林菁，張潔瓊

（1 中國移動通信集團(tuán)設(shè)計院有限公司，北京 100080；2 中國移動通信集團(tuán)河南有限公司新鄉(xiāng)分公司，新鄉(xiāng) 453000）

WLAN網(wǎng)絡(luò)中單AP覆蓋場景應(yīng)用建議

林菁1，張潔瓊2

（1 中國移動通信集團(tuán)設(shè)計院有限公司，北京 100080；2 中國移動通信集團(tuán)河南有限公司新鄉(xiāng)分公司，新鄉(xiāng) 453000）

文章通過對路測數(shù)據(jù)的分析，重點研究了單AP場景的覆蓋、多用戶情況、干擾、切換等性能，給出了該覆蓋場景下的應(yīng)用建議及應(yīng)用范例。

WLAN；單AP覆蓋；CPE

1 單AP覆蓋方案

目前WLAN網(wǎng)絡(luò)主要采用以下3種覆蓋方案：單AP覆蓋、以CPE為代表的拓展覆蓋方案以及無線回傳方案，其中以單AP覆蓋方案使用的最為廣泛。

單AP覆蓋的主要手段有增大發(fā)射功率提高下行覆蓋能力；采用AP+增益天線、扇區(qū)化部署，同時擴(kuò)大上下行覆蓋范圍和鏈路質(zhì)量；采用智能天線技術(shù)，獲得賦型增益以改善上下行覆蓋質(zhì)量。其中，第一種手段，僅能擴(kuò)大下行覆蓋，而由于WLAN是上行受限網(wǎng)絡(luò)，故其覆蓋性能改善效果有限，且存在一定的政策風(fēng)險。因此，單AP覆蓋方案主要使用AP+增益天線和智能天線AP兩種手段。

2 單AP覆蓋場景性能分析

2.1 覆蓋效果

2．1．1 視距場景

智能天線AP與AP+增益天線的性能對比。主要覆蓋區(qū)域內(nèi)，兩種方式覆蓋能力、吞吐量差異不明顯。AP+增益天線有“塔下黑”現(xiàn)象，而智能天線AP效果相對較好。采用定向MIMO天線或智能天線AP，覆蓋半徑密集城區(qū)約為200～400 m，一般城區(qū)約為300～400 m，農(nóng)村約為500 m。對于干擾較強(qiáng)的區(qū)域，覆蓋半徑相對較小。

802.11n與802.11g的性能對比。各場景下兩種模式覆蓋范圍基本相當(dāng)。802.11n吞吐量整體高于802.11g。

5.8 GHz與2.4 GHz的性能對比。5.8 GHz模式覆蓋場強(qiáng)略低于2.4 GHz，但吞吐量優(yōu)于2.4 GHz。

不同MIMO天線的性能對比。選取農(nóng)村場景，從測試結(jié)果來看，不同MIMO天線的性能沒有明顯差異，如圖1所示。

2．1．2 非視距場景

WLAN信號的反射、繞射、穿透性能都較弱。從測試結(jié)果來看，各種設(shè)備該場景下覆蓋效果普遍較差，尤其是上行。此外，網(wǎng)絡(luò)的吞吐量與距離的相關(guān)性較小，與遮擋情況相關(guān)性很強(qiáng)。因此，在該場景下，采用單AP覆蓋模式很難實現(xiàn)無縫的面覆蓋，覆蓋區(qū)域主要以線為主（可視區(qū)域內(nèi)）。

2.2 多用戶情況

室外場景中，用戶更為分散，造成不同用戶競爭得到的帶寬差異較大，且遠(yuǎn)端客戶的調(diào)制方式較低，因而降低網(wǎng)絡(luò)整體性能。此外，室外存在更多隱藏節(jié)點問題，對多用戶的網(wǎng)絡(luò)容量影響明顯。

從測試結(jié)果來看，在室外覆蓋情況下，網(wǎng)絡(luò)整體容量較所有用戶位于近端的情況下低，其中網(wǎng)絡(luò)上行吞吐量下降更為明顯。802.11n模式下的吞吐量要高于802.11g模式下的吞吐量。限速情況下，網(wǎng)絡(luò)整體容量降低，但是用戶公平性較好。智能天線AP和AP+增益天線的效果沒有明顯差異。

