用智能天線破解Wi-Fi的干擾難題

1、用智能天線破解Wi-Fi 的干擾難題802.11 技術(shù)在過去10 年已經(jīng)取得了長足的發(fā)展,但有一個問題依然困擾著Wi-Fi,那就是可靠性問題。Wi-Fi 應(yīng)用中的射頻干擾幾乎來自于所有能發(fā)出電磁信號的裝置 ,包括無線電話、 藍(lán)牙手機(jī)、微波爐乃至智能儀表等。但大多數(shù)用戶或許沒有意識到,最大的 Wi-Fi 干擾源是他們自己的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)。信號干擾成為瓶頸不同于授權(quán)頻譜,Wi-Fi 是一個任何人都可以使用的介質(zhì),它工作在 2.4GHz 和 5GHz 這兩個免授權(quán)頻段。 當(dāng)一部 802.11 客戶端設(shè)備偵聽到其它無線信號時 ,無論該信號是否是 Wi-Fi 信號 ,設(shè)備都會暫緩傳輸數(shù)據(jù)直到該信號消失。

2、 在數(shù)據(jù)傳輸中出現(xiàn)干擾則會導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟包 ,從而強(qiáng)制 Wi-Fi 重傳數(shù)據(jù)。雖然頻譜分析工具現(xiàn)已集成在多數(shù)AP 設(shè)備中幫助網(wǎng)絡(luò)管理員觀察并甄別Wi-Fi 干擾 ,但如果他們不切實(shí)解決干擾問題,那么就沒有什么實(shí)際意義。射頻干擾的問題由于新型無線標(biāo)準(zhǔn)802.11n的推出而變得更加嚴(yán)重。 802.11n 通常在一個AP 中采用多個射頻信號在不同的方向和方位傳輸幾路Wi-Fi 數(shù)據(jù)流 ,從而實(shí)現(xiàn)更高的連接速率。這些信號中如果有一路信號受到干擾,那么作為802.11n 用于顯著提高數(shù)據(jù)傳輸速率的空間復(fù)用和信道綁定技術(shù)將全部失效。通常解決射頻干擾的方法包括降低物理數(shù)據(jù)率、降低受影響 AP 的發(fā)射功率以及改變

3、AP 的信道分配三種方式。雖然這些方法有他們各自的專長,但沒有一個是直接針對射頻干擾問題的。降低 AP 的數(shù)據(jù)傳輸速率使得數(shù)據(jù)包在空中需要停留更長的時間。這就意味著終端設(shè)備需要花更長的時間接收這些數(shù)據(jù)包 ,這無疑增加了丟包的風(fēng)險,使數(shù)據(jù)包在周期性干擾中變得更加脆弱。而降低 AP 的發(fā)射功率 ,盡管可以更好地利用有限的信道數(shù)量 ,但是降低發(fā)射功率的同時也會降低客戶端接收信號的強(qiáng)度 ,這就轉(zhuǎn)變成了更低的數(shù)據(jù)率和更小范圍的 Wi-Fi 覆蓋 , 進(jìn)而導(dǎo)致覆蓋空洞的形成。采用更智能的天線技術(shù)Wi-Fi 的理想目標(biāo)是將一個信號直接發(fā)送給某個用戶監(jiān)控該信號 ,確保它以最大速率傳送給用戶。新型Wi-Fi,并

4、技術(shù)結(jié)合了動態(tài)波束形成技術(shù)和小型智能天線陣列,成為一種可行的干擾問題解決方案。動態(tài)的、基于天線的波束形成技術(shù)是一種新開發(fā)的技術(shù) , 用于改變由 AP 發(fā)出的射頻能量的形態(tài)和方向。動態(tài)波束形成技術(shù)專注于 Wi-Fi 信號 ,在信號干擾出現(xiàn)時會自動“引導(dǎo)”它們繞過周圍的干擾。這些系統(tǒng)為每個客戶端應(yīng)用了不同的天線模式,當(dāng)問題出現(xiàn)時就會改變天線模式。比如在出現(xiàn)干擾時,智能天線可以選擇一種在干擾方向衰減的信號模式 ,從而提升信號穩(wěn)定性并避免采用降低物理數(shù)據(jù)傳輸率的方法?；谔炀€的波束形成技術(shù)采用了多個定向天線元在 AP 和客戶端之間提供數(shù)千種天線模式或路徑。射頻能量可以通過最佳路徑輻射 ,從而獲得最高的數(shù)據(jù)速率和最低的丟包率。對標(biāo)準(zhǔn) Wi-Fi 介質(zhì)訪問控制 (MAC)客戶端確認(rèn)的監(jiān)控可以決定信號的強(qiáng)度、吞吐量和所選路徑的丟包率。這樣就保證了 AP 能夠確切地了解客戶的體驗(yàn)要求并且在遇到干擾時,AP可以根據(jù)需要選擇最佳路徑。智能天線陣列也會主動拒絕干擾。由于智能天線并非用于給某一個指定的客戶端傳輸數(shù)據(jù),而是用于所有客戶端,這樣才能忽略或拒絕那些通常會抑制Wi-Fi 傳輸?shù)母蓴_信號,其結(jié)果是在某些情況下可以獲得高達(dá)17dB 的信號增益?；蛟S這項(xiàng)新技術(shù)的最大好處是它可以自動運(yùn)行,無需手工調(diào)節(jié)或人工干預(yù)。對于網(wǎng)管人員來說,由于大量新型W