中国移动WLAN网络优化交流-惠捷朗

AP3
AP1
AP2
Station Reassociation即Roaming/漫游/切换： 空口类似于连接过程，但对AP和Station会产生一些不同的处理
信道扫描
使用广播BSSID和空的SSID发送Probe request。 开始一个Probe的 Timer – 如果在最小Probe response时间内没有收到response，则切换到下一个信道 – 或者到底最大Probe response时间，处理所有收到的response，然后扫描下一个 channel 后台扫描：Station在关联状态中，选择空闲时进行信道扫描
抓包分析如图例中是FTP下载慢问题，直观的可以看到直接原因为空口出现异 常的重传。
案例：下载速率低
第二步：查找重传的原因 报文正常，ACK正常，说明接收端正确接收 到
但发送端仍然有发出重传，则说明发送端 没有正确接收到ACK
结合WLAN设计方案及AP配置，发现AP配置了最低速率为11Mbps 导致了无线客户端的自动速率选择功能受到限制，无法采用 最佳速率来发送，以致产生过多的重传
断开 鉴证关联 断开 断开 后台扫描预认证 重关联 DHCP 应用业务恢复 快速漫游 应用业务恢复 最快漫游 认证 影响漫游的问题 1. AP 2. Station 3. 环境
连接状态 Scan 连接状态 Scan
应用业务恢复 一般漫游
影响关联的主要原因
配置匹配问题
– AP的模式 – 配置参数
响应超时
10/100 M
光设备 BRAS
A P CMNET A C 1、2层无线局域网 5层无线局域网
A AP P
A AP P
6层配线间
其他楼层交 换机
7层配线间 A P AP 8层配线间
6层无线局域 网 7层无线局域网
A P AP
8层无线局域网
WLAN性能优化案例(2/3)
问题1：没有进行信道规划，AP都工作在信道1上 问题2：多种模式AP共存，造成空口性能的降低 问题3：忙时上网速度慢，传输网络性能影响，经调查认为是BRAS性能瓶颈
2.417 2.427 2.437
启动时信道选择 Scanning select Apply 定时扫描的信道选择 BG Scanning Channel change
2.447 2.457
2.467
1
2.412 2.422 2.432
6
2.442 2.452
11
2.462 2.472
频率/GHz 2.484
WLAN室分案例:建设优化
背景：银川金风万达广场总投 资约30亿元，集高档写字楼、 顶级品牌专卖店、高档百货、 多元化特色餐饮、时尚休闲、 娱乐为一体的综合性、新地标 商街。 WLAN建设：银川市万达广场 站点WLAN覆盖项目是中国移 动宁夏公司2011年WLAN网络 建设的重点覆盖项目，旨在打 造宁夏的2G、3G、WLAN的示 范工程，为新地标的业主、用 户提供高质量的无线宽带服务。
RSSI （dBm)
载干比 C/I(db)
滨湖医院12楼A区 25-27病房优化前 滨湖医院12楼A区 25-27病房优化后
4.27
1.00
20.0%
66.7%
5.72
3.02
21.91
8.44
50.0%
100.0%
95.0%
100.0%
101.1
2444.7
2435.9
1167.1
-70.9
-57.4
仓库 开放办公区 弱电井 会议室
办公室
网络 部副 总经 理办 公室
网络 部副 总经 理办 公室
网络部总经 理办公室
WLAN性能优化案例（3/3)
优化建议：
– 空口优化，根据AP覆盖区域的重要性，进行信 道规划；如领导办公室及会议室使用11信道， 其他AP使用1、6信道 – AP使用802.11bg模式
路径衰减、障碍物造成的信号弱 频率偏移 时变偏移 时序匹配
峰均功率比（PAPR)
传输层问题
传输网络问题
– 传输网络的链路带宽 – 传输网络中的设备响应速度
多用户产生的空口用户容量下降
– 管理帧泛滥 – 低速率客户端 – 低信号客户端
影响业务性能的原因
多连接的HTTP业务 FTP 下载和上行 小封包造成性能损失 Ping包延时、丢包率
电压控制输出频率
TX
发射功率 dBm值的参考点为千分之一瓦 1mw=0dbm 40 dBm 10w 30 dBm 1w 20 dBm 100mw 10 dBm 10mw 0 dBm 1mw
天线
LNA
放大器
