基于airdefense平臺的無線空口優(yōu)化與探討[畢業(yè)論文]

1、<p>　　本科畢業(yè)設計(論文)</p><p>　　論文題目基于Airdefense平臺的無線空口優(yōu)化與探討</p><p>　　(英文)Wireless air interface optimization and discussion based on the Airdefense</p><p>　　所在學院

2、 </p><p>　　專業(yè)班級 通信工程 </p><p>　　學生姓名 學號 </p><p>　　指導教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月

3、 日</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　伴隨運營級WLAN的建設的深入，以網(wǎng)絡的用戶體驗為運行質量的評判依據(jù)已經(jīng)成為WLAN建網(wǎng)的重要考慮因素。如何衡量基于用戶感知需要擁有大量的分析和排錯手段。Moto Airdefense空口優(yōu)化平臺系統(tǒng)提供了整體的空中接口側基于用戶感知的完整的優(yōu)化及排錯方案，以及部分的有線側和經(jīng)營方向性的數(shù)據(jù)提供方

4、案。</p><p>　　中國移動浙江分公司網(wǎng)絡部年度會議于2012年3月19日至3月21日之間在溫州龍灣誠大飯店舉行，為保證會議WLAN網(wǎng)絡正常使用，應用Moto Airdefense平臺系統(tǒng)端到端用戶感知測試功能進行會議網(wǎng)絡保障工作。在會議開始前參與了大量準備工作，包括多次現(xiàn)場勘查、確定探針（Sensor）安裝位置、設備安裝調試等，在會議的3個大廳及走廊過道部署4個探針（Sensor），全方位覆蓋需要監(jiān)控的1

5、8個Aruba AP以及用戶可能漫游經(jīng)過的區(qū)域。通過應用Moto Airdefense空口優(yōu)化平臺，結合用戶使用WIFI業(yè)務的全過程，重點針對與用戶感知密切相關的無線側、有線側各環(huán)節(jié)可能出現(xiàn)的問題，通過平臺系統(tǒng)自動監(jiān)測發(fā)現(xiàn)WLAN網(wǎng)絡存在的問題并對特定投訴用戶進行跟蹤處理。</p><p>　　在應用Moto Airdefense空口優(yōu)化平臺監(jiān)測及對特定投訴用戶的追蹤中，發(fā)現(xiàn)WLAN網(wǎng)絡業(yè)務中存在大量數(shù)據(jù)幀重傳、

6、用戶關聯(lián)成功率低、數(shù)據(jù)傳輸?shù)退俾收急雀叩葐栴}，提出了有針對性的WLAN網(wǎng)絡優(yōu)化方案。通過對用戶感知進行跟蹤，提出優(yōu)化方案能夠有效提高了WLAN業(yè)務質量，基本解決了投訴問題。</p><p>　　關鍵詞：WLAN；空口優(yōu)化；Moto Airdefense；無線網(wǎng)絡優(yōu)化</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Ac

7、companied by the construction of the carrier-class WLAN in-depth evaluation based on network user experience to run quality has become an important consideration of the WLAN network construction. How to measure user perc

8、eived need to have a lot of analysis and troubleshooting tools. The Moto Airdefense air interface optimization platform provides overall air interface side based on the user perception of the integrity of optimization an

9、d troubleshooting solutions, as well as part of the wired </p><p>　　The China Mobile Zhejiang Subsidiary company network department annual conference was held in Wenzhou Longwan Chengda Hotel in March 19, 20

10、12 to March 21, used for the guarantee conference WLAN network normally, carried out the conference network safeguard work using the Moto Airdefense platform system end-to-end user sensation test function. Before the con

11、ference started to do the massive preparatory work, including Investigates repeatedly on the spot, Determines the Sensor installment positio</p><p>　　In the application of Moto Airdefense air interface opti

12、mization platform monitoring and to specific complaints user tracking was found in the WLAN network service in the presence of large data frame retransmission, associated with a user of the success rate is low, low speed

13、 data transmission ratio higher, and put forward specific WLAN network optimization. Based on the users' perception of tracking, puts forward the optimization scheme can effectively improve the WLAN service quality,

14、basicall</p><p>　　Key Words: WLAN; Air interface optimization; Moto Airdefense; Wireless network optimization目 錄</p><p><b>　　1 引言1</b></p><p>　　2 Airdefense系統(tǒng)及其安裝配置3&

15、lt;/p><p>　　2.1 Airdefense系統(tǒng)及其應用簡介3</p><p>　　2.1.1整體能力3</p><p>　　2.1.2信息收集和分析能力3</p><p>　　2.2 Airdefense 網(wǎng)絡拓撲結構4</p><p>　　2.3　Airdefense軟件安裝配置6</p>

16、<p>　　2.3.1 Airdefense Sever安裝及調試6</p><p>　　2.3.2 AP650轉換成Sensor8</p><p>　　3 試點案例業(yè)務運行11</p><p>　　3.1 試點背景介紹11</p><p>　　3.2用戶感知評估的重要指標11</p><p>

17、　　4 試點會議空口分析13</p><p>　　4.1 AP環(huán)境空口分析13</p><p>　　4.2 00:17:7b:33:0f:3a的空口分析13</p><p>　　4.3 00:17:7b:33:17:bc的空口分析15</p><p>　　4.4整體的空口環(huán)境分析15</p><p>　　4.

