【正文】 ）（具體的監(jiān)測對(duì)象與無線網(wǎng)卡型號(hào)及驅(qū)動(dòng)有關(guān)）（2）AP（AC）監(jiān)測對(duì)象：AP負(fù)荷水平（AP業(yè)務(wù)量、業(yè)務(wù)的Qos要求、AP上終端數(shù)量、發(fā)射功率、信道選擇） 終端監(jiān)測方式（1）被動(dòng)方式：無線終端只是被動(dòng)地接收無線接入點(diǎn)發(fā)出的信標(biāo)幀，然后根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度創(chuàng)建一個(gè)無線接入點(diǎn)的優(yōu)先級(jí)鏈表。信號(hào)強(qiáng)度最高的無線接入點(diǎn)優(yōu)先級(jí)最高。（2）主動(dòng)方式：無線終端還主動(dòng)地向各個(gè)可用的頻道廣播Probe Request管理幀，無線接入點(diǎn)在接收到Probe Request管理幀后，向無線終端發(fā)送相應(yīng)的Probe Response響應(yīng)消息，無線終端在收到響應(yīng)消息后，就算成功地掃描到一個(gè)可用的無線接入點(diǎn)，并調(diào)整自己的時(shí)序與所找到的無線接入點(diǎn)同步。 切換的觸發(fā)機(jī)制 由負(fù)荷均衡引起的切換（1）觸發(fā)條件：當(dāng)前AP的流量或者連接數(shù)超過某一閥值。（AP或AC設(shè)置）（2）切換發(fā)起者：AP或者AC 由信號(hào)電平變化引起的切換（1）觸發(fā)條件：當(dāng)無線終端發(fā)現(xiàn)當(dāng)前建立聯(lián)系的無線接入點(diǎn)發(fā)出報(bào)文的SNR小于蜂窩搜索閥值（cell search threshold）時(shí)，它就會(huì)啟動(dòng)對(duì)周圍無線接入點(diǎn)的掃描操作。發(fā)現(xiàn)一個(gè)可用的無線接入點(diǎn)的時(shí)候，無線終端會(huì)不斷計(jì)算新發(fā)現(xiàn)的無線接入點(diǎn)和原建立聯(lián)系的無線接入點(diǎn)的SNR差值，如果這個(gè)差值大于一個(gè)預(yù)設(shè)的閥值(Death SNR)，無線終端會(huì)向新發(fā)現(xiàn)的無線接入點(diǎn)發(fā)出Reassociation Request管理幀，開始切換操作。（2）切換發(fā)起者：終端圖41 切換門限 切換的流程圖42 切換流程 掃描過程（1）終端依次在每個(gè)信道上發(fā)送探測請(qǐng)求幀（Probe Request），其中包括了SSID以及Support Rates（終端所支持的速率）。（2）等待每個(gè)信道上AP的探測應(yīng)答幀（Probe Response），并記錄每個(gè)AP信標(biāo)幀中的所有參數(shù)。此時(shí)終端處于未認(rèn)證未關(guān)聯(lián)狀態(tài)。 認(rèn)證過程（1）終端根據(jù)信號(hào)功率電平和信號(hào)強(qiáng)度判斷加入哪個(gè)網(wǎng)絡(luò)。（2）終端向目標(biāo)AP發(fā)送身份驗(yàn)證請(qǐng)求幀（Authentication Request）。（3）AP向終端發(fā)送身份驗(yàn)證應(yīng)答幀（Authentication Response），其中包含了質(zhì)詢文本。（4）終端在收到應(yīng)答幀后，使用默認(rèn)密鑰或者密鑰影射表中的密鑰對(duì)質(zhì)詢文本加密，然后將結(jié)果轉(zhuǎn)發(fā)給新AP。（5）新AP收到此幀后用合適的密鑰對(duì)其解密，然后將解密結(jié)果同原始的測試文本比較。如果一致，則返回認(rèn)證成功；反之，如果不一致,則返回認(rèn)證不成功。 關(guān)聯(lián)/重新關(guān)聯(lián)過程（1）終端向新AP發(fā)起重新關(guān)聯(lián)請(qǐng)求（Reassociation Request），其中請(qǐng)求幀中記載了舊AP的地址域，新AP必須與舊AP進(jìn)行通信以確認(rèn)先前的關(guān)聯(lián)關(guān)系是否存在。