據(jù)國(guó)家有關(guān)部門(mén)的數(shù)據(jù)顯示，中國(guó)移動(dòng)在2009年底進(jìn)行的大規(guī)模WLAN采購(gòu)已經(jīng)使其在2010年底之前能夠完成超過(guò)11萬(wàn)個(gè)Wi-Fi熱點(diǎn)的部署規(guī)模，預(yù)計(jì)到2010年年底，中國(guó)將會(huì)部署大約28.5萬(wàn)個(gè)Wi-Fi熱點(diǎn)。同時(shí)，由于用戶(hù)的需求，預(yù)計(jì)2010年中國(guó)Wi-Fi手機(jī)的總出貨量會(huì)超過(guò)2800萬(wàn)臺(tái)。在2010-2015年期間，基于Wi-Fi的移動(dòng)電視流量也將增加25倍，并促使移動(dòng)電視產(chǎn)業(yè)在2015年前達(dá)到近70億美元的預(yù)期收入。此外，Strategy Analytics互聯(lián)家庭終端研究服務(wù)最新研究報(bào)告顯示，到2014年全球市場(chǎng)支持wi-fi功能的消費(fèi)電子終端市場(chǎng)存量將超過(guò)26億部，而同年市場(chǎng)零售額規(guī)模將超過(guò)2500億美元。而ABI公司的數(shù)據(jù)顯示，2009年無(wú)線醫(yī)療市場(chǎng)普及率增長(zhǎng)60%，2010年預(yù)計(jì)將增長(zhǎng)70%，而2010年Wi-Fi芯片出貨量將達(dá)7.7億單位。越來(lái)越多的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，力圖將一個(gè)趨勢(shì)清晰地顯示出來(lái)——今天的無(wú)線，更快，更強(qiáng)大且更具有可擴(kuò)展性，因此必將成為企業(yè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和人們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中的重要組成部分。
隨著802.11n正式標(biāo)準(zhǔn)的頒布，以及各廠商紛紛調(diào)低802.11n無(wú)線產(chǎn)品價(jià)格，目前，802.11n已逐漸取代802.11a/b/g設(shè)備成為市場(chǎng)主流。在ABI近日發(fā)布的最新研究報(bào)告，目前幾乎所有筆記本電腦、上網(wǎng)本、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備（MID）與智能手機(jī)都開(kāi)始內(nèi)建Wi-Fi芯片，由于802.11n的功能強(qiáng)大，加上芯片價(jià)格也一路下滑，2010年802.11n出貨量已超越802.11g成為市場(chǎng)主流。
射頻干擾是罪魁禍?zhǔn)?br /> 但有一個(gè)問(wèn)題始終困擾著wi-fi的進(jìn)一步普及，那就是可靠性。
沒(méi)有什么比用戶(hù)抱怨wi-fi性能不穩(wěn)定、覆蓋不好、經(jīng)常掉線，更讓網(wǎng)管人員崩潰的事了。wi-fi網(wǎng)絡(luò)看不到，摸不著，且傳輸環(huán)境不斷變化，的的確確讓射頻干擾成為了無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)難題。
射頻干擾幾乎來(lái)自于所有能發(fā)出電磁信號(hào)的裝置 – 無(wú)繩電話、藍(lán)牙手機(jī)、微波爐乃至智能儀表。WLAN網(wǎng)絡(luò)使用的2.4GHz頻段在我國(guó)是公共頻段，其中對(duì)WLAN干擾最為嚴(yán)重的設(shè)備是2.4GHz無(wú)繩電話，其次為3米內(nèi)的微波爐，再次是藍(lán)牙設(shè)備如筆記本和PDA。?
