无线射频芯片信号分析处理

1. 分析PIS系统与信号系统之间的邻频抑制、同频干扰、带外辐射的解决方案： 答：成都地铁2号线PIS系统占用6信道，信号占用1、11信道，PIS系统和CBTC系统属于邻频，的解决方案：

邻频干扰 成都2号线PIS系统和CBTC系统工作于802.11g，802.11g信号的频谱掩码如下图所示：

图1 2.4G信号的频谱掩码 根据802.11标准，RF信号发送时其频谱宽度有一定的要求。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。

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，通常只有1、6、11信道（如图2所示）。

图2 2.4G频段信道划分示意图 因此，对于成都的PIS系统这样一个大规模的WLAN网络来说，同一信道常常需要被不同轨旁AP和车载AP使用。而这些AP之间如果存在着重复区域就会存在互相干扰问题。

带外辐射：有源设备在他的工作频带之外会产生杂散、谐波、互调等无用信号；这些信号落到其他无线系统如信号系统，形成干扰成为带外辐射。辐射是相互过程，及包括干扰强度和抗干扰能力双方面，被干扰设备本身抗干扰能力应该满足国家无线产品相关标准。

参考规范： FCC Part15 ETSI EN 300 328 V1.5.1 ETSI EN 301 893 V1.3.1

无线干扰的检测 AP Monitor状态的干扰检测：对信号系统的邻频干扰进行有效检测。成都2号线PIS系统是大型的WLAN网络，轨旁采用瘦AP架构。对无线干扰的检测和消减通过AP处于Monitor状态来实现。这些轨旁AP设备会将从空口监控到的数据发给WSM服务器，进行分析。专门的检测Monitor AP和其他PIS系统无线设备是集成方式的协作工作，即检测网络的设备和接入网络的设备是由相同的控制器管理的，检测网络的WSM服务器也能处理来自PIS网络的AP的监控数据。集成方式的网络具有能够统一管理、充分利用接入网络的资源、检测和定位方便等特点。

干扰类型判断：无线干扰的检测实际就是持续地监视空口信号。当空口信号能量超过一定值后，就进行FFT变换，并进一步输出给WLAN接收机和各种识别器（Classifier），前者判断干扰是否为WLAN信号，进一步分析MAC信息，后者判断非WLAN干扰源的类型（如下图所示）。

图3 无线干扰检测芯片的工作原理图 技术方面：同频干扰、邻频干扰和带外辐射无线干扰的避免和减弱方法 对无线干扰的避免和消减，目前有以下4种技术措施：  网络部署勘测和优化。即在部署成都2号线的PIS网络时需要勘测部署环境、考虑阻挡物的衰减系数、规划网络的应用服务、规划AP覆盖范围、选择AP安装位置、选择合适的发射天线。没有良好的网络部署，很难达到最佳的网络性能。减弱邻频、同频、带外辐射的影响。

 RRM（射频资源管理）。RRM是WLAN网络的频谱资源管理模块，即对整个PIS网络中的各个AP进行功率优化；RRM能够监控本网络中各个AP的邻居信息、Client的RF信息等，并根据这些信息动态调整每个AP的发送功率。当发现覆盖黑洞时，将加大发射功率；当发现同信道的邻居AP的信号强度高于一定程度时，将降低发送功率，从而降低相互干扰（如图4所示）。 图4 发送功率调整后，两个同频AP不再干扰 RRM还具有信道最优调配的功能，因为PIS系统已经规定信道为6信道，所以信道自动调整功能在本方案中不启用。主要用于减少同频干扰。

 频谱分析；频谱分析能够及时、全面地检测出来自周围环境的非本PIS系统的干扰。当频谱分析检测到新的干扰时，将会发出告警，并显示干扰的类型、干扰的信道、干扰强度、占空比等信息，和进一步定位干扰所在位置，便于及时排除。频谱分析还能监控整个网络的空口性能的情况，并适时发出告警。

 信道复用；在隧道高密度部署的环境中，在高架区间、会出现同信道的AP之间可见，相互干扰严重。利用信道复用技术，可以降低AP的覆盖范围，从而消弥相互干扰，提高信道重用程度。信道复用实际上是提高AP的CCA门限并降低接收灵敏度。CCA，即信道空闲评估，是指WLAN芯片在向空口发射信号前需要评估信道是否为空闲。若为空闲，则在执行完冲突退避算法后就可以发送报文；若为忙，则需等待。接收灵敏度是指要求到达WLAN接收机的RF信号强度不能低于一定值，才能被正确接收。实际上，当RF信号强度低于接收灵敏度时，WLAN芯片将不启动接收动作。当接收灵敏度降低时，将会缩小AP的覆盖范围，但同时能够忽略同信道的邻居AP信号，从而不影响各自范围内的接收。当提高CCA门限时，即使同信道的邻居AP在发送信号，只要信号强度不超过CCA门限，AP仍能够发送自己的信号。此时只要该信号到达Client处能够满足SNR（信噪比）要求，仍能被Client正确接收。

