01-熱點技術

01-iRadio概述技術白皮書

iRadio概述技術白皮書

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1 概述

隨著Wi-Fi 6技術成功打破帶寬、時延和並發終端數量的限製，其正在以驚人的速度、更低的功耗和時延以及更高的帶寬，被越來越多的企業作為園區網絡接入的首選，“無線優先”已成為企業組網的必然選擇。

在企業無線網絡建設與運營過程中，“網絡優化”是不可或缺的一環。有效的網絡優化不僅能夠保證用戶使用的效果與最終體驗，還可以提高設備接入用戶數量，延長設備使用壽命。因此H3C自主研發了iRadio、iStation、iEdge、iHeal相關技術，在空口性能、漫遊接入、應用保障、網絡自動化等各個方麵不斷優化無線網絡，提升用戶體驗。

圖1 技術優點

本文檔主要介紹iRadio技術是如何從射頻資源調度和資源分配的維度優化終端體驗問題的。

2 iRadio技術實現

由於Wi-Fi頻段的開放性和頻譜資源的有限性，無線信號容易受到幹擾。同一無線環境，處於不同位置的無線終端也可能有不同的使用體驗。iRadio技術通過以下六大功能實現智能調度射頻資源，達到降低幹擾、提升空口性能、減少丟包和時延的效果，改善了用戶體驗並同時提升了整網的性能。

2.1 射頻資源優化

射頻的帶寬是決定Wi-Fi的性能因素之一，在進行無線部署時，為提升性能要盡量提高帶寬。但由於無線頻譜資源有限，帶寬越大會導致互不幹擾的可用信道數量減少。在食堂、圖書館、體育館等高密場景，因接入的用戶數多，需要部署大量AP，為了降低幹擾增加互不幹擾可用信道數量，通常會采用最低帶寬20MHz進行部署，讓用戶分散在不同的信道，減小無線衝突和幹擾。但是這些地方的用戶數量也不是持續維持在最高位，如果在用戶數量較少、無線衝突較低時，射頻仍然工作在20MHz帶寬，就無法發揮WI-FI的高性能優勢。

iRadio射頻資源優化功能，通過曆史客流量的分析和學習，能夠預測每個時刻的客流情況，對射頻的帶寬進行動態調整。在客流平峰時期自動調整為40MHz或更高的帶寬，在客流高峰到來前自動調整到20MHz帶寬，讓網絡自動適應環境變化，提升終端的體驗。iRadio的射頻資源優化功能已經實現全麵自動化、智能化，可以根據無線環境的變化對射頻的信道、功率和帶寬模式作出自動調整，保障無線信號覆蓋始終保持在最佳水平，並有效降低幹擾，同時也免去了維護人員手動配置的工作量。

圖2 動態頻寬調整

係統不僅支持動態頻寬調整，也支持其它的射頻資源優化方法，如信道調整和功率調整。

· 信道調整：根據探測到的信道使用率、幹擾、重傳率等數據動態調整射頻的工作信道。

· 功率調整：通過靈活調節射頻發射功率，滿足無線信號覆蓋要求的同時降低對其它射頻的幹擾。

2.2 廣播組播優化

射頻的帶寬模式、空間流數和支持的Wi-Fi協議同時決定了無線的最高速率，但不是每個報文都會以最高速率進行傳輸。通常單播數據報文會以最高速率進行發送，802.11ax協議中單播速率最高已經達到9.6Gbps。廣播和組播報文，為了讓所有終端都能接收，會采用基礎速率進行發送，通常為6Mbps，兩者相差數倍。因此，如何在不影響業務的情況下，減少空口中的廣播組播報文就顯得尤為重要。

iRadio廣播組播優化功能可對廣播組播報文進行有效識別，在不同的使用場景執行不同的策略（如：邊緣ARP智能代答、邊緣DHCP管控、用戶組隔離等），最大限度減少廣播組播報文帶來的影響，大幅度提升無線空口性能。同時，在合適的場景，也會提高廣播、組播發送速率。

圖3 廣播組播優化

2.3 負載均衡

傳統意義上的負載均衡，主要是根據接入用戶數來實現均衡，但在無線網絡中，用戶數少也可能引起無線信道繁忙。

iRadio負載均衡功能，不僅考慮到了AP間用戶負載、射頻間用戶負載，還綜合考慮了終端類型、信道利用率門限等因素進行有效均衡，做到平衡整網射頻負載，最終為終端營造良好的體驗環境。

圖4 負載均衡

2.4 時間公平調度

Wi-Fi的無線傳輸是共享信道、共享帶寬模式，因此在多用戶場景，要保證每個用戶的體驗，防止有大流量終端獨占無線資源，最常見的方法就是限速，這種速率公平的方法簡單粗暴，效果一般。但限速帶來的影響是無法最大化利用頻譜資源，特別是在終端能力參差不齊的場景更為明顯。低速率終端長時間占用空口資源，將會影響高速率終端的使用體驗。

iRadio時間公平功能，為每個終端分配相同長度的時間窗發送報文，防止個別終端無序搶占無線資源。該技術有三個好處：

· 所有終端都有良好的體驗。

· 高速率終端性能更高。

· 提升了無線頻譜資源使用率。

圖5 時間公平調度