但大多數(shù)企業(yè)都沒(méi)有意識(shí)到的是，最大的wi-fi的干擾源其實(shí)來(lái)自于wi-fi網(wǎng)絡(luò)本身。ARUBA公司中國(guó)區(qū)技術(shù)總監(jiān)王岳霖告訴記者，很多人認(rèn)為無(wú)線強(qiáng)度越大越好，但這個(gè)觀點(diǎn)實(shí)際是不對(duì)的。因?yàn)楹芏嘣O(shè)備和AP都是在同一頻段，所以功率很大的時(shí)候會(huì)有互相干擾的情況發(fā)生，國(guó)家無(wú)委會(huì)針對(duì)室內(nèi)無(wú)線產(chǎn)品的功率規(guī)定不得超過(guò)100毫瓦。“針對(duì)這種情況，我們一般會(huì)建議在搭建無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候，不要把AP的功率調(diào)到最大，而是應(yīng)該調(diào)整到中等程度，這樣即避免了相同頻段設(shè)備間的干擾，同時(shí)當(dāng)有AP損壞的時(shí)候，周?chē)腁P可以自動(dòng)向上調(diào)整功率來(lái)覆蓋已損壞AP的覆蓋范圍。”
RUCKUS WIRELESS 公司中國(guó)區(qū)技術(shù)總監(jiān)宣文威說(shuō)：“wi-fi是一個(gè)任何人都可以使用的共享介質(zhì)，它工作在2.4Ghz和5Ghz這兩個(gè)免授權(quán)頻段。當(dāng)一部無(wú)線客戶(hù)端設(shè)備偵聽(tīng)到其它信號(hào)，無(wú)論該信號(hào)是否是WiFi信號(hào)，設(shè)備都會(huì)暫緩傳輸數(shù)據(jù)直到該信號(hào)消失。”這種數(shù)據(jù)傳輸中出現(xiàn)的干擾，會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟包，從而強(qiáng)制WiFi重傳數(shù)據(jù)。而不斷出現(xiàn)重傳會(huì)造成數(shù)據(jù)吞吐量下降，并給共享同一AP的用戶(hù)帶來(lái)普遍的影響。
射頻干擾的問(wèn)題在新型無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)802.11n的應(yīng)用中變得更加嚴(yán)重。802.11n通常在一個(gè)AP中采用多個(gè)射頻信號(hào)在不同的方向和方位傳輸幾路wi-fi數(shù)據(jù)流，從而實(shí)現(xiàn)更高的連接速率。但基于這種稱(chēng)為MIMO的多出多入技術(shù)，無(wú)線傳輸流量出現(xiàn)問(wèn)題的機(jī)率也翻了幾倍。
針對(duì)這一問(wèn)題，通常情況下網(wǎng)絡(luò)管理人員會(huì)采用頻譜分析的辦法加以解決。例如采用wi-spy等頻譜分析工具，用于掃描并顯示2.4G和5G頻段的信號(hào)活動(dòng)情況。它能夠快速確定是否存在干擾，找到閑置的信道，并對(duì)信號(hào)的質(zhì)量進(jìn)行分析。
wi-spy分析儀包括兩個(gè)部分， chanalyzer分析軟件和硬件wi-spy usb卡，wi-spy usb卡將捕獲的2.4G頻譜信號(hào)(包括802.11信號(hào)，無(wú)繩電話，zigbee，無(wú)線廣播,藍(lán)牙和其它2.4G信號(hào))送交chanalyzer進(jìn)行可視化分析，這種可視化分析是交互的，用戶(hù)可以按照自己的方式對(duì)特定的信號(hào)進(jìn)行相關(guān)分析。通過(guò)這種分析，用戶(hù)可以很容易地看到網(wǎng)絡(luò)中存在的問(wèn)題，對(duì)網(wǎng)絡(luò)布置和優(yōu)化是很大的便利。
通過(guò)捕獲通信數(shù)據(jù)包，以信號(hào)學(xué)的特性來(lái)分析他們，wi-spy可以觀測(cè)到當(dāng)前環(huán)境中的無(wú)線信號(hào)帶寬的使用率、干擾情況和其它相關(guān)的信號(hào)學(xué)特征。但宣文威指出：“雖然頻譜分析工具可以集成在AP中幫助IT部門(mén)觀察并甄別wi-fi干擾，但如果他們不切實(shí)解決干擾問(wèn)題，就沒(méi)有什么實(shí)際意義。這些信號(hào)中如果有一路信號(hào)受到干擾，那么作為802.11n用于顯著提高數(shù)據(jù)傳輸速率的基本技術(shù)——空間復(fù)用和信道綁定將全部失效。”

難以掌控的信號(hào)