由于WLAN采用CSMA/CA機(jī)制，用戶共享帶寬，在不限速的情況下，網(wǎng)絡(luò)帶寬主要被近點和中點用戶搶占。

2.3 干擾

選取不同場景的干擾測試值進(jìn)行對比分析，如圖2所示。

從測試結(jié)果可以看出，不同場景中，在兩個用戶同樣存在干擾的情況下，網(wǎng)絡(luò)的吞吐量與單個AP的均值基本相當(dāng)。如果兩個用戶所處區(qū)域不同時，RSSI較高的用戶獲得的帶寬較高。

2.4 切換

我們注意到，AP間切換的好壞與終端的策略有關(guān)，測試終端的不同會帶來測試結(jié)果的差異。

從測試結(jié)果可以看出，各款A(yù)P、終端均能實現(xiàn)切換。切換時延在幾十至100多毫秒之間，各款終端的測試結(jié)果有一定差異。

2.5 單AP覆蓋場景性能總結(jié)

從整體效果來看，采用單AP覆蓋模式很難實現(xiàn)無縫的面覆蓋。在視距情況下，采用定向MIMO天線或智能天線AP，覆蓋半徑約為200～500 m；非視距場景下覆蓋效果普遍較差，尤其是上行。網(wǎng)絡(luò)整體容量較所有用戶位于近端的情況下低。限速情況下，網(wǎng)絡(luò)整體容量降低，但是用戶公平性較好。

從對比效果來看，整體上智能天線AP與AP+增益天線覆蓋效果接近。802.11n設(shè)備覆蓋能力與802.11g設(shè)備相當(dāng)，吞吐量整體優(yōu)于802.11g設(shè)備。5.8 GHz模式的覆蓋場強(qiáng)略低于2.4 GHz模式，但吞吐量優(yōu)于2.4 GHz模式。一體化和非一體化MIMO天線的性能沒有明顯差異。

3 單AP覆蓋場景應(yīng)用建議及舉例

3.1 單AP覆蓋場景應(yīng)用建議

基于上文對該場景性能的總結(jié)，單AP覆蓋應(yīng)通過連續(xù)的、分布式的、有針對性的熱點覆蓋方式實現(xiàn)。

本文建議，實際建設(shè)中應(yīng)結(jié)合不同場景的覆蓋需求，結(jié)合工程實施的難易程度、采購成本及產(chǎn)品成熟度等方面的情況進(jìn)行方案選擇。建議使用802.11n設(shè)備進(jìn)行組網(wǎng)，并采用一體化的n×n（n＝2或3）的MIMO天線進(jìn)行覆蓋。在2.4 GHz干擾嚴(yán)重的地區(qū)，可考慮采用5.8 GHz提升網(wǎng)絡(luò)容量。由于用戶的接入速率與所處位置、終端能力密切相關(guān)，因此建議采用限速手段保證用戶接入的公平性。綜合以上應(yīng)用建議，將幾種常見單AP覆蓋方案的使用場景、特點列舉如表1所示。

3.2 單AP覆蓋場景應(yīng)用范例

3．2．1 場景1:機(jī)場候機(jī)樓

機(jī)場候機(jī)樓一般由鋼結(jié)構(gòu)加玻璃外墻組成，相對寬敞，空間很大。候機(jī)樓內(nèi)高端用戶較多，話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求均較高。

表1 單AP覆蓋方案使用場景及特點

解決方案：可以采用全向天線和定向天線兩種方式。WLAN覆蓋方式可采用與室分合路，但考慮到布線、安裝設(shè)備都比較困難，也可以為WLAN單布一套系統(tǒng)，單AP的覆蓋面積不要超過一個候機(jī)區(qū)?？紤]到候機(jī)區(qū)上方空間較大，垂直高度高，全向天線輸出電平可以達(dá)到12 dBm， 單天線覆蓋面積可以達(dá)到500 m2覆蓋一個候機(jī)區(qū)。如果候機(jī)區(qū)上方不允許安裝天線，可以在候機(jī)區(qū)一側(cè)的售貨區(qū)安裝定向天線，對候機(jī)區(qū)進(jìn)行覆蓋。在這兩種情況下，一個AP均可帶一副天線，覆蓋一個候機(jī)區(qū)。對于餐飲休閑和商業(yè)區(qū)，該區(qū)域建筑一般為纖維板或石膏板的隔斷式獨立區(qū)域或者空曠區(qū)域，天線布放按照間距15 m以內(nèi)的原則，依靠天線對板材的信號穿透可以達(dá)到覆蓋效果。對于VIP候機(jī)廳、茶座咖啡無線暢游區(qū)等區(qū)域，對無線上網(wǎng)的需求較高，可進(jìn)行單拉AP建設(shè)，同時做好與覆蓋本區(qū)域室內(nèi)分布AP頻點的隔離。

