Wi-Fi無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋規(guī)劃

1、Wi-Fi無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋規(guī)劃單個(gè)AP的覆蓋能力有限，要覆蓋面積較大或結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的區(qū)域，需要由多個(gè)AP組成的多個(gè)小區(qū)進(jìn)行無縫覆蓋。這涉及到電波傳播、功率設(shè)置和天線類型等多個(gè)問題，需要統(tǒng)一規(guī)劃。在這個(gè)階段首先確定Wi-Fi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)還是與蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)合路。確定覆蓋方式之后根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境參數(shù)進(jìn)行鏈路預(yù)算，在此基礎(chǔ)上初步確定數(shù)量AP及部署點(diǎn)位。在有條件的情況下，進(jìn)行Wi-Fi仿真，預(yù)測(cè)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。3.1 Wi-Fi的信道特性研究Wi-Fi信道特性和信道模型對(duì)其規(guī)劃、設(shè)計(jì)與部署有著十分重要的意義。根據(jù)信道特性和信道模

2、型，可以確定AP的覆蓋范圍，規(guī)劃AP的位置（即小區(qū)位置），盡量降低小區(qū)之間的干擾。3.1.1 無線信道特性在無線信道中，發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的傳播路徑可能是兩點(diǎn)之間的直視射線，也可能存在山脈、建筑物和各種植被等多種障礙物。在實(shí)際環(huán)境中，對(duì)電波傳播起主要作用的各種反射、衍射和散射體可能是不斷運(yùn)動(dòng)的，因而這類無線信道與固定信道有著非常顯著的差別，它是隨機(jī)而不可預(yù)測(cè)的。無線信道對(duì)于系統(tǒng)性能有非常重要的影響，無線電在信道中的傳播特性直接影響著物理層和協(xié)議層的設(shè)計(jì)，以及對(duì)接收信號(hào)的處理方法。3.1.1.1無線電波傳播方式無線電波可通過多種方式從發(fā)射天線傳播到接收天線：自由空間波、地波、對(duì)流層反射波和電離層

3、反射波。就電波傳播而言，發(fā)射機(jī)同接收機(jī)間最簡(jiǎn)單的方式是自由空間傳播。自由空間指該區(qū)域是各向同性（沿各個(gè)軸特性一樣）且同類（均勻結(jié)構(gòu)）。第二種方式是地波。陸地?zé)o線通信系統(tǒng)中，無線電波主要是以地波的形式傳播。地波傳播可看作是三種情況的綜合，即直達(dá)波、反射波和表面波。從發(fā)射天線發(fā)出的一些能量通過直射路徑直接到達(dá)接收機(jī)，另外一些能量經(jīng)從地球表面反射后到達(dá)接收機(jī)，還有部分能量通過表面波方式到達(dá)接收機(jī)。表面波在地表面上傳播，由于地面不是理想的，有些能量被地面吸收。由于表面波隨著頻率的升高衰減增大，傳播距離很有限，所以在分析無線通信信道時(shí)，在距離較遠(yuǎn)時(shí)主要考慮直達(dá)波和反射波的影響。而在距離較近時(shí)，如室內(nèi)場(chǎng)景

4、，就要考慮表面波。第三種方式是對(duì)流層反射波。對(duì)流層反射波產(chǎn)生于對(duì)流層。對(duì)流層是異類介質(zhì)，由于天氣情況而隨時(shí)間變化。它的反射系數(shù)隨高度增加而減少。第四種方式是電離層反射波。對(duì)于波長(zhǎng)小于1m（頻率大于300MHz）的電磁波，電離層可看作反射體。從電離層反射的電波可能有一個(gè)或多個(gè)跳躍。這種傳播用于長(zhǎng)距離通信。3.1.1.2電波傳播機(jī)制電磁波的傳輸機(jī)制非常復(fù)雜，通常有直射傳播、反射傳播、繞射傳播、散射傳播和透射傳播等幾種。（1）直射傳播直射傳播又稱視線（Line Of Sight，LOS）傳播，是指在視距范圍內(nèi)無遮擋的傳播。它是超短波和微波的主要傳播方式。由于直射波是無遮擋的傳播，因此該方式傳播的信號(hào)

5、強(qiáng)度最強(qiáng)。（2）反射傳播電磁波在傳播過程中如果遇到比波長(zhǎng)大得多的障礙物時(shí)，就會(huì)發(fā)生反射。反射通常發(fā)生在地球表面、墻面、天花板和地板以及其他物體的表面。反射是產(chǎn)生多徑效應(yīng)的重要原因。在室外應(yīng)用中，經(jīng)過多次反射后，信號(hào)強(qiáng)度已經(jīng)減弱了很多，有時(shí)甚至可以忽略。而在室內(nèi)，由于距離較短，反射物較多，因此要特別重視。（3）繞射傳播移動(dòng)信道中，電磁波在傳播時(shí)，如果遇到的障礙物有比較尖銳的斷面，那么電磁波還會(huì)發(fā)生衍射。由于衍射，電磁波會(huì)越過障礙物到達(dá)接收天線，即便在收發(fā)天線之間沒有視線路徑存在，接收天線仍然可以接收到電磁信號(hào)。這是因?yàn)?，電磁波在障礙物的表面產(chǎn)生了二次波，其效果仿佛電磁波繞過了障礙物；障礙物前方的

6、各點(diǎn)可以作為新的波源產(chǎn)生球面波次級(jí)波，次級(jí)波在障礙物的后方形成了繞射場(chǎng)強(qiáng)，從而向后逐級(jí)傳播。在移動(dòng)信道中（頻率較高），衍射的物理性質(zhì)取決于障礙物的幾何形狀、衍射點(diǎn)電磁波的振幅、相位以及極化狀態(tài)。通常當(dāng)障礙物大小與波長(zhǎng)處于同一數(shù)量級(jí)時(shí)發(fā)生衍射，在該種情況下所引起的損耗稱為繞射損耗。設(shè)障礙物與發(fā)射點(diǎn)和接收點(diǎn)的相對(duì)位置如圖3-1所示。圖中，表示障礙物頂點(diǎn)到直射波的距離，稱之為菲涅爾余隙。當(dāng)障礙物阻擋直射波時(shí)，；當(dāng)障礙物未阻擋直射波時(shí)，。（a）負(fù)余隙 （b）正余隙圖3-1障礙物與余隙由障礙物引起的繞射損耗與菲涅爾余隙的關(guān)系如圖3-2所示。圖中，縱坐標(biāo)為繞射所引起的繞射損耗，單位為dB；橫坐標(biāo)為，其中是

7、第一菲涅爾區(qū)在點(diǎn)橫截面的半徑。根據(jù)天線理論知識(shí)，可由式（3-1）得到： （3-1）圖3-2繞射損耗與余隙關(guān)系由圖3-2可見，當(dāng)時(shí)，繞射損耗約為0dB，即障礙物對(duì)直射波傳播基本上沒有影響。因此，在選擇天線高度時(shí)，應(yīng)根據(jù)地形盡可能使服務(wù)區(qū)內(nèi)各處的菲涅爾余隙；當(dāng)時(shí)，繞射損耗急劇增加；當(dāng)時(shí)，繞射損耗約為6dB。（4）散射傳播在實(shí)際的移動(dòng)通信中，傳播介質(zhì)中包含有大量幾何尺寸遠(yuǎn)小于無線電波波長(zhǎng)或者表面粗糙的顆粒，這些顆粒將會(huì)反射能量而使其散布于各個(gè)方向，即發(fā)生散射。散射的結(jié)果是造成接收信號(hào)的能量比上述反射模型和繞射模型預(yù)測(cè)的場(chǎng)強(qiáng)要大。在實(shí)際環(huán)境中，移動(dòng)信道中不光滑的物體表面、樹葉、街頭的各種標(biāo)志以及電線桿

