無線局域網(wǎng)的智能網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化技術(shù)

　　還有一種頻率分配方案，它僅僅是基于AP 點(diǎn)的頻段測量，來調(diào)整AP之間的頻段分配。因?yàn)殡S著AP接入的用戶增多，考慮到用戶的移動性，可以近似認(rèn)為用戶在AP的覆蓋區(qū)域內(nèi)是統(tǒng)計(jì)意義上的均勻分布，因此AP的頻段分配可以和用戶具體某一時(shí)刻的位置無關(guān)，只與AP之間的相對位置和相互干擾情況有關(guān)。這就是第二類，基于AP測量信息的頻段分配方案。它的基本工作流程如下：

　?。?）AP測量現(xiàn)有頻段分配下的干擾情況；

　　（2）AP自己判斷最佳頻段；

　?。?）分布式獨(dú)自調(diào)整或者在上層控制器指揮下調(diào)整。

　　可以看到，第二類和第一類比區(qū)別如下：無需用戶端參與測量，因此可以兼容所有的用戶端，并且沒有占用無線網(wǎng)絡(luò)的流量；分配方案只與AP有關(guān)，在AP沒有增加、減少、移動的情況下，分配方案一般不會改變，因此非常穩(wěn)定，魯棒性好；但在用戶數(shù)目比較少的時(shí)候，優(yōu)化的結(jié)果不如第一類好。

　　第二類基于AP測量信息的頻段分配方案，根據(jù)調(diào)整步驟可以分成兩種。一種是分布式調(diào)整，即AP之間獨(dú)自判斷，獨(dú)自調(diào)整，AP間沒有信息的交互。另一種是AP將各自的測量信息提交給一個(gè)接入控制器AC（Access Controler），由AC控制AP進(jìn)行調(diào)整。前一種由于AP之間沒有信息的交互，因此可能出現(xiàn)幾個(gè)AP在幾個(gè)頻段間出現(xiàn)振蕩的調(diào)整，因此達(dá)到穩(wěn)定的收斂速度比較慢。后一種由于有AC從中協(xié)調(diào)，因此收斂速度非?？?。

　　2. 自動功率優(yōu)化

　　自動功率優(yōu)化主要包括用戶端發(fā)射信號的功率控制TPC（Transmit Power Control）和AP端發(fā)射信號的功率控制。

　?。?）用戶端功率控制是保證用戶當(dāng)前通信質(zhì)量的基礎(chǔ)上，盡量減小用戶的發(fā)射功率。當(dāng)用戶離AP比較近的時(shí)候，由于信號的衰減比較小，因此用戶的發(fā)射功率也可以比較小。這樣做的好處在于：在不影響此用戶的通信質(zhì)量的前提下，減小了對于同頻段其他用戶和AP的干擾；減小終端的耗電量，延長待機(jī)時(shí)間。

　?。?）AP端發(fā)射功率的控制和AP的覆蓋范圍有關(guān)，因此在一般情況下，AP為了盡可能覆蓋較大的局域，均以允許的最大功率發(fā)射，一般是20dBm（100mW）左右。

　　但是當(dāng)AP的數(shù)目比較多時(shí)，覆蓋已經(jīng)不是問題而AP間的相互干擾成為了主要問題。比如AP1附近集中了大量的用戶終端，而在AP2附近用戶終端相對稀少。當(dāng)接入一個(gè)AP的用戶數(shù)大于一定數(shù)目時(shí)（一般為8個(gè)），由于用戶們爭搶信道十分激烈而導(dǎo)致總信道的容量降低。此時(shí)，較好的辦法是將一部分離AP2較近的用戶分給AP2，這樣AP1和AP2的用戶數(shù)目趨于平衡，這種方法也稱為負(fù)載平衡（Load Balance）。一開始AP1和AP2的發(fā)射功率相等，如圖細(xì)實(shí)線和粗虛線，因此在它們交界處的屬于AP2的4個(gè)終端接受到的AP1的信號等于甚至大于AP2的信號，這對于通信來說是很不利的。當(dāng)AP1進(jìn)行了功率優(yōu)化后，它的覆蓋范圍縮小到粗實(shí)線所示，此時(shí)屬于AP2的4個(gè)用戶收到的干擾明顯減少，這就是配合負(fù)載平衡的AP端發(fā)射功率控制的作用。

　　3. 其他優(yōu)化

　　除了頻率優(yōu)化、功率優(yōu)化和負(fù)載平衡外，還可以有業(yè)務(wù)流量平衡，自動覆蓋檢測等等。但是都是在物理層通過改變AP的發(fā)射頻段和功率，配合上層使得整個(gè)網(wǎng)絡(luò)性能更好，運(yùn)行更加穩(wěn)定的目的。

　　四、結(jié)論

　　自動頻率優(yōu)化、自動功率優(yōu)化和負(fù)載平衡，以及網(wǎng)絡(luò)流量平衡，都是屬于無線資源分配的范疇。隨著人們對于通信帶寬的要求越來越高，對于有限的無線資源的使用效率也會越來越高。因此對于無線資源分配的研究一直都沒有停止過，在2G、3G和后3G系統(tǒng)的研究中，都有無線資源分配算法的研究。

　　對于不同的通信系統(tǒng)，無線資源分配算法的代價(jià)函數(shù)和調(diào)整手段都是不同的。由于無線局域網(wǎng)的快速發(fā)展，使得它對于高效的無線分配算法的需要日益增加，引起了廣大專家和工程人員的關(guān)注，即將成為無線局域網(wǎng)新的研究熱點(diǎn)。

　　智能網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案是符合無線局域網(wǎng)的特點(diǎn)和發(fā)展趨勢的無線資源分配算法。但是目前研究僅僅提出了它的具體實(shí)現(xiàn)手段[7]，和一些獨(dú)立的優(yōu)化算法，其中包括頻率優(yōu)化，功率優(yōu)化和用戶分配優(yōu)化的方案。我們期望在不久的將來，可以從整體上和理論上，針對無線局域網(wǎng)的無線資源分配提出一個(gè)完整的分析方法和最優(yōu)的解決方案。