解读《企业典型场景高品质WLAN网络建设白皮书》！

2023-07-19

本篇部分内容来源自世界无线局域网应用发展联盟（WAA）同名白皮书原文。

1. 写在前面

1997年6月，Wi-Fi的第一个版本802.11发布。至今，26年。如今，WLAN应用已经深入家庭、办公、教育、生产、物流等多种场景，关乎国计民生，成为数字经济的关键基础设施。WLAN是“小”技术，“大”产业，技术诞生之初，并没有规划到未来会面对纷繁复杂的应用场景和业务类型。而这些新场景往往对时延、可靠性、抗干扰、漫游切换等体验方面提出更为苛刻的性能指标要求。而当下，WLAN产业界的测试认证仅满足互联互通，无WLAN网络建网标准、无网络性能&体验性能测试规范及认证体系，网络运营方无能达成共识的验收标准，各方理解不同，各说各话，差异性很大，自然影响了最终客户的体验。所以业界一直期待第三方视角的权威机构，能拉着产业界的同仁一起探讨和发布大家达成一致的WLAN性能标准认证体系，尽快解决这一问题。

正是考虑到这种现实痛点，世界无线局域网应用发展联盟（World WLAN Application Alliance，WAA）于2022 年 9 月正式成立了，总部设立于中国深圳，由世界各国无线局域网领域的技术提供者、生产商、系统集成商、企业用户、科研院所和专业机构等自愿组成，是一个专注于推动无线局域网产业发展的国际性、非营利性、行业性社会团体。WAA联盟的主要活动范围包括：制定有竞争力的国际标准；推广有公信力的测试认证。WAA以“为数字世界提供最佳体验的无线局域网络”为愿景，致力于构建开放、国际化、有产业影响力的WLAN产业发展平台，团结全球产业链伙伴，共同打造国际化的Wi-Fi性能体验认证品牌。

过去半年多时间里，在理事长张平院士和秘书长杨涛先生的领导以及大家的共同努力下，WAA取得了令人瞩目的成绩，包括：中国移动、华为、中国电信、中兴、新华三、腾讯、信通院、电子四院、北京邮电大学以及海思等企业加入了WAA组织，海外会员比例也达到30%以上。目前，WAA联盟制定的三套标准即将发布，测试实验室开始建设，和英国标准化协会、香港品质保证局的战略合作也已完成，开始逐步建立起全球影响力。

在昨天召开的“WAA 四季论坛•夏季论坛”上重磅发布了《企业典型场景高品质WLAN网络建设白皮书》（以下简称“白皮书”）。白皮书的发布弥补了WLAN业界缺少性能及体验标准的空白。白皮书重点聚焦园区办公、教育、智能制造和医疗场景典型业务特征、典型无线环境，分析并提供基于业务体验建网的建议，并介绍了高品质WLAN网络技术现状和发展趋势。

接下来，本文就解读一下白皮书的核心内容。希望了解详细内容的，请扫下面的二维码获取《企业典型场景高品质WLAN网络建设白皮书》原文。

2. 复杂的场景分析

2.1 通用的范式

白皮书中并没有简单划分一些场景，因为对应的场景非常广泛，按照什么样的颗粒度和维度来进行划分，才能最典型地体现建网体验的差异性，这本身就是非常有挑战的工作。白皮书中定义了一套范式，也就是无论什么场景，都必须回答以下问题：

场景的业务需求描述，也就是场景的业务特点说明。如果涉及的业务类型有数字指标要求，或者涉及到多个典型的业务类型，那么就需要进一步描述清楚。比如后者，必须给出这些典型业务类型的单业务极限指标和业务占比。这都是后续性能衡量的基础。
环境设定与场景性能要求。即便是同一个业务类型描述，不同人都有可能会有场景的理解和性能要求有差异，所以必须要给予某种程度的假设定义。比如环境的：空间设定、密度设定、容量要求、覆盖要求、漫游要求以及其他的具体环境场景规划参数。
无线功能要求：场景的差异性，最终要回归对无线功能的需求上来，也就是到底强调的是：广覆盖、高并发、高带宽、抗干扰、关键用户保障、还是无感漫游的需求，这些必须要明确。

