王瑞峰

（中國移動通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司北京分公司 北京 100038）

基于WLAN構(gòu)建無線城市的規(guī)劃設(shè)計(jì)分析

王瑞峰

（中國移動通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司北京分公司 北京 100038）

發(fā)展WLAN業(yè)務(wù)，使用高速寬帶無線技術(shù)覆蓋城市熱點(diǎn)地區(qū)，隨時(shí)隨地向公眾提供基于無線終端的網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)，對于實(shí)現(xiàn)無線城市，提高城市化水平具有重要意義。本文簡單介紹了WLAN產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，分析了WLAN熱點(diǎn)選取策略，深入研究了WLAN規(guī)劃設(shè)計(jì)的原則和方案。

無線城市；無線局域網(wǎng)；規(guī)劃設(shè)計(jì)

1 引言

所謂“無線城市”，就是利用高速寬帶無線網(wǎng)絡(luò)把一座城市覆蓋起來，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)和應(yīng)用的無處不在。對于建無線城市而言，有五大條件需要具備，即技術(shù)條件、網(wǎng)絡(luò)部署、運(yùn)營模式、市場需求以及終端支持，其中關(guān)鍵在于網(wǎng)絡(luò)部署和運(yùn)營模式。隨著用戶對移動寬帶的需求日益強(qiáng)烈，帶來了數(shù)據(jù)流量的劇增。宏網(wǎng)絡(luò)逐漸成為業(yè)務(wù)發(fā)展的主要瓶頸，由于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的不均衡性，熱點(diǎn)區(qū)域尤為突出。傳統(tǒng)方案即通過擴(kuò)容來加大覆蓋，勢必帶來成本壓力，運(yùn)營商希望尋找一種低成本接入方式卸載流量。鑒于WLAN技術(shù)在帶寬高、成本廉價(jià)和應(yīng)用普及等方面具有獨(dú)到優(yōu)勢，WLAN為固定寬帶接入和移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)形成有效的補(bǔ)充：對于固定寬帶接入業(yè)務(wù)，WLAN可以提供最后一百米接入的無線延伸，大大方便用戶的使用，使固定寬帶接入移動化；對于移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，將3G和WLAN融合，從而使得終端既能夠通過WLAN訪問大流量的Internet業(yè)務(wù)，以減少對3G的帶寬壓力，又能夠通過WLAN訪問運(yùn)營商的PS域業(yè)務(wù)（如MMS、手機(jī)郵箱、手機(jī)下載等），并可以利用3G的電信級能力補(bǔ)充WLAN功能（如認(rèn)證、計(jì)費(fèi)、精細(xì)的業(yè)務(wù)控制）。

因此，發(fā)展WLAN業(yè)務(wù)，對于電信運(yùn)營商發(fā)展寬帶戰(zhàn)略，在全業(yè)務(wù)運(yùn)營環(huán)境下樹立寬帶競爭優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)固網(wǎng)和移動業(yè)務(wù)融合具有重要意義?？梢越柚鶺LAN來促進(jìn)固網(wǎng)寬帶和移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)展，提升客戶體驗(yàn)，增強(qiáng)寬帶業(yè)務(wù)的品牌優(yōu)勢，對提高寬帶市場份額，拉動寬帶用戶增長和寬帶業(yè)務(wù)收入有著積極的促進(jìn)作用。同時(shí)，將3G和WLAN融合，利用3G網(wǎng)絡(luò)提供語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，WLAN網(wǎng)絡(luò)為數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)提供補(bǔ)充，最終可以提升用戶的體驗(yàn)，降低建網(wǎng)成本，增強(qiáng)競爭力。

