本篇部分內(nèi)容來(lái)源自世界無(wú)線局域網(wǎng)應(yīng)用發(fā)展聯(lián)盟(WAA)同名白皮書(shū)原文。

1. WLAN的紅綠燈技術(shù)
之前,我們解讀過(guò)WAA在其夏季論壇上發(fā)布的《企業(yè)典型場(chǎng)景高品質(zhì)WLAN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)白皮書(shū)》,白皮書(shū)介紹了非常多構(gòu)建高品質(zhì)WLAN的技術(shù)。我們準(zhǔn)備通過(guò)幾期的內(nèi)容,展開(kāi)談?wù)勥@個(gè)話題。今天,咱們先聊聊其中的RRM(編者注:RRM是射頻資源管理的英文Radio Resource Management首字母縮寫(xiě))。
廣義上說(shuō),RRM是對(duì)移動(dòng)通信系統(tǒng)的空中接口資源的規(guī)劃和調(diào)度,保證信號(hào)空中傳輸?shù)腝oS、增強(qiáng)系統(tǒng)的覆蓋,提高系統(tǒng)的容量。為了方便大家的理解,我們可以打個(gè)比方:RRM好比交通管理系統(tǒng)。想象一個(gè)擁有多個(gè)車(chē)道的復(fù)雜高速公路系統(tǒng),道路上有許多車(chē)輛在繁忙行駛,高速路口上有不同的交通信號(hào)燈。高速公路的目標(biāo)是確保交通暢通、減少擁堵,并且讓車(chē)輛盡快到達(dá)目的地。道路就是無(wú)線信道,每個(gè)車(chē)道代表一個(gè)信道,車(chē)輛代表無(wú)線設(shè)備(例如手機(jī)、筆記本電腦等)。交叉口上的交通信號(hào)燈系統(tǒng)就是RRM系統(tǒng),用于調(diào)控車(chē)輛的行駛。所以,RRM關(guān)心的一定是多個(gè)用戶,多個(gè)熱點(diǎn)區(qū)域的射頻資源,而不是簡(jiǎn)單的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)信道容量問(wèn)題(某一輛車(chē)速度最快)。所以這里面講究的是一種平衡、協(xié)調(diào)和博弈。
這個(gè)技術(shù)可以用在5G通信中,也可以用在WLAN通信中。今天聊的就是WLAN中的狹義的RRM。
在無(wú)線局域網(wǎng)中,RRM通過(guò)系統(tǒng)化的實(shí)時(shí)智能射頻管理使無(wú)線網(wǎng)絡(luò)能夠快速適應(yīng)無(wú)線環(huán)境變化,保持最優(yōu)的射頻資源狀態(tài)。那么,具體來(lái)說(shuō),射頻資源管理到底管理什么呢?拆解來(lái)看,主要是管理這三部分:信道調(diào)整、功率調(diào)整和頻寬調(diào)整。
2. 信道調(diào)整
對(duì)于無(wú)線局域網(wǎng),信道是非常稀缺的資源。無(wú)線設(shè)備必須通過(guò)特定的無(wú)線信道進(jìn)行通信。如果拿前面的交通管理來(lái)說(shuō),信道管理就是交通信號(hào)燈系統(tǒng),通過(guò)攝像頭等設(shè)備監(jiān)測(cè)道路上的交通情況,實(shí)時(shí)檢測(cè)每個(gè)高速車(chē)道的利用率、是否存在車(chē)輛搶道干擾等狀況,或者交通事故等,然后根據(jù)情況調(diào)整車(chē)輛(設(shè)備)使用的車(chē)道,確保整個(gè)高速道路合理利用,避免擁堵和干擾。WLAN場(chǎng)景下,信道調(diào)整包括:信道選擇/分配和信道切換。
信道選擇/分配,是指的AC(編者注:接入控制器的英文Access Controller首字母縮寫(xiě),負(fù)責(zé)集中管理、配置和控制多個(gè)AP(是無(wú)線接入點(diǎn)的英文Access Point首字母縮寫(xiě))的行為。)對(duì)信道進(jìn)行實(shí)時(shí)掃描檢測(cè),根據(jù)實(shí)時(shí)的信道利用率、干擾、誤碼率、重傳和雷達(dá)信號(hào)檢測(cè)情況,選擇最佳的信道,以提供最優(yōu)的信號(hào)質(zhì)量和數(shù)據(jù)傳輸速率。如果一個(gè)AC接了多個(gè)AP,還需要確保不同的接入點(diǎn)之間分配了不同的信道,避免信道重疊和干擾,提高整體網(wǎng)絡(luò)性能。
信道切換,就是AC監(jiān)測(cè)設(shè)備之間的信號(hào)強(qiáng)度和信道負(fù)載,并根據(jù)需要自動(dòng)切換到更優(yōu)的信道。這有助于避免干擾和頻譜擁塞,提供更穩(wěn)定和可靠的連接。切換發(fā)生前,AC檢測(cè)當(dāng)前工作信道,如果信道質(zhì)量變差達(dá)到任意一個(gè)調(diào)整門(mén)限,則AC通過(guò)計(jì)算信道質(zhì)量,挑選出質(zhì)量最優(yōu)的信道作為備選信道。調(diào)整門(mén)限包括CRC錯(cuò)誤門(mén)限、信道干擾門(mén)限、信道使用率門(mén)限和重傳門(mén)限。AC比較當(dāng)前信道和備選信道的質(zhì)量,只有在兩信道的質(zhì)量差超過(guò)容限系數(shù)時(shí),AC才會(huì)發(fā)起信道切換,AP才會(huì)應(yīng)用備選信道。