8、等都可以發(fā)生散射。（5）透射傳播當(dāng)電磁波射向障礙物時(shí)可能發(fā)生透射。透射產(chǎn)生的損耗與物體的厚薄和材質(zhì)有關(guān)。電磁波的頻率也影響信號(hào)的穿透能力。采用IEEE 802.11b/g標(biāo)準(zhǔn)對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)覆蓋時(shí)，工作頻段為2.4GHz。AP發(fā)射的信號(hào)在遇到障礙物時(shí)，會(huì)產(chǎn)生穿透損耗。在Wi-Fi設(shè)計(jì)和建設(shè)過程中尤其需要對(duì)RF信號(hào)的穿透能力有充分的認(rèn)識(shí)和估計(jì)。結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)，總結(jié)了Wi-Fi建設(shè)過程中常見的障礙場(chǎng)景下的穿透衰減情況，如表3-1所示。表3-1 Wi-Fi的RF信號(hào)穿透衰減一覽表序號(hào)RF障礙物相對(duì)衰減度范例穿透損耗1木材低辦公室分區(qū)約3-6dB2塑料低內(nèi)墻約3-6dB3合成材

9、料低辦公室分區(qū)約3-6dB4石棉低天花板約3-6dB5玻璃低窗戶約8dB左右6水中濕木、養(yǎng)魚池約8-10dB7磚中內(nèi)墻和外墻約8-12dB8大理石中內(nèi)墻約10-12dB9紙高壁紙約12-15dB10混凝土高樓板和外墻約12-20dB11承重墻高澆筑水泥墻約20dB12防彈玻璃高安全隔間約20dB以上13混凝土樓板高樓層約30dB以上根據(jù)上述各種障礙場(chǎng)景的不同情況，在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)過程中需要做出合理的穿透損耗估計(jì)，以保證覆蓋區(qū)域能有良好的覆蓋。在衡量墻壁等對(duì)于AP信號(hào)的穿透損耗時(shí)，需考慮AP信號(hào)入射角度。一面0.5m厚的墻壁，當(dāng)AP信號(hào)和墻壁之間直線連接呈45°角入射時(shí)，相當(dāng)于1m厚的墻壁；

10、在2°時(shí)相當(dāng)于超過14m厚的墻壁。所以要獲取更好的接收效果應(yīng)盡量使AP信號(hào)能夠垂直地（90°）穿過墻壁或天花板。3.1.1.3無線信道的傳播損耗和效應(yīng)無線信道的隨機(jī)性與不確定性及其帶來的傳播上的特點(diǎn)，對(duì)接收點(diǎn)的信號(hào)將會(huì)產(chǎn)生如下三類不同的損耗和兩種效應(yīng)：Ø 路徑傳播損耗指電波在空間傳播所產(chǎn)生的損耗，它反映了在宏觀大范圍空間內(nèi)傳播的接收信號(hào)電平平均值的變化趨勢(shì)。它是距離和障礙物的函數(shù)。自由空間的傳播損耗為： （3-2）其中，為頻率（），為距離（）?？梢酝ㄟ^增大發(fā)射和接收天線的增益來補(bǔ)償這些損耗。與自由空間的路徑損耗相比平坦地面?zhèn)鞑サ穆窂綋p耗為： （3-3）式中。

11、16; 慢衰落損耗典型的慢衰落即陰影衰落，是指由于電波傳播路徑上受到建筑物及山丘等的阻擋而產(chǎn)生的陰影效應(yīng)所造成的損耗。它反映了中等范圍內(nèi)（數(shù)百波長(zhǎng)量級(jí)）的接收電平的均值起伏變化的趨勢(shì)，一般遵從對(duì)數(shù)正態(tài)分布。Ø 快衰落損耗大量傳播路徑的存在就產(chǎn)生了所謂的多徑現(xiàn)象，其合成波的幅度和相位隨移動(dòng)臺(tái)的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生很大的起伏變化，從而造成快衰落損耗。它反映了微觀小范圍內(nèi)（數(shù)十波長(zhǎng)以下量級(jí)）接收電平的均值起伏變化的趨勢(shì)，一般遵從瑞利分布或萊斯分布。慢衰落與快衰落的比較，如圖3-3所示。圖3-3快衰落和慢衰落Ø 陰影效應(yīng)當(dāng)用戶在覆蓋區(qū)內(nèi)移動(dòng)，可能會(huì)經(jīng)過建筑物或其它阻擋物的后面，這就會(huì)導(dǎo)致信號(hào)惡

12、化后又變好的現(xiàn)象。Ø 遠(yuǎn)近效應(yīng)即使各用戶站發(fā)射功率相同，到達(dá)相同基站的信號(hào)強(qiáng)弱也可能不同，離基站近信號(hào)強(qiáng)，離基站遠(yuǎn)信號(hào)弱。通信系統(tǒng)的非線性則進(jìn)一步加重它們的強(qiáng)弱關(guān)系，出現(xiàn)強(qiáng)者更強(qiáng)、弱者更弱和以強(qiáng)壓弱的現(xiàn)象。3.1.2 Wi-Fi室外信道及其特征室外部署Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)，服務(wù)于室內(nèi)外用戶，無線連接通過空氣傳輸數(shù)據(jù)，避免了道路使用權(quán)問題。而且，Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)容性很好，不易受到地理位置的限制。由于無線傳輸提供的僅僅是一個(gè)完全透明的鏈路（符合IEEE 802.11），所以符合并支持所有的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（如TCP/IP），兼容各種網(wǎng)絡(luò)接口標(biāo)準(zhǔn)，滿足了各種操作系統(tǒng)的需要。設(shè)立室外Wi-Fi需要考慮很

13、多因素：需要連接的建筑物必須要能保持明確的視線，像高大的樹木和建筑物等障礙物都會(huì)直接影響無線電波的傳輸。在降低標(biāo)稱速率的情況下，可以增加建筑物之間的傳輸距離，進(jìn)行遠(yuǎn)距離傳輸。由于Wi-Fi連網(wǎng)設(shè)備大都要求“視距”傳輸，因此天線高度的設(shè)定很重要。如果天線的高度不夠，靠增加功率放大或增大天線增益的方法得到的效果將非常有限。在無線覆蓋區(qū)域內(nèi)，要規(guī)劃并選擇一個(gè)不會(huì)與其他無線通信干擾的信道。通過Wi-Fi跨路連接建筑物時(shí)，天線可以安裝在屋頂上，利用小型天線保持電波的集中，并避免來自其他企業(yè)的干擾。盡管無線網(wǎng)絡(luò)利用了跳頻技術(shù)，使得頻率載波很難被檢測(cè)到，但是，還可以在AP設(shè)置網(wǎng)絡(luò)ID號(hào)，這樣只有當(dāng)雙方設(shè)置了