通常解決射頻干擾的方法包括降低物理數(shù)據(jù)率，降低受影響AP的發(fā)射功率，以及改變AP的信道分配三種方式。雖然這些方法有他們各自的專(zhuān)長(zhǎng)，但沒(méi)有一個(gè)是直接針對(duì)射頻干擾問(wèn)題的。
目前市場(chǎng)上的AP大量采用全向雙極天線，這些天線從各個(gè)方向發(fā)送和接收信號(hào)。由于這些天線總是不分環(huán)境，不分場(chǎng)合地發(fā)送和接收信號(hào)，一旦出現(xiàn)干擾，這些系統(tǒng)除了與干擾做斗爭(zhēng)以外沒(méi)有其它辦法。它們不得不降低物理數(shù)據(jù)傳輸速率，直至達(dá)到可接受的丟包水平為止，但隨之而來(lái)的是，共享該AP的所有用戶(hù)將會(huì)感受到無(wú)法忍受的性能下降。雖然在一定程度上解決了干擾的問(wèn)題，但卻犧牲了傳輸效率，對(duì)于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，無(wú)異于飲鴆止渴。
北京精睿學(xué)校信息中心網(wǎng)絡(luò)工程師岳維鑫認(rèn)為，降低AP的數(shù)據(jù)速率實(shí)際上還會(huì)產(chǎn)生與期望相反的結(jié)果。“數(shù)據(jù)包在空中停留的時(shí)間更長(zhǎng)。這就意味著需要花更長(zhǎng)的時(shí)間接收這些數(shù)據(jù)包，從而增加丟包的風(fēng)險(xiǎn)，使它們?cè)谥芷谛愿蓴_中變得更加脆弱。”
另一種為wi-fi抗干擾的通常做法是降低AP的發(fā)射功率，從而更好地利用有限的信道數(shù)量。這樣做可以減少共享一臺(tái)AP的設(shè)備數(shù)量，以提高AP的性能。但是降低發(fā)射功率的同時(shí)也會(huì)降低客戶(hù)端接收信號(hào)的強(qiáng)度，這就轉(zhuǎn)變成了更低的數(shù)據(jù)速率和更小范圍的wi-fi覆蓋，進(jìn)而導(dǎo)致覆蓋空洞的形成。而這些空洞必須通過(guò)增加更多的AP來(lái)填補(bǔ)。而增加更多AP，又會(huì)制造更多的干擾。
另外，大多數(shù)WLAN廠商宣稱(chēng)，解決wi-fi干擾的最佳方案是"改變信道"。就是當(dāng)射頻干擾增加時(shí)，AP會(huì)自動(dòng)選擇另一個(gè)"干凈"的信道來(lái)使用。
但宣文威對(duì)此提出了不同的看法，他認(rèn)為，改變信道雖然是一種在特定頻率上解決持續(xù)干擾的有效方法，但干擾更傾向于不斷變化且時(shí)有時(shí)無(wú)。通過(guò)在有限的信道中跳轉(zhuǎn)，引發(fā)的問(wèn)題甚至比它解決的問(wèn)題還要多。
在使用最廣泛的2.4GHz頻段，總共只有三個(gè)非干擾信道。即使是在5GHz頻段，在去除動(dòng)態(tài)頻率選擇(DFS)之后也只有4個(gè)非重疊40MHz寬信道，DFS是一種允許非授權(quán)設(shè)備與現(xiàn)有雷達(dá)系統(tǒng)共享頻譜的機(jī)制。
圖：針對(duì)802.11工作在5GHz頻段的可用信道
“AP執(zhí)行的改變信道操作需要將連接的客戶(hù)端脫離并再次關(guān)聯(lián)。這將引起語(yǔ)音和視頻類(lèi)應(yīng)用的中斷，并導(dǎo)致由于相鄰AP為防止同信道干擾而變換信道而引發(fā)的多米諾骨牌效應(yīng)。”宣文威說(shuō)。
同信道干擾是在不同的設(shè)備使用同一個(gè)信道或用同一無(wú)線頻段發(fā)射和接收wi-fi信號(hào)時(shí)產(chǎn)生的設(shè)備間干擾。為了將同信道干擾降至最低，網(wǎng)管人員需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行更好地設(shè)計(jì)，而針對(duì)有限的可用頻譜，一般通過(guò)將AP部署的間距拉到足夠遠(yuǎn)的方式，達(dá)到讓它們之間無(wú)法偵聽(tīng)或無(wú)法相互干擾的目的。然而，wi-fi信號(hào)不會(huì)停止也不會(huì)受這些架構(gòu)的限制，同時(shí)，改變信道的方法也無(wú)法保證客戶(hù)的使用感受。

“天線陣列”大有文章
一種預(yù)測(cè)wi-fi系統(tǒng)性能的技術(shù)指標(biāo)就是信噪比(SNR)。SNR是接收信號(hào)水平與背景噪音強(qiáng)度的差值。通常，信噪比越高，誤碼率越低且吞吐量越高。但是，一旦干擾發(fā)生，還會(huì)有一些其它的問(wèn)題令網(wǎng)管人員擔(dān)心，即信號(hào)與干擾加噪聲比，也稱(chēng)作SINR。