（2）新AP根據(jù)信息緩存需要的總的緩存空間來判斷是否接收關(guān)聯(lián)請(qǐng)求。若關(guān)聯(lián)請(qǐng)求被準(zhǔn)許，AP將返回關(guān)聯(lián)請(qǐng)求應(yīng)答幀，并在重新關(guān)聯(lián)請(qǐng)求應(yīng)答（Reassociation Response）中給該站點(diǎn)分配一個(gè)關(guān)聯(lián)ID，用來標(biāo)識(shí)緩存中的信息的目的站點(diǎn)；若關(guān)聯(lián)請(qǐng)求被拒絕，AP將返回一個(gè)狀態(tài)編碼，結(jié)束整個(gè)關(guān)聯(lián)過程。（3）新AP與舊AP取得聯(lián)系，舊AP將它緩存的任何屬于該終端的信息發(fā)送給新AP，并終止與終端的關(guān)聯(lián)關(guān)系。（4）新AP與該終端建立關(guān)聯(lián)關(guān)系。圖43 切換流程信令 終端相關(guān)參數(shù)設(shè)置對(duì)切換的影響一般無線網(wǎng)卡都有與切換相關(guān)的參數(shù)。這里以Intel3945ABG網(wǎng)卡為例。在網(wǎng)卡的驅(qū)動(dòng)程序設(shè)定中，有“漫游主動(dòng)性”選項(xiàng)。圖44 “漫游主動(dòng)性”設(shè)置界面通過設(shè)定主動(dòng)漫游性的值，可以改變切換時(shí)的閥值(Death SNR)，從而達(dá)到控制切換速度的目的。當(dāng)設(shè)定主動(dòng)漫游性為“低”時(shí)，只有發(fā)生明顯的鏈接質(zhì)量下降現(xiàn)象，終端會(huì)發(fā)起切換請(qǐng)求，切換至另一個(gè)較好的AP。當(dāng)設(shè)定主動(dòng)漫游性為“高”時(shí)，終端持續(xù)追蹤鏈路質(zhì)量，一旦發(fā)生質(zhì)量下降，便會(huì)尋找并切換至另一個(gè)較好的AP。 切換給網(wǎng)絡(luò)帶來的影響 正面影響（1）使終端接入信號(hào)強(qiáng)度及信道質(zhì)量更好的小區(qū)（2）提高了網(wǎng)絡(luò)的整體吞吐量及頻帶利用率 負(fù)面影響（1）額外增加網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷（2）產(chǎn)生丟包率（TCP協(xié)議將報(bào)文丟失解釋為局部網(wǎng)絡(luò)發(fā)生了擁塞現(xiàn)象，會(huì)相應(yīng)地降低自己的發(fā)送速率，其傳輸層協(xié)議的吞吐率就會(huì)受到嚴(yán)重的影響）（3）引起乒乓切換，造成傳輸抖動(dòng)（4）引入切換延遲，造成丟包現(xiàn)象，對(duì)終端業(yè)務(wù)造成負(fù)面影響（包含探測延遲、認(rèn)證延遲以及關(guān)聯(lián)/重新關(guān)聯(lián)延遲。其中，掃描過程造成的掃描延遲是切換延遲的主要組成部分，占90%以上） 現(xiàn)網(wǎng)中的切換出于網(wǎng)絡(luò)安全因素的考慮，現(xiàn)網(wǎng)中未開啟基于負(fù)荷均衡的切換功能，所有的切換基于AP信號(hào)強(qiáng)度。此類切換均屬于客戶端現(xiàn)象，的發(fā)起者和決策者為終端。，切換發(fā)起及決策的機(jī)制取決于終端端的客戶端軟件，由終端生產(chǎn)廠商自行決定，主要包括以下兩種：（1）終端掃描接收到的信號(hào)，選擇與信號(hào)最強(qiáng)的AP關(guān)聯(lián)，然后一直與之保持關(guān)聯(lián)狀態(tài)，只有在完全無法接收此AP的信號(hào)后，才會(huì)發(fā)起切換。（2）終端會(huì)一直追隨信號(hào)最強(qiáng)的AP，當(dāng)發(fā)現(xiàn)一個(gè)信號(hào)更好的AP時(shí)，終端會(huì)發(fā)起切換。 