WLAN抗干扰分析
服务器,进行分析、保存和处理。
专门的检测网络和提供接入的网络之间有两种协作方式,其一是相互独立方式,即检测网络的设备和接入网络的设备是由不同控制器管理的,二者无任何交互;另一种是集成方式,即检测网络的设备和接入网络的设备是由相同的控制器管理的,检测网络的服务器也能处理来自接入网络的AP的监控数据。集成方式的网络相比较独立方式的网络来说,具有能够统一管理、充分利用接入网络的资源、检测和定位方便等特点。
无线干扰的检测实际就是持续地监视空口信号。当空口信号能量超过一定值后,就进行FFT变换,并进一步输出给WLAN接收机和各种识别器(Classifier),前者判断干扰是否为WLAN信号,并进一步分析MAC信息,后者判断非WLAN干扰源的类型(如图5所示)。
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图5 无线干扰检测芯片的工作原理图
三、 无线干扰的避免和消减
对无线干扰的避免和消减,目前有以下5种措施:
网络部署勘测和优化。
即在部署网络时需要勘测部署环境、各种阻挡物的衰减系数、规划网络的应用服务、规划AP覆盖范围、选择AP安装位置、选择合适的发射天线等。没有良好的网络部署,很难达到最佳的网络性能。
RRM(射频资源管理)。
即对整个网络中的各个AP进行功率优化和信道优化;
频谱分析;
信道复用;
频谱导航;
即将双频用户尽量引导到5G频段上,降低2.4G上的负荷。5G上的非WLAN设备要相对少得多,信道数量多,能够获得非常好的性能。
1. RRM
RRM是WLAN网络的频谱资源管理模块,负责空口噪声、网络外的WLAN干扰、空口利用率,以及AP和Client的流量交互等信息的监控和分析,并根据这些信息动态调整AP的信道,选择最佳信道进行传输。信道调整必须进行整网考虑,并需要考虑对Client的影响最小。如图6所示,要覆盖的目标办公区外有两个其他网络的AP,分别工作在信道11和信道6上,则RRM能够根据空口扫描结果,将和它们临近的AP自动调整到其他非干扰信道上。
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图6 信道自动调整示意图
另一方面,RRM能够监控本网络中各个AP的邻居信息、Client的RF信息等,并根据这些信息动态调整每个AP的发送功率。当发现覆盖黑洞时,将加大发射功率;当发现同信道的邻居AP的信号强度高于一定程度时,将降低发送功率,从而降低相互干扰(如图7所示)。
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图7 发送功率调整后,两个同频AP不再干扰
2. 频谱分析
频谱分析能够及时、全面地检测出来自周围环境的非WLAN干扰。当频谱分析检测到新的干扰时,将会发出告警,并显示干扰的类型、干扰的信道、干扰强度、占空比等信息,并可以进一步定位干扰所在位置,便于及时排除。频谱分析还能监控整个网络的空口性能的情况,并适时发出告警。
频谱分析和RRM结合,能够使得整个网络在无需人工介入的情况下,及时规避干扰信道,从而保证网络的可用性。
3. 信道复用
在高密度部署的环境中,如宽敞的会议大厅、学生宿舍、图书馆等,AP部署密度比较高,常会导致同信道的AP之间可见,相互干扰严重。利用信道复用技术,可以进一步降低AP的覆盖范围,从而消弥相互干扰,提高信道重用程度。
信道复用实际上是提高AP的CCA门限并降低接收灵敏度。CCA,即信道空闲评估,是指WLAN芯片在向空口发射信号前需要评估信道是否为空闲。若为空闲,则在执行完冲突退避算法后就可以发送报文;若为忙,则需等待。接收灵敏度是指要求到达WLAN接收机的RF信号强度不能低于一定值,才能被正确接收。实际上,当RF信号强度低于接收灵敏度时,WLAN芯片将不启动接收动作。
当接收灵敏度降低时,将会缩小AP的覆盖范围,但同时能够忽略同信道的邻居AP信号,从而不影响各自范围内的接收。当提高CCA门限时,即使同信道的邻居AP在发送信号,只要信号强度不超过CCA门限,AP仍能够发送自己的信号。此时只要该信号到达Client处能够满足SNR(信噪比)要求,仍能被Client正确接收。
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图8 采用信道复用后,AP的覆盖效果以及不同距离内的吞吐性能对比
四、 其他无线干扰避免和消减措施
上述几种技术给WLAN网络性能能够带来非常大的性能改善,业界普遍都实现了这些技术特性。除了上述方法外,H3C公司还创新地实现了下述技术特点。这些技术特点从802.11报文传输或WLAN整网协调等细节上进一步完善整个网络,降低相互干扰,对提高WLAN网络性能也有很好的效果。这些技术特点包括:
报文发送速率调整;
逐包功率控制;
智能负载均衡技术;
降低低质量用户的影响。
报文发送速率调整就是动态计算每个报文发送速率。H3C AP能够针对每个Client每次发送报文或重传报文时,都会考虑Client的信号强