Gestión de recursos radioeléctricos (RRM)

Mist RRM permite que los AP participen en el ajuste de la red a través del aprendizaje por refuerzo. Con RRM, los puntos de acceso de un sitio pueden adaptarse automáticamente a problemas de interferencia y capacidad para garantizar una experiencia de usuario excepcional.

La gestión de recursos radioeléctricos (RRM) es la gestión automática a nivel de sistema de los recursos radioeléctricos, la interferencia cocanal y otras características de transmisión de radio en los sistemas de comunicación inalámbrica. Muchas implementaciones de RRM se centran principalmente en reducir la reutilización de canales. Eso impide que los puntos de acceso cercanos utilicen los mismos canales de frecuencia. Este enfoque de factor único no tiene en cuenta otros elementos que afectan la experiencia del usuario o el entorno inalámbrico diurno que cambia dinámicamente cuando los clientes:

Realización de nuevos archivos adjuntos y autorizaciones
Roaming por el entorno
Transmisión y recepción de datos
Uso de un porcentaje de la capacidad disponible
Tratando de superar múltiples fuentes de interferencia inalámbrica

Además, los enfoques tradicionales de la RRM no contienen medios para determinar si los cambios en el espectro han tenido algún efecto.

Juniper Mist RRM se ha diseñado para priorizar la experiencia del usuario. Mist RRM utiliza un modelo de retroalimentación basado en el aprendizaje de refuerzo que tiene en cuenta los factores clave del SLE de capacidad inalámbrica , incluido el recuento de clientes, el uso del cliente y la interferencia. Mist RRM puede ajustar automáticamente la alimentación del punto de acceso o cambiar los canales inalámbricos cuando no se alcanza la SLE de capacidad. Después del cambio, Mist continúa monitoreando la SLE de capacidad para determinar si estos cambios en el canal o la potencia produjeron mejoras mensurables, proporcionando así una mejor experiencia del usuario. Este proceso de ajuste automático es continuo.

En otras palabras, Mist RRM mejora la red inalámbrica con el tiempo.

Radio frequency environments are inherently complex and therefore challenging to control and optimize for the efficient transmission of data. Since the inception of radio frequency, or RF, radio resource management, also known as RRM, has been a long-standing technique used to optimize the RF radio waves that transmit network traffic in wireless LANs. However, multiple interference sources like walls, buildings, and people combined with the air serving as transmission medium make RRM a challenging technique to master.

Traditionally, site surveys have been used to determine the optimal placement of Wi-Fi access points and settings for transmit power, channels, and bandwidth. However, these manual approaches can't account for the dynamic nature of the environment when the wireless network is in use, with people and devices entering or leaving and moving about. Additionally, this challenge is compounded with random RF interferences from sources like microwave ovens, radios, and aircraft radar, to name a few.

But what if the wireless network itself could perform RRM on its own? What if it could detect and respond to both interference sources, as well as the movement of people and devices, and adjust the radio settings in real time to provide the best possible wireless service? That's exactly what Juniper has done with the AI-driven MIST wireless solution, using advanced machine learning techniques. Specifically, MIST uses reinforcement learning to perform RRM. In a nutshell, a reinforcement learning machine, or agent, learns through an iterative trial and error process in an effort to achieve the correct result.

It's rewarded for actions that lead to the correct result, while receiving penalties for actions leading to an incorrect result. The machine learns by favoring actions that result in rewards. With MIST wireless, the reinforcement learning machine's value function is based on three main factors that lead to a good user experience.

Coverage, capacity, and connectivity. A value function can be thought of as an expected return based on the actions taken. The machine can execute five different actions to optimize the value function.

These are adjusting the band setting between the two wireless bands of 2.4 GHz and 5 GHz, increasing or decreasing the transmit power of the AP's radios, switching to a different channel within the band, adjusting a channel's bandwidth, and switching the BSS color, which is a new knob available to 11 AX access points. RRM will select actions with maximum future rewards for a site. Future rewards are evaluated by a value function.