2 WLAN產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

WLAN是利用無線技術(shù)在空中傳輸數(shù)據(jù)、語音和視頻信號。作為傳統(tǒng)布線網(wǎng)絡(luò)的一種替代方案或延伸，無線局域網(wǎng)把個(gè)人從辦公桌邊解放了出來，使他們可以隨時(shí)隨地獲取信息，提高了員工的辦公效率。此外，WLAN還有其他一些優(yōu)點(diǎn)。它能夠方便地實(shí)施聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，因?yàn)閃LAN可以便捷、迅速地接納新加入的雇員，而不必對網(wǎng)絡(luò)的用戶管理配置進(jìn)行過多的變動。WLAN還可以在有線網(wǎng)絡(luò)布線困難的地方比較容易地實(shí)施，使用WLAN方案，則不必再實(shí)施打孔敷線作業(yè)，因而不會對建筑設(shè)施造成任何損害。目前，無線局域網(wǎng)有許多標(biāo)準(zhǔn)，比如IEEE 802.11、IEEE 802.11a、IEEE 802.11b、IEEE 802.11g、IEEE 802.11n、藍(lán)牙、HomeRF等。目前,國內(nèi)國際上采用的無線局域網(wǎng)技術(shù)主要是由思科、3Com、Promix、英特爾和杰爾公司共同創(chuàng)立的802.11b標(biāo)準(zhǔn)，傳輸速率為11 Mbit/s。

全球無線城市建設(shè)的浪潮同樣影響著中國，隨著“智慧城市”、“無線城市”紛紛寫入各地“十二五”規(guī)劃，帶動了國內(nèi)眾多城市重點(diǎn)地區(qū)布局“熱點(diǎn)”的積極性，同時(shí)，國內(nèi)自主品牌設(shè)備商積極配合以及產(chǎn)業(yè)鏈其他各方的積極合作，WLAN整體市場穩(wěn)步增長。中國WLAN設(shè)備市場增長迅速，近幾年來，以公共運(yùn)營為主、行業(yè)和家庭市場為輔的市場格局逐漸發(fā)生著轉(zhuǎn)變，行業(yè)及家庭市場發(fā)展加快。越來越多的企業(yè)配置了具備移動功能的數(shù)據(jù)設(shè)備，接入WLAN的需求愈加強(qiáng)烈，推動了WLAN設(shè)備的迅速增長。2008—2010年，WLAN市場以網(wǎng)絡(luò)建設(shè)為主要特點(diǎn)，運(yùn)營市場發(fā)展較為平穩(wěn)，保持了40%左右的增長速度。隨著網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的逐漸完備及運(yùn)營商業(yè)務(wù)的推廣，運(yùn)營市場將于2011年開始實(shí)現(xiàn)55%以上的增長速度,預(yù)計(jì)2011年中國WLAN總體規(guī)模將達(dá)到85.3億元人民幣。中國WLAN市場發(fā)展的驅(qū)動因素主要來自以下幾個(gè)方面:

·互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)民數(shù)龐大，為WLAN提供了巨大市場空間；

·無線寬帶用戶攀升，拉動WLAN需求強(qiáng)勁；

·城市信息化進(jìn)程帶動；

·設(shè)備價(jià)格下降降低運(yùn)營商部署成本；

·WAPI成為國際標(biāo)準(zhǔn)，推動我國WLAN運(yùn)營市場。

中國WLAN運(yùn)營市場，基礎(chǔ)運(yùn)營商是主要的市場主體。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，截至2010年底，中國電信的WLAN熱點(diǎn)超過10萬個(gè)，中國聯(lián)通有3萬個(gè)。中國移動在2011年4月初提出計(jì)劃在3年內(nèi)將全國范圍內(nèi)的Wi-Fi熱點(diǎn)數(shù)量增加至100萬個(gè)，從3月開始，中國移動啟動甘肅蘭州、重慶、四川、西安多個(gè)“無線城市”的建設(shè)。

3 WLAN熱點(diǎn)選取分析

目前，由于WLAN系統(tǒng)的大規(guī)模建設(shè)已經(jīng)鋪開，WLAN的熱點(diǎn)選取規(guī)劃已經(jīng)成為工程建設(shè)前期的重點(diǎn)，既要考慮到熱點(diǎn)的數(shù)據(jù)流量情況，更要以市場為主導(dǎo)，結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)、用戶生活習(xí)慣、集團(tuán)客戶需求等多方面考慮，選取最有可能發(fā)生WLAN業(yè)務(wù)的區(qū)域來部署熱點(diǎn)。只有這樣，才可能讓投入獲取回報(bào)，形成良性循環(huán)。