負(fù)荷均衡 負(fù)荷均衡的定義負(fù)荷均衡是指AC或者AP收集各個(gè)節(jié)點(diǎn)的負(fù)荷信息，進(jìn)行相關(guān)算法決策，對(duì)分配給各節(jié)點(diǎn)的任務(wù)進(jìn)行重新調(diào)度（進(jìn)程遷移或任務(wù)遷移），平衡各個(gè)AP的負(fù)荷差異, 最大化地利用網(wǎng)絡(luò)資源。 負(fù)荷均衡的作用（1）提高網(wǎng)絡(luò)的整體吞吐量及頻帶利用率，充分利用資源（2）減小擁塞AP的接入延遲（3）提高空閑AP的吞吐量 現(xiàn)網(wǎng)中AP設(shè)備的相關(guān)功能及設(shè)置 MotoAP設(shè)備（瘦AP）支持切換功能?；贏P信號(hào)強(qiáng)度的切換的決策者和發(fā)起者是終端，決策依據(jù)的對(duì)象包括當(dāng)前AP以及備用AP的信號(hào)強(qiáng)度RSSI?；谪?fù)荷均衡的切換的決策者和發(fā)起者是AC。決策依據(jù)的對(duì)象主要有兩類：AP的流量以及AP連接的終端數(shù)。決策時(shí)所需的這些數(shù)據(jù)由AP負(fù)責(zé)傳送至AC?，F(xiàn)網(wǎng)中存在基于AP信號(hào)強(qiáng)度的切換。出于網(wǎng)絡(luò)安全因素的考慮，現(xiàn)網(wǎng)中沒有開啟基于負(fù)荷均衡的切換功能。 國人AP設(shè)備（胖AP）支持切換功能。基于AP信號(hào)強(qiáng)度的切換的決策者和發(fā)起者是終端，決策依據(jù)的對(duì)象包括當(dāng)前AP以及備用AP的信號(hào)強(qiáng)度RSSI?；谪?fù)荷均衡的切換的決策者和發(fā)起者是AC。決策依據(jù)的對(duì)象主要有兩類：AP的流量以及AP連接的終端數(shù)。決策時(shí)所需的這些數(shù)據(jù)的交互是由各個(gè)AP互聯(lián)完成，不通過終端傳送。現(xiàn)網(wǎng)中存在基于AP信號(hào)強(qiáng)度的切換。出于網(wǎng)絡(luò)安全因素的考慮，現(xiàn)網(wǎng)中沒有開啟基于負(fù)荷均衡的切換功能。 最優(yōu)性能 最優(yōu)性能定義在前期規(guī)劃過程中，從客戶的實(shí)際需求出發(fā)，在覆蓋及容量兩方面取得一個(gè)平衡；另外，通過后期的優(yōu)化，使網(wǎng)絡(luò)保持在一個(gè)穩(wěn)定、高效的狀態(tài)，網(wǎng)絡(luò)的資源得到充分的利用。 壓力測試 為了測試網(wǎng)絡(luò)的承載能力，我們進(jìn)行了以下三項(xiàng)壓力測試。 最大接入終端數(shù)若干終端接入一個(gè)AP，AC開啟限速功能，每個(gè)終端的應(yīng)用層傳輸速率被限制為512kbps。 根據(jù)集團(tuán)測試要求，每個(gè)終端實(shí)際必須達(dá)到的應(yīng)用層傳輸速率為300kbps。 當(dāng)出現(xiàn)終端無法接入或者傳輸速率小于300kbps時(shí)，減小接入終端數(shù)。 最大接入終端數(shù)試驗(yàn)結(jié)果：a模式b/g模式單AP2020雙AP3937～39 最大接入終端數(shù)試驗(yàn)結(jié)果結(jié)論：每AP能夠接入的最大終端數(shù)在20個(gè)左右，AP的實(shí)際總吞吐量在6Mbps左右。 最大吞吐量采用一個(gè)終端接入一個(gè)AP的形式測試AP的實(shí)際最大吞吐量，不對(duì)終端進(jìn)行限速。 最大吞吐量試驗(yàn)結(jié)果每AP的實(shí)際最大吞吐量如表62所示：a模式b/g模式最大吞吐量1820Mbps1820Mbps 最大吞吐量試驗(yàn)結(jié)果結(jié)論：一個(gè)AP的最大承載容量為18至20Mbps 。 MOS質(zhì)量若干終端接入一個(gè)AP，逐漸增加接入終端數(shù)量。 每個(gè)接入終端與AP間傳輸128Kbps碼流音頻，因此所需的帶寬小于300kbps，語音質(zhì)量將由終端數(shù)來決定。 