中國移動 WLAN宏基站覆蓋評估報告V1.1

網優(yōu)中心優(yōu)化部 2010年 12月 WLAN宏基站合覆蓋評估報告 目錄 WLAN宏基站概述 商業(yè)街場景覆蓋評估 高校場景覆蓋評估 宏基站和室內 AP流量用戶數對比評估 居民小區(qū)宏基站部署方案 研究背景 1.現有 802.11b/g設備室內分布和放裝型 AP，功率有限，覆蓋范圍小，適合樓內的深度覆蓋，但無法實現室外覆蓋，且存在工程量大，業(yè)務協調困難等問題， WLAN宏基站，可同室內分布和放裝型 AP互相補充，實現廣度 +深度覆蓋。 2.WLAN設備使用的 2.4G頻點為共享頻點，可用信道 3個， 2.4G頻點穿透性，覆蓋距離相對一般，使用 WLAN宏基站進行商業(yè)街、高校、居民區(qū)的覆蓋，有主要哪些較成熟的部署方案，已建成的 WLAN宏站， 信號覆蓋情況怎樣，如何優(yōu)化？ 3. WLAN室外宏基站，主要受制于終端發(fā)射功率受限（國家規(guī)定筆記本終端發(fā)射功率小于 100mw）， WLAN室外宏基站 ，如何克服終端受限和遮擋的問題，采用 CPE中繼設備解決如何分場景部署？ 4.如何評估部署效果 ？從單站（ AP）平均吸收流量角度，對比室內型 AP、對 wlan宏站進行評估。 WLAN宏站設備概述 目前 WLAN宏基站的廠家主要有：普天、京信和宏信。其中普天基站已部署在萬松園和工業(yè)學院，百步亭基站正在建設中，京信曾在萬松園部署全向天線型宏站并測試 (現已拆除 )，目前計劃在江灘棕櫚泉部署基站對附近居民樓進行覆蓋。 廠家 京信 普天 宏信 設備型號 AP2600-OS A8 1252 主要產品特點 802.11b/g（ 接入） 802.11a（回傳） 5-25dbm 802.11b/g（ 接入） 802.11a（回傳） 5-25dBm發(fā)射功率 - 供電方式 POE或者交流 90-240V POE - 外場部署方式 外接功放和天線 天線功放一體化 - 產品圖片 目錄 WLAN宏基站概述 商業(yè)街場景覆蓋評估 高校場景覆蓋評估 宏基站和室內 AP流量用戶數對比評估 居民小區(qū)宏基站部署方案 商業(yè)街場景 -萬松園普天設備覆蓋研究 城區(qū)商業(yè)街場景下的覆蓋情況，選擇萬松園路“康橋小鎮(zhèn)”樓頂的 WLAN站址， AP站點位于 6層樓面，站高約20米，周圍無線環(huán)境及部署場景如右圖 詳細位置 外置天線 天線 方向 南 東 西 北 測試概述 測試目標 1 測試 WLAN宏基站設備對密集城區(qū)商業(yè)街的覆蓋性能 2 測試商業(yè)街主要類型建筑物對 WLAN宏基站信號覆蓋和業(yè)務質量的影響 3 測試建筑物遮擋和室內對 WLAN宏基站信號提供的業(yè)性能的影響 室外場景 康橋小鎮(zhèn)普天A8基站 室外覆蓋測試 視距沿街覆蓋 非視距定點 高層塔樓 居民樓 室內場景 康橋小鎮(zhèn)普天A8基站 室內覆蓋測試 非視距定點 室內 5米 室外 10米 測試項 FTP服務器 視距定點和非視距定點覆蓋效果 住宅樓區(qū)域 近點（ 100米） 中點（ 200米）近似視距 遠點（ 300米） 近點隔塔樓（130米）非視距：高層厚實塔式寫字樓阻擋 近點隔住宅樓（120米）非視距：隔一棟普通住宅樓 1 2 3 5 6 5 6 1 2 視距定點測試 非視距定點測試 3 4 4 更遠點（ 350米） 1 3 4 5 6 視距定點測試 測試分析 從場強值上來看看： 在視距內，沿街道一般隨著 距離的增大，場強值減小，但視距遠點 （ 300米）正對天線方向，場強值反而較好，路邊樹木對遮擋對覆蓋有影響。 從網絡性能指標來看：在視距內，一般隨著距離的增大， ping時延和丟包率逐漸增大，網絡吞吐量下降，到視距更遠點 350米處，網絡性能較差 ， 無法進行上行流量 ，已無法滿足業(yè)務需求，可視為 覆蓋邊緣 。但是從視距遠點（ 300米）情況看 ，基站對 300米視距范圍內有很好的覆蓋效果。 