中国移动AP管理帧优化方式解决WLAN上下行覆盖不平衡问题应用实践

系，由于上行能力不足，终端上行反馈的ack
易成为受限环节； • AP数据速率选择优化：不要求ack同速发送速 率，避免由于终端反馈同等速率的ack导致上 行能力不足，而降低下行速率； • 需从协议层面改善终端的ack反馈机制，可采 用协商的方式设定终端的ack反馈速率。
• 降低AP源自文库射功率后，在相同物理位置终端的感
场景1：500mw室内放装验证测试情况-2
调整AP管理帧对终端感知影响分析
理论上调整AP beacon帧的发送速率，会减小AP覆盖范围，使原有可以看到信号和关联的边缘用户终端 不再可见，对整个关联和数据传输过程不会造成明显影响。调整后由于AP覆盖范围缩小，覆盖边缘用户 减少，会提升AP下用户的整体感知； 测试结果表明，调整AP beacon帧发送速率到18Mbps后，在各个功率测试点位上PC终端和手机终端的 关联成功率、上下行打流情况没有太大变化，可以认为调整AP beacon帧发送速率对终端关联和使用 WLAN网络无明显负面影响。
调整AP管理帧对WLAN网络关键KPI影响分析
理论上调整AP beacon帧的发送速率后覆盖范围缩小，覆盖边缘用户无法关联到网络中，会对WLAN网络 关键KPI有正面影响； 测试结果表明，调整AP beacon帧发送速率到18Mbps后，WLAN网络的关键KPI包括空口繁忙比、AP空 14 口发送丢包率、数据重传率都有降低，表明调整后对WLAN无线空口质量有改善。
调整AP管理帧对WLAN覆盖范围的影响分析
默认情况下AP beacon帧发送速率是1Mbps，调高AP beacon帧的发送速率可缩小WLAN覆盖范围； 上图中，PC终端在beacon帧发送速率调整到18M bps后，所有测试点位仍旧可见信号，在PC终端的临界点 为－75dbm点位，一直调整AP beacon帧发送速率到48Mbps后，终端才完全看不到信号； 手机终端在beacon帧发送速率调整后在－65dbm点位即可看到信号可见度的变化，在手机终端的临界点－ 70dbm点位，调整beacon帧发送速率到18Mbps后信号可见度下降到30％多，基本达到信号不可见目的。11
调 整 方 案
以被终端正常接收，上行以同样
速率发送AP无法接收； 调整后：调整AP Beacon帧发送 速率使远端边缘用户直接看不到
•调整后， 边缘用户 位于AP覆 盖范围外
信号，达到覆盖匹配，避免看到
信号无法正常使用。
•上行，Asso/Probe /ack AP无法接收
•覆盖匹配，避免看到信号无 法正常使用
AP管理帧优化方式解决WLAN上下行覆盖 不平衡问题应用实践
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背景和意义
解决方案简介 现网测试验证分析 推广配置建议
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背景1/3-WLAN上下行覆盖不平衡导致边缘用户感知较差
网管中心针对我省WLAN投诉进行分类分析，网络边缘用户投诉占比最高。
2013年截止到8月份，统计用户投诉中：“有信号无法使用”、“网络信号不稳定”、“网速慢页面 无法打开”的问题占总投诉量的49.2%，这些问题普遍存在于用户终端位于WLAN网络覆盖的边缘时， 网络覆盖边缘用户感知较差。 根据分析这些边缘用户感知较差问题主要是 WLAN上下行覆盖不平衡因素导致；由于距离 AP较远而导致业务不能使用，占比31%： WLAN属于上行受限网络，上行链路最大允 许损耗高于下行链路最大允许损耗7db，折 算为上行有效覆盖距离为下行有效覆盖距离 的50%，导致用户可能会出现收到WLAN信 号但无法使用的情况。
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提高已接入用户上网速度
有效减少边缘用户发送及重传报 文占用信道时间
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背景和意义
解决方案简介 现网测试验证分析 推广配置建议
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解决方案思路1/2： WLAN覆盖平衡优化方案分析
方向一：调整AP下行覆盖能力，提升下行