14、同樣的ID號(hào)，用戶才能和AP同步并接到網(wǎng)絡(luò)中。此外，將傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行加密是進(jìn)一步提高安全性的手段。Wi-Fi在室外主要有以下幾種結(jié)構(gòu)：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)型、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)型、多點(diǎn)對(duì)點(diǎn)型和混合型。（1）點(diǎn)對(duì)點(diǎn)型常用于固定的要聯(lián)網(wǎng)的兩個(gè)位置之間，是無線聯(lián)網(wǎng)的常用方式，使用這種聯(lián)網(wǎng)方式建成的網(wǎng)絡(luò)，優(yōu)點(diǎn)是傳輸距離遠(yuǎn)，傳輸速率高，受外界環(huán)境影響較小。（2）點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)型常用于有一個(gè)中心點(diǎn)，多個(gè)遠(yuǎn)端點(diǎn)的情況下。其最大優(yōu)點(diǎn)是組建網(wǎng)絡(luò)成本低、維護(hù)簡(jiǎn)單；其次，由于中心使用了全向天線，設(shè)備調(diào)試相對(duì)容易。該種網(wǎng)絡(luò)的缺點(diǎn)也是因?yàn)槭褂昧巳蛱炀€，波束的全向擴(kuò)散使得功率大大衰減，網(wǎng)絡(luò)傳輸速率低，對(duì)于距離較遠(yuǎn)的遠(yuǎn)端點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)的可靠性不能得到保證；

15、其次，由于多個(gè)遠(yuǎn)端站共用一臺(tái)設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)延遲增加，導(dǎo)致傳輸速率進(jìn)一步降低，且中心設(shè)備損壞后，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)就會(huì)停止工作；此外，所有的遠(yuǎn)端站和中心站使用的頻率相同，在有一個(gè)遠(yuǎn)端站受到干擾的情況下，其他站都要更換相同的頻率，如果有多個(gè)遠(yuǎn)端站都受到干擾，頻率更換將更加麻煩，且不能相互兼顧。（3）多點(diǎn)對(duì)點(diǎn)型實(shí)際上是多個(gè)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)型的組合，在有一個(gè)中心點(diǎn)多個(gè)遠(yuǎn)端點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)中經(jīng)常使用，每一個(gè)遠(yuǎn)端點(diǎn)在中心點(diǎn)都有各自對(duì)應(yīng)的設(shè)備。這種方式組成的網(wǎng)絡(luò)由于每個(gè)點(diǎn)采用的都是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式，所以，中心點(diǎn)的一臺(tái)設(shè)備損壞后，只會(huì)影響相關(guān)的一個(gè)點(diǎn)，不會(huì)使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)受到影響。但在組建一個(gè)較大的網(wǎng)絡(luò)時(shí)，如果每個(gè)點(diǎn)都使用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式，將增加網(wǎng)絡(luò)成本。此

16、外，由于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式在兩個(gè)方向上都使用了定向天線，在設(shè)備安裝調(diào)試過程中會(huì)有一些困難。但是，考慮到網(wǎng)絡(luò)建成后使用上的穩(wěn)定性以及可靠性，建議使用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式組網(wǎng)。（4）混合類型適用于所建網(wǎng)絡(luò)中有遠(yuǎn)距離的點(diǎn)，近距離的點(diǎn)，還有建筑物或山脈阻擋的點(diǎn)的情況。在組建這種網(wǎng)絡(luò)時(shí)，綜合使用上述幾種類型的組網(wǎng)方式，對(duì)于遠(yuǎn)距離的點(diǎn)使用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式，近距離的多個(gè)點(diǎn)采用點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)方式，有阻擋的點(diǎn)采用中繼方式。對(duì)于室外環(huán)境，因?yàn)橐话鉝i-Fi小區(qū)的覆蓋范圍較小，因此采用自由空間傳播模型。（1）自由空間傳播損耗自由空間是指一種充滿均勻且各向同性的理想介質(zhì)的無限大的空間。自由空間傳播則是指電磁波在該種環(huán)境中的傳播，這是一種理想的傳播

17、條件。當(dāng)電磁波在自由空間中進(jìn)行傳播時(shí)，其能量沒有介質(zhì)損耗，也不會(huì)發(fā)生反射、繞射或散射等現(xiàn)象，只有能量進(jìn)行球面擴(kuò)散時(shí)所引起的損耗。在實(shí)際情況中，只要地面上空的大氣層是各向同性的均勻介質(zhì)，其相對(duì)介電常數(shù)和相對(duì)磁導(dǎo)率都等于1，發(fā)射點(diǎn)與接收點(diǎn)之間沒有障礙物的阻擋，并且到達(dá)接收天線的地面反射信號(hào)的強(qiáng)度可以忽略，在這種情況下，電波可視為在自由空間傳播。根據(jù)電磁場(chǎng)與電磁波理論，在自由空間中，若發(fā)射點(diǎn)采用全向天線，且發(fā)射天線和接收天線增益分別為、（單位dB），則距離發(fā)射點(diǎn)處的接收點(diǎn)的單位面積電波功率密度為： （3-4）式中，為接收點(diǎn)電波功率密度，單位為；為接收點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度，單位為；為接收點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)度，單位為；

18、為發(fā)射點(diǎn)的發(fā)射功率，單位為W；為接收點(diǎn)到發(fā)射點(diǎn)之間的距離，單位為m。根據(jù)天線理論，可得接收點(diǎn)的電波功率為： （3-5）式中，為接收點(diǎn)的電波功率，單位為W；為接收天線的有效面積，單位為；為電磁波波長(zhǎng)，單位為m；其他變量的意義同式（3-4）。由式（3-5）不難看出，接收點(diǎn)的電波功率與電波工作頻率的平方成反比、與收發(fā)天線間距離的平方成反比，與發(fā)送點(diǎn)的電波功率成正比。自由空間的傳播損耗定義為有效發(fā)射功率和接收功率的比值，可表示為： （3-6）其中，的單位為dB。當(dāng)、均為1時(shí)，將式（3-5）帶入式（3-6）可得： （3-7）或者 （3-8）式（3-7）中，的單位為m，的單位為Hz；式（3-8）中，的單位

19、為km，的單位為MHz。由式（3-7）和式（3-8）可知，自由空間的傳播損耗僅與傳播距離和工作頻率有關(guān)，并且與及均成正比；并且當(dāng)或增加一倍時(shí)，增加6dB。在2.4GHz頻段的自由空間電磁波的傳播路徑損耗符合式（3-9）： （3-9）需要說明的是，前面的關(guān)系式不能用于任意小的路徑長(zhǎng)度，這是因?yàn)榻邮仗炀€必須位于發(fā)射天線的遠(yuǎn)場(chǎng)中。對(duì)于物理尺寸超過幾個(gè)波長(zhǎng)的天線，通用的遠(yuǎn)場(chǎng)準(zhǔn)則是。其中，為天線主尺寸。（2）平坦反射表面（地面）的雙線傳播模型除了衛(wèi)星通信及個(gè)別情況外，自由空間傳播損耗模型并不適用于陸地等實(shí)際環(huán)境，而比較適合的模型為平坦反射表面的雙線傳播模型。假設(shè)收發(fā)信機(jī)的天線都位于地球海拔高度之上，兩天

