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什么是AI漫游?

AI漫游是一种漫游功能,在智能漫游的基础上,通过提高漫游灵敏度,实现终端移动漫游过程中的链路质量提升,让终端在漫游过程中也能保持好的信号状态;同时,通过采集终端漫游阈值、引导策略等信息生成终端个性化的漫游引导策略画像,提升引导漫游的成功率,进一步提升无线终端的漫游体验。

传统WLAN漫游和智能漫游存在的问题

传统WLAN漫游原理

WLAN网络中,无线终端用户具有移动通信能力。但由于单个AP设备的信号覆盖范围都是有限的,终端用户在移动过程中,往往会出现从一个AP服务区跨越到另一个AP服务区的情况。为了避免移动用户在不同的AP之间切换时,网络通讯中断,引入了无线漫游的概念。

无线漫游就是指无线终端在移动到两个AP覆盖范围的临界区域时,终端与新的AP进行关联并与原有AP断开关联,且在此过程中保持不间断的网络连接。简单来说,就如同手机的移动通话功能,手机从一个基站的覆盖范围移动到另一个基站的覆盖范围时,能提供不间断、无缝的通话能力。

WLAN终端漫游
WLAN终端漫游

终端漫游的具体过程如下图所示,一般包括如下几个阶段

  1. 触发:终端感知到下行信号低于阈值之后触发信道扫描过程。
  2. 扫描:终端会通过主动扫描或被动扫描的方式发现当前所在位置下可见的AP,并测量用于选网判断的网络信息
    • 主动扫描:终端周期性发送主动扫描帧(Probe request),AP在监听到扫描帧后会进行回复(Probe response),终端收到回复消息后感知AP的存在。
    • 被动扫描:终端通过监听AP周期性发送的Beacon帧来感知AP的存在。

    采用哪种扫描方式一般是由终端的支持情况决定的。手机或电脑的无线网卡,一般来说两种扫描方式都支持;VoIP语音终端一般采用被动扫描方式。

  3. 选网:基于扫描到的各AP信息,选择一个AP作为漫游目标
  4. 切换:基于终端和网络能力,选择与网络侧匹配的漫游方式

    目前支持的漫游切换方式包括:普通漫游、PMK快速漫游、802.11v方式漫游、deauth方式强制终端漫游等。

终端漫游过程
终端漫游过程

智能漫游

从传统的WLAN漫游的流程可以发现,终端的漫游是由终端自身发起的,因此也被称为终端主动漫游。但是,有一类终端的漫游主动性较差,主要表现为:始终“坚持”关联在其最初关联的AP上,即使随着终端的移动,其已经与当前关联的AP距离很远、信号很弱、速率很低,这类终端依旧不能漫游到其他信号更好的邻居AP。这类终端被称为粘性终端。

对于粘性终端的问题,依靠终端主动漫游是无法解决的,在这种情况下,智能漫游的出现,很好地解决了这一问题,它能够以终端理解的方式引导终端漫游,相比终端主动漫游而言,这种漫游更加智能。

智能漫游存在哪些问题

目前的智能漫游存在以下问题:

  • 触发阶段不同类型的终端主动触发漫游的阈值是不一样的,而网络侧引导终端漫游时通常采用固定的信号强度(英文全称Received Signal Strength Indication,简称RSSI)阈值方式,没有考虑不同终端漫游RSSI阈值的差异。一些终端触发漫游的RSSI阈值较低,如果低于网络侧固定的漫游RSSI阈值的话,会导致漫游时业务质量不佳。

    另外,当终端在经过存在遮挡的区域(如走廊拐角处),关联AP的下行信号强度会出现陡降至很低,终端就会在远低于其期望漫游RSSI阈值的情况下触发漫游。在这种情况下,终端的信号质量已经很差,再进行扫描、选网和切换的漫游过程,终端会在较长一段时间内体验都很差。

  • 扫描阶段:终端在信号较低时会进行全信道扫描,对正常业务影响比较大。终端在扫描过程中切换到某个信道时,会停留一小段时间(不同的终端的停留时间存在差异),在这段时间内会通过主动扫描或被动扫描的方式来发现工作在该信道的AP,在被动扫描的方式下,可能会出现扫描不到AP的情况。
  • 选网阶段由于上下行接收信号强度是不同的,网络侧是根据上行信号强度来进行选择的,所以网络侧选择出来的最优AP,从终端侧看有可能并不是最优的。网络侧未考虑终端切换条件的差异,导致漫游牵引成功率低。