18、5導致重傳的原因17</p><p>　　5用戶感知評價分析19</p><p>　　5.1用戶接入過程的使用感知19</p><p>　　5.2 分析用戶00-26-C7-89-8A-40的感知19</p><p>　　6試點WLAN網(wǎng)絡保障方案總結23</p><p>　　6.1保障WLAN網(wǎng)絡存在的問題

19、23</p><p>　　6.2 會議保障WLAN網(wǎng)絡優(yōu)化方案23</p><p><b>　　7 結論25</b></p><p><b>　　致 謝26</b></p><p><b>　　參考文獻27</b></p><p><b

20、>　　1 引言</b></p><p>　　無線局域網(wǎng)絡（Wireless Local Area Networks;WLAN）是如今相當便利的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，是計算機網(wǎng)絡與無線通信技術相結合的產(chǎn)物[1]。它利用射頻（Radio Frequency；RF）技術，取代以往礙手礙腳的雙絞銅線（Coaxial）所構成的局域網(wǎng)絡，提供傳統(tǒng)有線局域網(wǎng)的所有功能。無線網(wǎng)絡所需的基礎設置不再需要埋在地下或隱藏在墻

21、里，并且可以隨需要移動或變化[2]。</p><p>　　與有線網(wǎng)絡相比，WLAN具有安裝便捷、使用靈活、經(jīng)濟節(jié)約、易于擴展等優(yōu)勢。盡管如此，它也存在著許多弊端，包括：標準問題、射頻問題和安全性問題[3-5]。</p><p>　　對于標準問題，還需要明確的是盡管WLAN在標準上并沒有統(tǒng)一，但WLAN依然是目前相對而言技術較為成熟的無線傳輸方式，而且，上網(wǎng)方式和主要輸出接口與傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡

22、相當類此。可以說，WLAN標準問題正在得到逐步解決[6]。</p><p>　　射頻干擾問題是目前制約WLAN發(fā)展的重要方面，WLAN射頻干擾就是WLAN出現(xiàn)多余的射頻訊號[7]。WLAN射頻干擾問題并非無法改善，相反的，使用者可采取一些行動就可以避免或改善WLAN射頻干擾現(xiàn)象[8]。“蜂窩思想”的引入使任命意識到通過重新構造移動無線通信系統(tǒng)的覆蓋區(qū)可以解決頻率擁擠和相互干擾的問題[9]。與傳統(tǒng)的無線移動通信不同

23、，通過減小覆蓋面積和形成大量的小蜂窩，使不同的蜂窩重復使用相同的頻率成為可能[10]。</p><p>　　而安全性問題是任何網(wǎng)絡都迫切需要完善解決的問題，無線局域網(wǎng)已較好地解決了其在物理層、鏈路層和網(wǎng)絡層的安全問題。但使用者在具體建設無線局域網(wǎng)時，仍應根據(jù)具體的使用環(huán)境和安全要求選擇無線產(chǎn)品和制定局部或整體的安全策略[11]。</p><p>　　盡管無線局域網(wǎng)面臨的問題很多，但這畢竟是

24、前進道路上的一些曲折，不會影響無線局域網(wǎng)強勁的發(fā)展勢頭。隨著無線局域網(wǎng)標準和技術的大力發(fā)展，無線局域網(wǎng)必將進入高速發(fā)展和應用的時期[12]。</p><p>　　目前無線網(wǎng)絡存在諸多問題，迫切需要引入一種智能的網(wǎng)絡優(yōu)化平臺，來實現(xiàn)無線網(wǎng)絡優(yōu)化的一系列問題，從真正意義上實現(xiàn)基于用戶感知的無線網(wǎng)絡優(yōu)化平臺，從而達到減少人力、物力、財力的投入，大大增加反饋實時數(shù)據(jù)的獲得，并通過無線網(wǎng)絡優(yōu)化大量數(shù)據(jù)分析，使網(wǎng)絡優(yōu)化更為便

25、捷、快速、高效，實現(xiàn)網(wǎng)絡優(yōu)化，為無線網(wǎng)絡服務提供更大的改善[13-14]。</p><p>　　由于無線通信技術特有的優(yōu)勢，近年來WLAN技術得到了迅猛的發(fā)展，已經(jīng)成為寬帶接入的有效手段之一，使用WLAN的區(qū)域及其承載的業(yè)務愈來愈多。而寬帶WLAN技術可以工作在免費的頻段，各大運營商都在提供這種接入方案，更是在家庭、公共場所和企業(yè)等得到了廣泛的應用。在激烈的競爭環(huán)境下，如何監(jiān)控和分析WLAN業(yè)務中存在的問題，并盡

26、快給出解決方案，已成為業(yè)界亟需重視的問題之一。</p><p>　　2 Airdefense系統(tǒng)及其安裝配置</p><p>　　2.1 Airdefense系統(tǒng)及其應用簡介</p><p>　　Airdefense系統(tǒng)是基于用戶感知的WLAN優(yōu)化排錯工具，對于運營商指定的熱點進行傳感器（探針Sensor）的安裝，針對其具備的以下特點和功能，通過搜集數(shù)據(jù)采集器（AD

27、SP）采集的數(shù)據(jù)及用戶感知后的反饋和投訴，經(jīng)過分析后得到現(xiàn)網(wǎng)存在的網(wǎng)絡問題，最后針對問題得出網(wǎng)絡優(yōu)化方案。</p><p><b>　　2.1.1整體能力</b></p><p>　　Air defense系統(tǒng)作為基于用戶感知的網(wǎng)絡優(yōu)化和排錯工具，具備以下能力：</p><p>　　各項關鍵指標的收集、分析</p><p&g

28、t;　　關鍵指標不合格的實時告警</p><p>　　結合歷史統(tǒng)計信息，實時遠程分析有問題區(qū)域的實際情況</p><p>　　強大的報表系統(tǒng)給出匯總以及趨勢性分析數(shù)據(jù)</p><p>　　2.1.2信息收集和分析能力</p><p><b>　　物理層優(yōu)化分析</b></p><p>　　Aird