The various actions taken by the learning machine, such as the increase of transmit power or switching the band from 2.4 GHz to 5 GHz, together represent a policy, which is a map the machine builds based on multiple trial and error cycles as it collects rewards, modeling actions that maximize the value function. Again, keep in mind that the value function represents good wireless user experience. As time goes on, even if random changes occur in the environment, the machine learns as it strives to maximize the value function.

The benefits of using reinforcement learning are obvious. A MIST wireless network customizes the RRM policy per site, creating a unique wireless coverage environment akin to a well-tailored suit. While large organizations with multiple sites replicate their many locations as copy exact, these sites will naturally experience variances despite best efforts.

Reinforcement learning easily fixes this, delivering real-time, actively adjusting, custom wireless environments. We hope this episode helped to uncover some of the magic and mystery behind our AI-driven network solutions.

Sin RRM, una red inalámbrica sería casi inmanejable:

La interferencia WiFi y no WiFi (interferencia de señal de radio) hace que los clientes y los puntos de acceso detengan las transmisiones por períodos de tiempo indefinidos.
La potencia de transmisión de AP no administrada podría causar brechas de cobertura, disminución de las relaciones señal-ruido (SNR), reducción del ancho de banda o aumento de la interferencia cocanal.
El ancho de canal no administrado podría causar un aumento de la interferencia cocanal y una disminución de la SNR en entornos de alta densidad. Esto da como resultado una menor calidad de la señal y, por lo tanto, un rendimiento deficiente.

Cómo funciona Juniper Mist RRM

Con la radio de escaneo exclusiva integrada en cada punto de acceso (AP) de Juniper Mist, Mist RRM mide y calcula la capacidad, el uso y los factores de interferencia durante todo el día, todos los días. RRM utiliza estos cálculos y mediciones como referencias a la experiencia de red de los usuarios, también conocida como minutos de usuario. RRM almacena hasta 30 días de estos datos, lo que crea una línea de base de tendencia a largo plazo. Mediante el uso del agregador de mantenimiento de sitios inalámbricos y las correcciones manuales, RRM puede ajustarse a las deficiencias o aprovechar las oportunidades de mejora en el entorno inalámbrico al:

Uso de la conmutación automática de canales (ACS) para responder a canales saturados o propensos a interferencias
Uso de ajustes automáticos de energía para aumentar o disminuir la potencia de salida del AP (según la experiencia del cliente)
Aumentar o disminuir el ancho del canal para mejorar el rendimiento
Uso de la cancelación automática para desactivar la radio de 2,4 GHz en determinados puntos de acceso de la red
Uso de la conversión automática para convertir radios con capacidad de doble banda de una operación de 2,4 GHz a una operación de 5 GHz

RRM de Mist: los AP del sitio envían los eventos y los datos ambientales de la red inalámbrica de un sitio a la nube de Mist para su evaluación. Mist recopila datos de tendencias a largo plazo basados en la nube a partir de la información recibida y los compara con el SLE de capacidad inalámbrica del sitio. La comparación ayuda a determinar si un cambio en la configuración de banda inalámbrica de un sitio será beneficioso. Las capacidades de control de banda de niebla permiten cambios automáticos a:

Asignaciones de canales de AP
Selección dinámica de frecuencia (DFS)
Configuración de energía de transmisión de AP
Control de banda

Cuando Mist RRM cambia de canal, lo hace basándose no solo en el entorno actual, sino también en el conocimiento histórico. Incluso si el entorno actual hace que el uso de un determinado canal se vea bien, Mist recuerda si ha visto interferencia cocanal u otros problemas en ese canal. Si es así, RRM reduce la prioridad de ese canal y elige un canal diferente para el AP afectado.

Si un AP detecta una señal de radar, el AP salta inmediatamente a un canal diferente. Esto se conoce como DFS y está destinado a reducir la interferencia con las señales de radar por parte de otros transmisores inalámbricos (5 GHz). El cambio de canal es perjudicial para los clientes inalámbricos y puede provocar saturación en los canales a los que saltan los puntos de acceso.

