闕鋆淑，謝 葳，黃幫明

（1.重慶郵電大學通信與信息工程學院，重慶400065;2.中國移動通信集團設計院有限公司重慶分公司，重慶 401147）

無線局域網(wǎng)（Wireless Local Area Network，WLAN）采用射頻技術(shù)構(gòu)成局域網(wǎng)絡，是一種便利的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，它的出現(xiàn)很好地滿足了人們在不同場景下對高速通信服務個性化的需求［1］。無線校園網(wǎng)是運營商WLAN發(fā)展的重點，做好校園無線局域網(wǎng)的規(guī)劃與優(yōu)化具有重大的現(xiàn)實意義。

1 WLAN概述

WLAN是指利用無線通信技術(shù)在一定的局部范圍內(nèi)建立的網(wǎng)絡，在空中傳輸數(shù)據(jù)、語音和視頻信號，是計算機網(wǎng)絡與無線通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，IEEE 802.11x標準是現(xiàn)在WLAN的主流標準［2］。

1.1 WLAN的網(wǎng)絡架構(gòu)

WLAN網(wǎng)絡從下往上的主要設備有AP、POE交換機、ONU、OLT等，其網(wǎng)絡架構(gòu)如圖1所示。

1.2 WLAN的使用頻率

WLAN IEEE 802.11b/g工作在2.4 GHz頻段，頻率范圍為2.400 0～2.483 5 GHz，共劃分為13個子信道，每個子信道帶寬為22 MHz。為了避免干擾，通常使用的只有1，6，11 這3 個信道［3］。

1.3 高校WLAN的優(yōu)化指標

在高校宿舍等用戶密集區(qū)域，接收信號強度不小于-70 dBm;會議室、茶餐廳等開闊區(qū)域邊緣接收信號強度不小于-75 dBm。在設計目標覆蓋區(qū)域，用戶終端無線網(wǎng)卡接收到的信噪比（SNR）大于20 dB［4］。

圖1WLAN網(wǎng)絡架構(gòu)

2 幾種重要的WLAN優(yōu)化方案

針對目前已經(jīng)測試及優(yōu)化完成的所有高校，總結(jié)出以下4個比較重要的優(yōu)化方案。

2.1 頻點規(guī)劃

在校園實際工程部署中，常常通過增加AP個數(shù)來緩解容量問題，這種做法在一定程度上提高了可用用戶接入數(shù)，但是也大大提升了同一信道覆蓋重疊的現(xiàn)象［5］。為了盡可能減小AP在同一頻點的干擾，可以采用以下方案進行優(yōu)化:

1）若每層樓的AP個數(shù)不大于3個，則將它們的信道分別調(diào)整為1，6，11中的1個;

2）若每層樓的AP個數(shù)大于等于4個，則根據(jù)它們信號強度的覆蓋范圍，將各AP間重合面積大的調(diào)整為不同頻點，將重合面積小的調(diào)整為相同頻點，力求干擾達到最小;

3）樓層間的AP也要進行考慮，上下樓層處于同一位置的2個AP應調(diào)整為不同的頻點。

2.2 功率調(diào)整

功率調(diào)整具體為:

1）用于室內(nèi)放裝模式時，天線接口處的輸出功率不大于20 dBm;

2）用于室內(nèi)分布系統(tǒng)時，天線接口處的輸出功率不大于20 dBm，射頻輸出等效全向輻射功率不大于27 dBm;

3）用于室外覆蓋時，射頻輸出等效全向輻射功率不大于27 dBm;

4）發(fā)射功率支持遠程調(diào)整，分別為最大功率的1/2，1/4，1/8。當上下樓層能夠接收到本層某個AP信號，且強度較強時，在不影響本層使用的前提下，可以對其功率進行調(diào)整。

2.3 更換天線

根據(jù)天線的覆蓋方式，可將天線分為全向天線和定向天線2種。應根據(jù)樓棟的實際情況選擇天線類型。

1）若樓棟是一字型，或類似的簡單結(jié)構(gòu)，則使用全向天線;

2）若樓房是圓弧型，信號會輻射到各處，在本樓房內(nèi)相互干擾，則根據(jù)實際情況使用定向天線。

2.4 對室內(nèi)分布系統(tǒng)進行調(diào)整

如果AP發(fā)射功率已經(jīng)處于最大值，還不能滿足信號強度的要求，那就需要移動AP（直放型）或者天線的放置位置，使AP或天線的覆蓋范圍達到要求。或根據(jù)用戶密集程度，對AP進行適當?shù)脑鰷p。對于室內(nèi)分布型系統(tǒng)，建議使合路末端更靠近用戶終端，用以增加用戶終端的接收場強［6］。