29、efense系統(tǒng)作為基于用戶感知的網(wǎng)絡優(yōu)化和排錯工具，能對物理層進行優(yōu)化分析：</p><p>　　雙向覆蓋能力分析，能夠了解具體地點的AP發(fā)射信號強度，以及客戶端在該點的上行速率。</p><p>　　頻譜分析，由于僅在干擾信號強度大利用率高的情況下，才會出現(xiàn)無線網(wǎng)絡問題。必須可以了解空間干擾的信號強度和干擾的占空率，同時必須可以得出干擾源的類型。否則無法正確判斷如何優(yōu)化網(wǎng)絡。</

30、p><p>　　AP假死判定，必須解決網(wǎng)管系統(tǒng)無能為力的AP假死問題。</p><p><b>　　數(shù)據(jù)鏈路層優(yōu)化分析</b></p><p>　　Airdefense系統(tǒng)能夠實時抓取空間的報文，并提供以下關鍵分析內容，具體分析可按發(fā)送、接收、幀類型進行過濾。</p><p><b>　　空間數(shù)據(jù)包重傳</b

31、></p><p><b>　　空間實際終傳送速率</b></p><p>　　空間實際傳送數(shù)據(jù)包幀類型分析（管理、控制、數(shù)據(jù)）</p><p><b>　　高層數(shù)據(jù)優(yōu)化分析</b></p><p>　　在該層由于網(wǎng)絡部署位置原因，很難在同一平臺下同時管理無線網(wǎng)、城域網(wǎng)和業(yè)務網(wǎng)內容，但是Air

32、defense系統(tǒng)具備以下能力：</p><p>　　終端是否可以正常獲取IP地址</p><p>　　終端是否可以正常連接至網(wǎng)關</p><p>　　終端是否可以正常進行域名解析</p><p>　　終端是否可以正常打開Portal認證界面</p><p>　　2.2 Airdefense 網(wǎng)絡拓撲結構</p&

33、gt;<p>　　傳感器：通過軟件刷新和專門設置后，摩托羅拉生產(chǎn)制造的專用AP可以作為傳感器（探針Sensor）探聽WLAN網(wǎng)絡中的信息，并收集這些基礎數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)傳遞回數(shù)據(jù)采集器（ADSP)。 </p><p>　　數(shù)據(jù)采集機（ADSP)：在收到傳感器上報的數(shù)據(jù)后，儲存WLAN網(wǎng)絡數(shù)據(jù)，并實時/定時上報給中央服務器。 </p><p>　　Airdefense服務器

34、，提供整合的報表分析及實時監(jiān)控系統(tǒng)。 </p><p>　　Airdefense 網(wǎng)絡拓撲如圖2-1所示:</p><p>　　圖2-1 Airdefense網(wǎng)絡拓撲圖</p><p>　　探針（SENSOR）的物理連接如圖2-2所示：</p><p>　　圖2-2 Sensor 物理連接圖</p><p>　　由于熱

35、點下方，AP均需要公網(wǎng)地址，并支持PPPOE撥號功能，摩托羅拉的探針暫時不能提供PPPOE撥號能力，因此需要在探針前加裝一個PPPOE撥號的路由器。探針通過路由器DHCP獲取私網(wǎng)地址，并經(jīng)過地址轉換后由網(wǎng)管路由到擺放在公網(wǎng)上的ADSP專業(yè)服務器。</p><p>　　2.3　Airdefense軟件安裝配置</p><p>　　2.3.1 Airdefense Sever安裝及調試<

36、/p><p>　　使用VM啟動Airdefense，進入Airdefense配置界面如圖2-3所示：</p><p>　　圖2-3 Airdefense 配置界面</p><p>　　配置IP地址如圖2-4：</p><p>　　圖2-4 Airdefense IP配置</p><p>　　*注意：IP地址需要和PC的物理

37、網(wǎng)卡在同一網(wǎng)段。</p><p>　　登陸Airdefense WEB頁面如圖2-5：</p><p>　　圖2-5 Airdefense WEB登陸界面</p><p>　　查看Sensor是否關聯(lián)到Airdefense如圖2-6：</p><p>　　圖2-6 Sensor正確關聯(lián)Airdefense后的WEB界面</p>

38、<p>　　2.3.2 AP650轉換成Sensor</p><p>　　Motorola AP650是一款集成AP功能和探針（Sensor）功能的的設備，可以通過升級和配置將AP配置成一個無線單元為WIPS探針，提供全時段的AP功能和全時段的安全探測功能。</p><p>　　把一臺RFS7000（6000/4000）升級到WING5。</p><p>

39、<b>　　進入WING5。</b></p><p>　　配置RF-domain</p><p>　　rfs4000-22ED94(config)#rf-domain default </p><p>　　rfs4000-22ED94(config-rf-domain-default)#country-code cn</p>&l

40、t;p>　　rfs4000-22ED94(config-rf-domain-default)#commit </p><p>　　rfs4000-22ED94(config-rf-domain-default)#exit</p><p>　　AP650可以通過2層或者3層部署模式關聯(lián)到AC后，自動進行WING5升級。</p><p>　　AP650升級完成后在

41、AC查看。</p><p>　　rfs4000-22ED94#show wireless ap</p><p>　　-----------------------------------------------------------------</p><p>　　MODE: radio modes - W = WLAN, S=Sensor, ' '

42、; (Space) = radio not present</p><p>　　-----------------------------------------------------------------</p><p>　　AP-NAME AP-LOCATION RF-DOMAIN AP-MAC #RADIOS MODE #CLIENT LAST-CAL-TIME &l

43、t;/p><p>　　-----------------------------------------------------------------</p><p>　　ap650-33552C default default 5C-0E-8B-33-55-2C 1 W 0 not done </p><p>　　----------------------

44、-------------------------------------------</p><p>　　Total number of APs displayed: 1</p><p>　　rfs4000-22ED94#</p><p>　　需要對AP650配置IP地址，以便進行管理。</p><p>　　rfs4000-22ED94(c