根據(jù)WLAN用戶流動性強(qiáng)等特點(diǎn)，結(jié)合客戶實(shí)際需求，WLAN熱點(diǎn)優(yōu)先級別定義見表1。

熱點(diǎn)區(qū)域需要進(jìn)行有針對性的覆蓋，而不是整個(gè)熱點(diǎn)全覆蓋，下面分情況進(jìn)行舉例說明。

·對有上網(wǎng)需求的公共區(qū)域進(jìn)行重點(diǎn)覆蓋，如酒店大堂、會議室。

·對于已有免費(fèi)固定上網(wǎng)服務(wù)的區(qū)域可不覆蓋，如酒店房間。

·對于無上網(wǎng)需求的區(qū)域不進(jìn)行覆蓋，如電梯、地停。

具體幾種類型熱點(diǎn)覆蓋建議簡單分析如下。

（1）大學(xué)及專業(yè)院校

大學(xué)及專業(yè)院校熱點(diǎn)屬于大型、綜合性熱點(diǎn)，熱點(diǎn)內(nèi)通常包含有教學(xué)樓、圖書館、食堂、學(xué)生公寓、教師宿舍、體育館、操場等室內(nèi)外場所。對教學(xué)樓、圖書館和學(xué)生公寓等無線上網(wǎng)概率較大的區(qū)域進(jìn)行重點(diǎn)覆蓋；對宿舍樓等有線上網(wǎng)方便的樓宇進(jìn)行次要覆蓋；對食堂、體育館、操場的覆蓋可依學(xué)校具體特征來確定，如部分學(xué)校食堂在用餐時(shí)間之外可供學(xué)生看書用，可對這類食堂進(jìn)行重點(diǎn)覆蓋；部分學(xué)校體育館比較簡單，對WLAN業(yè)務(wù)的需求不高，此外操場、草地等室外區(qū)域的覆蓋以信號覆蓋為主，容量設(shè)置在其次。

表1 WLAN熱點(diǎn)優(yōu)先級別

（2）重要交通樞紐

重要交通樞紐這類熱點(diǎn)的人流量比較大，但人流存在分區(qū)域特征，如汽車站/火車站的乘客等候區(qū)、餐飲場所客人坐席、體育館看臺等區(qū)域，人流較大也存在短時(shí)間個(gè)人位置穩(wěn)定性，這類熱點(diǎn)的人流密集區(qū)域?qū)儆谥攸c(diǎn)覆蓋對象，以室內(nèi)覆蓋為主。

（3）大型會展中心

大型會展中心這類熱點(diǎn)通常面積較大，比較空曠，用戶密度較高，場館內(nèi)部環(huán)境可能因展會不同而發(fā)生較大變化，以室內(nèi)覆蓋為主；對于會議室、多功能廳的覆蓋可利用房間的分隔進(jìn)行小區(qū)域覆蓋。

（4）電腦城、手機(jī)城、電器賣場

電腦城、手機(jī)城、電器賣場這類熱點(diǎn)通?？傮w面積較大，熱點(diǎn)區(qū)域集中，有數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求，而有線接入資源不足，以室內(nèi)覆蓋為主。

（5）重要寫字樓、集團(tuán)客戶辦公區(qū)域

重要寫字樓、集團(tuán)客戶辦公區(qū)域，其特點(diǎn)是部分寫字樓層較高，大樓內(nèi)可存在辦公區(qū)、會議廳、休息區(qū)、餐廳等，需針對會議廳、休息區(qū)、餐廳進(jìn)行重點(diǎn)覆蓋，辦公區(qū)進(jìn)行次要覆蓋，以室內(nèi)覆蓋為主，對較難通過室外覆蓋室內(nèi)的方式完成信號覆蓋，可結(jié)合室內(nèi)分布系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)覆蓋。

對AP、AC的組網(wǎng)原則，AP主要部署在各個(gè)熱點(diǎn)地區(qū)，如校園、機(jī)場、星級酒店、寫字樓群、商務(wù)區(qū)、會展中心以及其他商務(wù)人員經(jīng)常聚集的公共場所。對于有蜂窩基站的區(qū)域，可優(yōu)先考慮蜂窩基站共址。按照AC的布放方式分為串接和旁掛兩種。按照AC的組網(wǎng)拓?fù)浞譃榉植际胶图惺?。分布式是通過在WLAN的熱點(diǎn)地區(qū)部署AC，通過AC管理該熱點(diǎn)地區(qū)的AP，通過匯聚后接入BRAS，AC構(gòu)成分布式部署。集中式是通過在城域網(wǎng)或者BRAS旁掛方式來部署AC，集中控制本廠商的多臺AP設(shè)備，要求集中式部署的AC容量較高。根據(jù)業(yè)務(wù)的特點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模選擇AC布放的方式。如果熱點(diǎn)地區(qū)接入用戶少，建議采用集中式設(shè)置，以便于集中維護(hù)和管理，降低成本；如果熱點(diǎn)地區(qū)的用戶多，建議采用分布式設(shè)置，利于負(fù)載分擔(dān)。

