WLAN網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計--精選文檔

1、目前，我國的WLAN網(wǎng)絡(luò)在企業(yè)和家庭應(yīng)用日益廣泛；而運營級的WLAN熱點主要分布在機場、星巴克等熱點地區(qū)，業(yè)務(wù)量較少，分布較為分散，所以WLAN網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃相對簡單，并未引起足夠重視。    據(jù)相關(guān)機構(gòu)預(yù)測，隨著WLAN技術(shù)的日益普及、市場的不斷發(fā)展，運營商的WLAN網(wǎng)絡(luò)將與企業(yè)結(jié)合，熱點不斷擴展，用戶不斷增多，在局部地區(qū)將出現(xiàn)用戶大量集中的現(xiàn)象，如大型寫字樓，會議室；另外，多個運營商可能在同一地區(qū)共存。若WLAN網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃不合理，容易造成網(wǎng)絡(luò)之間的相互干擾，降低用戶體驗。本文針對運營級的WLAN網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃做一簡單介紹，為WLAN網(wǎng)絡(luò)的部署提供參考。  

2、;  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步驟：調(diào)研及勘查、覆蓋設(shè)計、頻率規(guī)劃、容量規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化幾個步驟。    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，獲得現(xiàn)場環(huán)境參數(shù)、傳輸及點位等資源情況。在此基礎(chǔ)上制定合理的WLAN網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃總體原則和策略。    覆蓋設(shè)計階段首先確定WLAN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)

3、進(jìn)行鏈路預(yù)算，在此基礎(chǔ)上初步確定AP點位及數(shù)量。在有條件情況下，進(jìn)行WLAN仿真，預(yù)測規(guī)劃效果，并根據(jù)仿真結(jié)果進(jìn)行調(diào)整，直到各項參數(shù)達(dá)到目標(biāo)值。    覆蓋設(shè)計之后根據(jù)前面確定的AP點位及數(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。若頻點始終無法合理規(guī)劃，需重新調(diào)整AP的點位及數(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。    最后，在WLAN網(wǎng)絡(luò)建成之后，

4、進(jìn)行實際的測試，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)劃的這幾個步驟之間是相互關(guān)聯(lián)、不可分割的，進(jìn)行實際規(guī)劃設(shè)計時應(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)用于室內(nèi)環(huán)境，建筑結(jié)構(gòu)、

5、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，WLAN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    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）室內(nèi)覆蓋：單獨建設(shè)方式、共用室內(nèi)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)

6、覆蓋方式。    3.1.1室內(nèi)單獨建設(shè)方式    這是目前最簡單、應(yīng)用最廣的WLAN建設(shè)方式。如圖1為某辦公樓WLAN網(wǎng)絡(luò)點位圖。圖1某辦公樓WLAN網(wǎng)絡(luò)點位圖    采取單獨建設(shè)方式時，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范圍內(nèi)。隨后的鏈路預(yù)算只需計算空間損耗即可。    一般來說，單獨布放點位選擇比較靈活，基本可以使用適合WLAN覆蓋的最佳點位；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

7、.1.2共用室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)方式    目前很多高檔寫字樓已經(jīng)進(jìn)行了移動通信的室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)，在引入WLAN時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)劃建設(shè)室內(nèi)分布系統(tǒng)時可以將WLAN信號一同考慮。    如圖2所示，將WLAN的無線射頻信號通過合路器饋入室內(nèi)分布系統(tǒng)，各頻段信號共用天饋進(jìn)行覆蓋。    圖2室內(nèi)型    由于WLAN設(shè)備輸出信號強度較小，一般采用后端合路，使AP盡量接近天線。    共用室內(nèi)分布系統(tǒng)的優(yōu)

8、點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。共用室內(nèi)分布系統(tǒng)時天線點位可能不是最優(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。如圖3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，對室內(nèi)進(jìn)行覆蓋。    圖3室外型    采用室外型覆蓋方式建設(shè)速度快，

9、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信號和室內(nèi)WLAN信號之間的干擾；    （2）WLAN為共享帶寬，無法保障單個用戶的帶寬；    （3）室內(nèi)WLAN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。如圖4所示，Mesh技術(shù)采用網(wǎng)狀網(wǎng)結(jié)構(gòu)，通過若干個基于無線互聯(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

10、干網(wǎng)。    圖4Mesh型網(wǎng)絡(luò)覆蓋    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。部署時應(yīng)注意頻率規(guī)劃及對周邊WLAN網(wǎng)絡(luò)的影響。    3.2鏈路預(yù)算    在確定WLAN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，則接收機接收的功率電平Pr可用下面公式表示：Pr=Pt+Gt-PL(d)-Ls+Gr 

