信道實時自適應Wi-Fi 設備設計

淡江

（杭州海康威視數字技術股份有限公司，浙江杭州 310000）

Wi-Fi 是迄今最為普遍應用的無線局域網標準技術。Wi-Fi 設備主要工作在2.4 GHz 和5 GHz 兩個頻段。雖然5 GHz 頻段可以提供更多的信道和帶寬，但是5 GHz 頻段信號的穿透能力較弱，導致通信距離較近，一些對通信距離有要求的應用場景更傾向于使用2.4 GHz 頻段，如無線視頻監控相機[1]。然而2.4 GHz 頻段一共只有80 MHz 頻寬可用，有13 個信道，相鄰信道頻譜重疊，干擾問題突出。Wi-Fi 設備一旦開始組網通信，便固定在某個信道。無線環境干擾情況瞬息萬變，導致通信不穩定，無法滿足高可靠性無線通信的需求[2]。該文設計了一種信道實時自適應Wi-Fi 設備，在保證正常通信過程中，可以實時掃描各個信道的干擾情況。當該信道干擾變大無法滿足傳輸速率需求時，可以自動切換至干擾較小的信道，維持正常通信，滿足無線視頻監控等高可靠性場景需求。

1 系統組成

通信系統由AP 設備和STA 設備組成。AP 主要由AP SoC RTL8197FNT、SoC Hi3516D（AP 端）、偵測網卡RTL8188EUS 組成。STA 主要由SoC Hi3516D（STA 端）和網卡RTL8192EU 組成[3]。RTL8197FNT用于建立Wi-Fi 熱點，供STA 連接。RTL8188EUS 用于信道背景掃描。Hi3516D（AP 端）運行RTL8188EUS的驅動程序，同時實現信道背景掃描邏輯，將信道干擾信息提供給RTL8197FNT，為信道切換提供依據。RTL8192EU 用于連接AP 熱點，實現無線通信。Hi3516D（STA 端）運行RTL8192EU 的驅動程序。通信系統主要架構如圖1 所示。

圖1 AP和STA設備的系統架構

2 主要硬件設計

在RTL8197FNT 正常通信過程中，RTL8188EUS持續對1-13 個信道進行掃描。當RTL8197FNT 處于發射狀態時，會對RTL8188EUS 信道掃描造成影響，導致掃描不準確，所以此時應暫停掃描。RTL 8197FNT 的收發切換響應時間為納秒級，時間過短導致無法采用通信接口方式與RTL8188EUS 進行同步。……