    上行信号强度:是指无线终端接收到AP的信号强度;下行信号强度:是指AP接收到无线终端的信号强度。

  • 切换阶段:终端在切换AP的过程中,切换的时间过长会影响用户体验。

为什么需要AI漫游

和智能漫游相比,AI漫游具有如下优势:
  • 漫游触发提前:将终端漫游的触发提前,这样就避免了终端在出现信号强度陡降时再触发漫游而导致终端在较长一段时间内体验比较差的问题,提高了终端漫游的灵敏度。
  • 漫游邻居AP和终端协同扫描:通过终端的下行信号测量能力和AP第三独立扫描射频的协同扫描功能来判断终端的运动状态,提前预测终端可能的漫游轨迹,减少了不必要的漫游事件。
  • 识别不同类型终端漫游行为差异:为不同类型的终端建立终端漫游策略画像,通过学习终端能够被漫游引导成功的条件,作为后续同类型终端漫游引导的判断条件,提高了引导终端漫游的成功率。
  • 提前识别最佳漫游AP:根据终端位置和终端画像信息提前识别出可以成功漫游的最佳AP,减少了终端切换AP的时间。

AI漫游的关键技术

终端识别和终端画像

不同型号的终端,由于其Wi-Fi芯片不同,WLAN模块的驱动不同,终端所支持的漫游引导的表现也就不同。通过终端识别功能,在终端上线后,AP会对终端进行终端类型识别,并将识别结果和终端自身能力信息上报给AC或iMaster NCE-CampusInsight分析器(后文简称CI分析器)。AC或CI分析器根据识别结果解析终端的漫游行为,包括终端自主漫游的信号强度阈值、终端可以响应的测量帧类型(LM/TPC)和终端支持的802.11v引导条件等信息,然后根据终端款型建立终端画像。

当新的终端上线后,如果存在匹配的终端画像,AC或CI分析器会将匹配的终端画像信息下发给AP,AP根据终端画像信息对终端进行漫游引导;如果不存在匹配的终端画像,则不下发画像信息,AP信任终端宣称的漫游能力,按照默认的漫游引导策略对终端进行漫游引导,并将引导过程信息作为样本上报给AC或CampusInsight分析器生成新的终端画像,实现自动在线学习终端画像。

最佳AP识别与漫游引导

在终端上线后,终端和当前关联的AP之间会持续进行链路测量(主要是RSSI),AP会根据测量值的变化规律判断终端是否正在远离当前关联的AP。

对于判断为正在远离关联AP的终端,终端可能的漫游目标AP会触发协同扫描机制,模拟关联AP发起链路测量,终端会将测试结果反馈给当前关联的AP。

关联AP生成终端当前位置的多AP覆盖快照,并根据覆盖快照信息和终端画像信息识别出可以成功漫游的最佳AP,然后对终端进行漫游引导。

最佳AP识别与漫游引导
最佳AP识别与漫游引导

AI漫游的应用

无遮挡的办公场景

对于无遮挡的办公场景,AP一般呈“一字型”或“W型”部署,AP信号覆盖连续,终端漫游过程中的信号变化有规律,AI漫游能够通过网络侧的主动引导,使得终端的漫游更主动更及时,且终端在漫游过程中信号强度始终处于良好的范围内。

走廊场景(一字型)
走廊场景(一字型)
空旷的办公区场景(W型)
空旷的办公区场景(W型)
AI漫游主动引导
AI漫游主动引导

有遮挡的办公场景

对于有遮挡的办公场景,例如路径存在遮挡或者有转角的地方,随着终端的移动,其信号强度并不是缓慢下降,而是会出现陡降,直到漫游到新的AP上。在此期间,终端和AP之间的链路质量一直处于较低水平,抗干扰能力低,终端速率低,传输耗时也更长。AI漫游能够提前预测终端的漫游轨迹,提前触发漫游流程,提升了漫游灵敏度,避免了漫游时机过晚导致业务受损。

存在遮挡
存在遮挡
转角
转角
信号强度陡降
信号强度陡降

哪些AP支持AI漫游?

AI漫游功能需要AP第三独立扫描射频的协同扫描,所以支持三射频的AirEngine系列AP都支持AI漫游功能。例如AirEngine 5760-51、AirEngine 6760-X1、AirEngine 6760-X1E、AirEngine 8760-X1-PRO、AirEngine 8760R-X1E、AirEngine 6761-21T和AirEngine 6761S-21T等AP。

需要注意的是,AI漫游功能需要终端支持LM测量(802.11k)或TPC测量(802.11h),并支持目标引导漫游(802.11v)。

产品相关介绍请参见:AirEngine Wi-Fi 6产品

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  • 作者: 韩健
  • 最近更新: 2021-10-09
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