WLAN抗干扰分析是什么 WLAN抗干扰分析介绍及来源 wi-fi抗干扰
2023-08-17 16:09:14 来源:
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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


【资料图】

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(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(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

WLAN干扰

二、无线干扰的检测

大型的WLAN网络一般采用瘦AP架构。对无线干扰的检测和消减既可以利用提供接入服务的AP来扫描,也可以通过专门的设备组成的网络来进行,甚至还可以配合专门的手持RF设备来进行干扰定位。后两者属于频谱分析的范围。手持RF设备的定位,一般适用于小的网络或小范围的精确定位。而大的网络,一般需要部署专门的网络来监控。这种专门的网络,其设备一般是处于Monitor状态的AP,或者是专门的Sensor。这些设备会将从空口监控到的数据发给服务器,进行分析、保存和处理。

专门的检测网络和提供接入的网络之间有两种协作方式,其一是相互独立方式,即检测网络的设备和接入网络的设备是由不同控制器管理的,二者无任何交互;另一种是集成方式,即检测网络的设备和接入网络的设备是由相同的控制器管理的,检测网络的服务器也能处理来自接入网络的AP的监控数据。集成方式的网络相比较独立方式的网络来说,具有能够统一管理、充分利用接入网络的资源、检测和定位方便等特点。

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