无线干扰与重传分析

实际结果：
◦ 数据包在空中停留的时间更长，这就意味着需要花更长的 时间接收这些数据包，从而增加丢包的风险，使它们在周 期性干扰中变得更加脆弱。 ◦ 随之而来，共享该AP的所有用户将会感受到无法忍受的性 能下降。

解决方法：
◦ 通过降低AP的发射功率，从而更好地利用有限的信道数量。 ◦ 可以减少共享一台AP的设备数量，以提高AP的性能。

发送失败的标志？
◦ RTS发送后收不到CTS，数据帧发送之后收不到ACK！

什么时候重传？
◦ 发送失败，立即重传！

如何重传？
◦ 802.11 MAC层重传：每一个帧有一个重传计数器，失败一次加一； ◦ 上层应用重传：802.11MAC层重传达到重传次数达到上限后，丢弃该 数据帧，上层应用重传整个报文。

无线的重传多由无线干扰、弱信号等问题引发数据帧的冲 突、调制误码引发的数据丢失等原因引起的，并容易形成 多米诺骨牌效应。

要降低AP的重传率，首要任务是降低无线干扰，力求一
个“干净”的无线信道。

完全排除无线干扰几乎是不可能的，需要根据特定的场合 选择合适的方法尽量避免和降低各种无线干扰。
◦ 改变信道是一种在特定频率上解决持续干扰的有效方法，但干
扰更倾向于不断变化且时有时无。通过在有限的信道中跳转， 引发的问题甚至比它解决的问题还要多。 ◦ AP执行的改变信道操作可能需要将连接的客户端脱离并再次关 联。这将引起语音和视频类应用的中断，并导致由于相邻AP为 防止同信道干扰而变换信道而引发的多米诺骨牌效应。


高密度部署时，多个AP复用同一信 道。AP之间存在存在重叠覆盖区域 时，就存在互相干扰问题； 802.11空口是所有AP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； 处于重叠区域的Client而言可能会形成隐藏节点或暴露 节点问题； 室分系统的重叠区域更大！




NAV其实就是一个定时器，用来指定预计要占用媒介多长 时间，单位是微秒； 在802.11帧头引入一个“Duration”字段，用来预订一 段媒介使用时间； NAV由客户端的RTS/CTS来载送； NAV的值不为零，表明介质处于忙碌状态

发送成功的标志？
◦ 完成原子操作！RTS收到CTS确认，数据帧收到ACK确认！

当802.11客户端设备侦听到其它信号，无论该信号是否 是WiFi信号，设备都会暂缓传输数据直到该信号消失。 在数据传输中出现干扰则会导致数据丢包，从而强制WiFi 重传数据。重传会造成数据吞吐量下降，并给共享同一 AP的用户带来普遍的影响
◦ ◦ ◦ ◦ 误码率升高 冲突升高 重传增加 性能降低
2012-02

802.11 MAC层原理 802.11 MAC层重传原因 无线干扰分析 无线干扰解决之道 干扰与重传

每帧确认机制(原子操作)
◦ 无线通信要考虑到可能的干扰性，所以需 要对每一个发送出去的帧进行确认

冲突避免
RTS/CTS机制
优点：避免隐藏节点问题导致的冲突 缺点：消耗额外的计算资源 设置RTS/CTS阀值启动，低于阀值自由发送
CSMA/CA机制
自由发送，遇到冲突，随机选择回避重传 DCF机制（数据通信主流协调机制）
NAV虚拟载波侦测

和以太网的冲突避免一样，在检测到冲突后则进行退避。不过需要提的 是有时候DCF会采用RTS/CTS机制来减少冲突。 随即退避，随着发送失败的次数增加，退避时间的选择范围会进行指数 增长。


常见的方法
① 降低AP物理数据率
② 降低受影响AP的发射功率
③ 改变AP的信道分配

解决方法：
◦ 室分系统合路布防，部署大量全向天线，从各个方向发送 和接收信号。 ◦ 由于这些天线总是不分环境，不分场合地发送和接收信号， AP一旦检测到干扰信号，通常不得不降低物理数据传输速 率，直至达到可接受的丢包水平为止。



根据802.11标准定义：RF信号发送时其频谱宽度有一定的 要求，以802.11g为例，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； 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。

实际结果：
◦ 降低发射功率的同时也会降低客户端接收信号的强度，这就转变成 了更低的数据率和更小范围的Wi-Fi覆盖，进而导致覆盖空洞的形
成。
◦ 这些空洞必须通过增加更多的AP来填补，而增加更多AP会制造更 多的干扰。

解决方法：
◦ 当射频干扰增加时，AP会自动选择另一个”干净”的信道来使用。

实际结果：

干扰的分类：
① WLAN干扰：802.11 RF干扰
同频干扰 临频干扰
② 非WLAN干扰：工作在ISM频段的设备
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干扰的来源：
① Rogue-AP设备、邻居WLAN网络、Adhoc网络等 ② 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