WLAN干扰分析及抗干扰技术方案(抗干扰)课件

1、,WLAN干扰分析及抗干扰技术方案,研究院,目录,抗干扰技术方案,WLAN干扰类型,WLAN系统干扰技术原理分析,WLAN系统特点概述,WLAN更早采用了较先进的OFDM调制方式来提升频谱利用率，但基于局域网方式的非电信蜂窝网络设计，具有许多不足： 非专用频率频段：多WLAN设备，其他通信设备共存，频率资源无保障 CSMA竞争接入信道资源，效率低：时分工作的方式使得同一时刻只能保证一个用户进行有效传输，多用户同时接入管理帧与数据帧同时传输，效率低 无信道类型划分：控制帧与数据帧混传，控制帧开销较大 无线资源管理能力弱：有中心接入点AP，但无统一无线资源分配节点，无固定上下行信道划分，造成不同于

2、蜂窝网中的上下行竞争导致干扰更为严重,WLAN 与蜂窝网对比,WLAN传输机制,34 us，用来检测信道状态,随机退避，可根据链路情况调整，避免设备同时竞争产生冲突,单个用户数据包传输过程,AP与终端是平等的，对于AP、终端都遵循此过程,多用户传输机制示意,载波监听CSMA：发送前监听载波，判断信道是否可用，在DIFS时长内，检测信道空闲，判断此时信道可用,冲突避免CA：在发送数据前，需要根据竞争窗设置随机退避等待一段时间；重传时，竞争窗设置拉大,WLAN干扰来源于冲突与退避，干扰又加剧了冲突与退避：多个设备同时传输造成空口碰撞时，接收端无法正常解析报文，发送端重传退避使得空闲等待时长拉长，降

3、低信道占用率,载波监听：干扰评估过程,CCA (clear channel assessment) ：WLAN设备在发送数据之前，通过信号能量检测与特征检测相结合判断信道是否被占用，根据标准规定 如侦测到为WLAN信号，判决门限：-82dBm 如未检测出WLAN信号，判决门限：-62dBm,隐藏节点：多见于终端与终端间 对于STA1，如在SH区域内存在同频设备STA2，由于STA1、STA2互相无法侦听到发出的信号，误以为信道空闲 两终端同时发送，引起冲突，即对AP产生干扰,暴露节点：多见于AP与AP之间 对于AP1、AP2 ，如在SE区域存在可互相感知AP设备，AP1正在传输，AP2将误以为

4、信道不可用 而此时实际情况，AP2与STA2可以互相通信,SH区域,载波监听带来的 干扰问题,WLAN干扰检测作为载波监听的基本机制，实际就是通过底层持续地监听空口信号判定否占用信道，而此过程本身的不准确即会造成干扰,SE区域,随机退避机制：避免干扰,为避免多个节点在发现信道空闲后，同时发送数据而造成冲突，802.11采用了二进制随机退避算法来实现退避，回退值与CW设置相关 CW（竞争窗口）时间会在0，CW-1之间选择一个随机数，并乘以Slottime（9us） 回退算法：CW为CWmax与CWmin的采用二进制回退算法CWmax = CWmin *2(n-1) 取值：CWmax最大不超过10

5、24，CWmin最小值为32,随机退避为缓解干扰，也带来了干扰的开销,多节点业务并发时，随机退避效率较低，造成干扰严重，系统吞吐量下降,用户数增多，随机退避到同一时刻竞争的概率增大，造成冲突概率变高 CW取值而会随着碰撞而指数倍放大，退避增多造成多用户或多AP共存时网络整体吞吐量的下降 单AP 20用户吞吐量较10用户下降30%！,目录,抗干扰技术方案,WLAN干扰类型分类,WLAN系统干扰技术原理分析,WLAN干扰类型分类,系统内干扰,系统外干扰,同频干扰：1、6、11同频点工作WLAN设备,邻频干扰：交叉频点配置WLAN设备,蜂窝网干扰：主要为TD-S/LTE E频段干扰,其他设备干扰:微