最低调制等级，使上下行覆盖能力匹配
方向二：提升上行能力，AP多天线及规范终端
100mw室内放装
证测试。 选择了现网应用最多的PC和手机终端
进行本次验证测试。
测试终端
PC终端 IPhone 手机终端
Android 手机终端
IPAD终端
测试对比项
（三个方面： 网络关键KPI、 网络质量、用 户感知分析）
用户感知分析：关联成功率、
关联时延；上下行打流；信号 可见度、用户投诉
典型中低层小区无线覆盖 障碍物遮 覆盖距 离过远 挡 覆盖区 外
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背景3/3-意义
降低用户投诉，提高网络性能 降低投诉(30%)
在边缘区域、弱覆盖区域减少用户看到CMCC信号的概率
可有效降低有信号无法使用，信号不稳定类用户投诉
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提高网络性能
有效提高无线空口利用率，降 低空口繁忙比
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优化管 理帧 解决不 平衡问 题
场景2：500mw室外放装验证测试情况-2
调整AP管理帧对终端感知影响分析
分析
理论上调整AP beacon帧的发送速率，会减小AP覆盖范围，使原有可以看到信号和关联的边缘用户终端不再 可见，对整个关联和数据传输过程不会造成明显影响。调整后由于AP覆盖范围缩小，覆盖边缘用户减少，会 提升AP下用户的整体感知； 测试结果表明，调整AP beacon帧发送速率到18Mpbs后，在各个功率测试点位上PC终端和手机终端的关联 成功率、上下行打流情况没有太大变化，可以认为调整AP beacon帧发送速率对终端关联和使用WLAN网络 无明显负面影响。
调整AP管理帧对WLAN覆盖范围的影响分析
默认情况下AP beacon帧发送速率是1Mbps，调高AP beacon帧的发送速率可缩小WLAN覆盖范围； 左图中，PC终端在beacon帧发送速率调整到18Mbps后，在PC终端的临界点－75dbm点位，信号可见度 下降到30％，基本达到信号不可见目的； 手机终端在beacon帧发送速率调整后在手机终端的临界点－70dbm点位，调整beacon帧发送速率到 15 18Mbps后信号可见度下降到20％左右，基本达到信号不可见目的。
知会有下降。通过测试，调整AP发射功率会降 低所有覆盖区域内终端接收的信号强度。
提升用户终端上行能力实现困难，调整AP下行覆盖能力是目前最简单易行的解决方案，其 中调整AP发送Beacon帧的速率，降低AP覆盖范围是本次研究的重点。
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解决方案思路2/2：AP管理帧优化试点方案
试点分析确认AP管理帧优化效果，输出AP管理帧优化推广建议值
场景3：100mw室内放装验证测试情况-1
终端正常使用WLAN网络的覆盖临界点分析
WLAN覆盖的边缘用户往往能看到信号，但是无法正常关联和上网，验证时先找到终端用户能够正常使用 的临界点，后验证调整AP Beacon帧发送速率能否达到使临界点用户无法看到信号目的； PC终端在－75dbm点位，关联成功率30％以下，上下行打流速率很低，可以认为－75dbm点位就是PC终 端不能正常使用的临界点； 两款手机终端在－70dbm点位，关联成功率低于30％、打流速率很低，该点位可认为是手机终端不能正 常使用的临界点。
WLAN覆盖的边缘用户往往能看到信号，但是无法正常关联和上网，验证时先找到终端用户能够正常使用的 临界点，后验证调整AP Beacon帧发送速率能否达到使临界点用户无法看到信号目的； PC终端在－75dbm点位，关联成功率30％左右，上下行打流失败，可以认为－75dbm点位就是PC终端不能 正常使用的临界点； 两款手机终端在－70dbm点位，关联失败、打流失败，该点位就是手机终端不能正常使用的临界点。
由于AP与终端OTA性能差异较大，用户终端
的发送功率及接收灵敏度等均比AP要差， 造成上下行链路不平衡的问题，即AP下行 覆盖的范围远大于终端上行覆盖的范围。
解决了WLAN AP覆盖上下行不匹配的问题，就可以解决很大一部分的用户投诉问题。
背景2/3-弱覆盖场景
非目标覆盖区域和衰减严重区域成为投诉多发区域