45、onfig)#ap650 5C-0E-8B-33-55-2C（AP650的MAC地址）</p><p>　　rfs4000-22ED94(config-device-5C-0E-8B-33-55-2C)#int vlan 1</p><p>　　rfs4000-22ED94(config-device-5C-0E-8B-33-55-2C-if-vlan1)#ip address 192.1

46、68.200.9/24</p><p>　　rfs4000-22ED94(config-device-5C-0E-8B-33-55-2C-if-vlan1)#int ge 1</p><p>　　rfs4000-22ED94(config-device-5C-0E-8B-33-55-2C-if-ge1)#sw acc vlan 1</p><p>　　rfs400

47、0-22ED94(config-device-5C-0E-8B-33-55-2C-if-ge1)#exit</p><p>　　rfs4000-22ED94(config-device-5C-0E-8B-33-55-2C)#ip route 0.0.0.0/0 192.168.200.1</p><p>　　需要telnet AP650上去并且對配置進行保存</p><

48、p>　　rfs4000-22ED94(config)#management-policy default </p><p>　　rfs4000-22ED94(config-management-policy-default)#telnet </p><p>　　rfs4000-22ED94(config-management-policy-default)#commit </p

49、><p>　　rfs4000-22ED94(config-management-policy-default)#exit</p><p>　　rfs4000-22ED94(config)# exit</p><p>　　rfs4000-22ED94#telnet 192.168.200.9 </p><p>　　Entering characte

50、r mode</p><p>　　Escape character is '^]'.</p><p>　　AP650 release 5.1.0.0-042D</p><p>　　ap650-33552C login: admin</p><p>　　Password: </p><p>　　ap650

51、-33552C>en</p><p>　　把AP轉換成Sensor(需要把所有的Radio都轉換成Sensor)</p><p>　　ap650-33552C(config-device-5C-0E-8B-33-55-2C)#int radio 1</p><p>　　ap650-33552C(config-device-5C-0E-8B-33-55-2C-i

52、f-radio1)#rf-mode sensor </p><p>　　ap650-33552C(config-device-5C-0E-8B-33-55-2C-if-radio1)#commit</p><p>　　ap650-33552C(config-device-5C-0E-8B-33-55-2C-if-radio1)#exit</p><p>　　ap65

53、0-33552C(config-device-5C-0E-8B-33-55-2C)#int radio 2</p><p>　　ap650-33552C(config-device-5C-0E-8B-33-55-2C-if-radio1)#rf-mode sensor </p><p>　　ap650-33552C(config-device-5C-0E-8B-33-55-2C-if-ra

54、dio1)#commit</p><p>　　ap650-33552C(config-device-5C-0E-8B-33-55-2C-if-radio1)#exit</p><p>　　ap650-33552C(config-device-5C-0E-8B-33-55-2C)#sensor-server 1 ip 192.168.200.200</p><p>　

55、　ap650-33552C(config-device-5C-0E-8B-33-55-2C)#commit</p><p>　　ap650-33552C(config-device-5C-0E-8B-33-55-2C)#exit</p><p>　　禁止AP650自動升級或降級</p><p>　　ap650-33552C(config-device-5C-0E-8

56、B-33-55-2C)#no legacy-auto-downgrade</p><p>　　*注意：如果在網(wǎng)絡中有WING4版本的AC，而且和這臺AP650在相同二層網(wǎng)絡，那么AP650將會被降級到WING4，不能做Sensor使用。以上這條命令配置上以后，AP650如果連接到WING4版本的AC將不會降級。強烈建議配置此命令。</p><p><b>　　保存配置，操作完成&

57、lt;/b></p><p>　　ap650-33552C#write memory </p><p><b>　　[OK]</b></p><p>　　3 試點案例業(yè)務運行</p><p>　　掌握業(yè)務運營情況，觀察業(yè)務發(fā)展趨勢是每個運營商進行市場拓展的一個重要指標，通過收集和分析業(yè)務數(shù)據(jù)可以讓業(yè)務發(fā)展更具有針對

58、性并提升品牌競爭力。業(yè)務數(shù)據(jù)的反饋可以通過多種途徑和系統(tǒng)進行聯(lián)動收集，Moto Airdefense 作為一個實時WLAN網(wǎng)絡空口數(shù)據(jù)采集設備，實時監(jiān)聽探針周邊所有AP及終端之間的所有交互報文，包括每AP下帶的用戶數(shù)及每用戶流量，關聯(lián)時長等。因此通過Moto Airdefense可以輕易地通過取證歷史數(shù)據(jù)，按照每設備或某個區(qū)域進行統(tǒng)計分析。</p><p>　　3.1 試點背景介紹</p><

59、p>　　中國移動浙江分公司網(wǎng)絡部年度會議于2012年3月19日至3月21日之間在溫州龍灣誠大飯店舉行。會議在誠大廳，至誠廳與怡和廳舉行，會議期間部署了保障Aruba AP 18個，保障Moto Sensor4個，每個大廳均部署了一個sensor。其中11個2.4G的AP，7個5.8G的AP，分別標注為CMCC-2.4G與CMCC-5.8G。</p><p>　　3.2用戶感知評估的重要指標</p>

60、;<p>　　WLAN空口上的實際傳送性能對用戶在使用業(yè)務時的感知影響起著決定性的因數(shù)，在業(yè)務正常運作的過程中，兩個關鍵的空口性能指標是需要重點去進行關注：</p><p><b>　　空口重傳率</b></p><p><b>　　低速率占比</b></p><p>　　在這兩個指標的共同作用下用戶在高重傳