4 WLAN規(guī)劃設(shè)計(jì)原則

WLAN網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃流程可以分為調(diào)研及勘查、覆蓋設(shè)計(jì)、頻率規(guī)劃、容量規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化等步驟。

通過調(diào)研了解客戶需求，明確網(wǎng)絡(luò)覆蓋目標(biāo)、應(yīng)用背景，分析用戶對象群及數(shù)量、業(yè)務(wù)特征等；并對WLAN覆蓋現(xiàn)場進(jìn)行勘查，獲得現(xiàn)場環(huán)境參數(shù)、傳輸及點(diǎn)位等資源情況。在此基礎(chǔ)上制定合理的WLAN網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃總體原則和策略。

覆蓋設(shè)計(jì)階段首先確定WLAN網(wǎng)絡(luò)的覆蓋方式，即采用室內(nèi)還是室外覆蓋方式、單獨(dú)建設(shè)還是與移動通信網(wǎng)絡(luò)合路等。確定覆蓋方式之后根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境參數(shù)進(jìn)行鏈路預(yù)算，在此基礎(chǔ)上初步確定AP點(diǎn)位及數(shù)量。在有條件的情況下，進(jìn)行WLAN仿真，預(yù)測規(guī)劃效果，并根據(jù)仿真結(jié)果進(jìn)行調(diào)整，直到各項(xiàng)參數(shù)達(dá)到目標(biāo)值。

覆蓋設(shè)計(jì)之后根據(jù)前面確定的AP點(diǎn)位及數(shù)量進(jìn)行合理頻率規(guī)劃，規(guī)避頻率干擾，力求將干擾降到最小。若頻點(diǎn)始終無法合理規(guī)劃，需重新調(diào)整AP的點(diǎn)位及數(shù)量。

然后根據(jù)用戶需求進(jìn)行容量規(guī)劃。容量規(guī)劃與頻率規(guī)劃是相互關(guān)聯(lián)又相互制約的，提升容量將增大干擾，降低干擾又會減少網(wǎng)絡(luò)容量，容量規(guī)劃的目的就是找到容量和干擾整體最優(yōu)的結(jié)合點(diǎn)。

最后，在WLAN網(wǎng)絡(luò)建成之后，進(jìn)行實(shí)際的測試，做相應(yīng)的優(yōu)化調(diào)整，使網(wǎng)絡(luò)性能達(dá)到最優(yōu)。

當(dāng)然，WLAN網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的這幾個(gè)步驟之間是相互關(guān)聯(lián)、不可分割的，進(jìn)行實(shí)際規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合考慮這幾方面，這樣才能減少網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的往復(fù)次數(shù)，并使最終的WLAN網(wǎng)絡(luò)性能接近最優(yōu)。

4.1 調(diào)研及勘查

前期調(diào)研和規(guī)劃是網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的基礎(chǔ)，是獲得規(guī)劃輸入?yún)?shù)的過程。調(diào)研階段需與運(yùn)營商進(jìn)行良好溝通，以確定準(zhǔn)確的覆蓋目標(biāo)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)容量以及網(wǎng)絡(luò)的預(yù)期質(zhì)量。

由于WLAN信號在空間衰減較快，且WLAN多應(yīng)用于室內(nèi)環(huán)境，建筑結(jié)構(gòu)、房屋材質(zhì)對WLAN信號的影響很大，需進(jìn)行現(xiàn)場的勘查，為WLAN的規(guī)劃、仿真做好前期準(zhǔn)備。另外，WLAN使用的是非授權(quán)頻段，前期勘查的另一目的是確認(rèn)附近是否有干擾源，是否需要與其他運(yùn)營商或企業(yè)商議頻率問題或采取其他干擾規(guī)避措施。

4.2 覆蓋設(shè)計(jì)

