傲天动联（AUTELAN）无线宽带网络优化揭秘

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“AUTEVISIONⅡ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：

1 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。

2 Smart antenna-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：

1 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。

2 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。

3 Downlink Multi-user MIMO-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：

Downlink Multi-user MIMO

如上图所示，Downlink Multi-user MIMO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。

4 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。

5 Airtime fairness-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。

6 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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