61、低接入速率的情況下會依次出現(xiàn)網(wǎng)絡視頻瀏覽頻繁停頓、無法獲得高下載速率、無法忍受較慢的網(wǎng)頁打開時間[15]。當有線側的傳輸資源不再成為瓶頸的情況下，終端與AP的空口數(shù)據(jù)傳輸速率將會成為另一個瓶頸。在終端與AP上下行傳輸速率非對稱的情況下，若出現(xiàn)AP下行發(fā)送速率低于6Mbps的情況，使用1Mbps，2Mbps, 5.5Mbps等速率發(fā)送時，則用戶的實際下載速率將會瓶頸在3Mbps以下。而終端的上行速率又因發(fā)射功率比較弱，導致在某些覆蓋差的環(huán)

62、境中，只能通過降低發(fā)送速率來降低高重傳的產(chǎn)生。</p><p>　　因此以上提及的這兩項指標可以作為衡量業(yè)務使用感知的重要指標。低速率占比不僅包含了AP的下行重傳，還包括終端的上行重傳及速率指標，其好壞決定了WLAN無線網(wǎng)絡的規(guī)劃部署是否合理。</p><p>　　在ADSP專業(yè)服務器上開啟數(shù)據(jù)幀性能監(jiān)聽告警模塊，定義1Mbps,2Mbps,5.5Mbps為低速率數(shù)據(jù)報文，并設定對最少每1

63、00個幀進行一次統(tǒng)計比較。若這幾個低速率的數(shù)據(jù)報文幀數(shù)占比超過總傳輸幀數(shù)的50%則產(chǎn)生告警提示。而重傳幀則設置為按75%的觸發(fā)比例產(chǎn)生告警。</p><p>　　4 試點會議空口分析</p><p>　　4.1 AP環(huán)境空口分析</p><p>　　會議現(xiàn)場有用戶投訴感知很差，用戶MAC地址為00-26-C7-89-8A-40，在ADSP平臺查看該用戶的關聯(lián)記錄發(fā)現(xiàn)

64、用戶關聯(lián)了2個AP，如圖4-1，分別為00:17:7b:33:0f:3a 與00:17:7b:33:17:bc，上午與中午2.30 左右用戶流量最多，因此重點分析這兩段時間的數(shù)據(jù)，及用戶感知。</p><p>　　圖4-1 00-26-C7-89-8A-40用戶關聯(lián)AP數(shù)據(jù)圖</p><p>　　首先針對00:17:7b:33:0f:3a 與00:17:7b:33:17:bc進行用戶關聯(lián)時

65、間段的空口分析，分析時段為2012年3月19日下午9:00至2012年3月20日下午9:00的時間。</p><p>　　4.2 00:17:7b:33:0f:3a的空口分析</p><p>　　圖4-2為該AP的空口的情況一覽，在指定時間段內，AP收發(fā)均以54M為主，在發(fā)送幀上也有1/3 的低流量，48M接近54M流量的一半，但是總體而言24M以下的低速率相當少，而當前管理幀占到總數(shù)據(jù)的

66、1/4,1M的小報文卻很少。重傳率也只為2.8%，說明當前時間段內AP在流量的發(fā)送處理方面表現(xiàn)還不錯，關聯(lián)的AP的STA與 AP的RX交互數(shù)據(jù)包也比較穩(wěn)定。</p><p>　　圖4-2 AP 00:17:7b:33:0f:3a空口情況一覽</p><p>　　但是在AP的接受STA數(shù)據(jù)的RX 性能方面，顯得相對較弱，控制幀只在總流量的1/10,但是低速流量占到總流量的1/3,這表示用戶在

67、與AP交互都有小半都是以低速率報文為主，這推測當前AP信號覆蓋范圍較弱或者當前AP信道干擾稍強有關 。當前站點一個會議廳有8個保障AP，排除信號覆蓋問題，推測此情況為干擾所導致。從圖4-3歷史數(shù)據(jù)中也能敲定，在20日上午到下午該點都有跳頻，微波，藍牙，混雜信號導致的干擾，推測可能是會議保障現(xiàn)場所用的無線語音對講設備所導致 。</p><p>　　圖4-3 AP 00:17:7b:33:0f:3a的干擾情況<

68、/p><p>　　4.3 00:17:7b:33:17:bc的空口分析</p><p>　　圖4-4 AP 00:17:7b:33:17:bc空口情況一覽</p><p>　　圖4-4為該AP的該事件段內的空口一覽,從RX與TX來分析，低速率較少，重傳更少，遠遠優(yōu)于上面的AP。</p><p>　　4.4整體的空口環(huán)境分析</p>

69、<p>　　從圖4-5和圖4-6空口重傳圖直觀顯示不難發(fā)現(xiàn)，AP端的數(shù)據(jù)發(fā)送重傳很低，這個屬于正常的可忽略的現(xiàn)象。但是用戶端的重傳相當?shù)膰乐兀賱t20%多則80-90%,這么高的用戶終端重傳很可能導致用戶如果有比較大的報文發(fā)送，在發(fā)送RTS請求時AP無法收到，其他終端也會照常發(fā)送數(shù)據(jù)，這樣便會直接導致用戶發(fā)送數(shù)據(jù)沖突，出現(xiàn)嚴重的丟包率，網(wǎng)速非常慢，QQ圖片無法正常顯示等反應。</p><p>　　圖4-

70、5誠大飯店AP端空口TX重傳率</p><p>　　圖4-6誠大飯店空口RX重傳率</p><p>　　4.5導致重傳的原因</p><p>　　圖4-7 Control發(fā)送幀及管理幀</p><p>　　究竟何種原因導致上圖的如此之高的重傳，需要深入的進行分析。剖析當時現(xiàn)場AP 的RX的報文，從圖4-7可以看到，誠大飯店空口Control發(fā)