20、線之間是平坦的地面，到達(dá)接收天線的電波是直射波和反射波之和，如圖3-4所示。設(shè)發(fā)射天線和接收天線的高度分別為和，收發(fā)天線之間距離為，且，。圖3-4 反射波與直射波通常，在考慮地面對(duì)電波的反射時(shí)，按平面波進(jìn)行處理，即電波在反射點(diǎn)的反射角等于入射角。不同界面的反射特性可用反射系數(shù)表示，它定義為反射波場(chǎng)強(qiáng)與入射波場(chǎng)強(qiáng)的比值，其表達(dá)式為： （3-10）式中，為反射波場(chǎng)強(qiáng)與入射波場(chǎng)強(qiáng)的振幅比，為反射波相對(duì)于入射波的相移。在圖3-4中，由發(fā)射天線發(fā)出的電磁波分別經(jīng)直射波和反射波到達(dá)接收天線，由于兩者之間的傳播路徑不同，從而會(huì)在接收天線處產(chǎn)生附加相移。直射波與反射波之間的路徑差為： （3-11）式中，。在實(shí)

21、際情況下，一般，則式（3-11）根據(jù)二項(xiàng)式定理可以展開為（只取展開式的前兩項(xiàng)）： （3-12）將式（3-12）帶入式（3-11）并化簡(jiǎn)可得： （3-13）因此，由路徑差引起的附加相移： （3-14）式中，為傳播相移常數(shù)。它影響發(fā)射波和直射波之間的相位。在接收天線處的接收功率近似為： （3-15）用對(duì)數(shù)表示為： （3-16）上述兩式表明，當(dāng)天線高度加倍時(shí)，接收功率增加6dB；收發(fā)天線之間的距離加倍時(shí)，接收功率下降12dB。接收信號(hào)功率近似按收發(fā)天線之間的距離的4次冪的規(guī)律衰減。實(shí)際傳播環(huán)境更為復(fù)雜，但基本上都按照冪定律規(guī)律傳播，即。其中n為距離功率斜率。因此，確定n非常重要。通常的做法是對(duì)大量實(shí)

22、際測(cè)量的數(shù)值進(jìn)行線性回歸處理，用突變點(diǎn)（Break Point，BP）將雙線模型的傳播路徑分成兩個(gè)本質(zhì)截然不同的區(qū)域，分別有不同的冪定律路徑損耗，或者說有不同的距離功率斜率。在信道情況比較復(fù)雜時(shí)，也可以將此種方法推廣至多個(gè)突變點(diǎn)。理論上可以通過菲涅耳區(qū)來確定突變點(diǎn)的位置。突變點(diǎn)的位置實(shí)際上就是當(dāng)?shù)孛骈_始阻擋第一個(gè)菲涅耳區(qū)時(shí)收發(fā)天線之間的距離。突變點(diǎn)離波源的距離為： （3-17）式中，。當(dāng)頻率非常高時(shí)，上式可簡(jiǎn)化為。在突變點(diǎn)之前的近區(qū)（在微蜂窩測(cè)量中約為150m），接收信號(hào)電平變化緩慢，距離功率斜率，并且會(huì)發(fā)生在介于最大值和最小值之間的劇烈震蕩，振蕩頻率約為。在突變點(diǎn)之后的遠(yuǎn)區(qū)，接收信號(hào)電平以（

23、通常在28之間）的冪定律衰減。通過大量實(shí)驗(yàn)測(cè)量，總結(jié)得到的距離功率斜率如表3-2所示。表3-2不同環(huán)境下距離功率斜率環(huán)境距離功率斜率n自由空間2郊區(qū)宏小區(qū)2.73.5有遮擋的郊區(qū)宏小區(qū)35市區(qū)宏小區(qū)34，接近4市區(qū)微小區(qū)3.59建筑物或工廠內(nèi)有LOS條件1.62室內(nèi)開放環(huán)境，障礙物可見24室內(nèi)有障礙物46總結(jié)冪定律的傳播特性可得路徑損耗為： （3-18）式中，為第1m的路徑損耗（為第1m處的接收功率），等式右邊第二項(xiàng)為相對(duì)于第1m的接收功率損耗。實(shí)際的接收功率（dB）等于發(fā)射功率減去總路徑損耗。3.1.3 Wi-Fi室內(nèi)信道及其特征在室內(nèi)環(huán)境中，雖然AP覆蓋范圍很小，但周圍環(huán)境卻可能變動(dòng)很大。

24、建筑物內(nèi)信號(hào)的傳播受到建筑物的布局、建筑物所使用的材料、建筑物的類型以及各種干擾等因素共同作用的影響。無線信號(hào)在室內(nèi)傳播也同樣有四種方式：直射、反射、繞射和散射。但是，在室內(nèi)環(huán)境中對(duì)無線電磁波傳播的影響因素更多。例如，建筑物內(nèi)部的門是否開著，收發(fā)機(jī)之間是否有人走動(dòng)；同時(shí)，天線的安裝位置也很重要，天線安裝在桌面還是房頂對(duì)接收信號(hào)的強(qiáng)度有較大影響。在同一樓層中，從900MHz到4GHz頻段的無線信道衰落特性沒有太大區(qū)別；但隨著頻率的變化和樓層的不同，就會(huì)有顯著的差異。對(duì)于5GHz頻段、17GHz頻段和60GHz頻段，其室內(nèi)無線信道特性則會(huì)有更大的不同。與室外信道相比，室內(nèi)信道的信號(hào)在平均強(qiáng)度上表現(xiàn)

25、為快變化和深度衰落。在室內(nèi)環(huán)境中不存在高速移動(dòng)的用戶，因此，多普勒頻移可以忽略。此外，室內(nèi)無線信道不論是在時(shí)間還是在空間位置上都是非平穩(wěn)的。在建筑物內(nèi)或室內(nèi)，還要考慮波導(dǎo)效應(yīng)對(duì)電波傳播的附加影響。波導(dǎo)可以看作是在隧道中發(fā)生的特殊傳播現(xiàn)象。在這種環(huán)境下，功率損耗比自由空間要小，可看作是波導(dǎo)增益。隨著頻率的增加，功率損耗減小。對(duì)于室內(nèi)環(huán)境，宜選取衰減因子模型或辦公室內(nèi)路徑損耗模型作為室內(nèi)無線傳播模型，下面分別予以詳細(xì)介紹。（1）衰減因子模型衰減因子模型適用于建筑物內(nèi)的傳播預(yù)測(cè)，它包含了建筑物類型影響以及阻擋物引起的變化。這一模型靈活性很強(qiáng)，預(yù)測(cè)路徑損耗與測(cè)量值的標(biāo)準(zhǔn)偏差約為4dB，而對(duì)數(shù)距離模型的

26、偏差可達(dá)13dB。衰減因子模型為： （3-19）式中，表示參考距離，一般取經(jīng)驗(yàn)值1m；表示發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間的距離；表示信道衰減指數(shù)，單位為dB/m，典型辦公環(huán)境取值為0.2；表示同層測(cè)試的指數(shù)值（同層指同一建筑樓層），對(duì)于不同類型覆蓋區(qū)域有所不同，見表3-3。FAF（Floor Attenuation Factor）表示附加樓層衰減因子，在遇到障礙物時(shí)，可根據(jù)障礙物的類型折算相應(yīng)的損耗，典型障礙物的FAF參考值見表3-4。表3-3 在各種不同區(qū)域下的取值覆蓋區(qū)域類型開闊區(qū)域半開闊半封閉區(qū)域全封閉區(qū)域路徑損耗的指數(shù)值2.533.5表3-4 典型障礙物的FAF參考值玻璃墻( dB)普通磚墻( d