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背景和意义
解决方案简介 现网测试验证分析 推广配置建议
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一、以分热点场景为试点进行现网验证测试，确定AP管理帧优 化推广建议值
选择典型覆盖场景、典型用户终端，进行关键指标、网络质量、用户感知对 比分析测试
测试场景
500mw 室内放装 500mw室外放装 选择了河南移动现网部署最多的三种覆 盖场景进行本次AP管理帧优化现网验
采用测试终端热点测试，每次测试次数 50－100次，结果取平均值。
网络关键KPI分析：空口繁
忙比、空口丢包率、空口数据 重传率等 地址请求成功率、关联拥塞率、 峰值流量
网络质量分析：关联成功率、
分别取一热点调整前后一周的数据进行 对比分析。 10
场景1：500mw室内放装验证测试情况-1
终端正常使用WLAN网络的覆盖临界点分析
速率后，对用户感知的影响，对整网KPI及网络质量的影响。
调整前：终端处于AP覆盖边缘， 不可正常关联到AP，由于上下行 覆盖不平衡，AP下行的数据帧可
•下行，Beacon /1Mbps 终 端、数据帧以高速率（如 24Mbps）发送，可正常接收
•提升Beacon /11Mbps 远端 终端也无法感知
调整AP管理帧对WLAN覆盖范围的影响分析
默认情况下AP beacon帧发送速率是1Mbps，调高AP beacon帧的发送速率可缩小WLAN覆盖范围； 左图中，PC终端在beacon帧发送速率调整后，从－75点位开始可见度有变化，在PC终端的临界点－ 80dbm点位，调整AP beacon帧发送速率到18Mbps，终端可见度下降到50％以下； 手机终端在beacon帧发送速率调整后在－75dbm点位可看到信号可见度的变化，在手机终端的临界点－ 75dbm点位，调整beacon帧发送速率到18Mbps后信号可见度明显下降到50％多，基本达到信号不可见目 的。 13
由于AP和用户wifi终端发射功率、接收灵敏度不对称，且802.11无线信号穿透能力弱导致
用户在规划覆盖目标区域外或阻碍物严重区域可看到WLAN信号，但信号不稳定无法接入、
或可接入但使用困难。
覆盖距离过远 无线信号沿直线传播，在传输过程 中信号存在衰减。同时,不同的天线 设计及STA性能差异, wlan组网的有 效覆盖范围不同。 有障碍物遮挡 无线WLAN组网穿墙能力都弱，一 堵混凝墙就可以屏蔽掉大部分的信 号。 不在设计的覆盖区中 STA处于设计覆盖区域边界之外。
以热点单位为试点：测试验证调整AP发送Beacon帧的速率 后，能否达到使WLAN网络覆盖边缘用户在无法正常使用时 直接看不到信号的目的； 对AP管理帧优化解决
WLAN上下行覆盖不平衡
在各覆盖场景下进行效果分 析，并最终确定AP管理帧 优化推广建议值。
以地市级为试点：测试验证和分析调整AP发送Beacon帧的
调整AP管理帧对WLAN网络关键KPI影响分析
理论上调整AP beacon帧的发送速率后覆盖范围缩小，覆盖边缘用户无法关联到网络中，会对WLAN网 络关键KPI有正面影响；通过测试结果表明，调整AP beacon帧发送速率到18Mbps后，WLAN网络的关 键KPI包括空口繁忙比、AP空口发送丢包率、数据重传率都有降低，表明调整后对WLAN无线空口质量有 12 12 改善。
空口能力
AP下行管理帧限调，避免管理帧过覆盖 • 提升AP发送Beacon管理帧的传输速率，降低 AP覆盖范围，达到接入时上下行覆盖平衡，从 而避免用户看到AP信号而无法接入的问题； 降低AP发射功率，达到与终端上行功率平衡
增强上行Ack控制帧反馈的鲁棒性 • WLAN 数据传输速率和ack速率有严格对应关
场景2：500mw室外放装验证测试情况-1
终端正常使用WLAN网络的覆盖临界点分析
内容 WLAN覆盖的边缘用户往往能看到信号，但是无法正常关联和上网，验证时先找到终端用户能够正常使用的 临界点，后验证调整AP Beacon帧发送速率能否达到使临界点用户无法看到信号目的； PC终端在－80dbm点位，关联成功率50％左右，但上下行打流失败，可以认为－80dbm点位就是PC终端 不能正常使用的临界点； 两款手机终端在－75dbm点位，关联成功率虽然在60％多，但打流失败，该点位可认为是手机终端不能正 常使用的临界点。