SINR是信號(hào)水平與干擾水平的差值。由于反映了射頻干擾對(duì)用戶(hù)吞吐量的負(fù)面影響，因此SINR是一個(gè)更好的指標(biāo)，用來(lái)反映一個(gè)wi-fi系統(tǒng)能夠達(dá)到何種性能。SINR值越高，數(shù)據(jù)傳輸率就越高，頻譜容量就越大。
圖：SINR是決定wi-fi系統(tǒng)性能的重要指標(biāo)
為了獲得更高的SINR指標(biāo)，wi-fi系統(tǒng)必須通過(guò)提高信號(hào)增益或降低干擾來(lái)實(shí)現(xiàn)。但問(wèn)題是傳統(tǒng)的wi-fi系統(tǒng)只能通過(guò)提高功率或在AP上豎起高增益定向天線來(lái)增加某個(gè)方向上的信號(hào)強(qiáng)度，但這卻限制了對(duì)小區(qū)域的覆蓋。
wi-fi的理想目標(biāo)是將一個(gè)wi-fi信號(hào)直接發(fā)送給某個(gè)用戶(hù)，并監(jiān)控該信號(hào)，確保它以最大速率傳送給用戶(hù)。新的wi-fi創(chuàng)新技術(shù)采用的自適應(yīng)天線陣列利用定向天線的優(yōu)勢(shì)獲得增益和信道，而且用更少的AP實(shí)現(xiàn)了對(duì)同一區(qū)域的覆蓋，它能夠不斷在信號(hào)路徑上重定向wi-fi傳輸，而該路徑是干凈的且無(wú)需變換信道。
波速成型給無(wú)線強(qiáng)身健體
新型wi-fi技術(shù)結(jié)合了動(dòng)態(tài)波束形成技術(shù)和小型智能天線陣列(即所謂的"智能wi-fi")，可以實(shí)現(xiàn)最接近于理想狀態(tài)的無(wú)線傳輸。
波束形成技術(shù)是一種新開(kāi)發(fā)的動(dòng)態(tài)天線技術(shù)，用于改變由AP發(fā)出的射頻能量的形態(tài)和方向。動(dòng)態(tài)波束形成技術(shù)專(zhuān)注于wi-fi信號(hào)，干擾出現(xiàn)時(shí)會(huì)自動(dòng)"引導(dǎo)"他們繞過(guò)周?chē)母蓴_。
系統(tǒng)為每個(gè)客戶(hù)端應(yīng)用提供不同的天線模式，當(dāng)問(wèn)題出現(xiàn)時(shí)可改變天線模式。比如在出現(xiàn)干擾時(shí)，智能天線可以選擇一種在干擾方向衰減的信號(hào)模式，從而提升SINR并避免采用降低物理數(shù)據(jù)率的方法。
基于天線的波束形成技術(shù)采用了多個(gè)定向天線元在AP和客戶(hù)端之間提供數(shù)千種天線模式或路徑。射頻能量可以通過(guò)最佳路徑輻射，從而獲得最高的數(shù)據(jù)速率和最低的丟包率。
對(duì)標(biāo)準(zhǔn)wi-fi介質(zhì)訪問(wèn)控制，客戶(hù)端確認(rèn)監(jiān)控可以決定信號(hào)的強(qiáng)度、吞吐量和所選路徑的丟包率。這就保證了AP能夠確切地了解客戶(hù)的體驗(yàn)，并且在遇到干擾時(shí)，AP可以完全控制AP傳輸選擇最佳路徑。
智能天線陣列也會(huì)主動(dòng)拒絕干擾。由于wi-fi只允許同一時(shí)刻服務(wù)一個(gè)用戶(hù)，因此，這些天線并非用于給某一個(gè)指定的客戶(hù)端傳輸數(shù)據(jù)之用，而是用于所有客戶(hù)端，這樣才能忽略或拒絕那些通常會(huì)抑制wi-fi傳輸?shù)母蓴_信號(hào)。結(jié)果是在某些情況下可以獲得高達(dá)17dB的信號(hào)增益。
圖：采用動(dòng)態(tài)波束形成技術(shù)自動(dòng)回避干擾
翻譯：通過(guò)主動(dòng)避免干擾，可獲得額外的信號(hào)增益，達(dá)-17dB;集成了智能天線陣列的AP;動(dòng)態(tài)優(yōu)化的天線模式;通過(guò)波束成型，信號(hào)可增強(qiáng)至10dBi。
這項(xiàng)新技術(shù)的最大好處是它可以自動(dòng)運(yùn)行，無(wú)需手工調(diào)節(jié)或人工干預(yù)。對(duì)于網(wǎng)管人員來(lái)說(shuō)，由于大量新型wi-fi設(shè)備對(duì)企業(yè)網(wǎng)的沖擊，解決射頻干擾問(wèn)題正在變得越來(lái)越重要。同時(shí)，用戶(hù)對(duì)wi-fi連接可靠性的要求越來(lái)越高，對(duì)支持流媒體應(yīng)用的需求更是與日俱增。解決射頻干擾問(wèn)題是企業(yè)發(fā)展中順應(yīng)這一趨勢(shì)的關(guān)鍵。但要實(shí)現(xiàn)它，就意味著要采用更加智能和更具適應(yīng)性的方法來(lái)處理失控的無(wú)線頻率。