4.2.1 覆蓋方式

WLAN網(wǎng)絡(luò)大體可以分為以下2種場景、4類覆蓋方式：一種為室內(nèi)覆蓋，單獨(dú)建設(shè)方式、共用室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)方式；另一種為室外覆蓋，室外型AP覆蓋方式、Mesh型網(wǎng)絡(luò)覆蓋方式。

（1）室內(nèi)單獨(dú)建設(shè)方式

這是目前最簡單、應(yīng)用最廣的WLAN建設(shè)方式。

采取單獨(dú)建設(shè)方式時(shí)，主要根據(jù)WLAN的覆蓋和容量需求在相應(yīng)的位置布放，并將走線長度控制在允許范圍內(nèi)。隨后的鏈路預(yù)算只需計(jì)算空間損耗即可。

一般來說，單獨(dú)布放點(diǎn)位選擇比較靈活，基本可以使用適合WLAN覆蓋的最佳點(diǎn)位，并且由于使用了較多的AP，可以獲得較大的網(wǎng)絡(luò)容量。

（2）共用室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)方式

目前很多高檔寫字樓已經(jīng)進(jìn)行了移動通信的室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)，在引入WLAN時(shí)可以考慮采用共用室分系統(tǒng)的建設(shè)方式；另外，沒有室分系統(tǒng)的樓宇在規(guī)劃建設(shè)室內(nèi)分布系統(tǒng)時(shí)可以將WLAN信號一同考慮。

如圖1所示，將WLAN的無線射頻信號通過合路器饋入室內(nèi)分布系統(tǒng)，各頻段信號共用天饋進(jìn)行覆蓋。

由于WLAN設(shè)備輸出信號強(qiáng)度較小，一般采用后端合路，使AP盡量接近天線。

共用室內(nèi)分布系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于：可以充分利用原有資源，工程量較小，經(jīng)濟(jì)快捷。另一方面，應(yīng)注意WLAN使用與原有系統(tǒng)不同的頻段，需更換支持2.4 GHz的元器件，需重新進(jìn)行鏈路預(yù)算。共用室內(nèi)分布系統(tǒng)時(shí)天線點(diǎn)位可能不是最優(yōu)的；且由于使用的AP較少，網(wǎng)絡(luò)容量較低。

（3）室外型AP覆蓋方式

對于居民樓、校園等以覆蓋需求為主的地區(qū)，可以使用室外型AP進(jìn)行覆蓋。采用室外型覆蓋方式建設(shè)速度快，網(wǎng)絡(luò)維護(hù)簡單，投資少見效快。但應(yīng)注意下面幾方面問題：室外WLAN信號和室內(nèi)WLAN信號之間的干擾；WLAN為共享帶寬，無法保障單個(gè)用戶的帶寬；室內(nèi)WLAN信號的覆蓋效果。

（4）Mesh 型網(wǎng)絡(luò)覆蓋方式

對于室外較大面積（如城市、校園等）的WLAN覆蓋可以采用Mesh型網(wǎng)絡(luò)覆蓋。Mesh技術(shù)采用網(wǎng)狀網(wǎng)結(jié)構(gòu)，通過若干個(gè)基于無線互聯(lián)的AP群對目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行覆蓋，并將數(shù)據(jù)回傳至有線IP骨干網(wǎng)。

此種建設(shè)方式部署靈活、建設(shè)快捷，對傳輸?shù)荣Y源需求較少。部署時(shí)應(yīng)注意頻率規(guī)劃及對周邊WLAN網(wǎng)絡(luò)的影響。

4.2.2 鏈路預(yù)算

在確定WLAN網(wǎng)絡(luò)部署方式之后，就要進(jìn)行鏈路預(yù)算。

設(shè)發(fā)射機(jī)的輸出功率為 Pt，空間路徑衰耗PL（d），電纜及各類器件的損耗Ls，發(fā)射天線增益為Gt，接收天線增益Gr，則接收機(jī)接收的功率電平Pr可用式（1）表示：

根據(jù)此式可以計(jì)算得到各處的接收電平，進(jìn)而確認(rèn)AP覆蓋范圍。

圖1 共用室內(nèi)分布系統(tǒng)型

下面討論在室外、室內(nèi)的WLAN信號傳播損耗。

（1）室外環(huán)境

無線局域網(wǎng)小區(qū)的覆蓋范圍較小，因此采用自由空間傳播模型。2.4 GHz自由空間電磁波的傳播路徑損耗符合：

L0(dB)=92.4+20 lg(d)+20 lg(f)

