WLAN干扰分析及抗干扰技术方案(抗干扰)..
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• 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
载 波 监 听 带 来 的 干 扰 问 题
•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将误以为信道不 可用 • 而此时实际情况，AP2与STA2可以互相通信
WLAN常规抗干扰技术
动态功率控制
PLCP Header
data Frame
SIFS 16us
ACK Time
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
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
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
WLAN干扰问题
隐藏终端 暴露终端 多设备竞争导致传输效率低
WLAN抗干扰方案
现有常规优化手段
动态功率控制
动态信道调整
RTS-CTS机制 微波炉、无绳电话、蓝牙干扰 CCA检测门限优化
DIFS/竞争窗优化
WLAN传输机制
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，降低信道占用率
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 DIFS
34 us，用来检测 信道状态
Contention Window
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，造成不同于蜂窝网中的上下行竞争导致干扰更为严重
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
吞吐量（Mbps）
11g AP吞吐量下降示意图 25 20 15 10 5 0 0 10 20 30 用户数 40 50 60
• 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
45 40 35 30 25 20 15 10 5 0
1
41.7
吞吐量(Mbps)
22.3
18.3
18.4
18.2
21.1
2
3 4 AP2信道号
5
6
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
蜂窝网干扰：主要为TD-S/LTE E频段干扰
其他设备干扰:微波炉、无绳电话、蓝牙等
WLAN： 11 a/g/n
Unlicense OFDM CSMA
中心接入点
BTS
Node B
eNode B
AP
WLAN 更早采用了较先进的BSC 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 资源分配控制节点 RNC eNode B 无 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
E频段已合路的 其它系统基站 插损约6～10dB Po=27dBm WLAN AP
1 3 2
端口间隔离度 80dB以上即可
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
目录
WLAN系统干扰技术原理分析
WLAN干扰类型分类
抗干扰技术方案
WLAN抗干扰方案
SH区域
STA1
AP
STA2
STA1
AP1
SE区域
AP2
STA2
• 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
随机退避机制：避免干扰
随机退避为缓解干扰，也带来了干扰的开销
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1024，CWmin最小值为32
WLAN干扰分析及抗干扰技术方案
研究院
目录
WLAN系统干扰技术原理分析
WLAN干扰类型
抗干扰技术方案
WLAN系统特点概述
WLAN Baidu Nhomakorabea蜂窝网对比
GSM
频率占用方式 调制方式 多址方式 License 8PSK TDMA
TDSCDMA
License 16QAM CDMA
LTE
License OFDM OFDMA
干扰源 干扰源在AP附近吞吐率 （Mbps） 无干扰 4dBm蓝牙 信号 微波炉 86 87 有干扰 68 40 干扰源在终端附近 吞吐率 （Mbps） 无干扰 50 90 有干扰 40 25
系 统 外 干 扰
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
单AP 20用户吞吐量较10用户下降 30%！
目录
WLAN系统干扰技术原理分析
WLAN干扰类型分类
抗干扰技术方案
WLAN干扰类型分类
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
两AP吞吐量之和
系 统 内 干 扰
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
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
载 波 监 听 带 来 的 干 扰 问 题
•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将误以为信道不 可用 • 而此时实际情况，AP2与STA2可以互相通信
WLAN常规抗干扰技术
动态功率控制
PLCP Header
data Frame
SIFS 16us
ACK Time
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
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
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
WLAN干扰问题
隐藏终端 暴露终端 多设备竞争导致传输效率低
WLAN抗干扰方案
现有常规优化手段
动态功率控制
动态信道调整
RTS-CTS机制 微波炉、无绳电话、蓝牙干扰 CCA检测门限优化
DIFS/竞争窗优化
WLAN传输机制
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，降低信道占用率
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 DIFS
34 us，用来检测 信道状态
Contention Window
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，造成不同于蜂窝网中的上下行竞争导致干扰更为严重
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
吞吐量（Mbps）
11g AP吞吐量下降示意图 25 20 15 10 5 0 0 10 20 30 用户数 40 50 60
• 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
45 40 35 30 25 20 15 10 5 0
1
41.7
吞吐量(Mbps)
22.3
18.3
18.4
18.2
21.1
2
3 4 AP2信道号
5
6
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
蜂窝网干扰：主要为TD-S/LTE E频段干扰
其他设备干扰:微波炉、无绳电话、蓝牙等
WLAN： 11 a/g/n
Unlicense OFDM CSMA
中心接入点
BTS
Node B
eNode B
AP
WLAN 更早采用了较先进的BSC 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 资源分配控制节点 RNC eNode B 无 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
E频段已合路的 其它系统基站 插损约6～10dB Po=27dBm WLAN AP
1 3 2
端口间隔离度 80dB以上即可
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
目录
WLAN系统干扰技术原理分析
WLAN干扰类型分类
抗干扰技术方案
WLAN抗干扰方案
SH区域
STA1
AP
STA2
STA1
AP1
SE区域
AP2
STA2
• 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
随机退避机制：避免干扰
随机退避为缓解干扰，也带来了干扰的开销
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1024，CWmin最小值为32
WLAN干扰分析及抗干扰技术方案
研究院
目录
WLAN系统干扰技术原理分析
WLAN干扰类型
抗干扰技术方案
WLAN系统特点概述
WLAN Baidu Nhomakorabea蜂窝网对比
GSM
频率占用方式 调制方式 多址方式 License 8PSK TDMA
TDSCDMA
License 16QAM CDMA
LTE
License OFDM OFDMA
干扰源 干扰源在AP附近吞吐率 （Mbps） 无干扰 4dBm蓝牙 信号 微波炉 86 87 有干扰 68 40 干扰源在终端附近 吞吐率 （Mbps） 无干扰 50 90 有干扰 40 25
系 统 外 干 扰
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
单AP 20用户吞吐量较10用户下降 30%！
目录
WLAN系统干扰技术原理分析
WLAN干扰类型分类
抗干扰技术方案
WLAN干扰类型分类
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
两AP吞吐量之和
系 统 内 干 扰
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
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