27、B)鋼筋混凝土墻( dB)金屬、隔音墻23810151825以上或者在式（3-19）中，F(xiàn)AF由考慮多樓層影響的指數(shù)所代替，也即： （3-20）式（3-20）中，表示基于測(cè)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)如表3-5所示：表3-5 各種建筑物的路徑損耗指數(shù)各種建筑物所有地點(diǎn)同層穿過1層穿過2層穿過3層路徑損耗指數(shù)3.142.764.195.045.22一般取，代入式（3-9）有： （3-21）根據(jù)實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，寫字樓的樓層之間基本采用鋼結(jié)構(gòu)或混凝土結(jié)構(gòu)，屏蔽信號(hào)的能力非常強(qiáng)，如果只考慮信號(hào)對(duì)同層的覆蓋，可忽略FAF的影響，因此衰減因子模型表達(dá)式（3-19）可簡(jiǎn)化為： （3-22）

28、對(duì)于室內(nèi)環(huán)境中的傳播損耗預(yù)測(cè)，可以采用經(jīng)驗(yàn)公式法，即通過多組實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)上述理論傳播模型進(jìn)行校正，獲得接近室內(nèi)實(shí)際使用環(huán)境下的Wi-Fi無線信號(hào)傳播模型。下面以某寫字樓單層樓面為例，介紹基于衰減因子模型的模型校正方法。在模型公式基礎(chǔ)上，對(duì)某寫字樓單層樓面，選取多個(gè)典型位置進(jìn)行測(cè)量，通過模型校正得出特定環(huán)境的同層衰減指數(shù)。傳播損耗測(cè)試記錄如表3-6所示。表3-6傳播損耗測(cè)試記錄距離的對(duì)數(shù)lg（d）去掉FAF后的損耗值距離的對(duì)數(shù)lg（d）去掉FAF后的損耗值0.933 234 12974.200.918 659 29383.040.947 335 67669.200.960 993 70967.

29、200.714 245 91160.200.871 748 01970.201.057 095 29076.700.933 234 12981.701.046 182 89172.701.224 843 71779.001.202 297 55679.700.933 234 12971.000.759 290 03371.701.088 277 87674.000.714 245 91168.701.135 736 74474.000.854 913 02275.701.107 888 02574.000.780 173 24466.700.999 565 48880.000.987 085

30、03076.700.999 565 48883.000.689 841 40966.290.887 954 70467.000.837 339 02465.041.339 96791587.000.837 339 02471.041.153 357 47182.000.759 290 03375.040.999 565 48883.000.947 335 67671.701.232 106 29390.000.837 399 02466.040.854 913 02269.000.933 234 12976.041.088 277 87679.000.947 335 67673.041.011

31、 697 28871.000.780 173 24470.040.987 085 03071.000.759 290 03361.041.034 989 21673.00線性模型校正如圖3-5所示。圖3-5線性模型校正經(jīng)過線性模型校正，得到式（3-23）： （3-23）通過對(duì)理論傳播模型進(jìn)行線性校正確定了類似于這樣的辦公環(huán)境的傳播模型： （3-24）即同層衰減指數(shù)為3.5188。結(jié)果顯示其功率衰落要遠(yuǎn)大于自由空間的傳播公式所得出的結(jié)果。在自由空間模型中，功率衰落同收發(fā)信機(jī)的距離的平方成反比。本例得出的模型公式顯示在室內(nèi)環(huán)境中的功率衰落同距離的34次方成反比，這是因?yàn)橥ㄟ^不同路徑到達(dá)接收天線的電

32、磁波產(chǎn)生的多徑效應(yīng)對(duì)主信號(hào)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重干擾。（2）辦公室內(nèi)路徑損耗模型參考UMTS（Universal Mobile Telecommunications System，通用移動(dòng)通訊系統(tǒng)）的路徑損耗模型，終端天線高度為1.5m，室內(nèi)（辦公室）路徑損耗基于COST 231-Hata模型，定義如下： （3-25）式（3-25）中，為收發(fā)信機(jī)之間的自由空間損耗；為固定損耗,一般取37dB；為類型的透射墻數(shù)，墻的類型一般根據(jù)墻的厚度、材料等來劃分；為被穿透樓層數(shù)，室內(nèi)辦公環(huán)境的平均值為4，計(jì)算容量時(shí)通常取3；為類型的墻的損耗；為相鄰層之間的損耗；為經(jīng)驗(yàn)參數(shù)。表3-7為損耗類型的加權(quán)平均值。表3-7 損耗

33、類型的加權(quán)平均值損耗類型描述因子/dB典型地板結(jié)構(gòu)（如辦公室）l 空心磚l 鋼筋混凝土（Reinforced concrete）l 厚度 < 30 cm18.3輕型內(nèi)墻l 灰泥板（Plasterboard）l 帶許多洞的墻（如窗戶）3.4內(nèi)墻l 混凝土，磚l 很少的洞6.9在辦公室環(huán)境下，室內(nèi)路徑損耗模型為： （3-26）式（3-26）中，為收發(fā)天線之間的距離，單位為m；為在傳播路徑中樓層數(shù)。在任何情況下，在數(shù)值上應(yīng)大于自由空間的損耗，對(duì)數(shù)正態(tài)陰影衰落標(biāo)準(zhǔn)偏差為12dB。如果只考慮在房間內(nèi)的覆蓋，則可不考慮穿墻的透射損耗。模型可簡(jiǎn)化為： （3-27）2.0GHz的UMTS和2.4GHz的

34、Wi-Fi，兩者的室內(nèi)辦公化環(huán)境下的路徑損耗只相差約1.5dB。與一般無線信道一樣，Wi-Fi室內(nèi)路徑損耗模型也可用對(duì)數(shù)-距離路徑損耗模型來描述，即： （3-28）式（3-28）中，為路徑損耗指數(shù)，為參考距離（如1m）上的路徑損耗。使用環(huán)境和對(duì)應(yīng)的路徑損耗指數(shù)見表3-2。在室內(nèi)辦公環(huán)境中，路徑損耗參考值為37dB，路徑損耗指數(shù)取3。3.2 Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)覆蓋方式Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)大體可以分為下面兩種覆蓋場(chǎng)景，五類覆蓋方式。（1）室內(nèi)覆蓋場(chǎng)景：主要有單獨(dú)建設(shè)、綜合分布系統(tǒng)建設(shè)、混合建設(shè)三種不同的覆蓋方式。由于Wi-Fi系統(tǒng)工作頻段較高，信號(hào)反射和繞射損耗較大，同時(shí)接收機(jī)靈敏度低（與移動(dòng)基站/手機(jī)相比

