射频管理

什么是射频管理 射频资源管理RRM（Radio Resource Management）能够实现自动检查周边无线信号环境、动态调整信道和发射功率等射频资源、智能均衡用户接入，从而降低射频信号干扰，调整无线信号覆盖范围，使无线网络能够快速适应无线环境变化，确保用户接入无线网络的服务质量，保持最优的射频资源状态。 WLAN技术是以射频信号（例如频率为2.4GHz或5GHz的无线电磁波）作为传输介质的，无线电磁波在空气中的传播会因为周围环境影响而导致无线信号衰减等现象，进而影响无线用户上网的服务质量。通过配置射频资源管理，可以动态调整射频资源以适应无线信号环境的变化，提高用户上网体验。 射频管理包括： 射频调优、负载均衡、频谱导航、用户CAC、信道切换业务不中断和逐包功率调整等 射频调优 WLAN网络中，AP的工作状态会受到周围环境的影响。例如，当相邻AP的工作信道存在重叠频段时，某个AP的功率过大会对相邻AP造成信号干扰。通过射频调优功能，动态调整AP的信道和功率，可以使同一AC管理的各AP的信道和功率保持相对平衡，保证AP工作在最佳状态 射频调优包括： 动态调整AP信道 动态调整AP功率 调优的方式包括： 全局射频调优：AP域内所有AP动态分配合理的信道和功率，一般用于新部署WLAN网络或WLAN网络出现大面积环境恶化的情况。 局部射频调优：对指定的AP动态分配合理的信道和功率，一般用于新增AP或AP域内出现局部信号干扰的情况。 调整信道： 为了保证每个AP能分配到最优的信道，尽可能地减少和避免相邻或相同信道的干扰 信道调整除了用在射频调优功能，还可以用在动态频率选择DFS（Dynamic Frequency Selection）功能。 某些地区的雷达系统工作在5G频段，与工作在5G频段的AP射频信号会存在干扰。通过DFS功能，当AP检测到其所在工作信道的频段有干扰时，会自动切换工作信道。 信道 对于无线局域网，为了避免信号干扰，相邻AP只能工作在非重叠信道上。例如，2.4G频段可以划分14个交叠的、错列的20MHz信道 相较于2.4G，5G频段，频率资源更为丰富，AP不仅支持20MHz带宽的信道，还支持40MHz、80MHz及更大带宽的信道 40MHz信道是将两个相邻的20MHz信道捆绑在一起形成的。其中一个是主信道，另一个是辅信道。 80MHz信道是将两个相邻的40MHz信道捆绑在一起形成的。在80MHz带宽的信道中，必须选一个20MHz的信道作为主信道，那么这个主信道所在的40MHz信道中，剩余的20MHz信道称为辅20MHz信道，而不包含这个主信道的40MHz称为辅40MHz信道。 160MHz信道是将两个相邻的80MHz信道捆绑在一起形成的。在160MHz带宽的信道中，必须选一个20MHz的信道作为主信道，那么这个主信道所在的80MHz信道中，剩余的20MHz信道称为辅20MHz信道，不包含这个主信道的40MHz信道称为辅40MHz信道。不包含这个主信道的80MHz称为辅80MHz信道。5GHz频段至多可以划分出2个160MHz信道。 80+80MHz信道是将两个不相邻的80MHz信道捆绑在一起形成的，主信道和辅信道的划分与160MHz信道类似。相较于160MHz信道方案，80+80MHz信道方案可以在5GHz频段内划分出3个以上非重叠信道，可以用于蜂窝式信道规划，更加贴近实际无线网络部署的需要。 主信道用来发送管理报文和控制报文。只有当主信道空闲时，整个信道才是空闲状态。 调整功率： 在整个无线网络运行的过程中，根据实时的无线环境情况动态地分配合理的功率 AP的发射功率决定了其射频信号的覆盖范围，AP功率越大，其覆盖范围也就越大。传统的射频功率控制方法只是静态地将发射功率设置为最大值，单纯地追求信号覆盖范围，但是功率过大可能对其他无线设备造成不必要的干扰。因此，需要选择一个能平衡覆盖范围和信号质量的最佳功率。 实际案例 一次在做长ping测试时，发现有个区域的延时很不稳定，明明已经在AP底下进行测试了，但仍然会出现延时跳跃的情况，抬头看了一眼AP位置，发现其左右5M左右各有一个AP，进行功率调优后，平均延时便降了下来。 实现原理 全局调优 在射频调优时，合法AP需要收集周围合法AP、非法AP（指的是非本AC控制下的AP）和非WiFi设备的信息上报给AC。在AC上，AC根据这些信息形成网络中的AP设备的邻居关系，并根据邻居关系、干扰以及负载信息，运行DCA（Dynamic Channel Assignment）和TPC（Transmit Power Control）算法，生成AP新的发射功率和工作信道，再下发给AP使用。在这个过程中，邻居关系、DCA算法（信道调优）和TPC算法（功率调优）是三个关键技术点。 调优过程： 使能全局调优后，AC通知各个AP开始周期性的进行邻居探测。 AP进行周期性的邻居探测并将探测结果上报AC。 AC等待所有AP都上报邻居信息后开始运行全局调优算法为AP分配信道、功率。 AC向AP下发调优结果。如果是第一次启动全局调优，AC等待一段时间后根据新收集到的邻居信息再次启动全局调优，如此连续调优多次，可以使得调优结果尽快逼近最佳并稳定下来。 邻居探测 邻居探测的目的是收集周围合法AP、非法AP和非WIFI设备的信息。探测方式包括主动和被动两种方式 其中，合法AP的信息包括： 邻居关系：主动探测AP以最大发射功率在不同信道（比如，1、6、11）轮询发送Probe Request请求，收集周围有哪些邻居。 邻居干扰：AP在不同信道上轮询收集消息，消息包括Beacon、Data、Probe Request、Probe Response消息等，干扰强度的大小取这些消息中TOP20的信号强度的平均值。 邻居负载：AP上行和下行的吞吐率。 非法AP的信息：...