图5 采用信道复用后，AP的覆盖效果以及不同距离内的吞吐性能对比 除上述几种技术解决无线干扰外， H3C公司还创新地实现了下述技术特点。这些技术特点从802.11报文传输或WLAN整网协调等细节上进一步完善PIS系统网络，降低相互干扰，对提高WLAN网络性能也有很好的效果。这些技术特点包括：

 报文发送速率调整； 报文发送速率调整就是动态计算每个报文发送速率。H3C AP能够针对每个Client每次发送 报文会考虑Client的信号强度、历史发送信息等，动态计算当前报文合适的发送速率。当发送失败时，可以根据不同环境采用不同的速率调整算法。例如，隧道部署环境下，当采用高速率导致报文发送失败时，并不是采用传统的非常低的速率来重发报文。这是由于高密度环境下，报文发送失败一般是由报文冲突引起的，采用非常低的发送报文时，只会导致发送报文的空口时长变长，影响的范围更大，从而导致更大可能的冲突，引起其他AP也进一步降低发送速率，使得整个网络处于低性能状态。因此，采用高速率重传，即使多次发送不成功，也可以利用上层的重传机制，最终不影响上层应用的可用性。

 逐包功率控制； 逐包功率控制和RRM动态调整AP功率的目的一样，在于减少同频AP之间的干扰。H3C AP在发送每个报文时，都会根据Client的RF状态调整当前报文的发送功率。逐包功率控制能够最大程度减小信号发送影响的范围，还能同时保证AP的覆盖范围。

2. 高架段AP的详细切换方案； 答：高架段轨旁AP基本采用平行部署方案，车辆在上行切换到下行时，PIS应用系统需发出SSID切换命令。这种方案实现下行车辆和下行的轨旁进行连接和通讯。上行车辆和上行的轨旁连接和通信。AP越区切换的具体过程如下： 为达到零切换时间（避免切换过程中任何可能的数据丢失），采用H3C公司开发的新越区切换技术， WLAN基于预测的切换技术（简称，WHFT）。 MLSP算法与标准802.11a/11g切换算法的不同在于：MLSP允许车载AP在与旧AP（如

APn）脱离前与新AP（如APn+1）建立连接，即在中断前连接（connection-before-break）。再加上相邻AP彼此重叠足够的区域，就能够实现零切换时间。那就是说，所有与切换有关的处理，在列车运行在相邻AP重叠区域内都会完成，而重叠区域的大小应该按照列车全速运行来设计，切换时延小于50ms。 切换算法参数值： Link Saturation RSSI：(30 - 150) Link Hold RSSI:(5 - 100) Link Switch Margin:(1 - 100)

3. AP正常工作对环境的要求，AP正常工作的详细状态

开始发现新的AP (APn+1) ?与APn+1建立连接

与 APn保持连接

与APn保持数据流

旧AP (APn)信号丢失?

与APn断开连接

与APn+1保持连接

与APn+1保持数据流

n=n+1

是是否

否 答：WA2220E-AG（增强型）指示灯

表1-1 WA2210E-GE/ WA2220E-AG（增强型）工作状态说明 指示灯标识及类型 颜色 数量 状态说明

POWER（电源灯） 绿色 1个 显示电源状态： 常亮：设备正常上电 常灭/闪烁：电源未接好，或设备工作异常

11b/g（无线状态灯） 绿色 1个 显示无线链路的状态： 常灭：无线链路未初始化或故障 慢速闪烁：无线链路工作正常 快速闪烁：正在进行数据收发

11a（无线状态灯） 绿色 1个 显示无线链路的状态： 常灭：无线链路未初始化或故障 慢速闪烁：无线链路工作正常 快速闪烁：正在进行数据收发

SPEED（以太网灯） 黄色 1个 显示以太网口的工作状态： 常亮：表示以太网口处于100M工作状态 常灭：表示以太网口处于10M工作状态

LINK/ACT（以太网灯） 绿色 1 显示以太网口的连接状态： 常亮：以太网口Link up 常灭：以太网口Link down 闪烁：有数据传输