35、），因而規(guī)劃人員需要跟據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘察的實(shí)際情況進(jìn)行覆蓋方式選擇。在具體方案設(shè)計(jì)中，如果需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)勘察所擬定的方案進(jìn)行修改，則需要在方案修改后對(duì)站點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行第二次勘察。（2）室外覆蓋場(chǎng)景：室外型AP覆蓋方式、Mesh型網(wǎng)絡(luò)覆蓋方式。3.2.1 室內(nèi)單獨(dú)建設(shè)方式室內(nèi)單獨(dú)建設(shè)方式是目前最簡(jiǎn)單，應(yīng)用最廣的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方式。圖3-6為某辦公樓Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)位圖。圖3-6 某辦公樓Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)位圖3.2.1.1覆蓋方式原理及結(jié)構(gòu)室內(nèi)單獨(dú)建設(shè)方式采用AP直接覆蓋或AP掛接獨(dú)立室內(nèi)天線的覆蓋方式，直接布放AP，不依托室內(nèi)分布系統(tǒng)。該方式主要根據(jù)Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)的覆蓋和容量需求在相應(yīng)的位置布放AP，并將走

36、線長(zhǎng)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。Wi-Fi室內(nèi)單獨(dú)建設(shè)方式結(jié)構(gòu)如圖3-7所示。圖3-7 Wi-Fi室內(nèi)單獨(dú)建設(shè)方式結(jié)構(gòu)圖3.2.1.2覆蓋方式要求1）室內(nèi)單獨(dú)建設(shè)方式中，AP需要支持遠(yuǎn)端管理和遠(yuǎn)端供電功能，建議采用遠(yuǎn)端饋入供電模塊供電；2）綜合考慮覆蓋和容量?jī)煞矫嬉蛩?，確定該網(wǎng)絡(luò)所需AP數(shù)量及其擺放位置；3）根據(jù)AP的擺放位置，確定其占用的頻點(diǎn)，盡量降低同鄰頻干擾造成的影響；4）對(duì)于AP外接天線建議滿足表3-8所示指標(biāo)。 表3-8 AP外接天線指標(biāo)天線類型吸頂式全向天線壁掛式定向天線增益25dBi710dBi駐波比1.41.4互調(diào)特性<-110dBm<-

37、110dBm水平波瓣寬360°垂直波瓣寬65°水平面半功率波束寬度60° 120°輸入阻抗5050功率容量50W50W極化方式垂直極化垂直極化一般來說，室內(nèi)單獨(dú)建設(shè)方式布放AP點(diǎn)位選擇比較靈活，基本可以使用適合Wi-Fi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。但由于需布設(shè)大量AP，設(shè)計(jì)及安裝所需的人力和物力成本很高。3.2.2 Wi-Fi綜合分布系統(tǒng)建設(shè)方式隨著信息化的高速發(fā)展，用戶對(duì)通信服務(wù)的要求也不斷提高。傳統(tǒng)的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋方式下，室內(nèi)信號(hào)質(zhì)量差，容量不足；單天線覆蓋的范圍有限，已經(jīng)不能滿足用戶的需求。在這種情況下，迫切需要

38、在熱點(diǎn)地區(qū)建設(shè)共用室內(nèi)分布系統(tǒng)，以滿足不同層面用戶對(duì)移動(dòng)通信服務(wù)的要求。Wi-Fi綜合分布系統(tǒng)就是指使用同一套室內(nèi)分布系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)GSM、TD-SCDMA和Wi-Fi三種信號(hào)的覆蓋。室內(nèi)分布系統(tǒng)主要由信號(hào)源和分布系統(tǒng)兩部分組成。目前很多高檔寫字樓已經(jīng)進(jìn)行了移動(dòng)通信的室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)，在引入Wi-Fi時(shí)可以考慮采用饋入原室內(nèi)分布系統(tǒng)的建設(shè)方式；另外，沒有室內(nèi)分布系統(tǒng)的樓宇在規(guī)劃建設(shè)室內(nèi)分布系統(tǒng)時(shí)可以將Wi-Fi信號(hào)一同考慮。下面按新建和饋入原分布系統(tǒng)兩種情況分別對(duì)Wi-Fi綜合室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)進(jìn)行分析。3.2.2.1新建Wi-Fi綜合分布系統(tǒng)在城市化進(jìn)程中，新大樓不斷涌現(xiàn)，新建筑物室內(nèi)覆蓋需求日益

39、增強(qiáng)，如何新建一個(gè)Wi-Fi綜合分布系統(tǒng)是不可回避的話題。下面首先介紹多系統(tǒng)合路方案，然后對(duì)覆蓋方式要求進(jìn)行分析。（1）覆蓋方式原理及結(jié)構(gòu)對(duì)于面積較小、話務(wù)密度比較低的建筑物，GSM網(wǎng)絡(luò)一般采用微蜂窩、直放站等作為信號(hào)源，通過無源同軸電纜分布式系統(tǒng)進(jìn)行室內(nèi)覆蓋。當(dāng)對(duì)這些建筑進(jìn)行Wi-Fi和TD-SCDMA信號(hào)覆蓋時(shí)，可將Wi-Fi和TD-SCDMA信號(hào)直接與GSM信號(hào)源耦合輸入系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)分布系統(tǒng)共享。但在實(shí)際建設(shè)過程中，由于TD-SCDMA和Wi-Fi輸出功率遠(yuǎn)小于GSM系統(tǒng)的輸出功率，這種簡(jiǎn)單的前端合路方式會(huì)造成TD-SCDMA與Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍小、信號(hào)強(qiáng)度弱的情況，有時(shí)甚至造成盲區(qū)的

40、出現(xiàn)。所以一般采用Wi-Fi信號(hào)源后端合路的方式。TD-SCDMA信號(hào)源采用小功率、多通道的輸出方式，多通道輸出方式可以通過連接多個(gè)RRU實(shí)現(xiàn)。GSM信號(hào)源采用大功率、單功放的輸出方式。Wi-Fi信號(hào)源輸出功率有限，在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求的很小區(qū)域（如地下室、電梯、車庫等），沒有必要進(jìn)行Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)的覆蓋，所以按不同的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求選取Wi-Fi覆蓋樓層。如圖3-8所示，在支路1和支路i上合路了Wi-Fi信號(hào)，在支路j上沒有Wi-Fi信號(hào)?？梢愿鶕?jù)輸出功率的情況在適當(dāng)?shù)奈恢锰砑酉到y(tǒng)干放，以滿足覆蓋的需求，對(duì)不能達(dá)到覆蓋要求的區(qū)域可以適當(dāng)?shù)卦黾覹i-Fi AP設(shè)備。圖3-8 TD-SCDMA+GSM+W

41、LAN共用室內(nèi)分布結(jié)構(gòu)圖（方式一）除了圖3-8所示的合路方式外，還可以采用將TD-SCDMA+GSM信號(hào)源一級(jí)合路，再將Wi-Fi二級(jí)合路的方式，如圖3-9所示。圖3-9 TD-SCDMA+GSM+WLAN共用室內(nèi)分布結(jié)構(gòu)圖（方式二）對(duì)比圖3-8和圖3-9可以看出，第一種合路方式適合于TD-SCDMA采用多通道輸出的信源，而第二種方式更適合于TD-SCDMA單通道與GSM直接合路的情況。（2）覆蓋方式要求分析為了多系統(tǒng)能夠共用室內(nèi)分布系統(tǒng)，需要綜合考慮設(shè)備兼容性、系統(tǒng)間干擾和功率匹配等方面的因素。Ø 設(shè)備兼容性要求設(shè)備兼容主要考慮天線、功分器、耦合器等無源設(shè)備的工作頻段，為了確保多系

