無線局域網(wǎng)竟然也需要紅綠燈管理！？

本篇部分內(nèi)容來源自世界無線局域網(wǎng)應(yīng)用發(fā)展聯(lián)盟（WAA）同名白皮書原文。

之前，我們解讀過WAA在其夏季論壇上發(fā)布的《企業(yè)典型場景高品質(zhì)WLAN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)白皮書》，白皮書介紹了非常多構(gòu)建高品質(zhì)WLAN的技術(shù)。我們準備通過幾期的內(nèi)容，展開談?wù)勥@個話題。今天，咱們先聊聊其中的RRM（編者注：RRM是射頻資源管理的英文Radio Resource Management首字母縮寫）。

廣義上說，RRM是對移動通信系統(tǒng)的空中接口資源的規(guī)劃和調(diào)度，保證信號空中傳輸?shù)腝oS、增強系統(tǒng)的覆蓋，提高系統(tǒng)的容量。為了方便大家的理解，我們可以打個比方：RRM好比交通管理系統(tǒng)。想象一個擁有多個車道的復(fù)雜高速公路系統(tǒng)，道路上有許多車輛在繁忙行駛，高速路口上有不同的交通信號燈。高速公路的目標是確保交通暢通、減少擁堵，并且讓車輛盡快到達目的地。道路就是無線信道，每個車道代表一個信道，車輛代表無線設(shè)備（例如手機、筆記本電腦等）。交叉口上的交通信號燈系統(tǒng)就是RRM系統(tǒng)，用于調(diào)控車輛的行駛。所以，RRM關(guān)心的一定是多個用戶，多個熱點區(qū)域的射頻資源，而不是簡單的點對點信道容量問題（某一輛車速度最快）。所以這里面講究的是一種平衡、協(xié)調(diào)和博弈。

這個技術(shù)可以用在5G通信中，也可以用在WLAN通信中。今天聊的就是WLAN中的狹義的RRM。

在無線局域網(wǎng)中，RRM通過系統(tǒng)化的實時智能射頻管理使無線網(wǎng)絡(luò)能夠快速適應(yīng)無線環(huán)境變化，保持最優(yōu)的射頻資源狀態(tài)。那么，具體來說，射頻資源管理到底管理什么呢？拆解來看，主要是管理這三部分：信道調(diào)整、功率調(diào)整和頻寬調(diào)整。

對于無線局域網(wǎng)，信道是非常稀缺的資源。無線設(shè)備必須通過特定的無線信道進行通信。如果拿前面的交通管理來說，信道管理就是交通信號燈系統(tǒng)，通過攝像頭等設(shè)備監(jiān)測道路上的交通情況，實時檢測每個高速車道的利用率、是否存在車輛搶道干擾等狀況，或者交通事故等，然后根據(jù)情況調(diào)整車輛（設(shè)備）使用的車道，確保整個高速道路合理利用，避免擁堵和干擾。WLAN場景下，信道調(diào)整包括：信道選擇/分配和信道切換。

信道選擇/分配，是指的AC（編者注：接入控制器的英文Access Controller首字母縮寫，負責集中管理、配置和控制多個AP（是無線接入點的英文Access Point首字母縮寫）的行為。）對信道進行實時掃描檢測，根據(jù)實時的信道利用率、干擾、誤碼率、重傳和雷達信號檢測情況，選擇最佳的信道，以提供最優(yōu)的信號質(zhì)量和數(shù)據(jù)傳輸速率。如果一個AC接了多個AP，還需要確保不同的接入點之間分配了不同的信道，避免信道重疊和干擾，提高整體網(wǎng)絡(luò)性能。

信道切換，就是AC監(jiān)測設(shè)備之間的信號強度和信道負載，并根據(jù)需要自動切換到更優(yōu)的信道。這有助于避免干擾和頻譜擁塞，提供更穩(wěn)定和可靠的連接。切換發(fā)生前，AC檢測當前工作信道，如果信道質(zhì)量變差達到任意一個調(diào)整門限，則AC通過計算信道質(zhì)量，挑選出質(zhì)量最優(yōu)的信道作為備選信道。調(diào)整門限包括CRC錯誤門限、信道干擾門限、信道使用率門限和重傳門限。AC比較當前信道和備選信道的質(zhì)量，只有在兩信道的質(zhì)量差超過容限系數(shù)時，AC才會發(fā)起信道切換，AP才會應(yīng)用備選信道。

功率調(diào)整就像是車輛的速度控制。信號燈系統(tǒng)根據(jù)車輛之間的距離和車輛的行駛狀況，自動調(diào)整車輛的速度（發(fā)射功率），以減少車輛之間的干擾。這有助于提高整個高速路段的容量和穩(wěn)定性。

由此可知，功率調(diào)整絕對不意味著一味加大發(fā)射功率，單純追求信號覆蓋范圍。傳統(tǒng)功率控制方法單純追求信號的最大覆蓋范圍，將射頻的發(fā)射功率設(shè)置為最大值，雖然保證了信號的覆蓋范圍，但是會對其它無線設(shè)備造成不必要的干擾；并且容易導(dǎo)致終端無法進行漫游，導(dǎo)致終端粘滯，降低無線網(wǎng)絡(luò)的體驗。所以功率調(diào)整的精髓是要能兼顧無線信號的覆蓋范圍同時又能滿足使用需求的最佳功率。達到一個整體性能最佳的相對均衡。