71、送幀遠遠超過管理幀，控制幀里面有三種最常用的幀類型，第一是RTS，第二是CTS，第三是ACK。首先了解一下這三種幀的功能和用途。</p><p>　　RTS/CTS用于信道搶占機制，每個STA在發(fā)起數(shù)據(jù)傳送前，首先要向目標站發(fā)出RTS幀，如果在CTS計時器（CTStimeout）到期之前成功收到目標站回應的CTS幀，表明信道搶占成功了，就可以繼續(xù)進行后續(xù)的數(shù)據(jù)傳送。如果CTS計時器到期時仍未收到回應的CTS幀，或

72、者在CTS計時器到期前收到其它幀（說明信道已經(jīng)被其它STA搶占了），則認為信道搶占失敗。</p><p>　　CSMA/CA機制下，由于不使用沖突檢測機制，一個STA在發(fā)幀過程中即使產(chǎn)生了沖突，它自己也是無法知道的。于是，這時引入消息確認機制（ACK）。在發(fā)生發(fā)送沖突的情況下，目標方無法正確接收，因此不會發(fā)出ACK進行確認。當發(fā)送方在ACK計時器到期后（ACKtimeout）仍沒有收到回應的ACK幀，則自動開始對

73、前一個幀進行重發(fā)。相對于802.3的實時沖突檢測機制而言，802.11的消息確認機制此時其實是完成了非實時沖突檢測的作用。當然，消息確認機制的作用絕不僅限于此，如前所述，丟幀和錯幀等異常情況也可以通過消息確認機制來彌補和挽救。但是對于發(fā)方而言，它無需關心傳送過程中的出錯類型，即使是ACK幀回傳出錯或丟失，只要最終沒有收到相應的合法ACK幀，發(fā)送方便只管對前一個幀進行重發(fā)。</p><p>　　圖4-8是對當前時間

74、段的RX control的一個統(tǒng)計，從圖中可以看出當前ACK的流量相當?shù)母?，遠遠超過RTS與CTS的值，在無線網(wǎng)絡的傳輸中，每發(fā)一次包便會進行一次ACK確認，但是如果接收端每收到合法的ACK幀，發(fā)送方便只會對數(shù)據(jù)幀重發(fā)，然而每次重發(fā)也都會產(chǎn)生一次ACK。</p><p>　　圖4-8 RX Control統(tǒng)計</p><p>　　原因：圖5-7重分的說明了STA一直在給AP發(fā)送數(shù)據(jù)，并且回

75、復ACK，但只是Sensor捕獲了這些數(shù)據(jù)，AP并沒有收到STA或者正確識別這些數(shù)據(jù)，說明當時的網(wǎng)絡該信道利用率過高或者同頻干擾若干嚴重，上面的干擾告警分析圖中也給出了有持續(xù)的微波干擾這樣的告警。這就是主要原因了：在某一信道信道利用率過高，相鄰的同信道AP在收發(fā)數(shù)據(jù)的時候便會與該信道上的數(shù)據(jù)形成覆蓋傳輸，導致數(shù)據(jù)到了AP或者終端無法來調制這些信號，這些數(shù)據(jù)報文被SENSOR捕捉到，便會定義為持續(xù)的微波干擾。因此數(shù)據(jù)包損壞是導致重傳的主要

76、原因。</p><p><b>　　5用戶感知評價分析</b></p><p>　　Airdefense對用戶感知的性能評估主要通過3個功能模塊來實現(xiàn)，它們分別是模擬終端的接入，背景頻譜分析與低性能告警。通過Airdefense的內置報表可導出指定時間及不同類型的性能數(shù)據(jù)，結合有價值的參考數(shù)據(jù)和產(chǎn)生問題告警的次數(shù)及類型，發(fā)現(xiàn)問題的所在，提供合理的優(yōu)化建議。</p

77、><p>　　根據(jù)后期的反饋，會議期間不斷有人抱怨網(wǎng)絡不給力，開始只看了整體AP重傳的概覽，也沒發(fā)現(xiàn)多少關于用戶感知的細節(jié)，現(xiàn)在使用ADSP的歷史考證來進行分析，也不難發(fā)現(xiàn)用戶的感知。</p><p>　　5.1用戶接入過程的使用感知</p><p>　　為得到用戶在實際使用中國移動WLAN網(wǎng)絡時的真實使用感知，Airdefense通過AP-TEST模塊定時向所在區(qū)域中

78、所有中國移動的AP進行模擬終端接入體驗評估。圖5-1為通過采用一個正常用戶的完整接入過程，分別對關聯(lián)、地址獲取、DNS解析測試、Portal測試等進行深入的撥測，對任何環(huán)節(jié)中出現(xiàn)的失敗通過告警的方式實時展現(xiàn)出來，并可通過報表的形式統(tǒng)計出現(xiàn)問題多的設備，另外針對每個設備中失敗的環(huán)節(jié)中給出詳細的失敗原因與出現(xiàn)的時間，方便監(jiān)控管理員進行問題的分析及跟蹤。</p><p>　　圖5-1 正常用戶完整接入過程</p&

79、gt;<p>　　5.2 分析用戶00-26-C7-89-8A-40的感知</p><p>　　用戶的在第一天開會就感覺到網(wǎng)絡的問題，打開網(wǎng)頁不順暢，更換信道后解決問題，這是第一天的問題。由于當時平臺第一天沒有將該STA歸為認可設備，因此平臺沒有保存該用戶的數(shù)據(jù)，第二天平臺自動歸類后提取數(shù)據(jù)，依舊可以發(fā)現(xiàn)該用戶存在的問題。</p><p>　　圖5-2和圖5-3為用戶3-20

80、 日至3-21 的網(wǎng)絡速率概覽，從Top5 rate可以看出無論是用戶上行還是下行，用戶所使用的速率都是比較低的，可以說用戶完全是使用低速率在通訊，用戶的吞吐量便會降的很低。</p><p>　　圖5-2 用戶IX速率Top5 rate</p><p>　　圖5-3 用戶RX速率Top5 rate</p><p>　　用戶下行大部分時候是使用1M和2M在與AP進行通

