本篇部分內容來源自世界無線局域網應用發(fā)展聯(lián)盟（WAA）同名白皮書原文。

在河套IT Talk第100期，我們解讀了WAA在其夏季論壇上發(fā)布的《企業(yè)典型場景高品質WLAN網絡建設白皮書》。白皮書介紹了非常多構建高品質WLAN的技術。我們會通過幾期展開談談這個話題。之前已經聊過了：《射頻資源管理——無線局域網竟然也需要紅綠燈管理！？》，《獅吼功還有一招大喇叭——覆蓋增強技術》，以及《WLAN資源調度——網紅餐廳的調度秘籍》今天，咱們就談談無感漫游技術。

漫游這個詞兒本來是蜂窩移動網絡的概念。在蜂窩移動網絡中，當用戶從一個基站（或小區(qū)）的覆蓋范圍內移動到另一個基站的覆蓋范圍內時，需要進行漫游，以保持通信連接的連續(xù)性。這樣，用戶可以在移動中保持通話、數據傳輸或互聯(lián)網連接，而無需斷開連接。

無線局域網WLAN在一開始的時候，是不需要考慮到漫游概念的，因為在家庭和有限空間使用，基本上一個無線接入點AP的覆蓋范圍就夠了。但單個AP覆蓋范圍畢竟有限，隨著對建筑物室內覆蓋到范圍越來越廣泛，WLAN的應用場景越來越復雜，需要部署多個AP的時候，漫游的情況就出現(xiàn)了。WLAN的無線漫游就是指 STA(無線終端)在移動到兩個 AP 覆蓋范圍的臨界區(qū)域時，STA 與新的 AP 進行關聯(lián)并與原有 AP 斷開關聯(lián)，且在此過程中保持不間斷的網絡連接。

在傳統(tǒng)無線局域網絡中，STA漫游時機完全由STA控制，是STA的自主行為。當終端逐漸遠離關聯(lián) AP 時，終端感知到信號強度逐漸下降，當達到預設閾值后觸發(fā)漫游,一般包括如下三個動作：

• 鄰居掃描：STA發(fā)現(xiàn)當前所在位置下可見的鄰居 AP，終端通過發(fā)送 Probe Request 報文，來感知周圍網絡的存在。

• 選擇候選 AP：STA基于周圍 AP 回復的 Probe Responds 報文感知到 AP 的信息，并綜合選擇一個信號最優(yōu)的 AP 作為漫游目標。

• 漫游切換：按照STA自身算法，當STA感知到當前 AP 的信號降低到漫游門限以下，且新舊 AP 信號強度差值達到閾值后，STA斷開當前的連接并接入到目標AP，完成漫游過程。

傳統(tǒng)漫游檢測、漫游決策等漫游環(huán)節(jié)沒與AP進行協(xié)同交互，存在一定局限性，導致漫游效果不理。常見的問題有：漫游粘滯，漫游不及時，乒乓漫游，運維問題。

• 漫游粘滯（Roaming Sticky）：指STA傾向于在信號較弱的AP與其斷開連接之前，持續(xù)與當前AP保持連接。這可能是由于漫游決策算法不夠智能或STA過于保守所導致的。結果就是STA可能會在較弱的信號下持續(xù)工作，導致用戶體驗下降。

• 漫游不及時（Roaming Untimely）：指STA在信號衰減到嚴重程度之前不會嘗試進行漫游，因此造成了瞬斷或斷流現(xiàn)象。這可能會導致連接不穩(wěn)定，影響實時應用的性能，比如網絡電話或視頻會議等。

• 乒乓漫游（Ping-Pong Roaming）：這是指STA在多個AP之間頻繁切換，來回“乒乓”，通常是由于AP之間的信號干擾或客戶端漫游決策算法問題引起的。這會導致頻繁的連接和斷開，造成網絡信號持續(xù)不穩(wěn)定和不必要的信號干擾。

• 運維問題：傳統(tǒng)漫游方式下，由于漫游決策由STA控制，網絡運維人員很難實時監(jiān)測和管理無線客戶端的漫游行為。這使得問題的診斷和解決變得更加復雜。

