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WLAN抗干扰分析
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一个没有经过仔细设计、部署和维护的WLAN网络，其整体性能将会大打折扣，因此发现和解决干扰一直是伴随WLAN发展的任务之一。
WLAN抗干扰分析
今天，WLAN已经不再仅仅是最初的一种简便的网络接入方式，企业的许多重要应用，诸如语音、视频、定位等服务都逐渐部署到无线网络上。即便是普通的网络访问，用户也是希望带宽越高越好。随着应用的增加，无线干扰问题对网络服务的质量影响日显突出
一、 无线干扰的分类和来源
无线干扰按照类型可划分为WLAN干扰和非WLAN干扰。WLAN干扰是指干扰源发送的RF信号也符合802.11标准，除此之外都是非WLAN干扰。对WLAN干扰，可进一步按照频率范围分为同频干扰和邻频干扰。按照来源划分，可分为WLAN网络自身的互干扰和网络外的干扰
1. WLAN网络自身的同频干扰
同频干扰是指两个工作在相同频率上的WLAN设备之间的相互干扰。WLAN工作ISM（Industry, Science and Medicine）频段，包括2.4G和5G两个频段。对某些国家或地区来说，仅有2.4G频段可用。在2.4G频段上，互不干扰的频段十分有限，通常只有1、6、11信道（如图1所示）。
因此，对一个大的WLAN网络来说，尤其是高密度部署的网络，同一信道常常需要被不同AP使用。而这些AP之间存在着重复区域时，就存在互相干扰问题。图2是一幅学生公寓的AP部署信道排列图，由于墙壁隔离度差，不仅同一层楼的同信道AP之间可见，上下楼层之间的同信道AP也存在互相干扰的情况。
同频AP之间如果可见，以802.11为基础的WLAN，空口是所有设备的公共传输媒介，两个AP之间将根据CSMA/CA原则，进行互相退避，这势必会大大降低性能，两个AP的总性能将不会超过一个信道的性能。
如果同频AP之间不可见但覆盖区域有交集，则对处于交集区域的Client而言可能会形成隐藏节点或暴露节点问题（如图3所示）。
隐藏节点和暴露节点会产生两个方面的问题，其一是报文发送时需要退避或不断重传；其二是由于报文重传时会降低报文发送的物理速率，导致同一AP的影响范围扩大，也使得报文发送占用更多的空口时长，冲突几率加大，引起更多的重传。
2.邻频干扰
根据802.11标准，RF信号发送时其频谱宽度有一定的要求。以2.4G为例，信号的频谱掩码如图4所示：
其发射频宽为22MHz，在距离中心频率11MHz之外时，要求衰减超过30dB。对任何WLAN发射机来说，在发射频宽之外，信号也不可能马上降低为0，而是逐渐衰减。如果两个中心频率不同的WLAN设备之间的发射频宽有重叠的部分，就会产生相互影响，形成了邻频干扰。即使对不重叠的相邻信道（如2.4G的1、6 信道，11a的161、162信道），如果两个设备之间距离过近且发送功率比较大，也会产生影响。
对一个WLAN网络来说，邻频干扰包括自身的邻频干扰和来自邻居网络的邻频干扰。WLAN网络应首先避免自身的邻频干扰，所有设备建议部署在不重叠的信道上，并且设备之间避免过近。对5G来说，相邻设备最好部署为不相邻的信道，完全避免相邻信道之间可能产生的干扰。
3.来自WLAN网络外部的干扰
来自WLAN网络外部的干扰也分为WLAN干扰和非WLAN干扰。WLAN干扰主要包括Rogue设备、邻居WLAN网络、Ad hoc网络等。WLAN工作在ISM频段，除了WLAN设备外，还有许多非WLAN设备也工作在该频段，如微波炉、无绳电话、蓝牙设备、无线摄像机、户外微波链路、无线游戏控制器、Zigbee、WiMax等等。非WLAN干扰源会干扰WLAN信号，导致WLAN信号无法被正确接收。还有一些非ISM频段上的设备会在ISM频段上产生射频信号泄露，当临近距离很近的情况下，会对WLAN设备形成干扰。如3G基站，当和WLAN共存于一个机架，或者共用室内馈路系统时。
总的来说，一个WLAN网络，影响它的干扰源可以从以下几个方面来考虑：
网络自身的干扰
自身的同频干扰
自身的邻频干扰
来自外部的干扰
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）。
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；
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的信号强度、历史发送信息等，动态计算当前报文合适的发送速率。当发送失败时，可以根据不同环境采用不同的速率调整算法。例如，高密度部署环境下，当采用高速率导致报文发送失败时，不会采用非常低的速率来重发报文。这是由于高密度环境下，报文发送失败一般是由报文冲突引起的，采用非常低的发送报文时，只会导致发送报文的空口时长变长，影响的范围更大，从而导致更大可能的冲突，引起其他AP也进一步降低发送速率，使得整个网络处于低性能状态。而只采用高速率重传，即使多次发送不成功，也可以利用上层的重传机制，最终不影响上层应用的可用性。
逐包功率控制和RRM动态调整AP功率的目的一样，在于减少同频AP之间的干扰。H3C AP在发送每个报文时，都会根据Client的RF状态调整当前报文的发送功率。逐包功率控制能够最大程度减小信号发送影响的范围，还能同时保证AP的覆盖范围。
智能负载均衡技术不同于简单的负载均衡技术，无线控制器会根据Client的位置进行判断，只有处于两个AP重叠区域的Client才启动均衡，让其Client接入到负载轻的AP上。智能负载均衡能够减轻单个AP的负荷，从而降低这个AP下各个Client的冲突比例。
因用户所使用网卡的差异（或者所处位置等其他差异），同一AP下各用户的表现往往也有差异，常会出现个别用户的速率非常低的情况。如果某AP下存在一个高速率用户，一个低速率用户，则由于两个人抢到的空口机会差不多相等，导致高速率每次快速发完自己的数据后都要等待低速用户慢腾腾地发完它的数据。所以高速率用户的性能受到了低速率用户的很大制约。因此通过抑制低速率用户占用的空口时间，降低其对空口的影响，从而提高整个网络的吞吐性能。
五、结束语
随着WLAN网络的发展，其应用也越来越广泛和重要。WLAN干扰的检测和定位已经能够集中监控和管理，RF管理不再是只有专业人士才能解决的范畴，一般的网络管理人员也能轻松完成。未来随着WLAN传输制式的发展和其他硬件技术的完善，WLAN干扰将会有更多的克服方法，用户也会获得更完美的 WLAN体验。
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