81、訊，而下行的平均重傳居然高達27%，用戶處在這種情況下便會導致好多網(wǎng)頁打不開，各種網(wǎng)絡應用都無法正常使用。從圖5-4可以看出，用戶在與AP交互的信號并不算很差，平均值為-61dBm,針對用戶層面來分析，應該算是很好的一個信號了。但是為何用戶的上行速率在此信號強度也如此差，這需要Aruba產(chǎn)品提供的設備接入靈敏度才能進行解析。</p><p>　　圖5-4 用戶與AP交互信號強度</p><p&

82、gt;　　用戶的歷史數(shù)據(jù)詳細分析：用戶從08:30 開始接入AP，08:32開始大量產(chǎn)生重傳，包括RX和TX。從表5-1中看出，在STA產(chǎn)生很高重傳時，AP發(fā)送了很多RTS，但STA只能收到RTS卻很少，說明很多一部分數(shù)據(jù)包在傳輸過程中產(chǎn)生了變形破損，導致產(chǎn)生很多無用ACK，但是同時AP的TX與RX重傳率并不是很高，說明重傳只是針對于部分用戶才發(fā)生，說明AP覆蓋該用戶所在位置時隨著信道利用率的變高，靈敏度變得極低。</p>

83、<p>　　表5-1 STA重傳統(tǒng)計表</p><p>　　從表5-2用戶與AP通訊所使用的信道也能進行分析，用戶剛連上時速率還比較高，隨著會議的開始，用戶人數(shù)漸漸增加，使用的速率也變的越來越低，重傳率變得越來越高，對于一個部署有8個AP的中等型會議室，用戶的感知完全不應該如此，說明在AP數(shù)據(jù)側還有現(xiàn)場AP的部署上仍有很多優(yōu)化措施需要實施。</p><p>　　表5-2 用戶與

84、AP通訊速率統(tǒng)計表</p><p>　　針對于用戶感知問題得出的結論：排除上述分析空口信號的AP同頻干擾，周圍無線語音對講設備，還有隱藏節(jié)點導致的重傳帶來的網(wǎng)絡性能下降給用戶帶來不好的體驗外，AP及AP天線本身質量因素也是一種不容忽視的問題。</p><p>　　6試點WLAN網(wǎng)絡保障方案總結</p><p>　　6.1會議保障WLAN網(wǎng)絡存在的問題</p&g

85、t;<p>　　在會議期間，由于部分信道的AP重傳導致某些關聯(lián)的用戶體驗不好，這主要歸結于以下3點原因導致而成。</p><p>　　誠大廳不超過200㎡現(xiàn)場部署有8個保障AP，信號及信道沒有合理的設置，導致某些信道利用率過高，這些信道上的數(shù)據(jù)可能被覆蓋，數(shù)據(jù)發(fā)生錯誤，導致不斷重傳。</p><p>　　AP上的優(yōu)化措施沒有被合理配置，比如AP的負載均衡，導致某一AP上用戶扎

86、堆，從而導致信道利用率過高所產(chǎn)生的。</p><p>　　AP天線的靈敏度比較差，在背景噪聲稍微大點的情況就導致無法接受用戶的上行數(shù)據(jù)，產(chǎn)生不斷的用戶重傳，嚴重影響某些信道部分用戶的感知。可以選擇專業(yè)的天線或者內置天線的AP進行重要的會議保障。</p><p>　　6.2 會議保障WLAN網(wǎng)絡優(yōu)化方案</p><p>　　對于會議3個大廳的面積部署的AP密度足夠完美

87、覆蓋所有會議區(qū)域，而且每個會議室都部署了AP單獨覆蓋本會議室，所以不存在AP覆蓋不到的盲點區(qū)域以及障礙物穿透損耗，但是用戶感知度卻不是很高，針對以上通過Moto Airdefense發(fā)現(xiàn)的WLAN網(wǎng)絡問題，可以提出以下幾點優(yōu)化建議：</p><p>　　由于現(xiàn)階段無線局域網(wǎng)標準的限制，相互獨立工作的頻段僅僅只有三個（分別是1,6和11信道），因此必須合理規(guī)劃各個AP的信道，減少AP間的信道干擾，如圖6-1所示。對

88、于如試點中會議式的高密度AP部署，存在實在調不開信道的現(xiàn)象，可以盡量少的使用3、8信道進行調劑，但由于3、8信道與1、6、11信道還是會存在同頻干擾，所以只建議迫不得已的情況下使用盡量少的3、8信道。同時還建議適當增強AP信號強度，對于部署在室內的附帶放大器的AP建議將信號強度設置為19dbm。</p><p>　　圖6-1 建議信道蜂窩分布圖</p><p>　　針對試點案例中出現(xiàn)某一A

89、P用戶扎堆的現(xiàn)象，雖然現(xiàn)在AP上可以開啟負載均衡功能，例如Moto AP上的負載均衡命令：</p><p>　　load-balance by-count</p><p>　　load-balance by-count threshold 20</p><p>　　但是由于目前無線信道穩(wěn)定性差，且容易被外界干擾，加之在無線局域網(wǎng)中，無線終端獨有的移動性較高和數(shù)據(jù)波動

90、性大等特點，而且AP與STA之間因負載均衡產(chǎn)生的關聯(lián)、重新關聯(lián)產(chǎn)生的大量報文會增加網(wǎng)絡的負擔，使得無線局域網(wǎng)的負載均衡技術實現(xiàn)起來比較困難。</p><p>　　因此現(xiàn)階段對于大量用戶在某一AP扎堆現(xiàn)象的直觀解決方法就是調整AP安裝位置和改變AP放射信號的強度，對用戶扎堆的AP降低信號強度，增強附近空閑AP的信號強度，令STA關聯(lián)到空閑AP，實現(xiàn)網(wǎng)絡壓力分流。</p><p>　　對于AP