其中L0為自由空間損耗；d為傳輸距離，單位是km；f為工作頻率，單位是GHz。

（2）室內(nèi)環(huán)境

選取衰減因子模型作為室內(nèi)無線傳播模型，其表示式為：

其中 PL(d0)=20 lg（4πd0/λ），一般取 d0=1 m，當(dāng)頻率為2.45 GHz時(shí)，其值為40 dB；NMF表示基于測試的多樓層路徑損耗指數(shù)。典型建筑物的路徑損耗指數(shù)見表2。

表2 典型建筑物的路徑損耗指數(shù)

經(jīng)過鏈路預(yù)算，可以初步確定AP的點(diǎn)位。

4.2.3 仿真

通過手工計(jì)算鏈路預(yù)算比較繁瑣，目前有很多公司開發(fā)了針對WLAN規(guī)劃的仿真軟件，規(guī)劃效率較高，方案修改方便，且鏈路預(yù)算更為準(zhǔn)確、直觀。

通過軟件，可以將實(shí)際的環(huán)境中各項(xiàng)參數(shù)在仿真中體現(xiàn)出來，包括房屋構(gòu)造、墻體材料、門窗位置、家具布局等，再現(xiàn)一個(gè)近乎實(shí)際的場景。仿真后可以得到信號強(qiáng)度、信噪比等多項(xiàng)指標(biāo)，通過結(jié)果可以對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行重新調(diào)整和仿真。部分仿真軟件甚至能夠根據(jù)客戶需求自動進(jìn)行WLAN規(guī)劃。

4.3 頻率規(guī)劃

IEEE 802.11b/g設(shè)備使用2.4～2.4835 GHz頻段。工作頻率帶寬為 83.5 MHz，劃分為 14個(gè)子頻道，每個(gè)子頻道帶寬為22MHz；互不干擾的子信道有3個(gè)，如圖 2所示。

圖2 頻率規(guī)劃

圖3 理想的WLAN部署情形

與蜂窩網(wǎng)類似，3個(gè)互不干擾信道可以進(jìn)行頻率復(fù)用，但應(yīng)確保使用同一信道的AP之間應(yīng)有足夠遠(yuǎn)的距離，避免干擾。理想的WLAN部署情形如圖3所示。

AP覆蓋區(qū)域之間應(yīng)有重疊區(qū)，以保證無縫覆蓋和適應(yīng)負(fù)載均衡。

4.4 容量規(guī)劃

隨著WLAN的普及，出現(xiàn)了一些用戶密集的熱點(diǎn)區(qū)域，這些區(qū)域是WLAN設(shè)計(jì)的難點(diǎn)和重點(diǎn)。下面討論AP接入能力、干擾對WLAN速率幾個(gè)方面的影響問題。

（1）單 AP接入能力

由于WLAN采用CSMA/CA機(jī)制，如果接入用戶過多，那么同一時(shí)刻發(fā)生沖突的概率明顯增大，也必定會延長每個(gè)用戶等待的時(shí)間，而使得系統(tǒng)帶寬閑置；如果用戶超過一定的限度，會導(dǎo)致系統(tǒng)的癱瘓。工程設(shè)計(jì)上一般每AP接入用戶數(shù)在20～30臺應(yīng)該比較合適。

（2）信道干擾

經(jīng)過測試，使用2.4 GHz頻段的設(shè)備中，藍(lán)牙等小功率設(shè)備對WLAN的影響很小，可以忽略；微波爐等大功率設(shè)備對WLAN的影響較大，在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意遠(yuǎn)離此類設(shè)備。圖4是微波爐對WLAN（802.11b）傳輸速率影響的曲線圖。

從圖4中可以看出，WLAN設(shè)備靠近干擾源時(shí)，傳輸速率迅速下降。

圖4 微波爐對WLAN（802.11b）傳輸速率影響的曲線圖

·同道干擾

WLAN采用的直接序列擴(kuò)頻技術(shù)的擴(kuò)頻碼是標(biāo)準(zhǔn)的，不同的設(shè)備使用相同的擴(kuò)頻碼，因此相鄰小區(qū)不能使用相同頻率，否則將造成同頻干擾。圖5和圖6分別是相距 40 m的兩個(gè) 802.11b的 AP使用 1、6信道和 1、1信道時(shí)的網(wǎng)絡(luò)吞吐量。

