運營商WLAN網絡室內覆蓋解決方案分析

1、運營商WLAN網絡室內覆蓋解決方案綜述關鍵字：IEEE802。11b OWLAN SIM認證 天饋系統(tǒng) 單網WLAN方案 雙網（GSM/WLAN）合一摘要：本文針對運營商WLAN網絡解決方案的設計進行了介紹，根據筆者多年的工作經驗，對WLAN熱點的無線信號覆蓋系統(tǒng)進行了系統(tǒng)、多角度的分析。到目前為止，中國移動、中國電信、中國網通相繼在全國范圍內布署了自己的運營商WLAN（簡稱OWLAN）網絡。根據已建成的幾個OWLAN網絡來看，均是基于IEEE802.11b標準的WLAN網絡；做為專業(yè)的運營商級WLAN網絡系統(tǒng)的集成商，我們在過去的工程建設中，積累出了一些針對運營商WLAN網絡的解決方案，與大

2、家共享。運營商WWLANN網絡體體系結構構網絡結構構：電信業(yè)務務運營商商具有一一個覆蓋蓋全國業(yè)業(yè)務骨干干網絡，在此基基礎上建建設OWWLANN網絡的的認證服服務（AAuthhentticaatioon SServvicee）、計計費服務務（Acccouunt Serrvicce）中中心和熱熱點覆蓋蓋網絡等等，它們們的網絡絡層次結結構如下下圖：圖1 OWLLAN網網絡的典典型結構構上述網絡絡結構中中，在城城域網以以上屬于于運營商商的全國國業(yè)務骨骨干網絡絡，自AAC以下下屬于WWLANN熱點網網絡，在在后面的的分析中中我們將將對WLLAN熱熱點網絡絡的建設設方案進進行討論論。認證流程程：WLANN

3、終端與與熱點AAP建立立網絡連連接，通通過無線線設備發(fā)發(fā)出認證證請求，經過OOWLAAN網絡絡透明傳傳輸，到到達認證證服務器器，請求求數據經經過處理理，返回回認證結結果給WWLANN用戶終終端，如如果通過過認證，計費服服務器開開始計費費。 目前運運營商級級WLAAN網絡絡的認證證方式有有：（11）Weeb頁面面+帳號號認證；（2）EAPP-SIIM認證證；（33）VPPN虛擬擬拔號認認證。在在一些運運營商WWLANN網絡中中可以提提供兩種種或兩種種以上的的認證方方式。熱點類型型：一般情況況下，對對于WLLAN中中的主要要設備ACC（Acccesss CConttrolllerr）而言言，將它它

4、的安裝裝位置不不同可以以將WLLAN熱熱點分為為分布式式熱點和和集中式式熱點。對于分布布式熱點點，ACC安裝在在熱點區(qū)區(qū)域機房房內，管管理該熱熱點的AAP和用用戶；這這種解決決方案適適合于重重要場所所，用戶戶數規(guī)模模大，以以及未來來有特殊殊需要的的熱點。比如，機場，大型博博覽中心心等。集中式熱熱點：將將AC安安裝在一一個比較較集中的的中心機機房，用用來管理理多個小小型熱點點的APP及用戶戶，節(jié)省省投資。比如，運營商商的營業(yè)業(yè)廳，咖咖啡館/酒吧等等。分布式與與集中式式沒有嚴嚴格的區(qū)區(qū)分標準準，在網網絡建設設中，一一般根據據所建設設熱點的的實際環(huán)環(huán)境及用用戶規(guī)模模而定。如果不不容易確確定采用用什么

5、方方式的熱熱點，可可以先考考慮用集集中式組組網；經經過一段段時間的的運行，若確有有必要再再擴建網網絡容量量，改為為分布式式。網絡解決決方案編寫WLLAN網網絡解決決方案時時，可以以采取以以下原則則：信號號覆蓋位位置要準準確；信信號強度度達到建建設方的的要求，并符合合國家相相關標準準；系統(tǒng)統(tǒng)容量符符合要求求；不浪浪費建設設方的投投資；充分考考慮熱點點物業(yè)業(yè)業(yè)主的要要求；方方案的文文字表達達清楚明明確。根根據以上上原則，為了能能設計出出更合適適的WLLAN熱熱點建設設方案，可以將將WLAAN建設設方案種種類列為為下表：WLANN熱點建建設方案案列表分類依據據方案類別別備注按熱點AAC建設設方式分分