91、天線靈敏度比較差的問題，在會議保障熱點中存在大量安保對講機等信號干擾，而且該干擾強度很高，當時會議保障AP使用的是銅線螺旋式增益天線，存在增益幅度小，天線輻射范圍不平衡等問題，因此建議使用專業(yè)的集成電路板式的增益天線或者使用內置天線與放大器的AP，可有效降低外界干擾，減少用戶數(shù)據(jù)包的重傳，提高用戶使用WLAN網(wǎng)絡的感知。</p><p><b>　　7 結論</b></p>&

92、lt;p>　　本設計方案按照任務書的要求，了解無線通信技術發(fā)展過程中產(chǎn)生的問題；熟悉moto空口優(yōu)化平臺；應用moto空口優(yōu)化平臺發(fā)現(xiàn)和分析WLAN業(yè)務中存在的問題；給出應用moto空口優(yōu)化平臺解決WLAN業(yè)務質量和投訴問題的方案；按畢業(yè)設計要求完成中英文翻譯、文獻綜述、開題報告和設計論文書寫。</p><p>　　根據(jù)實習工作中Moto Airdefense事實案例的參與和跟蹤，以及工程項目的后期數(shù)據(jù)分析

93、，針對誠大飯店會議無線網(wǎng)絡保障出現(xiàn)的WLAN業(yè)務質量和用戶感知投訴，給出了應用Moto 空口優(yōu)化平臺總結得出的優(yōu)化方案，對改進以后無線局域網(wǎng)的網(wǎng)絡質量以及提升用戶使用無線局域網(wǎng)的用戶感知度有明顯作用。</p><p>　　由于實習期的時間不足，Sensor沒有在大量社會熱點普及安裝，現(xiàn)無法對大量熱點進行監(jiān)控優(yōu)化；誠大飯店會議保障也只是一個試點案例，沒有完全應用到Moto Airdefense空口優(yōu)化平臺的所有功能

94、。有待在以后的工作學習中，在Sensor普及安裝后，通過更多的接觸事實案例，能夠不斷學習、進步。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　本人在做設計期間，得到了李老師的精心指導，特在此感謝李老師的悉心指導和熱情關懷。李老師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度和深厚的理論功底，對科研的嚴謹作風以及正直坦蕩的為人風范是我未來成長路上的楷模。在整個畢業(yè)設計過程中，李老

95、師給予我很多幫助。當我遇到困難時，李老師總是非常耐心地為我解答，并提供多方面的思路來解決我的難題；當我取得一定成果時，李老師總是肯定我的進步并指出下一步的研究方向；就是在這一步步的悉心指引下，我順利地完成了此次畢業(yè)設計。</p><p>　　同時感謝實習期間的同事，神州數(shù)碼系統(tǒng)集成服務有限公司的張云海和陳京龍，感謝他們在實習期間給我機會參與中國移動溫州分公司Moto Airdefense空口優(yōu)化項目，對我在WLA

96、N及Moto Airdefense空口優(yōu)化平臺應用方面的專業(yè)指導，從Moto Airdefense平臺的架設到應用，再到針對網(wǎng)絡提出優(yōu)化方案的建議。正是在這兩位熱心同事的幫助下，我的畢業(yè)設計才能一帆風順的開展和進行。</p><p>　　感謝我們班同學的支持和陪伴，是他們和我一起奮斗四年，相互鼓勵，互相幫助，一起克服困難。</p><p>　　最后，衷心感謝幫忙之中抽出時間參加論文評閱和評

97、議的各位老師們，感謝他們?yōu)閷忛啽疚乃冻龅男燎趧趧印?lt;/p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　杭州華三通信技術有限公司編著.《H3C網(wǎng)絡學院 路由交換第1卷（上冊）》[M]. 2010.</p><p>　　潘焱，田華，魏安全.《無線通信系統(tǒng)與技術》[M].北京：人民郵電出版社，2011.3</p>&l

98、t;p>　　金純，陳林星，楊吉云.《IEEE 802.11無線局域網(wǎng)》[M].北京：電子工業(yè)出版社，2004.1.</p><p>　　Mattbew S.Gast.O’Reilly Taiwan公司編譯.《802.11 無線網(wǎng)絡權威指南》[M].南京：東南大學出版社，2007.12</p><p>　　Ojanpera T, Prasad R.朱旭紅,盧學軍 譯.《寬帶CDMA：第

99、三代移動通信系統(tǒng)技術》[M].北京：人民郵電出版社, 2000. </p><p>　　John G.Proakis, Digital Communications，F(xiàn)ourth Edition,USA,The McGraw-Hill Companies,Inc. 2001, 734-736</p><p>　　牛偉等.《無線局域網(wǎng)》[M].北京：人民郵電出版社, 2003</p

100、><p>　　David Tse Pramod Viswanath.李鏘，周進等譯.《無線通信基礎》[M].北京：人民郵電出版社,2007.</p><p>　　李賢玉,吳小華.《無線局域網(wǎng)安全分析與防護》[M].哈爾濱：哈爾濱工程大學出版社,2009.1</p><p>　　李怡翔等.  無線局域網(wǎng)技術[J].《通信世界》，1999.4：29～31.<

101、/p><p>　　左曉棟，戴英俠.無線局域網(wǎng)的安全性分析[J].《電信科學》，2001.7.</p><p>　　何禮.無線局域網(wǎng)及其安全機制[J].《四川通信技術》，2000.10.</p><p>　　樓穎明,羅漢文;802.11無線局域網(wǎng)的安全方案分析[J];通信技術;2002年09期.</p><p>　　洪琪;陳軍寧;柯導明;代月花;;