中国移动WLAN网络优化交流方案

WLAN技术交流802.11标准演变Mesh扩展QoS扩展安全扩展射频管理更高的速率基于802.11的标准演化基于CAPWAP的WLAN运营网络WLANMAC：SplitMAC、LocalMAC数据转发：集中转发、本地转发组网方式：2层组网，3层组网管理和状态：协议预定义、厂家私有WLAN相关新技术•Wi-FiDirect•Wi-FiDisplay•超低功耗Wi-Fi•Wirelessprotectsetup（WPS）•Wi-Fi热点认证计划WLAN空口性能21WLAN连接管理机制WLAN与室分合路34WLAN抓包分析案例扫描与关联•扫描的过程是识别当前空间存在的WLAN无线网络。•扫描中主要的参数：BSStype、DSSID、SSID、扫描方式、信道列表、探测延时、最大和最小信道时间•关联是STA和AP建立连接的过程StationAP1AP2被动扫描：侦听Beacon主动扫描：Proberequest连接过程：STA对发ProbeRequsetAP发ProberesponseSta选择APStation发AssociationrequestAP回应AssociationRespones封包告知STA取得AIDReassociation即Roaming/漫游/切换：空口类似于连接过程，但对AP和Station会产生一些不同的处理BeaconAP3信道扫描•使用广播BSSID和空的SSID发送Proberequest。•开始一个Probe的Timer–如果在最小Proberesponse时间内没有收到response，则切换到下一个信道–或者到底最大Proberesponse时间，处理所有收到的response，然后扫描下一个channel•后台扫描：Station在关联状态中，选择空闲时进行信道扫描客户端AP1AP2ProbeDIFSPResponseSIFSACKDIFSPResponseACKSIFS最小Proberesponse时间最大Proberesponse时间漫游监测到和当前AP的连接质量变差，RSSI/Rate扫描可用AP（200ms~300ms）连接到可用AP（10ms~200ms）重新进行认证（802.1x：10ms，WEB认证：秒级）如果为DHCP客户端，则重新获取IP地址（500ms）一般的漫游过程Scan鉴证关联DHCP认证应用业务恢复连接状态连接状态应用业务恢复影响漫游的问题1.AP2.Station3.环境一般漫游快速漫游后台扫描预认证最快漫游重关联应用业务恢复Scan断开断开断开影响关联的主要原因•配置匹配问题–AP的模式–配置参数•响应超时–无线干扰–信号弱•设备原因–驱动程序的bug–认证程序的bugWLAN连接管理机制12WLAN空口性能WLAN与室分合路34WLAN抓包分析案例802.11PHY和MAC•MAC层最主要的功能就是控制传输媒体的存取方式,让上层协议所送来的数据能无误的经由传输媒体传送出去将接收到数据解调译码后交给MAC层处理。•MAC层提供额外安全管理工作如验证服务及WEP加密•PHY负责将MAC层交付的资料,经调变,编码处理后传送出去•PHY将接收到数据解调译码后交给MAC层处理•PHY负责实际的媒体侦测工作并将侦测结果回报给MAC层让MAC层能进行媒体访问控制天线放大器VCO放大器滤波器混频器RX滤波器LNAAGC调整放大比率2.4G降频基频输入放大器VCO放大器天线混频器滤波器TXPA升频VoltageControlledOscillator电压控制输出频率载波发射功率dBm值的参考点为千分之一瓦1mw=0dbm40dBm10w30dBm1w20dBm100mw10dBm10mw0dBm1mw接收灵敏度判断标准FER8%最小接收灵敏度：1Mbps-80db最大接收灵敏度：11Mbps-4db邻频抑制：间隔25Mhz的信号低于35dbRF链路概要天线switchRFIFBasebandMACPA天线天线switchRFIFBaseband/MACPA天线天线switchRF/IFBaseband/MACPA天线RF/IF/Baseband/MACPA天线switch天线RF芯片组合发展信道资源2.4122.4172.4222.4322.4422.4522.4622.4722.4842.4272.4372.4472.4572.4671611频率/GHz启动时信道选择ScanningselectApply定时扫描的信道选择BGScanningChannelchange手动设定局限性与灵活性自动信道选择信道选择算法调制技术•DSSS/CCK：802.11b–1，2,5.5,11Mbps•OFDM:802.11a/g–6,9,12,18,24,36,48,54Mbps•改进的OFDM：802.11n–6.5,13,19.5,26,39,52,58,65MbpsOFDM概念影响空口传输的原因•路径衰减、障碍物造成的信号弱•频率偏移•时变偏移•时序匹配•峰均功率比（PAPR)传输层问题•传输网络问题–传输网络的链路带宽–传输网络中的设备响应速度•多用户产生的空口用户容量下降–管理帧泛滥–低速率客户端–低信号客户端影响业务性能的原因•多连接的HTTP业务•FTP下载和上行•小封包造成性能损失•Ping包延时、丢包率WLAN性能优化案例(1/3)•背景：中国移动云南分公司全球通大厦，2003年采用放装使802.11bAP进行了全楼WLAN覆盖，2010年底进行容量升级，选用802.11NAP，但升级后无明显的速率提升的，反而比扩容前要差。CMNETBRAS光设备其他楼层交换机全球通大楼10/100M5层设备间APAP1、2层无线局域网APAP7层配线间APAP6层无线局域网7层无线局域网5层无线局域网12层WLAN中心交换机文庙移动机房2层设备间6层配线间AP光设备APAP8层无线局域网8层配线间ACWLAN性能优化案例(2/3)开放办公区仓库会议室网络部总经理办公室网络部副总经理办公室办公室网络部副总经理办公室弱电井问题1：没有进行信道规划，AP都工作在信道1上问题2：多种模式AP共存，造成空口性能的降低问题3：忙时上网速度慢，传输网络性能影响，经调查认为是BRAS性能瓶颈WLAN性能优化案例（3/3)•优化建议：–空口优化，根据AP覆盖区域的重要性，进行信道规划；如领导办公室及会议室使用11信道，其他AP使用1、6信道–AP使用802.11bg模式•优化效果–优化前，空口FTP速率5~10Mbps，优化后达到20MbpsWLAN连接管理机制13WLAN与室分合路WLAN网络优化24WLAN抓包分析案例WLAN与室分合路的挑战•覆盖盲区–覆盖盲区的往往是用户经常使用WLAN上网的位置，如天线部署在走廊，窗口附近区域很容易形成盲区。•上下行链路的不平衡–室分合路一般采用大功率AP，形成了WLAN是一个上行受限的系统，判断室分系统是否适合WLAN网络，在于是否满足上行链路的要求–多天线对单天线的多径效应，产生的自身干扰•隐藏节点的存在–通过RTS/CTS机制解决隐藏节点问题。但问题是现在使用的802.11gAP在默认配置下为关闭RTS/CTS功能–建议厂家针对室分系统的AP，进行自动识别客户数量，根据误报率来自动打开RTS/CTSWLAN与室分系统合路典型问题•覆盖盲区的直接影响用户使用，室分系统在项目完成后往往很难与业主协调进行改进，建设期间的优化尤为重要。•上行链路的不平衡是一个隐性问题，比较难从表象上完全的判断原因，如何进行链路上下行的检测？•PCF方式解决了隐藏节点问题，但带来的性能下降，影响用户的业务体验，是否有方法可以解决？WLAN室分案例:现网优化•背景：无锡市湖滨医院是中国移动2009年建成的一个CMCCWLAN热点，有用户投诉在病房内无法使用CMCCWLAN网络上网•问题：经过网优测试人员调查，大部分病房，在门口处AP信号非常好，但到底病房内部出现20dBm的差别。