3. 功率調(diào)整
功率調(diào)整就像是車(chē)輛的速度控制。信號(hào)燈系統(tǒng)根據(jù)車(chē)輛之間的距離和車(chē)輛的行駛狀況,自動(dòng)調(diào)整車(chē)輛的速度(發(fā)射功率),以減少車(chē)輛之間的干擾。這有助于提高整個(gè)高速路段的容量和穩(wěn)定性。
由此可知,功率調(diào)整絕對(duì)不意味著一味加大發(fā)射功率,單純追求信號(hào)覆蓋范圍。傳統(tǒng)功率控制方法單純追求信號(hào)的最大覆蓋范圍,將射頻的發(fā)射功率設(shè)置為最大值,雖然保證了信號(hào)的覆蓋范圍,但是會(huì)對(duì)其它無(wú)線設(shè)備造成不必要的干擾;并且容易導(dǎo)致終端無(wú)法進(jìn)行漫游,導(dǎo)致終端粘滯,降低無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的體驗(yàn)。所以功率調(diào)整的精髓是要能兼顧無(wú)線信號(hào)的覆蓋范圍同時(shí)又能滿足使用需求的最佳功率。達(dá)到一個(gè)整體性能最佳的相對(duì)均衡。
當(dāng)然,這個(gè)過(guò)程也是實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)整的。在保證射頻信號(hào)覆蓋的前提下,根據(jù)設(shè)備之間的距離和信號(hào)質(zhì)量,自動(dòng)調(diào)整設(shè)備的發(fā)射功率,減少AP之間信號(hào)干擾和電磁污染,兼顧終端的漫游體驗(yàn),節(jié)省能源,自適應(yīng)控制功率。
4. 頻寬調(diào)整
為了追求最大速率和吞吐,一般會(huì)將射頻的頻寬設(shè)置為最大頻寬,雖然能夠提高AP和終端的協(xié)商速率,理論上提升AP和終端的吞吐量,但是受可用信道數(shù)量的限制,相鄰AP使用相同的
信道會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重干擾,降低系統(tǒng)的整體容量,無(wú)法滿足用戶對(duì)高吞吐的需求。因此,在選擇頻寬時(shí),需要同時(shí)考慮AP的部署密度、網(wǎng)絡(luò)負(fù)載情況、終端的數(shù)量/連接數(shù)和流量、還有干擾的情況,在保障無(wú)線服務(wù)的質(zhì)量的前提下,動(dòng)態(tài)調(diào)整無(wú)線信號(hào)的頻寬。在高負(fù)載的情況下,分配更多的頻寬,以提供更高的數(shù)據(jù)傳輸速度,提升整網(wǎng)吞吐量。當(dāng)然,同時(shí)還需要兼顧頻寬均衡,確保不同的接入點(diǎn)之間分配了適當(dāng)?shù)念l寬,避免頻寬過(guò)大造成浪費(fèi)或過(guò)小導(dǎo)致性能不足。
以上,我們是按照RRM管理的資源特點(diǎn)來(lái)談的,下面,我們按照RRM管理數(shù)據(jù)來(lái)源和分析計(jì)算的載體來(lái)看,RRM技術(shù)又分為本地RRM和云RRM兩大類(lèi)。
5. 本地RRM本地RRM 技術(shù)利用無(wú)線設(shè)備存儲(chǔ)的本地?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算。這意味著RRM功能是在無(wú)線接入點(diǎn)(AP)或無(wú)線控制器(AC)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上實(shí)現(xiàn)的,這些設(shè)備負(fù)責(zé)管理和控制與其直接相連的無(wú)線設(shè)備。本地RRM主要依賴于設(shè)備本身存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)和計(jì)算資源,進(jìn)行對(duì)射頻資源進(jìn)行管理和優(yōu)化。
具體流程是:首先,AP實(shí)時(shí)收集采集射頻環(huán)境信息;然后,AC對(duì)AP收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、評(píng)估;接著,根據(jù)分析結(jié)果,AC統(tǒng)籌決策,分配射頻使用的信道和發(fā)射功率;最后,AP執(zhí)行決策,依據(jù)調(diào)整策略進(jìn)行射頻資源調(diào)優(yōu)。
本地RRM的特點(diǎn):
