無(wú)線網(wǎng)絡(luò)智能優(yōu)化技術(shù)

近年來(lái)基于IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)系列的無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)發(fā)展速度迅猛。但隨著接入點(diǎn)AP(Access Point)數(shù)目的不斷增多，AP之間距離的不斷減小，同頻段的干擾問(wèn)題將會(huì)嚴(yán)重影響到無(wú)線局域網(wǎng)的總?cè)萘�。傳統(tǒng)蜂窩小區(qū)的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方法對(duì)于無(wú)線局域網(wǎng)已經(jīng)不再適用，這是因?yàn)闊o(wú)線局域網(wǎng)AP數(shù)目多，且結(jié)構(gòu)可能并不穩(wěn)定，即AP可能根據(jù)業(yè)務(wù)需要增加、減少甚至移動(dòng)。智能網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技術(shù)是指通過(guò)在AP之間動(dòng)態(tài)地分配頻率、功率、用戶(hù)以及業(yè)務(wù)流量使得整個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的容量最大，性能最佳。它將是未來(lái)無(wú)線局域網(wǎng)應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)之一。本文介紹了智能網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技術(shù)的內(nèi)容、發(fā)展現(xiàn)狀以及發(fā)展方向。

無(wú)線局域網(wǎng) 智能網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化 WLAN 802.11b AP(Access Point) DFC TPC

一、無(wú)線局域網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)和技術(shù)需求

WLAN是無(wú)線局域網(wǎng)的英文縮寫(xiě)，是近年來(lái)發(fā)展迅猛的無(wú)線數(shù)據(jù)通信技術(shù)。它的發(fā)展從1997年6月制訂第一個(gè)WLAN標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.11[1]開(kāi)始，到1999年8月，IEEE推出了新的高速標(biāo)準(zhǔn)802.11b[2]和802.11a進(jìn)入快速發(fā)展。IEEE802.11b在2.4GHz頻段提供最高11Mbps的速率;IEEE802.11a則在5.8GHz頻段提供54Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率。2001年11月，IEEE試驗(yàn)性地批準(zhǔn)了802.11g，用以兼容802.11b和802.11a。幾乎同時(shí)，歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)(ETSI)的寬帶無(wú)線電接入網(wǎng)絡(luò)(BRAN)小組也著手制訂Hiper(High Performance Radio)接入標(biāo)準(zhǔn)，并推出HiperLAN1和HiperLAN2。

IEEE802.11和HiperLAN家族在技術(shù)上的突破及WLAN產(chǎn)品成本的大幅下降，使得無(wú)線局域網(wǎng)在寬帶無(wú)線接入中可以大顯身手，不僅企業(yè)把WLAN作為他們有線LAN的延伸，機(jī)場(chǎng)、酒店、會(huì)議中心、咖啡廳等地也將成為WLAN應(yīng)用的重點(diǎn)。截至目前，采用802.11b和HiperLAN1的WLAN已經(jīng)覆蓋了北美和歐洲越來(lái)越多的地區(qū)。據(jù)專(zhuān)家預(yù)測(cè)，全球WLAN市場(chǎng)總銷(xiāo)售額將于2004年達(dá)到近22億美元，每年平均增幅高達(dá)25%左右，同時(shí)，WLAN應(yīng)用范圍不斷拓展，不僅擴(kuò)展了有線LAN，甚至在某些情況下取而代之。

隨著人們對(duì)于無(wú)線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求的增大，在將來(lái)，大部分熱點(diǎn)地區(qū)僅僅有一個(gè)或者兩三個(gè)WLAN接入點(diǎn)AP(Access Point)是不夠的。因此在業(yè)務(wù)繁忙的地區(qū)，需要布置一個(gè)能夠滿(mǎn)足業(yè)務(wù)帶寬需求的小型無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。這種網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)在于：網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)AP數(shù)目比較多;AP位置比較不確定，可能根據(jù)需要增加、減少或者移動(dòng)節(jié)點(diǎn)。

由于AP數(shù)目比較多，而可用的頻段相對(duì)的少(在802.11b/g標(biāo)準(zhǔn)中相互獨(dú)立無(wú)干擾的頻段只有3個(gè))，因此，部分AP之間將會(huì)存在相互干擾，這種干擾隨著AP間的距離越近對(duì)于系統(tǒng)容量的影響越大。如何在AP間分配頻率和功率資源，使得AP間的干擾最小、容量最大是必須解決的關(guān)鍵技術(shù)之一：無(wú)線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。

現(xiàn)有的2G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化主要采用小區(qū)建模計(jì)算和實(shí)地路測(cè)結(jié)合的方式進(jìn)行，但是這種方法用在WLAN上是不可行的。因?yàn)閃LAN的特點(diǎn)是：網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)多，使得建模和路測(cè)的工作量大大增加;節(jié)點(diǎn)數(shù)目和位置可能變化，導(dǎo)致上述網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的工作經(jīng)常需要重新進(jìn)行。

在這種背景的需求下，智能網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技術(shù)將成為新的研究熱點(diǎn)。智能網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技術(shù)是指通過(guò)在AP之間動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)地分配頻率、功率、用戶(hù)以及業(yè)務(wù)流量使得整個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的容量最大，性能最佳。它無(wú)疑將是未來(lái)無(wú)線局域網(wǎng)大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)。

二、無(wú)線局域網(wǎng)的自干擾情況

1. 無(wú)線局域網(wǎng)的頻率資源情況

下面我們以現(xiàn)在應(yīng)用最為廣泛的802.11b標(biāo)準(zhǔn)為例，說(shuō)明為什么在多個(gè)AP之間會(huì)存在相互干擾。

我們可以看到頻段1和頻段2～5之間都有部分頻譜重疊，頻譜重疊就意味著這兩個(gè)頻段之間相互有干擾存在。干擾的大小取決于兩個(gè)頻段重疊的多少，以及發(fā)射信號(hào)的頻譜特性�？傊�頻段序號(hào)之間的差大于等于5的頻段之間沒(méi)有干擾，小于5的頻段之間存在干擾。