42、統(tǒng)都可以正常工作，所有無源設(shè)備都必須是寬頻的。新建室內(nèi)分布系統(tǒng)的功分器、耦合器及天線的工作頻率范圍至少要保證為8852483.5MHz。Ø 系統(tǒng)間干擾由于TD-SCDMA、GSM和Wi-Fi三種信號(hào)共用分布系統(tǒng)，其中任意一種信號(hào)的諧波、泄漏、雜散等干擾信號(hào)都會(huì)不同程度的影響另外兩套系統(tǒng)的正常工作。因此，需要選用隔離度好的合路器，通常要求濾波合路器的端口隔離指標(biāo)達(dá)到80dB。同時(shí)通過選擇不同的合路方式，也可以實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)間干擾的有效隔離。Ø 功率匹配功率匹配是多系統(tǒng)共用一套分布系統(tǒng)時(shí)必須考慮的問題。功率匹配需要綜合考慮信號(hào)源輸出功率的差異、不同頻段的信號(hào)在分布系統(tǒng)中的傳輸產(chǎn)生

43、的損耗差異、邊緣覆蓋場(chǎng)強(qiáng)的不同要求、不同頻段的無線電波空中損耗差異等。當(dāng)多個(gè)系統(tǒng)共用室內(nèi)分布系統(tǒng)時(shí)，不同系統(tǒng)的信號(hào)源最大輸出功率是不同的。Wi-Fi信號(hào)源最大輸出功率為15dBm。無源器件（如功分器、耦合器等）對(duì)各種不同工作頻段的插入損耗以及耦合損耗基本一致，而電纜對(duì)信號(hào)的損耗差別較大。頻率越高，相同線型的百米損耗越大；線徑越粗，各頻段的損耗差越小。因此多系統(tǒng)共用分布系統(tǒng)時(shí)，為了減小饋線損耗引起的天線端輸出功率差異，應(yīng)盡量選用1/2以上規(guī)格的粗饋線。在室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)中，無線信號(hào)傳播比較簡(jiǎn)單，信號(hào)在空中傳輸時(shí)的損耗與工作頻率、傳播距離及實(shí)際環(huán)境有關(guān)。由于各頻段間距較大，會(huì)導(dǎo)致同一分布天線到同一

44、信號(hào)接收點(diǎn)各系統(tǒng)的空間損耗存在較大差異。因此，為了能夠共用室內(nèi)分布系統(tǒng)，需要綜合考慮信號(hào)源部分、分布系統(tǒng)和空間傳輸三部分的損耗。為了便于比較分析，選取典型分布系統(tǒng)的樓宇結(jié)構(gòu)，分布器件損耗差異主要由50m 1/2支路損耗和30m 7/8干路損耗引起。表3-9所示是綜合考慮以上因素得到的各通信系統(tǒng)典型數(shù)值。表3-9 三種不同系統(tǒng)比較系統(tǒng)類型GSMTD-SCDMAWi-Fi上行/下行頻段（MHz）885915/9309602010202524002483.5發(fā)射功率（dBm）372015邊緣信號(hào)電平（dBm）-85-85-75最大允許路徑損耗（dB）1221059050m 1/2支路損耗（dB）3.

45、385.656.7530m 7/8干路損耗（dB）1.141.892.0120m空間傳播損耗（dB）71.684.689.3剩余允許損耗（dB）45.8912.86-8.06由表3-9可以看出，在同一個(gè)分布系統(tǒng)中，把多個(gè)系統(tǒng)信號(hào)源直接耦合，不同系統(tǒng)得到的剩余允許損耗差異很大。Ø Wi-Fi干放要求在室內(nèi)分布系統(tǒng)中，可以通過引入Wi-Fi干放設(shè)備將Wi-Fi信號(hào)放大，以便Wi-Fi信號(hào)源與其他系統(tǒng)信號(hào)源合路時(shí)進(jìn)行功率匹配，滿足多系統(tǒng)室內(nèi)分布系統(tǒng)的有效覆蓋。但干放引入的同時(shí)會(huì)引起噪聲疊加，抬升Wi-Fi系統(tǒng)噪聲。因此，在使用Wi-Fi干放時(shí)，應(yīng)注意以下問題：1）Wi-Fi干放不得級(jí)聯(lián)使用

46、，盡量減少每個(gè)AP所帶干放的數(shù)量；2）共用室內(nèi)分布系統(tǒng)時(shí)，需要根據(jù)其他系統(tǒng)的信號(hào)強(qiáng)度選擇合適的Wi-Fi干放，一般選擇0.5W或1W干放；3）Wi-Fi干放的引入會(huì)帶來上行噪聲疊加，降低接收信噪比，從而采用低階調(diào)制方式，降低用戶接入速率；4）Wi-Fi干放一般應(yīng)滿足下列指標(biāo)要求，如表3-10所示。表3-10 Wi-Fi干放指標(biāo)要求工作頻段24002500MHz 增 益30dB工作帶寬100MHz帶內(nèi)平坦度1.5dB增益上行增益范圍：1530dB下行增益范圍：1530dB帶外雜散-36dBm/100kHz(30MHz1GHz)-30dBm/1MHz(1GHz12.75GHz)信號(hào)輸入動(dòng)態(tài)范圍下行

47、：-1020dBm上行：-970dBm輸入端口駐波比1.4傳輸時(shí)延5s工作電源180260VAC/50Hz±5Hz工作溫度-25+55相對(duì)濕度0% 95%3.2.2.2饋入原分布系統(tǒng)（1）覆蓋方式原理饋入原分布系統(tǒng)的建設(shè)方式是指首先將來自不同系統(tǒng)的信號(hào)合路，合路后的信號(hào)饋入原分布系統(tǒng)，然后通過低損耗電纜、耦合器、功分器等到達(dá)終端天線進(jìn)行室內(nèi)覆蓋。通過選用不同耦合度的耦合器以及根據(jù)每層所需要的終端天線數(shù)量確定功率分配，形成一定區(qū)域的Wi-Fi無線信號(hào)覆蓋，對(duì)于狹長(zhǎng)形狀地區(qū)，也可以使用泄漏電纜替代室內(nèi)小天線進(jìn)行覆蓋。將Wi-Fi信號(hào)源饋入原分布系統(tǒng)中，可以按以下步驟進(jìn)行。1）收集現(xiàn)有分布

48、系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖，包括拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、功率配置及線纜種類、長(zhǎng)度等信息。2）現(xiàn)有無源器件核查，部分器件需要更換，以支持Wi-Fi頻段。3）重新核算各個(gè)分布天線口的輸出功率。4）選擇典型樓層，計(jì)算每個(gè)天線的覆蓋距離和阻擋情況。5）根據(jù)每個(gè)天線口輸出功率和典型樓層的拓?fù)鋱D，核實(shí)該樓層的信號(hào)覆蓋情況。6）根據(jù)各樓層信號(hào)輸出功率和典型樓層的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，找出有源設(shè)備的節(jié)點(diǎn)架設(shè)位置。7）確定主干路由及Wi-Fi信號(hào)源位置。（2）覆蓋方式要求Wi-Fi饋入原分布系統(tǒng)的建設(shè)中，可以按照前面介紹的新建Wi-Fi綜合分布系統(tǒng)的組網(wǎng)方式對(duì)原有分布系統(tǒng)進(jìn)行改造。在改造時(shí)，為了多系統(tǒng)能夠共用室內(nèi)分布系統(tǒng)，同樣需要綜合考慮設(shè)備兼容性、系