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實(shí)時(shí)性:由于數(shù)據(jù)來(lái)源是來(lái)自于接入點(diǎn)或控制器附近的設(shè)備,本地RRM能夠?qū)崟r(shí)響應(yīng)和調(diào)整無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的參數(shù),以適應(yīng)不斷變化的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。
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數(shù)據(jù)有限:本地RRM只能使用所連接設(shè)備提供的有限數(shù)據(jù),因此其分析和決策能力受限,通常只能做簡(jiǎn)單的配置和調(diào)整。
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局部性:本地RRM僅考慮其直接連接的設(shè)備和環(huán)境,無(wú)法全局考慮整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)和需求。
6. 云RRM
云RRM 技術(shù)利用云平臺(tái)豐富的數(shù)據(jù),借助大數(shù)據(jù)分析能夠進(jìn)行多維度的計(jì)算。
云RRM可以在縱向和橫向兩個(gè)維度進(jìn)行調(diào)整。
縱向上,云RRM有足夠的存儲(chǔ)空間,可以收集和分析歷史網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計(jì)信息,根據(jù)AP統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、鄰居信息、終端統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和時(shí)間維度進(jìn)行四維RRM分析和預(yù)測(cè),能夠適應(yīng)不同的場(chǎng)景,調(diào)整方案更精確;根據(jù)流量模型準(zhǔn)確區(qū)分網(wǎng)絡(luò)閑時(shí)和忙時(shí),提前局部?jī)?yōu)化AP的信道,調(diào)整結(jié)果更符合網(wǎng)絡(luò)實(shí)際狀況和業(yè)務(wù)需要;在凌晨對(duì)射頻參數(shù)進(jìn)行變更,減少對(duì)終端的影響,提升用戶體驗(yàn)。根據(jù)長(zhǎng)時(shí)間的歷史數(shù)據(jù),在存在明顯潮汐式人流的開(kāi)放場(chǎng)所中,AP部署密集;高峰期,人流量、終端數(shù)量、業(yè)務(wù)流量明顯增大,AP間干擾嚴(yán)重,無(wú)線網(wǎng)絡(luò)無(wú)法正常使用,此時(shí)可降低頻寬使AP可用信道組合變多,AP間干擾控制在允許范圍內(nèi),提升用戶體驗(yàn);高峰期過(guò)后,人流量和終端數(shù)量快速減少,業(yè)務(wù)流量明顯減小,此時(shí)增大頻寬,并配合進(jìn)行信道調(diào)整,提升終端速率,提升用戶體驗(yàn)。
橫向上,云RRM可以利用來(lái)自更為廣泛的數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析,對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的性能、擁塞情況、用戶需求等進(jìn)行多維度的評(píng)估和優(yōu)化。比如一整個(gè)園區(qū)的WLAN無(wú)線覆蓋,云RRM考慮整個(gè)園區(qū)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)和需求,可以在全局范圍內(nèi)協(xié)調(diào)和優(yōu)化無(wú)線資源,提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。
綜上所述,云RRM的管理能力是遠(yuǎn)大于本地RRM的,所以當(dāng)本地RRM和云RRM同時(shí)開(kāi)啟時(shí),由云RRM負(fù)責(zé)統(tǒng)一調(diào)度和調(diào)整,提供更優(yōu)質(zhì)的無(wú)線服務(wù)。
好了,今天的RRM我們就先聊到這兒,下次我們?cè)僬勔幌耊LAN中的覆蓋優(yōu)化技術(shù)。
希望直接看《企業(yè)典型場(chǎng)景高品質(zhì)WLAN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)白皮書(shū)》原文的,請(qǐng)掃下面的二維碼獲取下載鏈接。

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原文標(biāo)題:無(wú)線局域網(wǎng)竟然也需要紅綠燈管理!?
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