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近年來基于IEEE802.11標準系列的無線局域網技術發(fā)展速度迅猛。但隨著接入點AP(Access Point)數(shù)目的不斷增多,AP之間距離的不斷減小,同頻段的干擾問題將會嚴重影響到無線局域網的總容量。傳統(tǒng)蜂窩小區(qū)的網絡優(yōu)化方法對于無線局域網已經不再適用,這是因為無線局域網AP數(shù)目多,且結構可能并不穩(wěn)定,即AP可能根據(jù)業(yè)務需要增加、減少甚至移動。智能網絡優(yōu)化技術是指通過在AP之間動態(tài)地分配頻率、功率、用戶以及業(yè)務流量使得整個無線網絡的容量最大,性能最佳。它將是未來無線局域網應用的關鍵技術之一。本文介紹了智能網絡優(yōu)化技術的內容、發(fā)展現(xiàn)狀以及發(fā)展方向。
無線局域網 智能網絡優(yōu)化 WLAN 802.11b AP(Access Point) DFC TPC
一、無線局域網發(fā)展趨勢和技術需求
WLAN是無線局域網的英文縮寫,是近年來發(fā)展迅猛的無線數(shù)據(jù)通信技術。它的發(fā)展從1997年6月制訂第一個WLAN標準IEEE802.11[1]開始,到1999年8月,IEEE推出了新的高速標準802.11b[2]和802.11a進入快速發(fā)展。IEEE802.11b在2.4GHz頻段提供最高11Mbps的速率;IEEE802.11a則在5.8GHz頻段提供54Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率。2001年11月,IEEE試驗性地批準了802.11g,用以兼容802.11b和802.11a。幾乎同時,歐洲電信標準化協(xié)會(ETSI)的寬帶無線電接入網絡(BRAN)小組也著手制訂Hiper(High Performance Radio)接入標準,并推出HiperLAN1和HiperLAN2。
IEEE802.11和HiperLAN家族在技術上的突破及WLAN產品成本的大幅下降,使得無線局域網在寬帶無線接入中可以大顯身手,不僅企業(yè)把WLAN作為他們有線LAN的延伸,機場、酒店、會議中心、咖啡廳等地也將成為WLAN應用的重點。截至目前,采用802.11b和HiperLAN1的WLAN已經覆蓋了北美和歐洲越來越多的地區(qū)。據(jù)專家預測,全球WLAN市場總銷售額將于2004年達到近22億美元,每年平均增幅高達25%左右,同時,WLAN應用范圍不斷拓展,不僅擴展了有線LAN,甚至在某些情況下取而代之。
隨著人們對于無線數(shù)據(jù)業(yè)務的需求的增大,在將來,大部分熱點地區(qū)僅僅有一個或者兩三個WLAN接入點AP(Access Point)是不夠的。因此在業(yè)務繁忙的地區(qū),需要布置一個能夠滿足業(yè)務帶寬需求的小型無線網絡。這種網絡的特點在于:網絡接入點AP數(shù)目比較多;AP位置比較不確定,可能根據(jù)需要增加、減少或者移動節(jié)點。
由于AP數(shù)目比較多,而可用的頻段相對的少(在802.11b/g標準中相互獨立無干擾的頻段只有3個),因此,部分AP之間將會存在相互干擾,這種干擾隨著AP間的距離越近對于系統(tǒng)容量的影響越大。如何在AP間分配頻率和功率資源,使得AP間的干擾最小、容量最大是必須解決的關鍵技術之一:無線網絡優(yōu)化。
現(xiàn)有的2G網絡優(yōu)化主要采用小區(qū)建模計算和實地路測結合的方式進行,但是這種方法用在WLAN上是不可行的。因為WLAN的特點是:網絡節(jié)點數(shù)多,使得建模和路測的工作量大大增加;節(jié)點數(shù)目和位置可能變化,導致上述網絡優(yōu)化的工作經常需要重新進行。
在這種背景的需求下,智能網絡優(yōu)化技術將成為新的研究熱點。智能網絡優(yōu)化技術是指通過在AP之間動態(tài)實時地分配頻率、功率、用戶以及業(yè)務流量使得整個無線網絡的容量最大,性能最佳。它無疑將是未來無線局域網大規(guī)模應用的關鍵技術。
二、無線局域網的自干擾情況
1. 無線局域網的頻率資源情況
下面我們以現(xiàn)在應用最為廣泛的802.11b標準為例,說明為什么在多個AP之間會存在相互干擾。
我們可以看到頻段1和頻段2~5之間都有部分頻譜重疊,頻譜重疊就意味著這兩個頻段之間相互有干擾存在。干擾的大小取決于兩個頻段重疊的多少,以及發(fā)射信號的頻譜特性?傊l段序號之間的差大于等于5的頻段之間沒有干擾,小于5的頻段之間存在干擾。
2. 頻段之間具體干擾因子
根據(jù)802.11b物理層發(fā)射信號的頻譜特性,我們可以估計出頻段兩兩之間的干擾大小。 |
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