在使用非干擾頻段時(shí)，兩AP總吞吐量可以接近11 Mbit/s；在同頻時(shí)總吞吐量不足6 Mbit/s，此時(shí)2個(gè)AP與非干擾情況下1個(gè)AP的吞吐量接近。所以，在有限范圍內(nèi)單純采用增加AP的辦法是無法提高網(wǎng)絡(luò)容量的。

圖5 兩AP分別使用1、6信道

圖6 兩AP均使用1信道

·鄰道干擾

兩信道中心頻率小于25 MHz時(shí)，信道之間存在重疊區(qū)域，會有部分干擾。圖7曲線是兩AP信道間隔分別為0～5情況下的總吞吐量曲線。

圖7 兩AP信道間隔分別為0～5情況下的總吞吐量曲線

使用鄰頻可以增加可用頻點(diǎn)數(shù)，但會引入干擾，工程上一般仍采用1、6、11三個(gè)完全不干擾的頻段。對于使用鄰頻的能否使系統(tǒng)總?cè)萘康靡蕴嵘?、提升效果還有待進(jìn)一步的試驗(yàn)來驗(yàn)證。

通過規(guī)避干擾提升網(wǎng)絡(luò)容量，尤其是在小范圍提供大容量的無線局域網(wǎng)是WLAN設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。針對干擾規(guī)避和容量提升，業(yè)內(nèi)主要有如下幾種建議：充分利用天然隔斷（如建筑物、墻體等）、使用802.11a、降低AP發(fā)射功率、使用扇區(qū)天線或智能天線。

利用隔斷進(jìn)行頻率復(fù)用是WLAN網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的基本方法，802.11a的使用主要受限于用戶發(fā)展，這里都不再贅述。下面針對后兩種建議進(jìn)行簡單討論。

（1）降低 AP 發(fā)射功率

降低AP發(fā)射功率可以減少AP的覆蓋范圍，從而增大頻率復(fù)用度。降低AP發(fā)射功率，可以減少AP之間的相互干擾；但是，STA的發(fā)射功率一般為30 mW，部分STA設(shè)備的功率用戶是無法控制的，所以AP與STA之間、STA與STA之間的干擾依然存在，所能帶來的容量提升也有限。

（2）扇區(qū)天線，智能天線

此技術(shù)用于蜂窩網(wǎng)絡(luò)，使容量得以提升。WLAN使用扇區(qū)天線或智能天線，可以減少AP之間以及STA與AP之間的干擾，在一定程度上能夠提升容量。但是STA均使用全向天線，功率不可調(diào)，STA之間的干擾依然無法避免；另一方面，WLAN覆蓋半徑一般不會大于200 m，在室內(nèi)或是地形、地物復(fù)雜的情景下，折射、反射等因素使得在如此小范圍內(nèi)精確控制天線方向圖比較困難，使用扇區(qū)天線或智能天線帶來的容量提升就會大打折扣。所以，目前定向天線更多地應(yīng)用于信號回傳和增大覆蓋范圍。

4.5 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)及建設(shè)完成之后，需要對實(shí)際網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量進(jìn)行測量，并根據(jù)測量結(jié)果對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行調(diào)整，以確保信號強(qiáng)度、干擾等指標(biāo)達(dá)到目標(biāo)值。

5 結(jié)束語

作為一種技術(shù)成熟、用戶認(rèn)知度較高的無線寬帶接入技術(shù)，WLAN為固定寬帶接入和移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)形成有效的補(bǔ)充，在對WLAN的熱點(diǎn)選取規(guī)劃時(shí)要以市場為主導(dǎo)，合理地選取最有可能發(fā)生WLAN業(yè)務(wù)的區(qū)域來部署熱點(diǎn)，才能有效緩解3G網(wǎng)絡(luò)在熱點(diǎn)區(qū)域的帶寬壓力。同時(shí)將WLAN和3G網(wǎng)絡(luò)有機(jī)地結(jié)合起來，促進(jìn)固移融合業(yè)務(wù)的發(fā)展，提升用戶體驗(yàn)。

2011-06-09）