Para ayudar a reducir los efectos del DFS, los puntos de acceso envían todos los eventos de radar a la nube de Mist. La nube almacena los datos del evento, incluido el canal en el que el AP vio la señal de radar. Con el tiempo, RRM aprende qué puntos de acceso ven más radares y en qué canales. Con base en este aprendizaje, RRM restringe la operación de los puntos de acceso más afectados en un sitio en los canales que tienen la mayor cantidad de impactos de radar. Esto se conoce como castigo DFS porque el sitio ahora opera en una distribución de canal optimizada DFS en lugar de en una distribución de canal optimizada para uniformidad. Debido al castigo de DFS, puede ocurrir algo de hacinamiento.

Juniper Mist RRM puede ajustar la potencia de salida de las radios del AP. RRM podría aumentar la potencia de difusión en los puntos de acceso vecinos para compensar la pérdida de un punto de acceso vecino. El RRM solo reduce la energía de un punto de acceso si esa reducción no afecta la cobertura.

RRM puede ajustar el ancho de canal para las bandas de radio de 5 y 6 GHz. Las radios de 2,4 GHz solo pueden funcionar en canales de 20 MHz de ancho. Mediante la unión de canales, las radios de 5 GHz pueden funcionar en canales de 20, 40 u 80 MHz de ancho; Y las radios de 6 GHz pueden operar en canales de 20, 40, 80, 160 o 320 MHz de ancho (dependiendo del país). Cuanto más amplio sea el canal, más rendimiento potencial estará disponible.

El agregador de mantenimiento de sitios inalámbricos basado en la nube aprovecha los datos de tráfico del sitio, incluidos los minutos de clientes activos y las métricas de tráfico (transmitido y recibido), para identificar las horas en cada sitio inalámbrico cuando el tráfico es más bajo. Esto permite programar el mantenimiento de la red o las actualizaciones de políticas en su sitio durante estos períodos de bajo tráfico. El agregador utiliza una combinación de métodos estadísticos para calcular las predicciones, lo que garantiza un mantenimiento eficiente del sitio.

El agregador realiza las siguientes funciones:

Hace predicciones basadas en datos históricos: El agregador utiliza una ventana móvil de 14 días de datos históricos de tráfico para predecir las horas menos activas en cada sitio.
Agrega datos a escala: la solución procesa datos a escala, agregando métricas como minutos de cliente activos, bytes transmitidos y bytes recibidos en miles de sitios inalámbricos. Las medianas se normalizan por sitio para tener en cuenta las variaciones en los patrones de tráfico entre sitios.
Predice las horas de menor actividad: se genera una puntuación de actividad ponderada utilizando las medianas normalizadas, que es una combinación de minutos de cliente activos, bytes transmitidos y bytes recibidos. La hora de actividad más baja (según la puntuación de actividad ponderada) se identifica para cada sitio.
Puntuación de confianza: Las puntuaciones de confianza se calculan para determinar la fiabilidad de las predicciones. Los sitios con una fuerte estacionalidad diaria (patrones de tráfico predecibles) tendrán una mayor confianza.
Almacena predicciones de actividad del sitio: La hora local prevista para cada sitio se almacena en la nube de Juniper Mist para permitir un acceso rápido mediante el sistema de programación.

Asignaciones de canales para bandas de 6 GHz

De forma predeterminada, RRM asigna bandas de radio de 6 GHz con canales de exploración preferidos (PSC) y no PSC, a menos que se seleccione manualmente un subconjunto. De hecho, nuestra experiencia muestra que los clientes son bastante capaces de descubrir no-PSC utilizando mecanismos fuera de banda, como informes de vecinos reducidos o informes de vecinos de 11k.

La lógica de asignación predeterminada de canal en bandas de 6 GHz para diferentes anchos de canal es la siguiente:

Para un ancho de 20 MHz y 40 MHz, todos los canales permitidos (PSC y no PSC) se utilizan como canal principal.
Para 80 MHz y 160 MHz de ancho, los canales PSC se utilizan como canales primarios.