滤波器
混频器 滤波器 降频 2.4G
放大器
AGC调整 放大比率
VCO
接收灵敏度判断标准 FER<8% 最小接收灵敏度：1Mbps >-80db 最大接收灵敏度：11Mbps < -4db 邻频抑制：间隔25Mhz的信号低于 35db
17.1
wk.baidu.com26.6
优化后该测试点的无线网络的信号强度，载干比和业务质量有了极大的提升。 其中信号强度RSSI从优化前的-70.9dBm提高到了-57.4dBm，载干比C/I的值由 优化前的17.1db提高到了26.6db，都达到了测试要求。而业务质量测试的数 据也有了大幅度的提升，上网业务体验非常流畅
WLAN性能优化案例(1/3)
背景：中国移动云南分公司全球通大厦，2003年采用放 装使802.11b AP进行了全楼WLAN覆盖，2010年底进行容 量升级，选用802.11N AP，但升级后无明显的速率提升 的，反而比扩容前要差。
文庙移动机房 光设备 全球通大楼 12层WLAN 中心交换机 2层设备间 5层设备间
管理和状态：协议预定义、厂家私有
WLAN相关新技术
Wi-Fi Direct Wi-Fi Display 超低功耗Wi-Fi Wireless protect setup（WPS） Wi-Fi 热点认证计划
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WLAN连接管理机制 WLAN空口性能 WLAN与室分合路 WLAN抓包分析案例
RX
RF芯片组合发展
天线 天线 switch PA RF IF Baseband MAC
天线
天线 switch PA RF IF Baseband/MAC
天线
天线
switch
PA
RF/IF
Baseband/MAC
天线
天线 switch PA RF/IF/Baseband/MAC
信道资源
手动设定 局限性与灵活性 自动信道选择 信道选择算法
优化效果
– 优化前，空口FTP速率5~10Mbps，优化后达到 20Mbps
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WLAN连接管理机制
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WLAN网络优化
WLAN与室分合路 WLAN抓包分析案例
WLAN与室分合路的挑战
覆盖盲区
– 覆盖盲区的往往是用户经常使用WLAN上网的位置，如天线 部署在走廊，窗口附近区域很容易形成盲区。
– 无线干扰 – 信号弱
设备原因
– 驱动程序的bug – 认证程序的bug
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WLAN连接管理机制
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WLAN空口性能 WLAN与室分合路 WLAN抓包分析案例
802.11 PHY和MAC
• • • PHY负责将MAC层交付的资料,经调变,编码处理后传送出去 PHY将接收到数据解调译码后交给MAC层处理 PHY负责实际的媒体侦测工作并将侦测结果回报给MAC层让MAC层能进行媒 体访问控制
最小Probe response时间
最大Probe response时间
客户端
Probe
ACK P Response
ACK
AP1 AP2
DIFS
DIFS
P Response
SIFS SIFS
漫游
一般的漫游过程 监测到和当前AP的连接质量变差，RSSI/Rate 扫描可用AP（200ms~300ms） 连接到可用AP（10ms~200ms） 重新进行认证（802.1x：10ms，WEB认证：秒级） 如果为DHCP客户端，则重新获取IP地址（500ms）
扫描与关联
扫描的过程是识别当前空间存在的WLAN无线网络。 扫描中主要的参数：BSStype、DSSID、SSID、扫描方式、信道 列表、探测延时、最大和最小信道时间 关联是STA和AP建立连接的过程
Beacon 被动扫描：侦听Beacon 主动扫描：Probe request 连接过程： STA对发Probe Requset AP发Probe response Sta选择AP Station 发Association request AP回应Association Respones封包告 知STA取得AID