2.2 园区办公场景讲解

这里我举一个例子，比如以园区办为例，最先需要做到的就是要分析出来典型园区办公业务有哪些典型的业务应用类型，然后给出这些业务的带宽需求和占比，参见下面的表格：

接下来就需要针对园区办公的子场景进行分析，比如会议室场景，就需要描述会议场景的典型业务类型：电子白板、网页浏览、电子邮件、文件下载等无线办公应用。

再就是进一步定义会议场景的环境设定与场景性能要求。比如会议室的面积、层高、会议室大小和人员密度、以及大概的同时用到WLAN的并发率，覆盖率等等。如果是超大会议室，还要考虑多AP部署方式、间距和总带宽约束等因素。

再下来就是要明确定义无线功能需求了。很可能这些需求逃不出广覆盖、高并发、高带宽、抗干扰、关键用户保障、还是无感漫游的范围，但由于场景的差异性，这些功能需求也会存在部分的差异性。不能泛泛而谈。可见WAA专家们在思考这个问题的时候，想的是非常深入的。

2.3 讲明白场景的根因

为什么WAA能对业务场景有如此深入的理解呢？如果看到本次白皮书的撰写单位和撰写人，就会有一个直观的认知。有22家WLAN生态企业，共82位专家参与了白皮书的撰写，而且很多是有丰富多样场景部署经验的大厂，比如：华为、新华三、中国移动、海思和中兴等。

2. 关键网络技术

白皮书在开头介绍了大量的业务场景，但这还不够的，前面我们提到了场景定义的目的也是为了促进无线功能需求的完善和进步。所以白皮书这里描述了6大关键技术，它们分别是：

2.1 覆盖优化技术

这里介绍了两大类覆盖优化技术：

2.1.1 射频资源优化技术

RRM（Radio Resource Management，射频资源管理），通过系统化的实时智能射频管理使无线网络能够快速适应无线环境变化，保持最优的射频资源状态。RRM技术包含三个关键因素：信道调整、功率调整和频宽调整。比如：自动功率调整就是调整在保证射频信号覆盖的前提下，会同时考虑降低AP间干扰，兼顾终端的漫游体验，为射频分配合理的发射功率。

RRM技术按照数据来源和分析计算的载体分为本地RRM和云RRM两大类。

本地RRM 技术利用无线设备存储的本地数据进行分析计算。
云RRM 技术利用云平台丰富的数据，借助大数据分析能够进行多维度的计算。当本地RRM和云RRM同时开启时，由云RRM负责统一调度和调整，提供更优质的无线服务。

2.1.2 覆盖增强技术

主要包括三类子技术：接收增强技术、预编码技术和智能天线。

2.1.2.1 接收增强

当接收天线射频流数大于数据流数时，接收端可以根据信号情况选择效果好的天线进行接收（天线可选（ASEL）），或者将多个天线上的数据进行合并（最大比接收（MRC）技术），达到增强接收信噪比的效果。

2.1.2.2 预编码

预编码（ Precoding) 技术伴随MIMO(Multi-Input Multi-Output多输入多输出)技术一并开始进行广泛运用，发射端通过上下行信道的互易性或终端协议报文的直接反馈，获得信道状态信息(Channel State Information, CSI)。预编码系统根据获取到的CSI，调整发射天线信号的幅度与相位，将有限的发射功率合理分配，使得终端的接收信号最优。

2.1.2.3 智能天线

又称为“自适应波束切换技术”，该技术利用具有多个硬件天线的天线阵列，智能的从中选择多个天线阵子进行信号的发射和接收，不同天线的组合可以形成不同的信号辐射方向，从而可以为处于不同位置的STA选择最佳的发送或接收天线，提高信号接收质量，最终提升系统的吞吐量。智能天线技术主要包括2个方面：一方面是智能天线阵列，即天线阵列硬件设计；另一方面是智能天线波束选择算法，即如何选择天线阵列里的天线。