WLAN室分案例:现网优化•发现问题及热点整体评估如下：–住院部病房里的信号衰减严重，门口和最里面的病床信号强度相差20dBm左右，病房内大部分位置ping包丢包率非常高，在房间最里面的病床位置信号强度-80dBm–在大楼走廊顶端的A区40-42病房和B区28-30病房，在这两个病房测试终端与AP失去关联，ping包丢包率极高•根据现场的情况，我们提出了以下可选优化方案：–1.调制室分天线，–2.增加AP功率和立体化进行信号增补–3.调制AP参数–4.采用无线无线中继路由进行信号放大WLAN室分案例:现网优化•优化实施–通过比较，采用方案4，针对覆盖盲区针对性进行信号补充3600mm7900mm2000mm1900mm800mm1000mm无线中继安装位置WLAN室案例:现网优化•优化前后对比如下表测试log名称WEB认证HTTP页面访问测试PingFTP下载FTP上传基本无线参数WEB认证时延（秒）WEB认证成功率（%）访问时延（秒）页面时延（秒）访问成功率（%）成功率（%）下载平均速度（kb/s）上传平均速度（kb/s）RSSI（dBm)载干比C/I(db)滨湖医院12楼A区25-27病房优化前4.2720.0%5.7221.9150.0%95.0%101.12435.9-70.917.1滨湖医院12楼A区25-27病房优化后1.0066.7%3.028.44100.0%100.0%2444.71167.1-57.426.6优化后该测试点的无线网络的信号强度，载干比和业务质量有了极大的提升。其中信号强度RSSI从优化前的-70.9dBm提高到了-57.4dBm，载干比C/I的值由优化前的17.1db提高到了26.6db，都达到了测试要求。而业务质量测试的数据也有了大幅度的提升，上网业务体验非常流畅WLAN室分案例:建设优化•背景：银川金风万达广场总投资约30亿元，集高档写字楼、顶级品牌专卖店、高档百货、多元化特色餐饮、时尚休闲、娱乐为一体的综合性、新地标商街。•WLAN建设：银川市万达广场站点WLAN覆盖项目是中国移动宁夏公司2011年WLAN网络建设的重点覆盖项目，旨在打造宁夏的2G、3G、WLAN的示范工程，为新地标的业主、用户提供高质量的无线宽带服务。WLAN室分案例:建设优化现场勘察和模拟测试设计问题点测试和优化验证问题点的测试示意图全面的现场考察WLAN室分案例:建设优化•根据现场模拟测试结果得出优化建议WLAN连接管理机制14WLAN抓包分析案例WLAN网络优化23WLAN与室分合路案例：下载速率低抓包分析如图例中是FTP下载慢问题，直观的可以看到直接原因为空口出现异常的重传。问题：FTP上行速率良好，但下载速率低第一步：快速浏览找出问题报文案例：下载速率低第二步：查找重传的原因报文正常，ACK正常，说明接收端正确接收到但发送端仍然有发出重传，则说明发送端没有正确接收到ACK结合WLAN设计方案及AP配置，发现AP配置了最低速率为11Mbps导致了无线客户端的自动速率选择功能受到限制，无法采用最佳速率来发送，以致产生过多的重传案例：AP关联问题问题：搜索到CMCCAP，AP信号非常好但是客户端无法关联ap通过抓包发现，AP的supportrate为1、2Mbps，此AP出现了问题导致无线客户端无法正常连接。抓取的报文分析后，发现AP对报文没有任何反应，确定为AP接收链路出现问题，重启AP后恢复正常，判断为AP存在长时间工作导致AP无线网卡接收机工作不正常。案例：干扰源定位问题：一个热点，信号很好，看到同时在线的用户只有测试客户端1个，但是测试速度很慢，。从抓包信息看看,有一个干扰AP存在,SSID是Fast_6C01B0，这可能是一个有问题的AP，或是这个AP工作正常但是上面连有很多的用户。谢谢！