无线局域网竟然也需要红绿灯管理！？

2023-07-24

1. WLAN的红绿灯技术

之前，我们解读过WAA在其夏季论坛上发布的《企业典型场景高品质WLAN网络建设白皮书》，白皮书介绍了非常多构建高品质WLAN的技术。我们准备通过几期的内容，展开谈谈这个话题。今天，咱们先聊聊其中的RRM（编者注：RRM是射频资源管理的英文Radio Resource Management首字母缩写）。

广义上说，RRM是对移动通信系统的空中接口资源的规划和调度，保证信号空中传输的QoS、增强系统的覆盖，提高系统的容量。为了方便大家的理解，我们可以打个比方：RRM好比交通管理系统。想象一个拥有多个车道的复杂高速公路系统，道路上有许多车辆在繁忙行驶，高速路口上有不同的交通信号灯。高速公路的目标是确保交通畅通、减少拥堵，并且让车辆尽快到达目的地。道路就是无线信道，每个车道代表一个信道，车辆代表无线设备（例如手机、笔记本电脑等）。交叉口上的交通信号灯系统就是RRM系统，用于调控车辆的行驶。所以，RRM关心的一定是多个用户，多个热点区域的射频资源，而不是简单的点对点信道容量问题（某一辆车速度最快）。所以这里面讲究的是一种平衡、协调和博弈。

这个技术可以用在5G通信中，也可以用在WLAN通信中。今天聊的就是WLAN中的狭义的RRM。

在无线局域网中，RRM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。那么，具体来说，射频资源管理到底管理什么呢？拆解来看，主要是管理这三部分：信道调整、功率调整和频宽调整。

2. 信道调整

对于无线局域网，信道是非常稀缺的资源。无线设备必须通过特定的无线信道进行通信。如果拿前面的交通管理来说，信道管理就是交通信号灯系统，通过摄像头等设备监测道路上的交通情况，实时检测每个高速车道的利用率、是否存在车辆抢道干扰等状况，或者交通事故等，然后根据情况调整车辆（设备）使用的车道，确保整个高速道路合理利用，避免拥堵和干扰。WLAN场景下，信道调整包括：信道选择/分配和信道切换。

信道选择/分配，是指的AC（编者注：接入控制器的英文Access Controller首字母缩写，负责集中管理、配置和控制多个AP（是无线接入点的英文Access Point首字母缩写）的行为。）对信道进行实时扫描检测，根据实时的信道利用率、干扰、误码率、重传和雷达信号检测情况，选择最佳的信道，以提供最优的信号质量和数据传输速率。如果一个AC接了多个AP，还需要确保不同的接入点之间分配了不同的信道，避免信道重叠和干扰，提高整体网络性能。

信道切换，就是AC监测设备之间的信号强度和信道负载，并根据需要自动切换到更优的信道。这有助于避免干扰和频谱拥塞，提供更稳定和可靠的连接。切换发生前，AC检测当前工作信道，如果信道质量变差达到任意一个调整门限，则AC通过计算信道质量，挑选出质量最优的信道作为备选信道。调整门限包括CRC错误门限、信道干扰门限、信道使用率门限和重传门限。AC比较当前信道和备选信道的质量，只有在两信道的质量差超过容限系数时，AC才会发起信道切换，AP才会应用备选信道。

3. 功率调整

功率调整就像是车辆的速度控制。信号灯系统根据车辆之间的距离和车辆的行驶状况，自动调整车辆的速度（发射功率），以减少车辆之间的干扰。这有助于提高整个高速路段的容量和稳定性。

由此可知，功率调整绝对不意味着一味加大发射功率，单纯追求信号覆盖范围。传统功率控制方法单纯追求信号的最大覆盖范围，将射频的发射功率设置为最大值，虽然保证了信号的覆盖范围，但是会对其它无线设备造成不必要的干扰；并且容易导致终端无法进行漫游，导致终端粘滞，降低无线网络的体验。所以功率调整的精髓是要能兼顾无线信号的覆盖范围同时又能满足使用需求的最佳功率。达到一个整体性能最佳的相对均衡。