11、60;  根據(jù)此公式可以計算得到各處的接收電平，進(jìn)而確認(rèn)AP覆蓋范圍。    下面討論在室外、室內(nèi)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)的覆蓋范圍較小，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：    L0(dB)=92.4+20lg(d)+20lg(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。   

12、; 3.2.2室內(nèi)環(huán)境    選取衰減因子模型作為室內(nèi)無線傳播模型，其表示式為：    其中PL(d0)=20lg（4d0/），一般取d0=1m，當(dāng)頻率為2.45GHz時，其值為40dB；NMF表示基于測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1所示。    表1典型建筑物的路徑損耗指數(shù)    經(jīng)過鏈路預(yù)算，可以初步確定AP的點位。    3.3仿真    通過手工計算鏈路預(yù)算比較繁瑣，目前有很多公司開發(fā)

13、了針對WLAN規(guī)劃的仿真軟件，規(guī)劃效率較高，方案修改方便，且鏈路預(yù)算更為準(zhǔn)確、直觀。圖5是針對某辦公樓WLAN的信號強度仿真。    圖5針對某辦公樓WLAN的信號強度仿真    通過軟件，可以將實際的環(huán)境中各項參數(shù)在仿真中體現(xiàn)出來，包括房屋構(gòu)造、墻體材料、門窗位置、家具布局等，再現(xiàn)一個近乎實際的場景。仿真后可以得到信號強度、信噪比等多項指標(biāo)，通過結(jié)果可以對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行重新調(diào)整和仿真。部分仿真軟件甚至能夠根據(jù)客戶需求自動進(jìn)行WLAN規(guī)劃。    圖6頻率規(guī)劃    4、頻率規(guī)劃&

14、#160;   IEEE802.11b/g設(shè)備使用2.42.4835GHz頻段。工作頻率帶寬為83.5MHz，劃分為14個子頻道，每個子頻道帶寬為22MHz；互不干擾的子信道有3個。（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之間應(yīng)有足夠遠(yuǎn)的距離，避免干擾。理想的WLAN部署情形如圖7所示。    圖7理想的WLAN部署情形    AP覆蓋區(qū)域之間應(yīng)有重疊區(qū)，以保證無縫覆蓋和適應(yīng)

15、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區(qū)域，這些區(qū)域是WLAN設(shè)計的難點和重點。下面討論AP接入能力、干擾對WLAN速率的影響幾個方面的問題。5.1單AP接入能力    由于WLAN采用CSMA/CA機制，如果接入用戶過多，那么同一時刻發(fā)生沖突的概率明顯增大，也必定會延長每個用戶等待的時間，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

16、    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)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；微波爐等大功率設(shè)備對WLAN網(wǎng)絡(luò)的影響較大，在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計時應(yīng)注意遠(yuǎn)離此類設(shè)備。圖8是微波爐對WLAN（802.11b）傳輸速率影響的曲線圖。    圖8微波爐對WLAN（802.11b）傳輸速率影響的曲線圖    從圖中可以看出，WLAN設(shè)備靠近干擾源時，傳輸速率迅速下降。    5.2.2同道干擾 

17、0;  WLAN采用的直接序列擴頻技術(shù)的擴頻碼是標(biāo)準(zhǔn)的，不同的設(shè)備使用相同的擴頻碼，因此相鄰小區(qū)不能使用相同頻率，否則將造成同頻干擾。圖9、10分別是相距40m的兩個802.11b的AP使用1、6信道和1、1信道時的網(wǎng)絡(luò)吞吐量。    圖9兩AP分別使用1、6信道    圖10兩AP均使用1信道    在使用非干擾頻段時，兩AP總吞吐量可以接近11Mbit/s；在同頻時總吞吐量不足6Mbit/s，此時2個AP與非干擾情況下1個AP的吞吐量接近。所以，在有限范圍內(nèi)單純采用增加AP的辦法是無法提高網(wǎng)

18、絡(luò)容量的。    5.2.3鄰道干擾    兩信道中心頻率小于25MHz時，信道之間存在重疊區(qū)域，會有部分干擾。圖11曲線是兩AP信道間隔分別為05情況下的總吞吐量曲線。    圖11兩AP信道間隔分別為05情況下的總吞吐量曲線    使用鄰頻可以增加可用頻點數(shù)，但會引入干擾，工程上一般仍采用1、6、11三個完全不干擾的頻段。對于使用鄰頻的能否使系統(tǒng)總?cè)萘康靡约疤嵘?、提升效果還有待進(jìn)一步的試驗來驗證。    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，尤其是在小范圍提供大容量的無線局域網(wǎng)是WLAN設(shè)計的難點。針對干擾規(guī)避和容量提升，業(yè)內(nèi)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)