3．2．2 場景2:咖啡館

該類場景的建筑物多為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)外加玻璃幕墻，一般分為大廳和包房區(qū)，樓層間穿透損耗較大，包房隔斷損耗較小。高端用戶比例高，話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求均較高。

解決方案：在目標(biāo)覆蓋區(qū)域或附近直接部署AP，AP通過其自帶天線或簡易天饋系統(tǒng)實現(xiàn)WLAN覆蓋。室內(nèi)安裝AP采用自帶天線時，一般使用2.4 GHz、5.8 GHz或2.4+5.8 GHz雙頻室內(nèi)型100 mW AP；采用簡單天饋系統(tǒng)方式時一般使用2.4 GHz 室內(nèi)型100 mW AP。由于AP功率較小，WLAN覆蓋范圍也較小，覆蓋范圍受到建筑物內(nèi)部設(shè)施、房間分隔的影響，實際應(yīng)用中一般以不穿透墻或只穿透一堵墻為宜，在不同樓層一般需要使用不同的AP進(jìn)行覆蓋。實際部署中可以利用房間墻壁等的隔離效果，采用降低單AP 發(fā)射功率的方式，增加AP數(shù)量，縮小單AP覆蓋范圍，提高網(wǎng)絡(luò)容量。

3．2．3 場景3:鄉(xiāng)鎮(zhèn)

鄉(xiāng)鎮(zhèn)主要用戶為沿街商鋪和住宅，建筑物密度較低，房屋樓層較低，有利于室外WLAN信號傳播。網(wǎng)絡(luò)以信號覆蓋為主兼顧容量。

解決方案：該場景可采用室外AP+室外高增益定向天線方式進(jìn)行覆蓋，對于非視距或用戶家里信號較弱區(qū)域，可在用戶側(cè)增加CPE接收裝置，增強(qiáng)覆蓋效果。容量較大時，可以采用802.11n設(shè)備，并配合室外MIMO天線，提高整體容量。

3．2．4 場景4:旅游景點

旅游景區(qū)一般隨游覽路線分布，覆蓋區(qū)域較大，無線環(huán)境相對簡單。景點游客流動性較強(qiáng)，用戶數(shù)與旅游淡旺季有關(guān)。景區(qū)WLAN業(yè)務(wù)需求量一般，用戶數(shù)較??；用戶的WLAN主要應(yīng)用包括網(wǎng)頁瀏覽、傳輸照片與視頻、地圖搜索等。該場景WLAN建設(shè)應(yīng)以覆蓋為主。

解決方案：旅游景區(qū)場景可使用802.11n標(biāo)準(zhǔn)的AP設(shè)備進(jìn)行組網(wǎng)，采用旅游景點室外AP+增益美化天線的方式建設(shè)。根據(jù)景區(qū)用戶活動情況，確定每臺AP安裝位置和覆蓋區(qū)域。設(shè)備一般安裝在室外機(jī)柜內(nèi)，天線可采用室外美化天線。如景區(qū)內(nèi)已有室外基站，可與室外基站共用設(shè)施。

Proposal on the application of single AP coverage scene in WLAN

LIN Jing1, ZHANG Jie-qiong2
(1 China Mobile Group Design Institute Co., Ltd., Beijing 100080, China; 2 China Mobile Group He'nan Co., Ltd. Xinxiang Branch, Xinxiang 453000, China)

Through analyzing the test data,this article focuses on research the performance of signal-AP scene,which including the cover,multi-user condition, interference and handoff,etc, gives the application advice and example under this overcast scene.

WLAN; single AP coverage; CPE

TN929.5

A

1008-5599（2013）10-0024－04

2013-09-01