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WLAN干扰排查指导书1.1

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WLAN干扰排查指导书

目录

1WLAN干扰理论知识 (1)

1.1无线系统的干扰定义 (1)

1.2WLAN系统干扰类型 (2)

1.2.1WLAN网络自身的同频干扰 (2)

1.2.2WLAN网络自身的邻频干扰 (4)

1.2.3来自WLAN网络外部的干扰 (4)

1.2.4WLAN干扰分类 (4)

2干扰排查流程 (6)

2.1问题发现与评估 (6)

3WLAN系统内干扰排查 (8)

4WLAN系统外干扰排查 (10)

4.1干扰分析 (10)

4.2干扰方向排查 (12)

4.3需要重点关注的区域 (12)

5使用扫频仪等工具排查干扰 (13)

5.1干扰源的查找与定位 (13)

6参考文档 (14)

6.1《WLAN室内网络优化指导书》 (14)

6.2《WLAN网络专项测试指导书》 (14)

1 WLAN干扰理论知识

1.1 无线系统的干扰定义

干扰的产生是多种多样的,某些专用无线电系统占用没有明确划分的频率资源、

不同运营商网络配置不当、收发滤波器的性能、小区重叠、环境、电磁兼容(EMC)

以及有意干扰,都是通信网络射频干扰产生的原因。系统间干扰类型主要有:

加性噪声干扰、邻道干扰。

从上图可知,干扰源的发射信号(阻塞信号、加性噪声信号)从天线口被放大

发射出来后,经过了空间损耗L,最后进入被干扰接收机。如果空间隔离不够

的话,进入被干扰接收机的干扰信号强度够大,将会使接收机信噪比恶化或者

饱和失真。

1.2 WLAN系统干扰类型

无线干扰按照类型可划分为WLAN干扰和非WLAN干扰。WLAN干扰是指干

扰源发送的RF信号也符合802.11标准,除此之外都是非WLAN干扰。

对WLAN干扰,可进一步按照频率范围分为同频干扰和邻频干扰。按照

来源划分,可分为WLAN网络自身的互干扰和网络外的干扰

1.2.1 WLAN网络自身的同频干扰

同频干扰是指两个工作在相同频率上的WLAN设备之间的相互干扰。

WLAN工作ISM(Industry, Science and Medicine)频段,包括2.4G

和5G两个频段。对某些国家或地区来说,仅有2.4G频段可用。在2.4G

频段上,互不干扰的频段十分有限,通常使用的是1、6、11信道(如

图1-2所示)。

图1-2 2.4G频段信道划分示意图

因此,对一个大的WLAN网络来说,尤其是高密度部署的网络,同一信

道常常需要被不同AP使用。而这些AP之间存在着重复区域时,就存在

互相干扰问题。图1-3是一幅学生公寓的AP部署信道排列图,由于墙

壁隔离度差,不仅同一层楼的同信道AP之间可见,上下楼层之间的同

信道AP也存在互相干扰的情况。

图1-3 学生公寓的AP部署信道排列图

同频AP之间如果可见,以802.11为基础的WLAN,空口是所有设备的公共传输媒介,两个AP之间将根据CSMA/CA原则,进行互相退避,这势必会大大降低性能,两个AP的总性能将不会超过一个信道的性能。

如果同频AP之间不可见但覆盖区域有交集,则对处于交集区域的Client而言可能会形成隐藏节点或暴露节点问题。下图左面AP1给client发送数据,AP2不能感知,同时也发送数据,导致在AP1的client 处冲突;右图AP1的client要数据,但感知AP2正在发送,从而退避不能发送。

图1-4 隐藏节点和暴露节点干扰

隐藏节点和暴露节点会产生两个方面的问题,其一是报文发送时需要退避或不断重传;其二是由于报文重传时会降低报文发送的物理速率,导致同一AP的影响范围扩大,也使得报文发送占用更多的空口时长,冲突几率加大,引起更多的重传。

1.2.2 WLAN网络自身的邻频干扰

根据802.11标准,RF信号发送时其频谱宽度有一定的要求。以2.4G

为例,信号的频谱掩码如图4所示:

图1-5 2.4G信号的频谱掩码

其发射频宽为22MHz,在距离中心频率11MHz之外时,要求衰减超过

30dB。对任何WLAN发射机来说,在发射频宽之外,信号也不可能马上

降低为0,而是逐渐衰减。如果两个中心频率不同的WLAN设备之间的

发射频宽有重叠的部分,就会产生相互影响,形成了邻频干扰。即使

对不重叠的相邻信道(如2.4G的1、6信道,11a的161、162信道),

如果两个设备之间距离过近且发送功率比较大,也会产生影响。

对一个WLAN网络来说,邻频干扰包括自身的邻频干扰和来自邻居网络

的邻频干扰。WLAN网络应首先避免自身的邻频干扰,所有设备建议部

署在不重叠的信道上,并且设备之间避免过近。对5G来说,相邻设备

最好部署为不相邻的信道,完全避免相邻信道之间可能产生的干扰。

1.2.3 来自WLAN网络外部的干扰

来自WLAN网络外部的干扰也分为WLAN干扰和非WLAN干扰。WLAN干扰主

要包括Rogue设备、邻居WLAN网络、Ad hoc网络等。WLAN工作在ISM频

段,除了WLAN设备外,还有许多非WLAN设备也工作在该频段,如微波

炉、无绳电话、蓝牙设备、无线摄像机、户外微波链路、无线游戏控

制器、Zigbee、WiMax等等。非WLAN干扰源会干扰WLAN信号,导致WLAN

信号无法被正确接收。还有一些非ISM频段上的设备会在ISM频段上产

生射频信号泄露,这里的射频信号泄漏主要是设备工作当中产生的各

种电磁谐波,当谐波频率属于ISM频段,而且在临近距离很近的情况

下,会对WLAN设备形成干扰。如3G基站,当和WLAN共存于一个机架,

或者共用室内馈路系统时。

1.2.4 WLAN干扰分类

总的来说,一个WLAN网络,影响它的干扰源可以从以下几个方面来考

虑:

(1)网络内干扰

?内部同频干扰

?内部邻频干扰

(2)外部干扰

?其他WLAN网络干扰?非WLAN系统干扰

2 干扰排查流程

对干扰源的排查,从发现问题到分析处理问题再到解决问题需要经过下面一系

列步骤:

2.1 问题发现与评估

干扰问题经常是通过测试或用户投诉发现的;

对于测试时,可以直接用工具进行扫频来进行干扰数据收集;