為了解決上述問題，要想做到相對理想的漫游效果，需要從終端，無線設備，云端運維平臺一起協(xié)同來形成一套漫游體系來保證漫游過程對用戶的業(yè)務無感。這就是無感漫游的由來。

和傳統(tǒng)漫游技術不同，無感漫游在AP、AC甚至云端都增加了無線局域網絡中的漫游優(yōu)化和決策能力。它們通過監(jiān)測、校準和數據分析來優(yōu)化終端的漫游體驗。

3.1 AP視角

AP 與無線客戶端多維度互相感知網絡， 通過802.11k協(xié)議，提供給STA鄰居AP所在信道及對應無線服務信息，避免無線客戶端信道逐一掃描，縮短無線客戶端發(fā)現(xiàn)服務時間。

AP實時監(jiān)測鏈路質量，進行精準漫游。監(jiān)測鏈路質量，選擇合適時機觸發(fā)準備漫游目標AP。目標AP主要通過接入歷史路徑結合802.11k測量終端發(fā)現(xiàn)的鄰居AP、終端漫游特征等因素綜合

選擇。監(jiān)測鏈路質量，選擇合適的時機通過802.11v協(xié)議把終端引導到目標AP，確保整個過程鏈路質量抖動小，對業(yè)務無感。

3.2 AC視角

從漫游層級劃分，分為二層漫游和三層漫游。二層漫游在數據鏈路層（第二層）進行的漫游，通常是在同一子網內的AP之間進行。而三層漫游是在網絡層（第三層）進行的漫游，涉及跨子網或跨不同網絡的漫游。一般也是跨AC（ Access Controller，接入控制器）的漫游。

所以，除了AP之外，AC也要了解網絡狀況。AC 會通過全視角綜合計算與無線客戶端協(xié)商進行精準漫游，AC對漫游后的鏈路質量繼續(xù)監(jiān)測校準。若引導出現(xiàn)偏差，鏈路質量與之前出現(xiàn)明顯下降，則進行校準，引導到合適的AP，確保鏈路質量能在合理的預期內。

3.3 云端視角

云端可以收集和分析來自AP和AC的大量數據，包括終端的漫游行為、鏈路質量、連接穩(wěn)定性等。通過數據分析，云端可以優(yōu)化終端漫游特征庫，提供更精準的終端漫游特征信息。這些終端漫游特征信息可以包括終端的移動模式、偏好AP、信號強度變化趨勢等，幫助系統(tǒng)更好地預測終端的漫游需求，提前做出漫游準備，進一步優(yōu)化終端漫游體驗。

鏈路質量檢測增強技術旨在提升AP對終端漫游行為的感知和決策能力。通過實時監(jiān)測終端的鏈路質量變化，AP可以更加智能地判斷終端的當前行為，并根據不同行為選擇合適的漫游時機和目標AP，從而提供更好的漫游體驗。無線AP實時監(jiān)測終端的鏈路質量變化，主要包括：上行信號變化，上下行速率變化，休眠變化情況，流量使用情況等：

• 上行信號變化：當終端移動或位置變化時，上行信號的強度和質量可能發(fā)生變化。通過監(jiān)測上行信號的變化，AP可以感知終端的移動狀態(tài)，例如是否在移動中、移動速度等信息。

• 上下行速率變化：當終端移動到AP的邊緣或信號較弱區(qū)域時，上下行速率可能下降。通過監(jiān)測速率變化，AP可以判斷終端與AP之間的鏈路質量是否下降，從而提前做出漫游準備。

• 休眠變化情況：終端的休眠狀態(tài)也會影響漫游行為。AP監(jiān)測終端的休眠變化情況，判斷終端是處于活躍狀態(tài)還是休眠狀態(tài)。這有助于確定終端是否需要進行漫游，以及選擇合適的漫游時機。

• 流量使用情況：當終端在較長時間內使用大量數據流量時，可能表明終端正在執(zhí)行大量數據傳輸任務，因此在這種情況下進行漫游可能會影響用戶體驗。AP可以根據流量使用情況調整漫游決策。