6、集中式方方案分布式方方案以AC的的安裝位位置來決決定按信號頻頻率種類類分單網WLLAN方方案雙(多)網合一一方案(GSMM/WLAAN/3G)WLANN的無線線信號和和GSMM、CDDMA等等信號是是否共用用天饋系系統(tǒng)按熱點建建筑分室內覆蓋蓋方案（商業(yè)大大廈、酒酒店等）室外覆蓋蓋方案（住宅小小區(qū)、廣廣場）以WLAAN的信信號所覆覆蓋區(qū)域域的建筑筑特點來來決定WLANN的網絡絡系統(tǒng)由由有線網網絡和無無線信號號覆蓋兩兩部分組組成，在在方案設設計過程程中，不不但要仔仔細考慮慮有線網網絡的建建設方案案，還要要重點設設計合適適的無線線信號覆覆蓋方案案。由于于WLAAN網絡絡的有線線部分與與局域網網絡相似

7、似，在此此略去，下面重重點討論論無線信號號覆蓋部部分的方方案設計計。單網WLLAN方方案 下面面是一個個酒店WWLANN熱點例例子，系系統(tǒng)覆蓋蓋圖如下下：圖2 XX酒店店WLAAN熱點點覆蓋圖圖方案說明明：這是一個個中型酒酒店的覆覆蓋方案案，由于于整個酒酒店建筑筑已于220011年建設設了GSSM直放放站覆蓋蓋系統(tǒng)，主要是是解決-1F停停車場及及部分高高層客房房手機信信號弱和和掉話的的問題；所以在在原有天天饋系統(tǒng)統(tǒng)上加載載WLAAN信號號，將達達不到其其覆蓋效效果，經經過實地地勘測和和討論決決定采用用單獨WWLANN信號覆覆蓋方案案。熱點覆蓋蓋描述：方案中采采用了33臺APP，3臺臺WLAAN

8、干放放，100幅室內內天線（1幅壁壁掛天線線/9幅幅全向吸吸頂天線線），覆覆蓋區(qū)域域酒店11F大堂堂，2FF會議室室與咖啡啡廳，33F會議議室（多多間），4F健身身與休閑閑室，55F客房房，總覆覆蓋面積積約15500MM2。系統(tǒng)方案案特點：覆蓋區(qū)域域與投資資額覆蓋區(qū)區(qū)域涉及及多個樓樓層，各各覆蓋區(qū)區(qū)域不規(guī)規(guī)則，信信號覆蓋蓋效果必必須達到到要求；從建設設方來講講，投資資額要盡盡量節(jié)省省。方案案中采用用了APP加WLLAN干干放的方方法，將將AP的的射頻信信號適當當放大，用信號號饋線將將WLAAN信號號引入到到覆蓋目目標區(qū)。 天線功功率分配配均衡對覆蓋蓋區(qū)域的的裝修結結構必須須清楚，根據實實地情況

9、況采用合合適的覆覆蓋天線線；比如如，室內內小區(qū)域域（10002200MM2）采用用全向吸吸頂天線線，空曠曠的大區(qū)區(qū)域（3300MM2以上）采用方方向性較較好的壁壁掛天線線或小板板狀天線線，進行行有效覆覆蓋。在在上例中中，2FF的多功功能廳約約有4000M22，樓層層高為77米，從從施工難難易程度度和業(yè)主主對工程程美觀性性的要求求等多方方面因素素考慮，采用壁壁掛天線線比較合合適。信號覆蓋蓋區(qū)域的的輕重明明顯根據實實地勘測測情況，需要對對整個熱熱點的覆覆蓋區(qū)域域分清重重點區(qū)域域和次要要區(qū)域；對于WWLANN用戶集集中的區(qū)區(qū)域，WWLANN信號要要足夠強強，系統(tǒng)統(tǒng)容量盡盡量大，對于WWLANN用戶少

10、少的區(qū)域域，盡量量從節(jié)省省投資的的角度考考慮系統(tǒng)統(tǒng)設計。在上例例中，可可以看出出2F多功功能廳與與3F會議議室為重重點區(qū)域域，4FF為次要要區(qū)域，其它區(qū)區(qū)域介于于二者之之間；22F和3F的天天線稠密密，4FF的天線線就稀疏疏，介于于二者之之間的11F與5F的區(qū)區(qū)域均勻勻布放天天線。方案小結結：在上述方方案中，系統(tǒng)設設計兼顧顧了提高高信號覆覆蓋質量量、降低低工程施施工的難難易程序序、節(jié)省省工程投投資額等等諸多方方面的因因素，力力求WLLAN方方案最佳佳。雙網(GGSM/WLAAN)合合一方案案 在此此，舉一一個商業(yè)業(yè)廣場的的例子來來說明。圖3 系統(tǒng)統(tǒng)原理圖該商業(yè)廣廣場4FF以上為為商住套套房（該