2.2 资源调度保障

包含六个部分：VIP 用户保障，带宽智能分配，应用识别与调度保障、动态速率调整、链路优化及增强型MU-MIMO。

VIP 用户保障，显而易见，就是保障在网络中，存在的高优先级类别客户端的带宽和流量调度。
带宽智能分配，主要包含3种方法：资源评估算法，带宽分配算法，终端调度算法。
资源评估算法，就是在网络使用过程中，通过检测网络运行参数，如底噪，信道使用率，终端数目等，来大致评估出可使用的网络带宽，网络带宽随网络运行状态实时动态更新，为后续带宽分配所使用。
带宽分配算法，在多客户端场景下，通过检测各个终端的流量大小与类型，可以评估出终端属性，带宽分配算法则跟踪采集到的数据信息，为终端分配合理的带宽使用门限，在保障业务的前提下，终端不能超过该门限值，如果判定存在空闲带宽情况下，则大流量终端可以抢占空闲带宽，达到一个资源合理分配使用，多客户端差异化调度。
终端调度算法，结合应用识别技术，报文携带优先级标签，高优先级类报文可以获得优先转发调度，而多客户端各自所获得的有效使用带宽门限是确定的，在完成高优先级类别调度时，保障了业务优先，同时多客户端带宽确定下，又完成了多客户端的资源保障。
应用识别与调度保障，就是在AP 或者无线控制器上通过DPI、DFI 等技术，设备可以将终端用户使用的应用，进行精准细致的分类，通过配置策略设定，将给不同类别的应用进行标记，进行关键业务的优先调度和保障。
动态速率调整，系统能够检测空口环境并统计选速信息，将终端的选速进行一个区间调整，这样减少高速率出现的丢包与重传，减少空口竞争，从而提升空口使用效率。
链路优化（OFDMA（正交频分多址）），通过在频域上向多个客户端并发，提升多用户通信时的效率，具体实现是将频段子载波分配给不同的客户端进行并发通信，可根据客户端需求划分资源单元（RU），灵活的RU分配可为多个客户端提供高效的体验速度。
增强型MU-MIMO 技术，同时发送多用户的业务报文，以此减少空口发送的频次，提升空口资源的利用率，以此来提升整网的带宽。

2.3 无感漫游

这个技术就是解决漫游效果不理想的一些问题，包括：漫游粘滞，漫游不及时，乒乓漫游，运维问题等。包括以下四种技术：

2.3.1 协同漫游技术体系

AP 与无线客户端多维度互相感知网络， AC （ Access Controller，接入控制器）全视角综合计算与无线客户端协商进行精准漫游，提升用户的使用体验。

2.3.2 链路质量检测增强技术

无线AP实时监测终端的链路质量变化，主要包括：上行信号变化，上下行速率变化，休眠变化情况，流量使用情况等。综合各因素变化，判断终端当前可能的行为，如静止、静止信号抖动、快速移动、慢速移动。针对不同的行为，选择不同的时机进行漫游目标AP的准备及不同时机进行漫游切换。

2.3.3 漫游校准技术

AC需要自动识别多次漫游现象并能自动修复校准，让终端最终上线到最好的服务上停止漫游。

2.3.4 终端漫游特征库辅助漫游技术

是将终端“千端一面”变为“终端特征”，基于终端生成个性化漫游参数，最大程度消除协议兼容性和终端实现差异带来的负面影响。

2.4 干扰抑制

WLAN的干扰来自两个方面，一个是同频的其他技术信号，一个是两个WLAN网络的信道重叠或接近干扰。干扰抑制的技术有四类：

2.4.1 立体射频调优

借助终端对AP的测量，构建三维立体的拓扑关系，更好地适应复杂多变的空间环境，实现了立体射频调优，对AP间遮挡和AP高挂场景进行了优化，提升用户体验。

2.4.2 多AP 间的协同

这里面有两个层面的协同：

BSS着色技术解决同频率下BSS 重叠，提升空间重用率。
多AP 间发射功率协同，控制AP 发送数据的发射功率来消除对周围同频AP 的干扰，使周围同频AP可同时发送数据，从而提升整网的容量。