49、統(tǒng)間干擾和功率匹配等方面的因素。具體內(nèi)容如下：1）如果原有覆蓋系統(tǒng)所用無源器件的工作頻段包括了Wi-Fi系統(tǒng)的工作頻段，則可以采用直接合路的方法，充分利用原有網(wǎng)絡(luò)資源，以便經(jīng)濟(jì)、快速地完成Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。如果原有覆蓋系統(tǒng)不能滿足Wi-Fi系統(tǒng)的工作頻段要求，則需要更換其中的窄帶設(shè)備和器件，再進(jìn)行合路。2）當(dāng)Wi-Fi與其他系統(tǒng)合路時(shí)，引入合路器至少會(huì)帶來3dB的功率損耗，設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮對(duì)原有室內(nèi)分布系統(tǒng)的影響。3）對(duì)于不同通信系統(tǒng)，單個(gè)分布天線的覆蓋范圍是不一樣的，需要根據(jù)室內(nèi)空間傳播損耗，檢查原有分布天線密度是否足夠。如果不夠，就需要增加分布天線數(shù)量。對(duì)于原分布系統(tǒng)而言，提高天線密度增

50、加了覆蓋，但融入多系統(tǒng)合路器會(huì)增加插入損耗。因此要綜合分析情況，合理設(shè)置原有信號(hào)源輸出功率，以保證原系統(tǒng)天線口輸出功率不變。若不增加分布天線數(shù)量，則由于引入了合路器，帶來了插入損耗，因此應(yīng)該略微提高原系統(tǒng)信源設(shè)備的輸出功率，以保證原系統(tǒng)天線口輸出功率不變。4）饋入原分布系統(tǒng)時(shí)，為了減小饋線損耗引起的天線端輸出功率差異，應(yīng)盡量改用1/2以上規(guī)格的粗饋線。更換饋線減少了線纜損耗，但多系統(tǒng)合路器帶來了額外的插入損耗，因此需要綜合判斷兩者的差異，合理設(shè)置原有信號(hào)源輸出功率，以確保原系統(tǒng)的室內(nèi)覆蓋要求。5）AP需要支持遠(yuǎn)端管理功能。6）饋入原分布系統(tǒng)方案中新增的AP與放大器均使用原有的交流供電。3.2.

51、2.3 Wi-Fi綜合分布系統(tǒng)的特點(diǎn)Wi-Fi綜合分布系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于利用室內(nèi)分布系統(tǒng)減少了網(wǎng)絡(luò)覆蓋所需的AP數(shù)量，節(jié)省網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投資，很多情況下可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)AP覆蓋一個(gè)樓層，工程量小，不會(huì)破壞大樓原有裝修，避免在施工時(shí)影響業(yè)主的正常營(yíng)業(yè)，經(jīng)濟(jì)快捷，容易為使用單位接受。另一方面，應(yīng)注意Wi-Fi與原有系統(tǒng)使用不同的頻段，故需要更換支持2.4GHz的元器件和重新進(jìn)行鏈路預(yù)算。同時(shí)，采用Wi-Fi綜合分布系統(tǒng)時(shí)天線點(diǎn)位對(duì)于Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)來說可能不是最優(yōu)的；且由于使用的AP數(shù)較少，網(wǎng)絡(luò)容量較低。下面以一個(gè)普通的Wi-Fi熱點(diǎn)建設(shè)為例進(jìn)行分析。表3-11 不采用合路形式進(jìn)行Wi-Fi信號(hào)覆蓋所需的設(shè)備和費(fèi)

52、用名稱單位數(shù)量單價(jià)（元）合計(jì)（元）交換機(jī)臺(tái)175007500AP個(gè)7300021000五類線m4002800水晶頭個(gè)20120表3-12 采用合路形式進(jìn)行Wi-Fi信號(hào)覆蓋所需的設(shè)備和費(fèi)用名稱單位數(shù)量單價(jià)（元）合計(jì)（元）耦合器只1950950干線放大器（可選）臺(tái)175007500合路器只222504500AP個(gè)130003000交換機(jī)臺(tái)175007500五類線m20240水晶頭個(gè)818由上面的數(shù)據(jù)可知，合路形式比不合路形式少用了6個(gè)AP，可能會(huì)導(dǎo)致接入帶寬的降低，但是需要時(shí)可以通過在弱電井處臨時(shí)增加12個(gè)AP解決。利用室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)承載Wi-Fi業(yè)務(wù)，整體投資呈下降趨勢(shì)，而且樓宇面積越大，下降幅

53、度越明顯。同時(shí)，根據(jù)不同的建筑結(jié)構(gòu)，采用不同的建設(shè)模式，將會(huì)取得更好的效果。3.2.3 室內(nèi)混合覆蓋方式室內(nèi)混合覆蓋方式整體上采用Wi-Fi信號(hào)源接入室內(nèi)分布系統(tǒng)，對(duì)出現(xiàn)的盲點(diǎn)、熱點(diǎn)采取獨(dú)立AP覆蓋方案加以輔助建設(shè)，進(jìn)行適度的空間交疊覆蓋，滿足目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的覆蓋需求，緩解熱點(diǎn)地區(qū)的容量需求。3.2.4 不同室內(nèi)覆蓋方式對(duì)比在進(jìn)行室內(nèi)分布方式選擇時(shí)應(yīng)該根據(jù)站點(diǎn)具體情況以及三種覆蓋方式的特點(diǎn)合理選擇，參見表3-13所示。表3-13 分布方式選擇一覽表分布方式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)目標(biāo)區(qū)域規(guī)模用戶密度典型區(qū)域備注單獨(dú)AP覆蓋簡(jiǎn)單小較大酒吧、咖啡廳、高檔寫字樓、旅游景點(diǎn)、大學(xué)校園適用于局部熱點(diǎn)覆蓋、高業(yè)務(wù)量覆蓋、室外

54、廣闊覆蓋等應(yīng)用場(chǎng)景Wi-Fi綜合分布系統(tǒng)覆蓋較復(fù)雜中、大較小賓館、酒店、機(jī)場(chǎng)、會(huì)議中心不適于重點(diǎn)保障區(qū)域及高容量需求區(qū)域混合覆蓋復(fù)雜中、大中寫字樓、商場(chǎng)、展館、交通樞紐3.2.5 室外型AP覆蓋方式對(duì)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。如圖3-10所示，AP置于建筑物頂端或外墻，使用室外型AP和高增益天線，對(duì)室內(nèi)進(jìn)行覆蓋。圖3-10 室外型AP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(jiǎn)單，投資少見效快。3.2.6 Mesh型網(wǎng)絡(luò)覆蓋方式對(duì)于室外較大面積（如城市、校園等）的Wi-Fi覆蓋可以采用Mesh型網(wǎng)絡(luò)覆蓋。如圖3-11所示，Mesh技術(shù)采用網(wǎng)狀網(wǎng)結(jié)構(gòu)，由包括一組呈網(wǎng)狀分布的無線AP構(gòu)成，AP均采用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式通過無線中繼鏈路互聯(lián)，將傳統(tǒng)Wi-Fi中的無線“熱點(diǎn)”擴(kuò)展為真正大面積覆蓋的無線“熱區(qū)”，并將數(shù)據(jù)回傳至有線IP骨干網(wǎng)。在傳統(tǒng)的Wi-Fi中，每個(gè)客戶端