對于支持802.11k終端，AP使用802.11k測量獲取終端視角下行信號變化（縱向感知）。對于支持輔助射頻，獲取周圍AP視角終端信號的變化（橫向感知）。綜合各因素變化，AP判斷終端當前可能的行為，如靜止、靜止信號抖動、快速移動、慢速移動。針對不同的行為，選擇不同的時機進行漫游目標AP的準備及不同時機進行漫游切換。

由于AP布局、配置閾值以及終端所處位置等因素導致的部分終端漫游效果不符合預期的問題。AC漫游校準技術通過自動識別多次漫游現(xiàn)象，并對漫游進行自動修復和校準，讓終端最終停止漫游并連接到最優(yōu)的服務上。

具體來說，AC通過漫游校準技術會觀察終端在一段時間內的漫游行為。如果發(fā)現(xiàn)終端在短時間內多次進行漫游，并且這些漫游并沒有成功地將終端連接到更好的AP上，就意味著存在漫游效果不佳的問題。這可能是由于AP信號重疊區(qū)域、配置參數設置不合理、終端處于邊緣區(qū)域等原因導致的。

一旦漫游校準技術發(fā)現(xiàn)了這樣的現(xiàn)象，AC（Access Controller）會自動采取一系列措施來修復和校準終端的漫游行為：

• 調整AP的配置參數：AC可以根據監(jiān)測到的漫游情況，調整AP的配置參數，例如增加漫游門限、調整信道選擇等，以改善終端的漫游效果。

• 強制漫游：AC可以向終端發(fā)送漫游指令，強制終端進行漫游到一個更優(yōu)的AP上，以避免終端在較差的信號覆蓋下持續(xù)漫游。

• 優(yōu)化AP布局：如果發(fā)現(xiàn)某個區(qū)域存在漫游問題，AC可以根據監(jiān)測數據優(yōu)化AP的布局，以提供更好的覆蓋范圍和信號強度，從而改善終端的漫游體驗。

漫游校準技術的目標是讓終端最終停止不必要的漫游行為，并連接到最佳的服務上。這樣的優(yōu)化可以提高終端在無線網絡中的連接穩(wěn)定性和性能，從而提供更好的用戶體驗。

終端漫游特征庫輔助漫游技術，核心是將終端“千端一面”變?yōu)椤敖K端特征，千端千面”，基于終端生成個性化漫游參數，最大程度消除協(xié)議兼容性和終端實現(xiàn)差異帶來的負面影響。

云端具備大數據優(yōu)勢，可以學習大量漫游數據樣本，包括終端的漫游行為和網絡覆蓋情況。在此基礎上，對不同終端的漫游引導行為進行分析，嘗試大量參數進行訓練，最終學習出了適合不同終端的終端漫游特征庫。終端漫游特征庫有兩類特征：

• 靜態(tài)特征：終端本身系統(tǒng)的一些能力或行為，如引導協(xié)議能力、測量協(xié)議能力、頻段能力。

• 動態(tài)特征：在具體網絡覆蓋下終端的業(yè)務特征，如漫游信號閾值，源/目標的信號強度值。

基于上述終端漫游參數，通過協(xié)同測量引導技術對終端進行持續(xù)的信號感知，判斷終端的運動趨勢（靠近或者遠離關聯(lián)AP），

在該類終端最佳的位置、最佳的時機主動牽引終端漫游到質量最好的AP上，使終端漫游更為及時，成功率更高。

通過前面的介紹，我們總結下來，就是：AP的鏈路質量檢測增強技術則是通過增強AP的鏈路質量監(jiān)測能力，幫助終端選擇最佳的AP進行漫游。AC的校準技術主要是對終端漫游行為進行監(jiān)測和調整，以消除漫游效果不佳的問題。終端漫游特征庫輔助漫游技術著重于個性化地優(yōu)化終端的漫游行為。通過綜合應用這些技術，現(xiàn)代WLAN系統(tǒng)可以實現(xiàn)更智能和協(xié)同的漫游方式，提供更快速、穩(wěn)定和無縫的無線連接體驗。

好了，今天我們就先聊到這兒，下次我們再來談談WLAN中的干擾抑制技術。

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