2.4.3 动态EDCA

通过检测终端数目和整机业务大小，对EDCA参数进行动态调整。在终端数目少，业务单一情况下适当调小EDCA窗口，减少不必要的退避，提高空口使用效率，而在终端数目多，业务多样时，差异化调整不同优先级业务的EDCA参数，一方面对高优先级业务进行一个空口保障，另外减少空口的冲突竞争。

2.4.4 动态CCA

通过CCA门限检测，可以比较准确判断信道的闲/忙状态，从而控制数据报文在信道空闲时发送，有效地减少空口冲突，提升传输效率。动态CCA机制能够根据场景差异，动态调整AP设备的CCA门限，来减少冲突概率、提升AP并发率，从而提升整网的用户体验。

2.5 网端协同

WLAN技术源自局域网，相比3GPP网络在移动性管理、QoS管控方面存在天然不足，导致终端在普遍存在漫游不及时、链路不稳定等缺点；

目前网络厂商、终端厂商各自都在尝试解决或优化这些问题，诸如扫描效率提升、应用11k/v/r协议、调整漫游灵敏度、有线无线QoS映射等，但是终端侧和网络侧的措施没有形成统一策略，在一些细节逻辑上经常存在兼容类问题，还有一些稳定性问题仍难以解决；这些问题严重影响了用户在语音、高清视频等业务上的体验连续性，以及WLAN技术向工业互联网等新兴领域的快速拓展；为了应对WLAN用户体验稳定性不足的缺点，WAA联盟从协同终端侧与网络侧联合优化的思路出发，通过定义WLAN网络侧设备与终端设备之间的协同控制相关的补充协议，针对性解决现有问题，让更多的终端在更多的网络中有着更好的体验，满足客户不断提高的业务场景需求，支持WLAN产业的健康发展。

2.6 超大容量

超大容量主要依赖于Wi-Fi 7，不再赘述，有兴趣大家可以参见：网上最全Wi-Fi 7的核心技术讲解！

3. 展望未来

WAA联盟一直坚持围绕着推动建立健全WLAN性能标准体系，开展WLAN性能测试认证等主要目标开展工作。《企业典型场景高品质WLAN网络建设白皮书》只是起步，WAA 将持续推动企业场景高品质WLAN体验建网标准的制定。

目前WAA围绕企业典型场景已经开展了两个维度的项目，一个是《园区办公场景测试认证项目》，另一个是《工业WLAN通信》工作组。

办公园区场景测试认证项目对办公场景的业务特征和场景特征等进行充分分析，识别出园区办公场景KQI指标体系和性能指标体系，根据具体的场景给出具体的性能指标和相应的测试方法，制定出《办公园区场景测试认证标准》，为办公场景客户提供建网标准依据。

对于智能制造领域，目前WAA成立一个《工业WLAN通信工作推进组》正在定义智能制造领域下业务需求、场景特征等，在不久的将来相应的测试认证标准。

在提升用户体验的技术方面，WAA目前正在进行《网端协同技术标准项目》。该项目主要针对两个方面的问题，通过增强网络侧设备与终端侧设备在交互上的协同，达成用户体验提升的目的。

除了上述正在开展的项目或者工作组外，WAA还将计划在教育、医疗等企业典型场景制定一系列的测试认证项目，为用户建网以及设备选型提供了标准依据。WAA将持续推动高品质WLAN体验技术标准项目，引领WLAN产业的发展。

让我们拭目以待吧！