6、波炉、无绳电话、蓝牙等,干扰不仅导致原AP吞吐量下降明显，总吞吐量也呈下降趋势，说明整体信道利用率降低,影响与同频干扰类似，共享信道容量，但由于CCA判决机制，干扰程度更高,蓝牙系统性能下降约20%，微波炉下降50%以上 施工时注意，AP天线位置远离以上各类干扰源,WLAN与现有GSM网络、TD网络，以及未来LTE网络共址或者合路，产生杂散干扰，其中尤以2.3GHz频段LTE对WLAN的干扰尤为严重,E频段已合路的 其它系统基站,WLAN AP,插损约610dB,Po=27dBm,1,2,3,端口间隔离度80dB以上即可,主要干扰,目录,抗干扰技术方案,WLAN干扰类型分类,WLAN系统干扰技

7、术原理分析,WLAN抗干扰方案,WLAN抗干扰方案,隐藏终端,多设备竞争导致传输效率低,暴露终端,WLAN干扰问题,微波炉、无绳电话、蓝牙干扰,CCA检测门限优化,动态功率控制,动态信道调整,DIFS/竞争窗优化,RTS-CTS机制,现有常规优化手段,由于WLAN技术特点决定，WLAN系统的抗干扰性能较弱，除传统工程优化手段以外，可从检测及退避角度进行优化,避免被其他WLAN设备干扰：AP侧扫描各信道占用率、信号场强等情况，并考虑整网的信道分布，选择工作在质量好的信道 AP切换工作信道后，会造成正在工作的用户断线,动态信道调整,WLAN常规抗干扰技术,TPC产品支持现状： 目前产品通过协议静态

8、方式可设置当前AP下的STA对大最大发射功率 通过action字段实现的方式目前并不支持,动态功率控制,隐藏终端避免：RTS-CTS机制,RTS/CTS机制：在发送数据报文之前，使用RTS/CTS交互，进行信道的预约，以短包的形式对其他节点说明了信道的占用时，避免碰撞 功能开启需求：要求AP、终端均支持 参数设置：触发RTS开启包长门限，目前默认值为2347bytes，参照此设置，大多数包传输时将不会开启RTS-CTS机制，造成无法避免隐藏终端问题,RTS-CTS机制示意,RTS-CTS可缓解隐藏终端干扰及大数据传输的碰撞影响，多用户、大包传输时开启，现网初测可提升15-24%（终端数不同）

9、在用户间干扰较少的环境，采用RTS-CTS保护会增加了信令开销，系统性能略有降低 在多用户或多同频AP场景下，由于碰撞概率比较大，采用RTS保护能够有效的减小碰撞几率,引入握手机制，避免干扰,AP与终端虽均支持RTS-CTS功能，但参数设置不合理，导致无实际效果 AP侧建仪配置RTS-CTS门限参数为1500 下阶段将推动终端侧RTS-CTS门限优化,避免暴露终端影响：动态CCA调整,调整CCA门限：在干扰环境下，通过AP根据对无线环境的检测，可适当调高CCA门限 即使同信道上有其他AP或终端在发送信号，AP仍然发送数据，只要此信号可达到解调的SNR要求，就可完成正常通信，以降低暴露终端影响时

10、，避免碰撞 功能开启需求：要求AP/AC软件功能开发、升级,初始AP持续向STA传输数据，信号强度良好 采用干扰信号源（AP观测-75dBm）制造持续的噪声，在开始的几秒钟内，由于CCA起作用，性能明显下降 但几秒钟后，干扰消除机制生效，吞吐率恢复,动态检测门限调整，优化检测性能,动态CCA调整效果模拟,下阶段将开展动态CCA门限调整的产品开发及试验测试,监听到AP2,退避优化：竞争管理和竞争压制,通过调整帧间隔时间DIFS、SIFS、CWmin、CWmax、Ack等待时间等，避免同频干扰 802.11e的WMM功能就采用了此种思想，即通过AIFS、CWmin、CWmax等参数的调整，达到增加信道竞争能力 在AP上配置Client的QoS参数，在Beacon中通过字段来通告当前WLAN的QoS参数 功能开启需求：要求AP/AC、终端均支持,STA在收到Beacon帧中通告的QoS参数，终端根据此值更新相应参数 理论上说AIFS、CWmin、CWmax越小，对信道的竞争能力越强 注：调整过小可能加重竞争退避,AIFS值=2时，ping包效果最优,CWmin/CWmax值越小， P