无线局域网的智能网络优化技术

　　还有一种频率分配方案，它仅仅是基于AP 点的频段测量，来调整AP之间的频段分配。因为随着AP接入的用户增多，考虑到用户的移动性，可以近似认为用户在AP的覆盖区域内是统计意义上的均匀分布，因此AP的频段分配可以和用户具体某一时刻的位置无关，只与AP之间的相对位置和相互干扰情况有关。这就是第二类，基于AP测量信息的频段分配方案。它的基本工作流程如下：

　　（1）AP测量现有频段分配下的干扰情况；

　　（2）AP自己判断最佳频段；

　　（3）分布式独自调整或者在上层控制器指挥下调整。

　　可以看到，第二类和第一类比区别如下：无需用户端参与测量，因此可以兼容所有的用户端，并且没有占用无线网络的流量；分配方案只与AP有关，在AP没有增加、减少、移动的情况下，分配方案一般不会改变，因此非常稳定，鲁棒性好；但在用户数目比较少的时候，优化的结果不如第一类好。

　　第二类基于AP测量信息的频段分配方案，根据调整步骤可以分成两种。一种是分布式调整，即AP之间独自判断，独自调整，AP间没有信息的交互。另一种是AP将各自的测量信息提交给一个接入控制器AC（Access Controler），由AC控制AP进行调整。前一种由于AP之间没有信息的交互，因此可能出现几个AP在几个频段间出现振荡的调整，因此达到稳定的收敛速度比较慢。后一种由于有AC从中协调，因此收敛速度非常快。

　　2. 自动功率优化

　　自动功率优化主要包括用户端发射信号的功率控制TPC（Transmit Power Control）和AP端发射信号的功率控制。

　　（1）用户端功率控制是保证用户当前通信质量的基础上，尽量减小用户的发射功率。当用户离AP比较近的时候，由于信号的衰减比较小，因此用户的发射功率也可以比较小。这样做的好处在于：在不影响此用户的通信质量的前提下，减小了对于同频段其他用户和AP的干扰；减小终端的耗电量，延长待机时间。

　　（2）AP端发射功率的控制和AP的覆盖范围有关，因此在一般情况下，AP为了尽可能覆盖较大的局域，均以允许的最大功率发射，一般是20dBm（100mW）左右。

　　但是当AP的数目比较多时，覆盖已经不是问题而AP间的相互干扰成为了主要问题。比如AP1附近集中了大量的用户终端，而在AP2附近用户终端相对稀少。当接入一个AP的用户数大于一定数目时（一般为8个），由于用户们争抢信道十分激烈而导致总信道的容量降低。此时，较好的办法是将一部分离AP2较近的用户分给AP2，这样AP1和AP2的用户数目趋于平衡，这种方法也称为负载平衡（Load Balance）。一开始AP1和AP2的发射功率相等，如图细实线和粗虚线，因此在它们交界处的属于AP2的4个终端接受到的AP1的信号等于甚至大于AP2的信号，这对于通信来说是很不利的。当AP1进行了功率优化后，它的覆盖范围缩小到粗实线所示，此时属于AP2的4个用户收到的干扰明显减少，这就是配合负载平衡的AP端发射功率控制的作用。

　　3. 其他优化

　　除了频率优化、功率优化和负载平衡外，还可以有业务流量平衡，自动覆盖检测等等。但是都是在物理层通过改变AP的发射频段和功率，配合上层使得整个网络性能更好，运行更加稳定的目的。

　　四、结论

　　自动频率优化、自动功率优化和负载平衡，以及网络流量平衡，都是属于无线资源分配的范畴。随着人们对于通信带宽的要求越来越高，对于有限的无线资源的使用效率也会越来越高。因此对于无线资源分配的研究一直都没有停止过，在2G、3G和后3G系统的研究中，都有无线资源分配算法的研究。

　　对于不同的通信系统，无线资源分配算法的代价函数和调整手段都是不同的。由于无线局域网的快速发展，使得它对于高效的无线分配算法的需要日益增加，引起了广大专家和工程人员的关注，即将成为无线局域网新的研究热点。

　　智能网络优化方案是符合无线局域网的特点和发展趋势的无线资源分配算法。但是目前研究仅仅提出了它的具体实现手段[7]，和一些独立的优化算法，其中包括频率优化，功率优化和用户分配优化的方案。我们期望在不久的将来，可以从整体上和理论上，针对无线局域网的无线资源分配提出一个完整的分析方法和最优的解决方案。