11、該部分無無WLAAN覆蓋蓋要求，在系統(tǒng)統(tǒng)圖中省省略），1F-33F為商鋪，其中中1F所有有商鋪呈呈“”形，2FF-3FF的商鋪鋪呈“回”字形，如如圖4。根據現現場勘測測來看，在商業(yè)業(yè)廣場的的1F3F計劃劃安裝GGSM信信號覆蓋蓋系統(tǒng)和和WLAAN信號號覆蓋系系統(tǒng)，從從施工方方面和節(jié)節(jié)約投資資的角度度等多方方面考慮慮采取GSSM和WWLANN共用一一套天饋饋系統(tǒng)的的方案，即GSSM/WWLANN雙網合合一方案案。在這種結結構的網網絡中，經過寬寬頻帶合合路器件件，將不不同頻段段的無線線信號合合路到一一條饋線線上進行行信號傳傳輸，這這就是雙雙網（或或多網）合一的的實現原原理。在在整個天天饋系統(tǒng)統(tǒng)中，

12、所所有無源源器件及及信號線線纜均需需支持GGSM9900/18000/119000MHzz和WLLAN22.4GGHz兩兩個頻段段頻率，其中寬寬頻帶合合路器是是雙網合合一系統(tǒng)統(tǒng)中的關關鍵器件件，寬頻頻帶合路路器應具有工工作頻帶帶寬、插插入損耗耗小、駐駐波小、輸入端端之間隔隔離度大大、功率率容量大大、交調調指標好好等特點點。 根據現現場模擬擬測試結結果，11F需要要安裝33幅吸頂頂天線，2F安裝裝4幅吸吸頂天線線對“回”字形的的商鋪進進行覆蓋蓋，3FF安裝22幅吸頂頂天線和和1幅壁壁掛天線線，在這這樣的天天線分布布系統(tǒng)的的覆蓋區(qū)區(qū)域，GGSM和和WLAAN信號號均能達達到有效效覆蓋。根據實實地模

13、擬擬測試發(fā)發(fā)現在建建筑物的的南北方方面上的的各樓間間，信號號易于穿穿透樓層層到達相相鄰樓層層，所以以在方案案中安排排了上述述各樓層層的天線線數量及及布放位位置。在在3F安裝裝了1幅幅壁掛天天線，它它具有水水平方向向角1220，天線線增益6dBBi，這這是用來來覆蓋11F3F中央央的中空空展示廳廳，并對對1F3F吸項項天線信信號比較較弱的區(qū)區(qū)域進行行彌補覆覆蓋。經經過工程程開通后后測試，在覆蓋蓋區(qū)域WWLANN信號為為-71ddBm，滿足建建設單位位的信號號強度要要求。圖4 天饋饋器件布布放圖上述兩個個類型的的方案例例子，重重點對無無源天饋饋系統(tǒng)進進行了詳詳細的分分析，以以達到最最佳的信信號強度

14、度覆蓋。在WLLAN熱熱點建設設中，還還有諸如如AP信信道選擇擇、系統(tǒng)統(tǒng)用戶容容量等等等問題沒沒有談到到，下面面對此類類問題統(tǒng)統(tǒng)一論述述。方案分析析及網絡絡優(yōu)化AP信道道選擇在AP信信道配置置方面，依據8802.11bb及國家家無委會會對2.4G頻頻段擴頻頻設備的的使用規(guī)規(guī)定，該該頻段的的工作頻頻率帶寬寬為833.5MMHz，最多有有13個個信道可可用，具具體信道道標號及及其中心心頻率如如下所示示：信道標號號中心頻率率信道低端端/高端端頻率124122MHzz24011/24423MMHz224177MHzz24066/24428MMHz324222MHzz24111/24433MMHz424

15、277MHzz24166/24438MMHz524322MHzz24211/24443MMHz624377MHzz24266/24448MMHz724422MHzz24311/24453MMHz824477MHzz24366/24458MMHz924522MHzz24411/24463MMHz1024577MHzz24466/24468MMHz1124622MHzz24511/24473MMHz1224677MHzz24566/24478MMHz1324722MHzz24611/24483MMHz 表表1 信道頻頻率表根據上表表，在同一區(qū)區(qū)域，存存在多個個AP的情情況下，為保證證AP信信道頻率

16、率之間不不相互干干擾，要要求兩個個頻道的的中心頻頻率間隔隔不能低低于255MHzz，即信信道頻率率范圍沒沒有重疊疊，所以以相鄰AAP間的信道道頻率必必須兩兩兩隔離，在DSSSS技術術中最多可可以提供供3個不重重疊的頻頻道同時時工作，應用中中一般選選擇1，6，111三個個頻道進進行頻率率規(guī)劃，對于熱熱點APP數大于于3時，采用同同一信道道的APP之間不不能有相相鄰和重重疊的信信號覆蓋蓋區(qū)域。 在前面面所舉的的兩個例例子中，均只使使用了33個APP，所以以它們的的信道選選擇可以以指定為為1，66，111當中的的任意一一個；在在單網WWLANN的方案案中，如如果還有有6F、7F等樓樓層，這這時所用用