当然，这个过程也是实时自动调整的。在保证射频信号覆盖的前提下，根据设备之间的距离和信号质量，自动调整设备的发射功率，减少AP之间信号干扰和电磁污染，兼顾终端的漫游体验，节省能源，自适应控制功率。

4. 频宽调整

为了追求最大速率和吞吐，一般会将射频的频宽设置为最大频宽，虽然能够提高AP和终端的协商速率，理论上提升AP和终端的吞吐量，但是受可用信道数量的限制，相邻AP使用相同的

信道会产生严重干扰，降低系统的整体容量，无法满足用户对高吞吐的需求。因此，在选择频宽时，需要同时考虑AP的部署密度、网络负载情况、终端的数量/连接数和流量、还有干扰的情况，在保障无线服务的质量的前提下，动态调整无线信号的频宽。在高负载的情况下，分配更多的频宽，以提供更高的数据传输速度，提升整网吞吐量。当然，同时还需要兼顾频宽均衡，确保不同的接入点之间分配了适当的频宽，避免频宽过大造成浪费或过小导致性能不足。

以上，我们是按照RRM管理的资源特点来谈的，下面，我们按照RRM管理数据来源和分析计算的载体来看，RRM技术又分为本地RRM和云RRM两大类。

5. 本地RRM

本地RRM 技术利用无线设备存储的本地数据进行分析计算。这意味着RRM功能是在无线接入点（AP）或无线控制器（AC）等网络设备上实现的，这些设备负责管理和控制与其直接相连的无线设备。本地RRM主要依赖于设备本身存储的数据和计算资源，进行对射频资源进行管理和优化。

具体流程是：首先，AP实时收集采集射频环境信息；然后，AC对AP收集的数据进行分析、评估；接着，根据分析结果，AC统筹决策，分配射频使用的信道和发射功率；最后，AP执行决策，依据调整策略进行射频资源调优。

本地RRM的特点：

实时性：由于数据来源是来自于接入点或控制器附近的设备，本地RRM能够实时响应和调整无线网络的参数，以适应不断变化的网络环境。
数据有限：本地RRM只能使用所连接设备提供的有限数据，因此其分析和决策能力受限，通常只能做简单的配置和调整。
局部性：本地RRM仅考虑其直接连接的设备和环境，无法全局考虑整个网络的状态和需求。

6. 云RRM

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。

云RRM可以在纵向和横向两个维度进行调整。

纵向上，云RRM有足够的存储空间，可以收集和分析历史网络统计信息，根据AP统计数据、邻居信息、终端统计数据和时间维度进行四维RRM分析和预测，能够适应不同的场景，调整方案更精确；根据流量模型准确区分网络闲时和忙时，提前局部优化AP的信道，调整结果更符合网络实际状况和业务需要；在凌晨对射频参数进行变更，减少对终端的影响，提升用户体验。根据长时间的历史数据，在存在明显潮汐式人流的开放场所中，AP部署密集；高峰期，人流量、终端数量、业务流量明显增大，AP间干扰严重，无线网络无法正常使用，此时可降低频宽使AP可用信道组合变多，AP间干扰控制在允许范围内，提升用户体验；高峰期过后，人流量和终端数量快速减少，业务流量明显减小，此时增大频宽，并配合进行信道调整，提升终端速率，提升用户体验。

横向上，云RRM可以利用来自更为广泛的数据进行深入分析，对无线网络的性能、拥塞情况、用户需求等进行多维度的评估和优化。比如一整个园区的WLAN无线覆盖，云RRM考虑整个园区无线网络的状态和需求，可以在全局范围内协调和优化无线资源，提供更优质的服务。

综上所述，云RRM的管理能力是远大于本地RRM的，所以当本地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。

好了，今天的RRM我们就先聊到这儿，下次我们再谈一下WLAN中的覆盖优化技术。

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