MOS值表征了信道質(zhì)量，4分以上表明信道質(zhì)量良好，音質(zhì)幾乎沒有噪聲。 MOS分5級(jí)，區(qū)間為15，：MOS質(zhì)量說明5很好覺察不到噪音，類似面對(duì)面交流4好能感覺到不完美，但聲音很清晰3一般輕微的噪音，但不影響交流2差噪音很大，幾乎不能交流1很差完全不能交流 MOS值說明試驗(yàn)中，： MOS質(zhì)量試驗(yàn)結(jié)果結(jié)論：隨著接入終端數(shù)的增加，信道質(zhì)量不斷下降。當(dāng)終端數(shù)超過10時(shí)，信道的MOS值已經(jīng)下降至2左右，信道質(zhì)量明顯惡化。 性能瓶頸分析由以上三個(gè)壓力測試試驗(yàn)，我們可以得出每個(gè)AP能夠接入的最大終端數(shù)為20, 一個(gè)AP的最大承載容量為18至20Mbps。根據(jù)流量計(jì)算公式終端傳輸速率（應(yīng)用層）*接入終端數(shù)=AP實(shí)際流量216。 終端傳輸速率1Mbps時(shí)，若接入終端數(shù)為20（最大接入終端數(shù)） 則AP實(shí)際流量20Mbps=AP最大承載容量此時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的性能瓶頸為最大并發(fā)接入終端數(shù)。216。 終端傳輸速率1Mbps時(shí)，若接入終端數(shù)為20個(gè)（最大接入終端數(shù)）則AP實(shí)際流量20Mbps=AP最大承載容量此時(shí)，網(wǎng)絡(luò)的性能瓶頸為AP最大承載容量。 總結(jié) 最后，我們對(duì)整個(gè)課題進(jìn)行了總結(jié)。為了提高WLAN網(wǎng)絡(luò)的性能，使網(wǎng)絡(luò)性能不斷接近最佳性能的目標(biāo)，我們對(duì)WLAN的傳播特性及AP覆蓋范圍、頻率干擾研究、AP間切換研究、負(fù)荷均衡、網(wǎng)絡(luò)承載能力及性能瓶頸等方面開展研究，并提出了以下規(guī)劃及設(shè)計(jì)建議：（1） 覆蓋一共分為兩大類，分別是覆蓋型覆蓋和容量型覆蓋。a．對(duì)于覆蓋型覆蓋而言，其AP覆蓋邊緣場強(qiáng)為75dBm，其覆蓋范圍由AP覆蓋預(yù)測及現(xiàn)場勘察決定。 b．對(duì)于容量型覆蓋而言，其AP覆蓋范圍取決于接入終端數(shù)及終端接入速率。其所需AP數(shù)又分為以下兩種情況：當(dāng)AP數(shù)量受限于終端接入速率時(shí)所需AP數(shù)量=并發(fā)接入終端數(shù)*終端接入速率/AP承載最大容量；當(dāng)AP數(shù)量受限于并發(fā)接入終端數(shù)時(shí)所需AP數(shù)量=并發(fā)接入終端數(shù)/AP最大并發(fā)接入終端數(shù)。（2） 在構(gòu)建整個(gè)WLAN網(wǎng)絡(luò)時(shí)，建議首先以覆蓋型覆蓋為原則，通過室內(nèi)分布系統(tǒng)及單獨(dú)布點(diǎn)形式布置AP，滿足室內(nèi)95%以上的覆蓋要求。然后對(duì)于室內(nèi)部分高容量地區(qū)，以容量型覆蓋為原則，通過單獨(dú)布點(diǎn)形式布置AP，滿足區(qū)域內(nèi)終端的容量需求。 （3） 物理層的選擇和涉及取決于需求。，但只有3個(gè)不重疊的信道，而且處于ISM頻帶，存在較多的外部干擾源；，，不存在外部干擾源。隨著芯片組以及無線網(wǎng)卡的價(jià)格持續(xù)滑落。對(duì)于室內(nèi)環(huán)境下高密度、高容量要求的情況，，以滿足用戶的容量需求。 （4） 網(wǎng)絡(luò)的性能瓶頸主要在于網(wǎng)絡(luò)容量。建議在高容量需求區(qū)域已容量型覆蓋作為依據(jù)預(yù)測所需AP數(shù)量，并根據(jù)帶寬使用狀況及時(shí)調(diào)整。另外，熱點(diǎn)的傳輸帶寬也制約著網(wǎng)絡(luò)的性能。建議對(duì)于未來的一些潛在高需求的熱點(diǎn)，建議增加其傳輸帶寬，消除傳輸帶寬對(duì)網(wǎng)絡(luò)瓶頸的影響。53 / 5