0102030405060-100-80-60-40-200視距近點 視距中點 視距遠點 視距更遠點 信噪比（db）場強值（dbm）視距定點覆蓋情況 信號場（ dBm) 信噪比（ dB） 012345678051015202530視距近點 視距中點 視距遠點 視距更遠點 ping包丟失率（%）ping包時延（ms）Ping包時延和丟包率 Ping包延遲 ping包丟失率（ %） 020040060080010001200140002004006008001000120014001600視距近點 視距中點 視距遠點 視距更遠點 上傳速率（kb/s）下載速率（kb/s）網絡吞吐能力 下載速率 (kb/s ) 上傳速率（ kb/s） 非視距隔樓定點測試 測試分析 從場強值來看： 塔樓型高層建筑 對 2.4G信號的 阻擋明顯 ， 居民樓和周圍密集樹木 對 2.4G信號有一定阻擋，但是通過反射和繞射， 仍有 -70dbm。 從網絡性能看： 塔樓型高層建筑背后，雖然網絡吞吐量較高（上傳速率 1300kb/s、上傳速率 780kb/s），但業(yè)務感知一般，視頻播放丌流暢，因為 網絡丟包率較大 。 居民樓 建筑背后， ping包時延和丟包率均保持在較好水平， 業(yè)務感知較好。 05101520253035-90-85-80-75-70-65-60近點隔塔樓 近點隔居民樓 信噪比（db）信號場強（dbm）非視距定點覆蓋情況 信號場強（ dBm) 信噪比（ dB） 0510152025051015202530近點隔塔樓 近點隔居民樓 Ping包丟失率（%）ping包延遲（ms）Ping包延遲和丟失率 Ping包延遲（ ms） ping包丟失率（ %） 0200400600800100012000200400600800100012001400近點隔塔樓 近點隔居民樓 上傳速率（kb/s）下載速率（kb/s）網絡吞吐能力 下載速率 (kb/s ) 上傳速率（ kb/s） 室內場景覆蓋研究 在室內進深 5米情況下 ， 2.4G信號能通過繞射、反射穿透窗戶及墻體進行室內覆蓋，效果較室外環(huán)境差吞吐量特別是上行吞吐量下降明顯； 在室內進深 10米情況下， 2.4G信號場強已下降到 -80dbm，丟包率較大， FTP上行測試均失敗。 室內非視距環(huán)境下， 上行吞吐量明顯低于上行吞吐量，上行受限明顯 。 序號 上行平均吞吐量kb/s 下行 平均吞吐量 Kb/s 平均 信號強度（ dbm） 信噪比（ db） Ping時延（ ms） /丟包率（ %） 1 548 1010 -76 26 47/25 2 均失敗 256 -80 22 14/31 3 989 1024 -74 25 7/2 由于 WLAN使用者多位于室內，因此對 WLAN基站室外覆蓋室內的場景下終端的接入性能進行測試，結合現場環(huán)境，選擇廣電大樓中國銀行大堂，墻體較厚，以下是測試情況 測試點 1：進深 5米 測試點 2：進深 10米 測試點 3：大樓停車場 三個測試地點選取在廣電大樓，測試點 1、和在大樓中國銀行內，測試點 3在樓外停車場 無干擾測試結果：各場景下的信號強度 各場景下接收信號強度和丟包率的對比 一般情況下隨著距離增加和遮擋增加，接收信號強度和 ping丟包率呈現明顯下降趨勢。但并代表距離遠網絡性能就越差，從現場情況看，在沒有樹木遮擋下，視距 300米除網絡情況較好。 在商業(yè)街場景下，信號強度高一般 Ping丟包率較低，高層塔式寫字樓對信號遮擋較強，影響性能的主要因素之一為終端上行功率受限。 -10-505101520253035-90-80-70-60-50-40-30-20-100 Ping丟包率（%）場強值（dbm）場強值 (dbm) Ping丟包率 (%) 普天宏基站在密集城區(qū)環(huán)境下覆蓋距離可達 300米以上，街道樹木對信號強度有一定影響 普天宏基站在直射環(huán)境下性能較好，并具有一定的繞射和反射能力 ,具備覆蓋城區(qū)常見建筑的能力，網絡覆蓋主要取決于終端上行發(fā)射能力 定向天線宏站覆蓋商業(yè)街小結 覆 蓋 普天宏基站在密集城區(qū)商業(yè)街環(huán)境部署時具備一定的抗遮擋能力，距離越近克服遮擋的情況較好。 