对于用户来说则一般表现为一般表现为关联成功率低、上下行吞吐量较低以及

Ping延时时长,发现类似情况时我们一般可以判断存在干扰。

对干扰问题进行排查主要进行以下分析

(1)查询AC或AP的工作状态

对于测试中发现问题的区域或用户投诉的地方,在后台配置查询AC和AP的

工作状态是否正常,是否存在告警,如果存在告警,需要先处理告警。

(2)测试问题区域的干扰情况

测试受干扰区域各信道干扰情况,可以通过T800工具或者扫频仪进行扫频测

试对于信道干扰和SNR也较差的不排除存在外部干扰,根据具体现象利用频谱

分析仪等设备定位干扰源。

(3)系统外干扰的排查

对于室分系统,通过对覆盖区域环境、使用电器种类进行检查。由于WLAN使

用频点多集中在2.4G频段,此频段被大量电器设备使用,很容易对WLAN性

能产生影响。室外系统则需要使用频谱仪进行确认。

(4)制定干扰优化方案、安排人员和准备干扰排查设备

基于前几步骤的结果,制定排查方案,抽调有经验的干扰排查人员,准备相关

的干扰排查设备进行干扰源排查。

(5)现场进行干扰源的详细定位

在问题区域内选择较高的建筑,在天面上进行排查(注意不要在地面上直接进

行扫频干扰排查,如果在地面上进行排查很难发现问题,只有在干扰已经十分

严重的情况下才会在地面发现存在干扰),并逐步在确定干扰源的方位。最终确

定干扰源的准确位置。

(6)干扰源的确定与清除

发现干扰源后通过与客户沟通,暂时关闭可疑干扰源来判断是否准确,如确实是此干扰源,则告知当地运营商进行协调解决;如不是,则重新进行排查定位直到找到正确的干扰源。

对无法关闭干扰源的情况,需要在受干扰区域内受干扰区域进行信道、天线方向角和下倾角等的调整,最大限度保证受干扰区域内信号覆盖及各项业务的正常运行。

(7)形成报告与提交

3 WLAN系统内干扰排查

目前经过部分外场实践检验。来自WLAN系统内的干扰主要是信道干扰,也即附近

同频AP信道对信道的邻道干扰。系统内干扰是系统内部信道规划不好、功率过大

导致的干扰,这种干扰较易消除;系统间干扰是另一方的AP使用与己方相同或相

邻的信道造成的干扰。

从信道划分来看,同频点的频带完全重叠、相邻频点的频带部分重叠,2个以上

AP设备使用相同或相邻的频点信道,并且覆盖区域重叠时,互相之间产生干扰。相

邻的AP应尽量避免使用同一个频点,如下图所示,因此同一个区域相同频率覆盖

的AP数量建议不超过3个。

图3-1 AP覆盖区域示意图

因此在实际组网时,系统内的干扰和系统间的干扰是很难避免的。认定干扰的标准

为:在一个AP覆盖区内,如果检测到其他多个同频或邻频AP的信号,且信号强度

小于-85dBm时,AP之间无干扰。否则认为存在干扰。在上一节介绍的干扰类型中,

由于同频中的多种后果,在同一区域覆盖的多个AP,在功率相同情况下,同频的干

扰会导致在干扰存在区域多个AP的总容量为该同频点单个AP容量,影响STA吞

吐量;而对于邻频干扰而言则是对业务信道加性干扰,直接影响被干扰区域的主AP

容量,一般情况下干扰区域总容量是小于单个AP容量的。因此由此判断,在WLAN

组网里,邻频干扰要比同频干扰更加严重。

【信道干扰表现】:

(1)信道干扰用载干比衡量,载干比=接收信号强度-同频干扰强度。载干

比>24dBm,即小于测试信号强度24dbm的同频信号都认为不存在干扰。在使

用工具时在各个测试点进行测试得到干扰;

(2)用户投诉覆盖区域内关联成功率低、上下行吞吐量较小、无认证漫游失败

高以及http网页访问较慢等等。

【信道干扰处理】:

(1)调整被干扰区域的主AP的信道;

(2)调整被干扰区域天线方向角和下倾角以及AP发射功率消除干扰;

(3)设置自动信道调整参数来进行覆盖区域自适应调整(选用)。

(4)调整CCA(信道空闲评估)和降低AP接收灵敏度来规避干扰(选用)

4 WLAN系统外干扰排查

4.1 干扰分析

目前常遇到的系统外干扰从种类来说一般有以下几种:民用电器干扰、无线民

用设备干扰、专用无线设备干扰、RF信号互调干扰

【干扰种类】

(1)民用电器设备干扰:WLAN所使用的2.4G频段是一个开放的频段,使用

此频段的设备种类繁多,干扰是普遍存在的。

(2)专用无线传输设备:是一个宽带的影响,并且具有较强的方向性

(3)民用无线通信系统:比如无线公话(CDMA常见此类型的干扰)、无线监

控系统等。

(4)移动通信系统对WLAN的干扰:杂散干扰和互调干扰。

杂散干扰

杂散干扰对系统最直接的一个影响就是降低了系统的接收灵敏度,我们在分析杂散干扰时有一个原则,即在分析一个系统所受到的杂散干扰时,

我们主要考虑其他系统的带外杂散落到本系统带宽内的功率是否高于本系

统带宽内的空间热噪声功率,如果比该热噪声功率低,则该杂散对本系统

的接收灵敏度将不会造成影响,否则,如果杂散功率高于相应带宽内的空

间热噪声功率,则系统的接收灵敏度将会受到一定程度的影响。首先我们

我们可以通过下面的公式来计算得出各系统工作信道带宽内总的热噪声功

率:

Pn=-174dBm+10lgBw(Hz)

具体如下:

WCDMA系统信道带宽为5MHZ,因此可以得出

Pn1=-174dBm+10lg(5*106Hz)=-107dBm

WLAN系统中信道的工作带宽22MHZ,因此可以得出

Pn2=-174dBm+10lg(22*106Hz)=-100.6dBm

GSM系统中信道的工作带宽200KHZ,因此可以得出

Pn3=-174dBm+10lg(200*103Hz)=-121dBm

跟据相关标准,我们还可以得到各系统在另外两个系统的频段上的杂散发射指标,具体如下:

WCDMA基站系统带外杂散为:WLAN系统应用频段内,-30dBm/1MHz,换算为-17dBm/22MHz

GSM基站系统带外杂散为:WLAN系统应用频段内,-30dBm/1MHz,换算为-17dBm/22MHz

根据上述计算结果我们就可以很容易地得到,如果要将三网合一之后系统之间的杂散干扰降低到可以忽略的程度,我们就必须对三频合路器的通道隔离度指标提出相应的要求,具体如下:

1)GSM信号通道对WLAN的通道隔离度

-17-Pn2=-17-(-100.6)=83.6dB

2)WCDMA信号通道对WLAN的通道隔离度

-17-Pn2=-17-(-100.6)=83.6dB

抑制杂散干扰要求通道隔离度大于84dB即可。

?阻塞干扰

WLAN系统仅规定了邻道抑制比的指标,干扰信号如果没有落在正在使用的WLAN载波的邻道中,则它对WLAN接收机的影响可以不考虑。

如果落在正在使用的WLAN载波的邻道中,则应小于:P-16dBm. 其中P 是WLAN的发射功率。抑制阻塞干扰同样是通过要求隔离度来达成。

?互调干扰

当两个或多个干扰信号同时加到接收机时,由于非线性的作用,这两个干扰的组合频率有时会恰好等于或接近有用信号频率而顺利通过接收机,引起干扰。因此对于WLAN网络来说,互调干扰可能会来自内部也可能来自外部。在实际情况下。二阶互调产生频率和主频率一般相差会较大所以影响较小,三阶互调则影响最严重。抑制互调干扰必须根据其他的系统服

务质量进行功率互相调节,规划频点规避,并提高合路器的通道隔离度。

【现象分析】:

(1)观察干扰和业务时段和方向的关系:如果和时段相关,说明干扰源可能是

企业/工业设备系统。如果有很强的方向性,则说明干扰源可能是专用无

线传输设备。

(2)分析干扰的变化情况。如果干扰变化比较剧烈,没有规律,则说明此干扰

信号很可能是民用通讯设备,干扰功率和用户量有关系。如果一直保持平

稳,则说明此干扰信号功率稳定发射。

(3)观察干扰和频率的关系,如果只是某个频点受到干扰,则很可能是受到其

他移动通信系统的干扰,合理地配置频点规避可能遭遇的三阶互调小

信号和杂散干扰,做到通道隔离度的基本要求,拉开发射机与发射

机之间的距离,是解决移动通信系统干扰最有力的方法。

(4)观察是否有同个区域多个AP呈现相同的受干扰情况。如果有,则说明干

扰来自同一地点,可以根据多个AP的干扰方向作图,确定干扰源区域,

找出干扰。

4.2 干扰方向排查

调整天线的方向角,使其偏离干扰较大的方向。观察它的底噪是否降低,通过

该方法初步确认干扰是定向干扰还是全向干扰。

4.3 需要重点关注的区域

目前所知,军队、警察相关的区域(如雷达站、监狱、军事禁区等),由于特殊

需要产生干扰源的可能性较大,需要在实际干扰排查工作中加以注意。

5 使用扫频仪等工具排查干扰

外界的干扰最主要的表现就是会造成信道底噪的升高,根据干扰源的强弱及位

置,受干扰信道的底噪将有不同程度的升高。现在我们可以根据后台告警和用

户投诉,分析单个AP或成片热点的业务指标来判断AP是否受到了外界干扰。

外界的干扰包括覆盖区域内的干扰和覆盖区域外的干扰。覆盖区域内的干扰是

由用户使用的同频设备造成的;覆盖区域外干扰是其他的无线设备在带内带外

造成的干扰。

系统对外来干扰的承受能力也与两个因素有关:本身信号的强度,信号越强受

干扰的机会越少;干扰信号的大小,干扰信号电平越小,信号受干扰程度越低。

此外,AP和终端间的干扰还取决于两个系统工作频段的间隔和AP空间隔离等

因素。

我们可以采用测量工具或者频谱仪来进行初步的测量。

(1)用测试工具T800可以测试收集到覆盖区域信道干扰情况。主要以图标和

数据直接体现(可选);

(2)用频谱仪进行测量干扰,在没有外界干扰信号的时候,反映在频谱仪上的

时域波形就是在接收信道内幅度很低的底部噪声(接收时隙内)。否则可

以认为存在干扰。

5.1 干扰源的查找与定位

基于频谱仪排查干

扰的方法.docx

6 参考文档

6.1 《WLAN室内网络优化指导书》

https://www.doczj.com/doc/e38290134.html,/tsm/FileCenter/File.aspx?Mode=read&FileID=30363003 6.2 《WLAN网络专项测试指导书》

WLAN专项网络测试

指导书.doc

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