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傲天动联AUTELAN无线宽带网络优化揭秘

发布时间:2020-06-28 13:51:22 阅读: 来源:玻璃微珠厂家

傲天动联(AUTELAN)作为全球领先的运营级无线宽带解决方案提供商,始终 坚持 “ 自主创新,合作共赢 ” 的经营理念,以 “ 为客户提供无线接入的完美体验 ” 作为公司发展的动力,通过持续不断的产品创新、严格的质量管理、以及完善的售后服务,为客户提供面向网络融合的运营级 IP 宽带解决方案。 近日,首推全球领先的 “AUTEVISION 无线硬件转发引擎 (芯片) ” ,在业界激起极大反响, 领 数 通领域 开始仔细思考 未来无线宽带的发展趋势和 技术前进方向。

当然,傲天动联(AUTELAN )从未对现在取得的成绩而驻足骄傲,正如董事长兼 CTO 范成龙先生所说:“我们还远未到骄傲的时候”,在无线宽带 WLAN 技术的进一步研发和解决方案不断提升中, 傲天动 联( AUTELAN )始终能踏踏实实地走以研发创新为方向的成长路线。事实上, 傲天动 联( AUTELAN )作为专业的无线宽带 WLAN 厂商,在 WLAN 性能上紧跟技术的发展,在 2009 年与 802.11n 标准同步发布推出了第一代 802.11n 产品后,今年又发布了 11n 的 3X3 即 4X4 产品,使得 傲天动联 推出的 AP 达到了 802.11n 最高的 600M 传输性能;同时, 傲天也 在 802.11AC 上一直在努力,将在年底推出 802.11AC 产品,届时 WLAN AP 的传输性能将超过 1G ,使得无线接入的速率第一次超过了固网。

傲天动联(AUTELAN)在无线宽带方面的巨大优势还体现在“无线网络优化” 技术。当前无线宽带所使用的公用频率,相对比较恶劣, 原因是基于下面几点:

(1)WLAN 工作的频率是公用频率,比如 2.4G 和 5.8G ,是谁都可以使用的频率,比如 蓝牙工作 在 2.4G 、 微波炉工作在 2.4G 等,因此, WLAN 面临着比其它无线技术更恶劣的干扰;

(2)WLAN 协议使得空中工作在广播、单工模式,使用的是 CSMA-CA ( Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance 带有冲突避免的载波侦听多路访问 )工作方式,用户数量的增加,往往会导致无线空口性能急剧下降。

也就是由于环境的恶劣,WLAN性能 受到各种 影响 从而导致 用户感受 到 以下几个问题:

(1)非 802.11 设备的干扰,比如蓝牙 、 微波炉 等;

(2)用户数量的非对称增减;

(3)BT 等上行大流量 ;

傲天动联(AUTELAN)针对当前环境及使用干扰问题,采用相应技术改善以上突出问题 ,下面将首次对这些主要技术进行详细的揭秘。

首先解决非802.11设备的干扰 问题。由于 802.11 工作在公用频段,因此,非 802.11 设备比较多,比如蓝牙、无线话机、无线鼠标、微波炉等,这些都会造成无线性能的大幅度下降。在实际应用中,能够改善非 802.11 设备干扰的技术方法有:

CRS-信道扫描

在傲天动联(AUTELAN ) 的 无线宽带 设备中,有一个全面扫描,并给每一个无线通道进行综合评分的功能,也就是说,在 该 设备开机的时候,会对环境进行一个扫描,对每一个可用通道进行综合评估,评估结果包括:无线干扰的程度,无线设备的多少等等。 傲天动 联( AUTELAN ) 的 无线控制器 AC 会根据所有 接入点 AP 反馈的结果,综合计算后,给每一个 AP 下发配置,知道 AP 工作在哪个信道,并从而获得最佳性能 , 通过这个技术,可以在大批量的部署 AP 中,减少人工干预,提高易用性。

Smartantenna-智能天线

智能天线技术指的是,促使无线接入点AP的无线电波成为一个波束,能够感应到用户的位置并将波束智能的对应到用户上,由于无线电波的可逆性,接收上也就能够智能的对准最终用户。通过智能天线,可以使得 AP 发送或者接收无线信号的时候,能够有效规避干扰设备的影响,如下图所示:

智能天线示意图

图中,接入点AP动态的形成波束,与用户进行无线连接和通信,干扰源可以被屏蔽在 波束之外,使得干扰源对无线通信的干扰最小。同时,通过智能天线技术,形成无线波束,也使得无线信号可以集中在一个角度进行发送和接收,也因此使得 AP 的覆盖距离更远。

傲天动联(AUTELAN)已将 这个 智能天线 技术, 采用在 AF 系列基站产品中 ,现在已经实现 广泛应用,并得到了 运营级 用户的 极大 好评。

其次,针对无线宽带的使用用户数量的问题,傲天动联(AUTELAN )也有相应的控制技术进行应对。

WLAN使用的CSMA/CA协议进行通信,是通过逐包确认的方式来确定空中是否产生冲突,如果产生冲突,则会随机等待一段时间后重传。由此可见,如果用户多了以后,冲突的概率就会很大,那么总的等待时间就会很长,重传的概率也会增加,最终导致的效果就是导致用户数量增加以后,总的吞吐量急剧下降,并最终使得用户感觉网络 不 可用。