3 對某高校12舍進行優(yōu)化設計及分析

某高校12舍環(huán)境特殊，情況復雜，存在弧形區(qū)域，中央空地無遮擋。圓弧處AP信號極易穿過中央空地，輻射到對面寢室，造成干擾。其結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 12舍環(huán)境示意圖

3.1 問題匯總

在該高校12舍安裝好WLAN系統(tǒng)后，通過收集及分析同學們所反映的具體情況，主要發(fā)現(xiàn)了以下幾個主要問題:無法獲取IP地;Portal頁面打不開，速度慢;經(jīng)常掉線。導致這些問題的主要原因為地址池的容量不夠大，干擾嚴重，所在區(qū)域信號強度偏低，AP負荷不均衡等。

通過現(xiàn)場排查及測試，對2樓掃描得到的AP個數(shù)及信號強度進行了整理，其AP數(shù)量多達197個，其中信號強度在-45 dBm以上的達64個，占總數(shù)的1/3，情況非常復雜。具體數(shù)據(jù)見圖3。

圖3 12舍2樓AP個數(shù)及強度統(tǒng)計

以2-16寢室為例，室內(nèi)AP數(shù)量較多，信號強于-65 dBm的約占1/3。每信道AP數(shù)量過多，多個AP間出現(xiàn)RF重疊和相互干擾現(xiàn)象。通過專業(yè)軟件的分析得到:信道1里的包錯誤率為30%，已超過警報臨界值20%;WLAN 802.11管理幀的WLAN帶寬利用率目前是14%（信道1），已超過警報臨界值10%。

3.2 優(yōu)化方案及效果

具體優(yōu)化方案及效果如表1所示。優(yōu)化前后設計圖對比如圖4所示。

表1 優(yōu)化方案及效果

3.3 優(yōu)化前后對比

3.3.1 業(yè)務測試結(jié)果

業(yè)務測試結(jié)果如表2所示。

表2 業(yè)務測試前后對比

從任意選取的3個寢室下載QQ的速度來看，優(yōu)化后比優(yōu)化前的下載速率有了大幅度提升，優(yōu)化效果明顯。

3.3.2 業(yè)務測試結(jié)果

選取12舍3樓進行優(yōu)化前后信號強度及信噪比對比，結(jié)果如圖5、圖6所示。

就信號強度來說，優(yōu)化前強度在-30 dBm以上的區(qū)域占80%，但優(yōu)化后明顯提升到了92%;再來看信噪比，優(yōu)化前70 dB以上的區(qū)域占83%，但優(yōu)化后上升為95%。

通過對優(yōu)化措施的實施及后續(xù)一系列的測試，結(jié)果表明，本次優(yōu)化效果非常明顯，信號覆蓋范圍擴大、強度及信噪比增強、下載速率提升。

4 總結(jié)

總之，WLAN的優(yōu)化是個非常重要的工作，在優(yōu)化前需要找出主要問題所在，結(jié)合地理條件等方面的因素進行綜合考慮，具體問題具體分析，只有這樣才能提出較為完善的優(yōu)化方案。優(yōu)化過程可以分階段來完成，第一階段通過全局基礎(chǔ)參數(shù)調(diào)整，優(yōu)化無線側(cè)接入;第二階段通過個別AP參數(shù)調(diào)整，進行覆蓋干擾控制及負載均衡。優(yōu)化結(jié)束后，通過測試對不滿足要求的地方進行再優(yōu)化。只有不斷地從中吸取經(jīng)驗，才能做出更好的優(yōu)化方案。

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［1］高峰，高澤華，文柳，等.無線城市電信級WIFI網(wǎng)絡建設與運營［M］.北京:人民郵電出版社，2011.

［2］李云，隆克平，吳詩其，等.IEEE 802.11 DCF性能分析及改［J］.電子學報，2003（10）:1447-1451.

［3］盛敏，李建東，史淡.IEEE802.n無線局域網(wǎng)絡性能分析［J］.電子學報，2004（12）:148-152.

［4］馬鳳國，段斌，孫耀輝.無線局域網(wǎng)網(wǎng)絡規(guī)劃［J］.中興通信技術(shù)，2004（3）:39-41.

［5］呂迪波，王瓊.基于混合WLAN網(wǎng)絡的吞吐量特性研究［J］.電視技術(shù)，2008，32（12）:65-67.

［6］RAO K R，BOJKOVIE Z S，MILOVANOVIE D A.多媒體通信系統(tǒng)技術(shù)、標準及網(wǎng)絡［M］.北京:人民郵電出版社，2001.