用能够帮助我们识别干扰，而Wi-Spy DBx则充当适配器。其它无线频谱分析仪包括Fluke Networks AirMagnet Spectrum XT、Tektronic RSA306 USB Spectrum Analyzer以及RF Explorer。

 

总结：对于频谱分析优化不是一个简单的工作，除了专业的工具之后，安卓手机上也可以安装WiFi分析仪进行简单分析，若是希望WiFi性能网络非常好，所使用的终端也非常重要，支持802.11n的并不一定会支持5GHz频段，选择支持802.11ac wave2的双频终端才是最好选择，或者次之选择支持802.11ac的终端！