一般的,现在电信级运营商限制 每个 AP 只能带 16 ~ 20 个用户,多了,就会出现严重的问题。 傲天动 联( AUTELAN ) 解决用户数量增加导致性能下降的 有如下几种 :DRTS-动态RTS/CTS

RTS/CTS是无线宽带WLAN 中,为了解决隐藏节点而采用的技术,该技术可以有效的避免冲突的发生。但 RTS/CTS 的 使用一般是固定配置是否开启 RTS/CTS 或者根据报文长短来决定是否开启或者关闭。

傲天动联(AUTELAN)的精英工程师们 经过仔细的探索,创造性的给出了动态 RTS/CTS 技术,在这个技术指引下,可以做到:

(1)严重干扰环境,自动开启 RTS/CTS ,无论报文大小 ;

(2)严重竞争环境,自动开启 RTS/CTS ,不进行降速重传 。

因此,在动态RTS/CTS 的作用下, 傲天动 联( AUTELAN ) 的 无线接入点 AP 可以根据不同的环境下,通过使用 RTS/CTS ,达到 极大 减少报文冲突的 网络优化状态。

智能负载均衡

在现实应用中,无线接入点AP一般都不会单台布放, 此时 AP 的用户间 均衡就非常重要 。根据现有技术情况 , 无线接入点 AP 布放的时候,一般会错开信道,形成蜂窝组网,因此,如果能将用户均衡的接入到不同的 AP 上,会减少用户密集程度,从而会有效的降低用户数量带来的干扰。

傲天动联(AUTELAN) 的智能负载均衡,除了会根据用户的绝对数量进行均衡外,还可以通过

(1)根据终端的位置进行均衡,即只有在2 个 AP 之间的重叠区域内才启动负载均衡,并让终端接入到负载较轻的 AP 中 ;

(2)根据信道质量进行均衡,当STA 发出接入请求后,会引导 STA 接入到干扰比较少的 AP 中,比如优先接入到 5.8G 的 AP 中。

通过以上2个负载均衡技术,可以使得用户的负载相对均衡,使得总体网络能够接入更多的用户。

DownlinkMulti-userMIMO-下行多用户MIMO

在802.11AC中,将会使用Downlink Multi-user MIMO 这个技术,实现用户容量的有效扩展,如下图所示:

DownlinkMulti-userMIMO

如上图所示,DownlinkMulti-userMIMO 技术实际就是 无线接入点 AP 能同时向 2 个甚至更多用户进行数据传输的技术,原理就是利用天线阵列,实现了多条空间数据流,并将这些空间数据流指向不同的用户。

通过这个技术,将会成倍的增加用户的容量,敬请期待傲天动联( AUTELAN )的 802.11AC 无线接入点 AP 的 推出。

低速率用户接入

根据目前无线网络情况,WLAN是单工的网络,即 无论是 AP 发到 STA 的下行流量,还是 STA 发到 AP 的上行流量,同一时间,只能有一个方向产生流量。而当一个用户在传输报文,无论这个用户传输的速率如何,都会在报文传输完成后其它用户(包括 AP )才能抢到发送报文的机会 。 可以想见,接入速率 1M 的用户,与接入速率 54M 的用户传同样长的报文,报文传输的时长差距为 50 倍,也就是说原本 1 秒能传 100 个包,由于弱速率用户的出现,只能传送 51 个包,总吞吐量会受到严重影响。

目前实际的报文公平传输的机制(竞争),在速率低的用户接入的时候,将会导致实际总吞吐量严重下降。比较公平的方式是每个用户的空中时间是平均的,这样弱速率接入用户对系统的影响将是可控的。

Airtimefairness-空中时间公平

由于下行报文掌握在无线接入点AP手中,因此, AP 可以根据 STA 的接入速率,精确的控制下行报文的数量,但只有控制好上行报文的发送,才能使得总体时间是公平的。

傲天动联(AUTELAN) 经过潜心的研究,通过竞争窗口的控制,通过协议的报文控制,从而可以在统计上实现用户的上行报文数量,从而达到空中时间公平这个目标。

TDMA

在无线款单WLAN中,目前使用的 DCF 技术,就是公平竞争的技术,而在 DCF 之外, WLAN 还定义了 PCF 技术,该技术主要的目标是每个 STA 是否要发送报文,都由 AP 进行控制。当 STA 以及 AP 都实现了 PCF ,就可以由 AP 来进行有效的控制,达到每个用户平均享用空中时间。

由于PCF并非强制标准,因此并不是每个STA 都能支持 PCF ,但通过傲 傲 天动联( AUTELAN ) 的 CPE 设备,就能有效的和 傲天 动联( AUTELAN ) 的 AP 或者基站设备对接,并成功启用 TDMA 功能,并进而可以达到重点用户重点保证带宽的目标,实现系统可用性的极大提高。

最后,伴随无线宽带WLAN的进化 历史,从某种程度上来说,就是 无线 性能 的 发展历史, 傲天动联( AUTELAN ) 在 WLAN 的性能追求上 可谓永无 止境,一方面会通过紧跟标准,实现性能的提升,另一方面,也会通过研究标准,并进而利用标准中的某些特性,创造性的发展出避免无线性能受到干扰的其它技术,使得 傲天动联( AUTELAN )的无线解决方案和无线 设备 始终拥有较高的性能优势,处于业界领先水平 。

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