RRM puede controlar la banda de la red apagando las radios innecesarias de 2,4 GHz para reducir la interferencia cocanal. Una vez más, RRM utiliza su conocimiento del espectro de radio del sitio para determinar cuándo y si apagar una radio de 2,4 GHz dará como resultado una mejor experiencia del usuario.

Mist RRM nunca hace cambios por el simple hecho de hacer cambios. Si el SLE de capacidad para un sitio en particular es del 90% o superior, no hay mucho que ganar al realizar cambios, por lo que RRM no realiza cambios. Además, si se justifica un cambio pero RRM no puede hacer un cambio positivo, puede haber algo en el entorno que necesite más investigación.

Cancelación automática y conversión automática

Hay dos características adicionales relacionadas con RRM que debe conocer: Tabla 1.

Tabla 1: Cancelación automática y conversión automática
Cancelación automática	Conversión automática
Desactiva automáticamente los radios de 2,4 GHz.	Convierte automáticamente las radios con capacidad de doble banda al funcionamiento de 5 GHz
Reduce la interferencia cocanal en la banda de 2,4 GHz al reducir el número de radios de difusión.	Reduce la interferencia cocanal en el espectro de 2,4 GHz al reducir el número de radios de difusión.
Mejora el rendimiento en la banda de 2,4 GHz.	Mejora el rendimiento en la banda de 2,4 GHz.
Apaga las radios de 2,4 GHz solo si la eliminación de esa radio no hará que los puntos de acceso vecinos aumenten la potencia de transmisión para compensar.	Convierte radios de 2,4 GHz solo si la eliminación de esa radio de la red de 2,4 GHz no hará que los puntos de acceso vecinos aumenten la potencia de transmisión para compensar.
La tasa de cancelación típica para radios de 2,4 GHz es de aproximadamente el 40%. La cancelación automática nunca elimina más del 50% de las radios de 2,4 GHz en un sitio determinado.	La tasa de conversión típica para radios de 2,4 GHz es de aproximadamente el 40%. La conversión automática nunca elimina más del 50% de las radios de 2,4 GHz en un sitio determinado.
Compatible con todos los AP de Juniper Mist	Solo se admite en los modelos AP43, AP45 y AP63
	Aumenta la cobertura en la banda de 5 GHz con la adición de otra radio de radiodifusión

Es posible que desee considerar la cancelación automática o la conversión automática principalmente en redes de 5 GHz donde se administran los dispositivos importantes y sus perfiles de itinerancia son bien conocidos. En escuelas u otros entornos en los que no le importa la red de invitados o la variedad de dispositivos cliente que puedan aparecer, estas características pueden ser muy beneficiosas.

Por otro lado, es posible que desee deshabilitar estas funciones en entornos menos densamente cubiertos donde muchos dispositivos de misión crítica se ejecutan solo en 2.4 GHz.

Operación dual de 5 GHz

Cuando el AP43, AP45, AP47 o AP63 funcionan en modo dual de 5 GHz, los radios dividen la banda de 5 GHz y se bloquean en un rango específico de canales. Ver Tabla 2.

Tabla 2: Operaciones de radio y canales utilizables
Modo inalámbrico	Radio de doble banda (2,4 GHz)	Radio de doble banda (5 GHz)	Radio de 5 GHz
Modo de doble banda	Todos los canales de 2,4 GHz	N/A	Todos los canales de 5 GHz
Modo dual de 5 GHz (AP43, AP47 y AP63)	N/A	Canales 100-165	Canales 36-64
Modo dual de 5 GHz (AP45)	N/A	Canales 36-64	Canales 100-165

Nota:

Recomendamos establecer el ancho de canal de 5 GHz en 20 MHz cuando se utiliza la conversión automática o dual de 5 GHz. El uso del ancho de 20 MHz ayuda a maximizar el número de radios de 5 GHz en uso al tiempo que minimiza la interferencia cocanal.

Si desea utilizar radios duales de 5 GHz en modo de 5 GHz, configure los ajustes de banda dual en 5 GHz y establezca los ajustes de 2,4 GHz en habilitado.