7900mm
800mm
WLAN室案例:现网优化
优化前后对比如下表
WEB认证
测试log名称
HTTP页面访问测试
Ping
FTP下载
FTP上 传
基本无线参数
WEB认 WEB认 访问成 访问时 页面时 证时延 证成功 功率 延（秒） 延（秒） （秒） 率（%） （%）
成功率 （%）
下载平 上传平 均速度 均速度 （kb/s） （kb/s）
调制技术
DSSS/CCK：802.11b
– 1，2,5.5,11Mbps
OFDM: 802.11a/g
– 6,9,12,18,24,36,48,54Mbps
改进的OFDM：802.11n
– 6.5, 13, 19.5, 26, 39, 52, 58, 65Mbps
OFDM概念
影响空口传输的原因
WLAN与室分系统合路典型问题
覆盖盲区的直接影响用户使用，室分系统在项 目完成后往往很难与业主协调进行改进，建设 期间的优化尤为重要。 上行链路的不平衡是一个隐性问题，比较难从 表象上完全的判断原因，如何进行链路上下行 的检测？
PCF方式解决了隐藏节点问题，但带来的性能 下降，影响用户的业务体验，是否有方法可以 解决？
– 住院部病房里的信号衰减严重，门口和最里面的病床 信号强度相差20dBm左右，病房内大部分位置ping包丢 包率非常高，在房间最里面的病床位置信号强度<80dBm – 在大楼走廊顶端的A区40-42病房和B区28-30病房，在这 两个病房测试终端与AP失去关联，ping包丢包率极高
根据现场的情况，我们提出了以下可选优化方案：
WLAN技术交流
2011.3
北京惠捷朗科技有限公司
802.11标准演变
基于802.11的标准演化
Mesh 扩展
QoS 扩展 安全扩展
射频管理
更高的速率
基于CAPWAP的WLAN运营网络
WLAN MAC：Split MAC、Local MAC 数据转发：集中转发、本地转发 组网方式：2层组网，3层组网
WLAN室分案例:现网优化
背景：无锡市湖滨医院是中国移动2009年建成的一个CMCC WLAN热点，有用 户投诉在病房内无法使用CMCC WLAN网络上网 问题：经过网优测试人员调查，大部分病房，在门口处AP信号非常好，但到 底病房内部出现20dBm的差别。
WLAN室分案例:现网优化
发现问题及热点整体评估如下：
上下行链路的不平衡
– 室分合路一般采用大功率AP，形成了WLAN是一个上行受限 的系统，判断室分系统是否适合WLAN网络，在于是否满足 上行链路的要求 – 多天线对单天线的多径效应，产生的自身干扰
隐藏节点的存在
– 通过RTS/CTS机制解决隐藏节点问题。但问题是现在使用的 802.11g AP在默认配置下为关闭RTS/CTS 功能 – 建议厂家针对室分系统的AP，进行自动识别客户数量，根据 误报率来自动打开RTS/CTS
WLAN室分案例:建设优化
现场勘察和模拟测试
全面的现场考察
问题点的测试示意图
设计问题点测试和优化验证
WLAN室分案例:建设优化
根据现场模拟测试结果得出优化建议
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WLAN连接管理机制 WLAN网络优化
WLAN与室分合路
WLAN抓包分析案例
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案例：下载速率低
问题：FTP上行速率良好，但下载速率低 第一步：快速浏览找出问题报文
• MAC层最主要的功能就是控制传输媒体的存取方式,让上 层协议所送来的数据能无误的经由传输媒体传送出去将 接收到数据解调译码后交给MAC层处理。 • MAC层提供额外安全管理工作如验证服务及WEP加密
RF链路概要
天线
混频器
基频输入
放大器
滤波器
PA
放大器
升频 载波
VCO Voltage Controlled Oscillator
– – – – 1. 调制室分天线， 2. 增加AP功率和立体化进行信号增补 3. 调制AP参数 4. 采用无线无线中继路由进行信号放大
WLAN室分案例:现网优化
优化实施
– 通过比较，采用方案4， 针对覆盖盲区针对性 进行信号补充
无线中继 安装位置
2000mm 3600mm1000mm
1900mm