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现在企业中应用WLAN(无线局域网)已经非常普遍,随着应用的场景逐渐增多,WLAN的使用体验已经成为了一个无线解决方案是否成功的关键,当接入WLAN的用户较多时,每个用户实际可获取的带宽会急速下降。在企业办公的高密环境中,用户对网速下降的感受尤为明显。
排除掉AP数量和点位布置不合理的情况,WLAN的调优主要以下几个方面:
1.射频调优,WLAN的冲突域划分和AP使用的信道相关,冲突域的大小就是AP的覆盖范围大小,和AP的发射功率相关。为AP选择合适的信道和发射功率,就是射频调优技术要解决的问题。例如,发射功率偏高,会导致同频干扰严重,失去了部署多个AP的意义;发射功率偏低,会导致覆盖范围不足,部分区域的终端无法连接WLAN。
2.用户漫游与调度,WLAN的冲突域划分完成后,还需要尽可能均衡每个冲突域中的用户数量,否则在部分冲突域中势必会存在很多用户,划分冲突域也就失去了意义。但目前终端接入哪个AP一般由终端自己决定,所以很可能出现终端接入的AP并非最佳选择的情况。例如,用户没有接入最近的AP,而是接入较远的AP,信号弱,通信质量差;或者大量的用户都接入一个AP,导致用户冲突的概率很大。所以,WLAN使用智能漫游、频谱导航和负载均衡技术,根据信号质量、负载和终端能力,合理调度用户,帮用户接入最合适的AP,使得整个网络得到充分高效的利用。
3.抗干扰技术,在高密场景,由于AP部署的密度较高,同时采用40 MHz甚至80 MHz信道带宽后,同频AP之间的间距减小,同频Wi-Fi干扰不可避免;同时,由于WLAN使用的是ISM免费频谱资源,环境中可能存在蓝牙、ZigBee等其他短距离无线通信设备及微波炉等电磁驱动的电器设备,非Wi-Fi干扰普遍存在。所以,如何避免干扰,减少干扰的影响,找到干扰源,是抗干扰技术要解决的问题。
4.空口QoS,在冲突域内,还需要单独考虑语音视频类的业务,因为CSMA/CA机制追求的是“公平性”,但由于用户对语音视频体验非常敏感,这类业务报文需要更高的传输优先级。WLAN引入了EDCA机制,将业务类型划分为4个优先级,如何根据实时负载灵活调整相关参数来优化业务体验,就是空口QoS要解决的问题。
5.天线技术,天线是无线通信系统中的关键器件,良好的天线性能对于提高WLAN的覆盖率、通信质量及抗干扰能力都起着至关重要的作用。在干扰大的场景中,智能天线配合波束成形技术可以更好地抵抗干扰;在高密场景之中,小角度的高密天线可以进一步减小冲突域的大小,减少AP间的同频干扰问题。
咱们主要以射频调优为例对WLAN调优进行讲解,实际生产环境中,大部分WLAN的体验问题都可以通过射频调优处理。比如多个AP部署在相同的信道,AP1的发射功率过高,导致终端关联在远端的AP1上,且下行信号质量很好。但是受限于终端的发射功率,上行通信将变得极不可靠,高时延、接入困难等问题频发,严重影响用户的体验,为了解决这些问题,在部署WLAN之后,往往需要人工对关键的射频参数进行调整,包括如下方面。
(1)发射功率(Transmit Power):AP的发射功率决定了射频的覆盖范围和不同小区之间的隔离程度,即“墙壁的厚度”。发射功率越高,下行SNR越高,越容易引导终端接入。但需要注意的是,终端的发射功率是有限的,并且显著低于AP,如果AP的发射功率过高,则会导致终端能够收到AP发送的信息,但AP无法收到终端发送的信息。
(2)工作频段(Frequency Band):AP的工作频段决定了射频的容量与覆盖范围。WLAN包括两个工作频段,分别是2.4 GHz频段和5 GHz频段。2.4 GHz频段的信道资源较少、路损显著低于5 GHz频段,因此在部署比较密集的情况下同频干扰比5 GHz频段严重得多;此外,2.4 GHz频段上非Wi-Fi干扰(如来自无绳电话、蓝牙、微波炉等设备的干扰)较多,因此2.4 GHz频段上可以容纳的信息量显著低于5 GHz。对于同时支持2.4 GHz和5 GHz射频的AP来说,可以将2.4 GHz射频关闭、设置为监控模式或设置射频的工作频段为5 GHz(仅限支持频段切换的AP),甚至在超高密部署的情况下,可以将冗余的第二个5 GHz射频关闭(仅限双5 GHz射频的AP)。通过这一系列的处理来提升容量或降低干扰,这一做法相当于“撤销小的会议室,新增较大的会议室”。
(3)工作信道(Channel):AP的工作信道即频点,如果两个物理距离很近的AP工作于同一信道,则它们与关联在它们上的终端会出现激烈的竞争,导致吞吐率下降,而且其他信道的资源也会被浪费。调整网络内AP的信道相当于“调整会议室的位置,防止会议室之间争夺投影仪、椅子等资源而互相干扰”。
(4)工作带宽(Bandwidth):AP的带宽决定了极限速率,即信道容量。20 MHz带宽与80 MHz带宽的信道容量有很大差异,因此合理分配带宽是相当有必要的,相当于“把几个中等会议室合并起来,提供给100个人的会议使用,把3个人的会议安排到最小的会议室”。
在规划射频参数的时候需要清楚AP的位置分布情况、干扰情况、业务情况,这样才能合理选择发射功率、工作频段、工作信道与带宽。人工配置的成本高,且在突发干扰的情况下无法及时处理,为了解决这些问题,自动运行的射频调优技术应运而生,由网络自动检测AP之间的邻居关系、每个信道上的干扰情况、一段时间内的负载信息,在这些信息的基础上自动计算出射频参数并下发给AP。在无线干扰比较复杂,AP高密部署,对网络时延迟要求非常高的场景下,强烈建议部署可以自动进行射频调优的WLAN解决方案,如需要对WLAN调优进一步的了解,请联系蓝盟IT外包获取免费咨询。
文/上海蓝盟 IT外包专家
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