高層塔式寫字樓對信號的遮擋較強，居民樓對信號的遮擋不大，萬松園街道邊密集的樹木對信號有一定的影響 遮擋 解決上行受限新思路：中繼設備 設備介紹： 主要用于將WiFi無線網絡覆蓋從室外向室內延伸，為室內用戶提供優(yōu)質的寬帶接入服務是最后一公里接入的最為經濟有效的設備?？砂惭b在桌面，管子，墻壁及窗戶上、高防護設計，可室外安裝工作 解決終端上行受限的問題有兩種思路，一是加大終端功率，此方法違反國家規(guī)定的終端發(fā)射功率不得大于 100mw設備要求，并要求定制終端設備，因此不建議采納。另一種思路就是采用中繼設備，放大終端信號。普天、京信、宏信等廠家已有產品，約 3000元左右。 設備外觀： 工作原理： 在同一信道接收 AP及終端信號，并進行中繼放大 京信 CPE： 普天 CPE 目錄 WLAN宏基站概述 商業(yè)街場景覆蓋評估 高校場景覆蓋評估 宏基站和室內 AP流量用戶數對比評估 居民小區(qū)宏基站部署方案 校園場景 -工業(yè)學院常青校區(qū) 普天 WLAN室外 宏 基站安裝于武漢工業(yè)學院常青公寓 B棟樓， A8基站安裝高度距地面約為 40M，覆蓋區(qū)域為常青公寓內部，公寓內為 7層宿舍樓，整個公寓有 5棟宿舍樓 。 外置天線 天線 方向 測試概述 測試目標 1 測試 WLAN宏基站設備對學生宿舍的覆蓋性能 2 比較與 AP的距離及位置關系對室內覆蓋性能的影響 3 比較室內不同位置的覆蓋性能獲取室內遮擋的影響 室外場景 工業(yè)學院普天A8基站 宿舍樓覆蓋測試 樓位于AP天線下天線 AP距離遠近覆蓋測試 樓距 AP天線 50米 樓距 AP天線 80米 測試項 FTP服務器 高校宿舍樓覆蓋場景 -天線正對樓棟（ 50m） 測試結果 1 2 3 4 5 6 測試點 信號穿墻進 深 M 場強 dbm 下行吞吐率 kb/s 丟包率 ping包延時 ms 信燥比 dB 1 4 -63 4176.68 0% 11 37 2 5 -79 16.44 26% 511 21 3 7 -83 無法登認證頁面 / / 17 4 2 -63 1201.26 0% 223 36 5 6 -75 50.26 6% 957 25 6 6 -85 3.56 43% 989 15 外墻和衛(wèi)生間兩道 12cm墻體 高校宿舍樓覆蓋場景 -天線正對樓棟（ 80m） 測試結果 1 2 3 4 5 6 測試點 信號穿墻進 深 M 場強 dbm 下行吞吐率 kb/s 丟包率 ping包延時 ms 信燥比 dB 1 2m -65 5956.71 0% 13 35 2 6m -79 無法進行 FTP 63% 510 21 3 8m -87 無法關聯 AP / / 13 4 2m -63 126.67 0% 615 35 5 6m -81 無法進行 FTP 70% 516 20 6 7m -86 無法關聯 AP / / 14 外墻和衛(wèi)生間兩道 12cm墻體 高校宿舍樓覆蓋場景 -天線下樓棟 測試結果 1 2 3 4 5 6 測試點 信號穿墻進 深 M 場強 dbm 下行吞吐率 kb/s 丟包 率 ping包延時 ms 信燥比 dB 1 2m -73 399.09 1% 65 27 2 4m -80 20.33 93% 1154 20 3 6m -85 無法打開認證頁面 / / 15 4 2m -69 1326.71 3% 318 31 5 2m -83 無法 FTP下載 16% 529 20 6 6m / 無法關聯 AP / / / 外墻和衛(wèi)生間兩道 12cm墻體 普 天宏基站對 朝向 AP天線 的宿舍樓房間 覆蓋效果較好 ，信號能透過門窗對房間進行覆蓋， 50米和 80米 的 朝向 AP天的宿舍樓房間覆蓋 性能相當 。 墻壁 等遮擋物對覆蓋效果影響較大，距 AP天線 50米 的宿舍樓， 隔 2-3堵墻的走廊 ，網絡吞吐量幾十 kbps， 滿足基本上網需求 。距 AP天線 80米的宿舍樓、隔 2-3堵墻的走廊 ， 覆蓋效果很差 ， AP關聯和登陸認證頁面困難或丟包率過大，無法滿足客戶需求。