WLAN設(shè)計(jì)規(guī)劃的理論知識

1、WLAN設(shè)計(jì)規(guī)劃的理論知識1、WLAN網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃流程WLAN網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃流程可以分為以下幾個(gè)步驟：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)化幾個(gè)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，荻得現(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WLA"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。在有條件情況下，進(jìn)行WLAN 仿真，預(yù)

2、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)步驟之問是相互關(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)劃往復(fù)次數(shù)，并

3、使最終 的WLAN網(wǎng)絡(luò)性能接近最優(yōu)。2、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，WLA N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它干擾規(guī)避措 施。3、覆蓋設(shè)計(jì)3. 1覆蓋方式WLAN網(wǎng)絡(luò)大體可以分為下面兩種場景、4類覆蓋方式。(1) 室覆蓋：單

4、獨(dú)建設(shè)方式、共用室分布系統(tǒng)建設(shè)方式；(2) 室外覆蓋：室外型AP覆蓋方式、Mesh型網(wǎng)絡(luò)覆蓋方式。3.1. 1室單獨(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圍。 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。3.1.2共用室分布系統(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)

5、劃建 設(shè)室分布系統(tǒng)時(shí)可以將WLAN信號一同考慮。將WLAN的無線射頻信號通過合路器饋入室分布系統(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2.4GHz的元器 件；需重新進(jìn)行鏈路預(yù)算。共用室分布系統(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. 1.3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。 AP置于建筑物頂端或外墻，使用室外型AP和高增益

6、天線，對室進(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。(1) 室外WLAN信號和室WLAN信號之間的干擾；(2) WLAN為共享帶寬，無法保障單個(gè)用戶的帶寬；(3) 室WLA5信號的覆蓋效果。3. 1. 4Mesh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WLAW網(wǎng)絡(luò)的影響。3. 2鏈路預(yù)算在確定WLAN

7、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可用下 面公式表示：Pr=Pt+Gt-PL(d)-Ls+Gr根據(jù)此公式可以計(jì)算得到各處的接收電平，進(jìn)而確認(rèn)AP覆蓋圍。下面討論在室外、室的WLAN信號傳播損耗。3. 2. 1室外環(huán)境無線局域網(wǎng)小區(qū)的覆蓋圍較小,因此采用自由空間傳播模型。2.4GHz自由 空間電磁波的傳播路徑損耗符合：LO (dB) =92. 4+201g(d)+201g(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。

8、3. 2.2室環(huán)境選取衰減因子模型作為室無線傳播模型，其表示式為：其中 PL(d0)=201g(4nd0/X), 一般取 dO=lm,當(dāng)頻率為 2. 45GHz 時(shí)，其值 為40dB：NMF表示基于測試的多樓層路徑損耗指數(shù)。經(jīng)過鏈路預(yù)算，可以初步確 定AP的點(diǎn)位。4、頻率規(guī)劃IEEE802. llb/g設(shè)備使用2. 42. 4835GHz頻段。工作頻率帶寬為83. 5MHz, 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)。 (802.11a使用5.8GHz頻段，目前應(yīng)用較少，本文暫不做討論。)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

9、之間應(yīng)有足夠遠(yuǎn)的距離，避免干擾。AP覆蓋區(qū)域之問應(yīng)有重疊區(qū)，以保證無縫覆蓋和適應(yīng)負(fù)載均衡。5、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速率的影響幾個(gè)方面的問題。5. 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2030臺左右應(yīng)該比較合適。5. 2信道干擾5. 2.1其它設(shè)備的干擾經(jīng)過測試，使用2.4GHz頻段的設(shè)

10、備中，藍(lán)牙等小功率設(shè)備對WLAN網(wǎng)絡(luò)的影 響很小，可以忽略;微竝等大功率設(shè)備對WLAN網(wǎng)絡(luò)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。5. 2.2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。在使用非干擾 頻段時(shí)，兩AP總吞吐量可以接近1 IMbit/s；在同頻時(shí)總吞吐量不足6Mbit/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，在有限圍單純采用增加 AP的辦法是無法提高網(wǎng)絡(luò)容量的。5. 2. 3鄰道干擾兩信道中心頻率小于25MHz時(shí)，信道之間存在重疊區(qū)域，會有部分干擾使用鄰頻可以增加可

11、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)萘康靡约疤嵘?、?升效果還有待進(jìn)一步的試驗(yàn)來驗(yàn)證。5. 3干擾規(guī)避及容量提升通過規(guī)避干擾提升網(wǎng)絡(luò)容量，尤其是在小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)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。5. 4降低AP發(fā)射功率降低AP發(fā)射功率可以減少AP的覆蓋圍，從而增大頻率復(fù)用度。降低AP發(fā) 射功率，可以減少A卩之間的相互干擾；但是，STA的發(fā)射功率一般為30mW,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。5.5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，WLA