當然，這個過程也是實時自動調(diào)整的。在保證射頻信號覆蓋的前提下，根據(jù)設(shè)備之間的距離和信號質(zhì)量，自動調(diào)整設(shè)備的發(fā)射功率，減少AP之間信號干擾和電磁污染，兼顧終端的漫游體驗，節(jié)省能源，自適應(yīng)控制功率。

為了追求最大速率和吞吐，一般會將射頻的頻寬設(shè)置為最大頻寬，雖然能夠提高AP和終端的協(xié)商速率，理論上提升AP和終端的吞吐量，但是受可用信道數(shù)量的限制，相鄰AP使用相同的

信道會產(chǎn)生嚴重干擾，降低系統(tǒng)的整體容量，無法滿足用戶對高吞吐的需求。因此，在選擇頻寬時，需要同時考慮AP的部署密度、網(wǎng)絡(luò)負載情況、終端的數(shù)量/連接數(shù)和流量、還有干擾的情況，在保障無線服務(wù)的質(zhì)量的前提下，動態(tài)調(diào)整無線信號的頻寬。在高負載的情況下，分配更多的頻寬，以提供更高的數(shù)據(jù)傳輸速度，提升整網(wǎng)吞吐量。當然，同時還需要兼顧頻寬均衡，確保不同的接入點之間分配了適當?shù)念l寬，避免頻寬過大造成浪費或過小導(dǎo)致性能不足。

以上，我們是按照RRM管理的資源特點來談的，下面，我們按照RRM管理數(shù)據(jù)來源和分析計算的載體來看，RRM技術(shù)又分為本地RRM和云RRM兩大類。

本地RRM 技術(shù)利用無線設(shè)備存儲的本地數(shù)據(jù)進行分析計算。這意味著RRM功能是在無線接入點（AP）或無線控制器（AC）等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上實現(xiàn)的，這些設(shè)備負責管理和控制與其直接相連的無線設(shè)備。本地RRM主要依賴于設(shè)備本身存儲的數(shù)據(jù)和計算資源，進行對射頻資源進行管理和優(yōu)化。

具體流程是：首先，AP實時收集采集射頻環(huán)境信息；然后，AC對AP收集的數(shù)據(jù)進行分析、評估；接著，根據(jù)分析結(jié)果，AC統(tǒng)籌決策，分配射頻使用的信道和發(fā)射功率；最后，AP執(zhí)行決策，依據(jù)調(diào)整策略進行射頻資源調(diào)優(yōu)。

本地RRM的特點：

• 實時性：由于數(shù)據(jù)來源是來自于接入點或控制器附近的設(shè)備，本地RRM能夠?qū)崟r響應(yīng)和調(diào)整無線網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)，以適應(yīng)不斷變化的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

• 數(shù)據(jù)有限：本地RRM只能使用所連接設(shè)備提供的有限數(shù)據(jù)，因此其分析和決策能力受限，通常只能做簡單的配置和調(diào)整。

• 局部性：本地RRM僅考慮其直接連接的設(shè)備和環(huán)境，無法全局考慮整個網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)和需求。

云RRM 技術(shù)利用云平臺豐富的數(shù)據(jù)，借助大數(shù)據(jù)分析能夠進行多維度的計算。

云RRM可以在縱向和橫向兩個維度進行調(diào)整。

縱向上，云RRM有足夠的存儲空間，可以收集和分析歷史網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)計信息，根據(jù)AP統(tǒng)計數(shù)據(jù)、鄰居信息、終端統(tǒng)計數(shù)據(jù)和時間維度進行四維RRM分析和預(yù)測，能夠適應(yīng)不同的場景，調(diào)整方案更精確；根據(jù)流量模型準確區(qū)分網(wǎng)絡(luò)閑時和忙時，提前局部優(yōu)化AP的信道，調(diào)整結(jié)果更符合網(wǎng)絡(luò)實際狀況和業(yè)務(wù)需要；在凌晨對射頻參數(shù)進行變更，減少對終端的影響，提升用戶體驗。根據(jù)長時間的歷史數(shù)據(jù)，在存在明顯潮汐式人流的開放場所中，AP部署密集；高峰期，人流量、終端數(shù)量、業(yè)務(wù)流量明顯增大，AP間干擾嚴重，無線網(wǎng)絡(luò)無法正常使用，此時可降低頻寬使AP可用信道組合變多，AP間干擾控制在允許范圍內(nèi)，提升用戶體驗；高峰期過后，人流量和終端數(shù)量快速減少，業(yè)務(wù)流量明顯減小，此時增大頻寬，并配合進行信道調(diào)整，提升終端速率，提升用戶體驗。

橫向上，云RRM可以利用來自更為廣泛的數(shù)據(jù)進行深入分析，對無線網(wǎng)絡(luò)的性能、擁塞情況、用戶需求等進行多維度的評估和優(yōu)化。比如一整個園區(qū)的WLAN無線覆蓋，云RRM考慮整個園區(qū)無線網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)和需求，可以在全局范圍內(nèi)協(xié)調(diào)和優(yōu)化無線資源，提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

綜上所述，云RRM的管理能力是遠大于本地RRM的，所以當本地RRM和云RRM同時開啟時，由云RRM負責統(tǒng)一調(diào)度和調(diào)整，提供更優(yōu)質(zhì)的無線服務(wù)。

好了，今天的RRM我們就先聊到這兒，下次我們再談一下WLAN中的覆蓋優(yōu)化技術(shù)。

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