普天宏基站對 80米有 2-3堵墻遮擋的室內覆蓋效果較差 。 宿舍樓內 背對 AP天線的房間 ，信號至少需要穿越 3堵以上的墻， 覆蓋效果較差，業(yè)務基本不可用 。 正對 AP天線的宿舍樓 的室內覆蓋效果較 AP天線下的宿舍樓 覆蓋 效果好 ；同一棟樓不同樓層的覆蓋效果有一定差異，可能和天線傾角有一定關系。 定向天線宏站覆蓋高校宿舍樓小結 效果評估 目錄 WLAN宏基站概述 商業(yè)街場景覆蓋評估 高校場景覆蓋評估 宏基站和室內 AP流量用戶數對比評估 居民小區(qū)宏基站部署方案 用戶數比較 用戶數分析 高校宏基站分布：武科大城市學院 3套、武科大黃家湖 2套、武工院常青 1套、理工大 1套、湖工大 2套。 高校室內 AP選取 AC8下 771個 AP，覆蓋華農和理工大南湖校區(qū) 。 用戶數分析 從關聯用戶來看， 9個 A8基站的效果相當于 200個室內 AP。從在線用戶數來看，宏基站平均每基站用戶數（ 1.27戶 /站）約為室內 AP平均每 AP用戶數（ 0.16戶 /AP）的 8倍。 129 78 15 8 02040608010012014014:00 15:00個高校區(qū) 9個普天 A8宏站用戶數 關聯用戶數 在線用戶數 361 349 122 123 05010015020025030035040014:00 15:00個高校區(qū) 771個室內 AP用戶數 關聯用戶數 在線用戶數 流量比較 流量分析 普天宏站 在流量分析系統(tǒng)上加入 /24、 /24、 /24普天宏基站用戶地址池 IP段采集一天流量，考慮到萬松園等宏站用戶數和流量很小，可近似為高校宏站流量。峰值流量 9.53Mbps、平均流量 3.6Mbps。 AC8下華農 +理工大室內 AP 在流量分析系統(tǒng)上加入 /21用戶地址池采集一天時段的流量。峰值流量 206Mbps、平均流量 79.6Mbps。 普天宏站流量（ 9個宏站） 華農 +理工大室內 AP流量（ 771個 AP） 多終端吞吐量測試 流量分析 平均每個站（ AP）忙時流量 采集的宏信 WLAN的流量為華農和理工大 771個 AP所吸收，普天基站目前屬于試點階段，以 9個基站計算?？煽闯?，普天基站吸收用戶流量較室內 AP高 5-6倍，效益較高。 宏基站用戶發(fā)展?jié)摿?從萬松園康橋小鎮(zhèn)忙時用戶數分析，認證后在網用戶數一般較低，全天多數時段無用戶，較多用戶時段也只有 2-3個，但關聯用戶數較多，全天最高值為 27個，有較大市場潛力。 00.811.214點 15點 16點 21點 22點 23點 流量（Mbps）平均每個站（ AP）忙時流量 普天（宏基站） 宏信 AP（室內） 051015202530（ 14： 00） （ 16： 00） （ 18： 00） （ 20： 00） 關聯用戶數（個）康橋小鎮(zhèn)宏基站關聯用戶數 關聯用戶數 目錄 WLAN宏基站概述 商業(yè)街場景覆蓋評估 高校場景覆蓋評估 宏基站和室內 AP流量用戶數對比評估 居民小區(qū)宏基站部署和評估方案 低密度住宅小區(qū)覆蓋方案（高檔低層小區(qū)、度假村） 基站覆蓋方法： 1、可采取在覆蓋區(qū)域中心附近的屋頂安裝全向天線的 WLAN基站進行覆蓋。 2、可采取 5.8G進行橋接，擴大覆蓋范圍。 3、用戶處可考慮加裝中繼放大設備 CPE克服厚實墻體帶來的損耗。 高密度住宅小區(qū)覆蓋方案 -1 基站 高密度住宅小區(qū)覆蓋方案 在小區(qū)附近尋找低層住宅樓，樓頂安裝基站 ，扇區(qū)天線分別指向所需棟大樓（盡量對門窗較多的樓面）。 基站部分天線上仰，實現對高層住戶覆蓋； 樓體較厚的高層建筑背面覆蓋需要通過部署 CPE的方法解決 高密度住宅小區(qū)覆蓋方案 -2 WLAN定向基站覆蓋： 在無法在附近找到合適樓頂架設設備的覆蓋區(qū)域，可在每個樓棟的樓頂上架設臺 WLAN定向基站，正背面架設天線，信號覆蓋到的室內。加強覆蓋效果可在陽臺上架設 CPE進行接收覆蓋室內，也可以 CPE再接AP放置在 VIP用戶樓層，進行室內全覆蓋 。 圍樓式小區(qū)覆蓋方案