17、AP數數將大于于3，那那么在66F的AAP信道道一般選選擇與11F的AAP相同同，依次次類推77F選擇擇與3FF的APP相同，等等。系統(tǒng)用戶戶容量假設一個個前提：熱點的的機房設設備與運運營商中中心機房房之間有有足夠大大的數據據傳輸速速率。對對于上述述兩例中中，根據據設備性性能及系系統(tǒng)建設設的合理理性，我我們一般般給定熱熱點上的的AP用戶容容量為：25用用戶AP，則某一熱點點的系統(tǒng)統(tǒng)用戶容容量=225AP數數量在此，我我們以第第一個例例子的方方案來講講述，如如何優(yōu)化化WLAAN網絡絡的用戶戶容量配配置問題題？在商商務過程程中，可可能有這這樣的情情況發(fā)生生，一個個商業(yè)活活動正在在酒店22F的多多功

18、能廳廳舉行，這時這這個地方方的用戶戶可能超超過255，假設設有400個用戶戶，要滿滿足用戶戶的需要要，就得得增加AAP數量量，這是是其一；當與會會人員在在多功能能廳舉行行完會議議后，可可以還需需要到33F的會會議間進進行分組組討論或或開會，這時33F的AAP用戶戶容量又又將成為為網絡瓶瓶頸，需需要增加加AP數數量，這這是第二二點；如如果這樣樣簡單增增加覆蓋蓋區(qū)域AAP數量量，那么么2F和3F就將將需要44個APP；這樣樣不但增增加了信信道選擇擇的難度度，又造造成了AAP資源源浪費。于是我們們提出將將2F和3F原有有的兩個個AP進進行電橋橋合路的的方案來來解決上上述情況況：用戶戶數量突突發(fā)增加加

19、而造成成的用戶戶容量瓶瓶頸。請請看下面面的電橋橋合路原原理圖(圖5)：圖5 WLAAN電橋橋合路原原理圖在電橋的的I-AA輸入端端饋入一一路WLLAN信信號/信信道1，在I-B輸入入端饋入入另一路路WLAAN信號號/信道道11；經過電電橋合路路后，在在O-11/O-2兩個個輸出端端均可得得到信道道1和111的復復合WLLAN信信號，然然后將兩兩路輸出出端分別別接入原原2F/1F和3F/4F的天天饋系統(tǒng)統(tǒng)，那么么在2FF多功能能廳中用用一幅天天線就實實現了兩兩個信道道（1和和11）的信號號進行覆覆蓋，用用戶容量量，同樣樣在3FF的會議議室內同同一天線線也有兩兩個信道道信號。在不改改變熱點點整個網

20、網絡拓撲撲的情況況下，提提高了系系統(tǒng)的利利用率，雖然系系統(tǒng)容量量的總量量沒有增增加，但但使網絡絡信號覆覆蓋更加加合理了了。 為了防防止上行行信號相相互串入入對方端端口，在在電橋的的輸入端端，兩路路輸入信信號的頻頻率不能能同頻或或鄰頻，最好是是頻率間間隔盡量量大。一一般地選選取信道道1和信信道111作為輸輸入信號號最合適適。信號強度度及干擾擾問題由于WLLAN信信號使用用ISMM頻段，在這一一頻段范范圍干擾擾源較多多，比如如一些醫(yī)醫(yī)療設備備、廚房房微波器器具以及及其他工工業(yè)設備備，等等等。但WWLANN信號的的干擾問問題大多多數是同同一運營營商/企企業(yè)WLLAN設設備之間間或不同同運營商商/企業(yè)

21、業(yè)的WLLAN設設備之間間造成的的，主要要表現為為：同一一區(qū)域同同一運營營商用了了多于33個APP進行覆覆蓋，AAP信道道存在重重復，造造成同頻頻干擾；同一區(qū)區(qū)域不同同運營商商的多個個（33）APP，不同同運營商商可能AAP信道道的規(guī)劃劃不一致致，造成成同頻或或鄰頻干干擾。目前，還還沒有一一個可靠靠的辦法法能徹底底解決WWLANN設備之之間的干干擾問題題，但可可以通過過調整AAP的發(fā)發(fā)射功率率來改善善覆蓋區(qū)區(qū)域的WWLANN信號。AP的的發(fā)射功功率一般般軟件可可調，分分為二或四個個檔次，根據實實際需要要降低功功率，適適當縮小小AP的的覆蓋范范圍，達達到減少少同頻或或鄰頻干干擾。如果干擾擾主要來來自自身身的APP信號，那么可可以用天天饋系統(tǒng)統(tǒng)擴展單單個APP的覆蓋蓋范圍，使其同同一信道道的APP之間有有足夠的的空間間間隔。比比如上述述的單WWLANN方案所所述的