虹信通信 WLAN覆盖建设中的优化设计

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与2G/3G移动通信系统的覆盖建设不同，WLAN覆盖工程建设有着自己的特殊性。虹信通信基于当前运营商建网的实际需要，凭借多年专注于无线网络覆盖领域最新技术的研究与应用，提出业内领先的全系列高品质WLAN组网和覆盖解决方案。针对WLAN覆盖工程建设中常见的各种问题，虹信通信从覆盖方式、容量规划、干扰规避等方面予以阐述。

覆盖方式

室内AP放装型覆盖该方式是根据WLAN的覆盖和容量需求直接在相应的位置部署AP，提供WLAN无线覆盖，AP与AP之间通过交换机等设备采用有线方式连接。

目前WLAN室内型AP发射功率为100mW，覆盖范围也比较小，单个AP的覆盖半径一般不超过30m。单独部署AP建设方式的优点是AP的部署位置比较灵活，WLAN网络容量较高；缺点是网络工程量大，投资较高，后期维护相对复杂。

共用室内分布系统的室内分布型覆盖共用室内分布系统方式是WLAN和移动通信系统相结合的一种组网方式。WLAN与移动通信网络共用天馈系统的建网方式，适合与移动运营商结合，可以减少布设的电缆、天线等器件，节省总建网成本，减少了物业协调费用，同时避免了由于多次进行重复施工而缩短工期。

WLAN室外覆盖方式室外AP安装在楼顶或中间楼层处。对室外开阔地或室内进行覆盖。小区内可以利用楼宇间的路灯杆进行AP安装，路灯杆式安装也可运用美化伪装的方法，以减少对业主的影响。

覆盖链路预算

在WLAN工程建设中，有着不同的覆盖方式，不同覆盖方式设备的覆盖距离需通过链路预算或模拟测试来确定。根据AP和终端网卡设备接收灵敏度，以-75dBm为边缘场强覆盖要求。

2.4GHz室内AP覆盖的链路预算室内AP分为20dBm放装型AP和27dBm分布型AP。采用衰减因子模型计算：就电波空间传播损耗来说，2.4GHz频段的电磁波有近似的路径传播损耗。公式为：PathLoss[dB]=46+10×n×logd[m]。

其中，d为传播路径,单位为m，n为衰减因子。针对不同的无线环境，衰减因子n的取值有所不同。在自由空间中，路径衰减与距离的平方成正比，即衰减因子为2。在建筑物内，距离对路径损耗的影响将明显大于自由空间。一般来说，对于全开放环境下n的取值为2.0～2.5；对于半开放环境下n的取值为2.5～3.0；对于较封闭环境下n的取值为3.0～3.5；穿过一层建筑物n取值4.2。接收电平估算公式如下：Pr[dB]=Pt[dB]+Gt[dB]-PL[dB]+Gr[dB]

当n分别取值为2.5、3.0、3.5、4.2；覆盖距离为69m、33m、20m、12m，结合模拟测试经验，一个室内放装型AP的覆盖半径根据环境的不一样，在10m到35m之间。

而室内分布型AP的室内分布系统设计按照天线出口功率10dBm左右设计，下行的最大路径损耗为10dBm-（-75dBm）=85dB；而反向链路，为保证AP的接收电平大于-75dBm，天线口接收功率需大于-65dBm，上行的最大路径损耗为17dBm-（-65dBm）=82dB。可见，WLAN室内分布系统也是反向受限系统：46+10nlogd=17dBm-(-65dBm)=82。

当n分别取值为2.5、3.0、3.5、4.2；覆盖距离为27m、15m、10m、7.2m.结合模拟测试经验，一个室内分布天线（出口功率10dBm）的覆盖半径根据环境的不一样，在7m到25m之间。

2.4GHz室外AP覆盖的链路预算设发射机的输出功率为Pt，空间路径衰耗PL（d），电缆及各类器件的损耗Ls，发射天线增益为Gt，接收天线增益Gr，则接收机接收的功率电平Pr可用下面公式表示：Pr=Pt+Gt-PL(d)-Ls+Gr。根据此公式可以计算得到各处的接收电平，进而确认AP覆盖范围。在室外环境下，无线局域网小区的覆盖范围较小，因此采用自由空间传播模型。2.4GHz自由空间电磁波的传播路径损耗符合：L0(db)=92.4+20logd+20logf。其中L0为自由空间损耗；d为传输距离，单位是km；f为工作频率，单位是GHz。

2.4GHz室外设备最大发射功率为27dBm，而网卡发射功率50mW17dBm。无线网卡的接收灵敏度与AP的接收灵敏度基本一样，为反向覆盖受限。根据设备接收灵敏度，以-75dBm为边缘场强覆盖要求。天线增益为15dBi，衰落余量为10dB,人体、地物损耗为4dB。则反向链路预算为：L1(dB)=17dBm+15dB-10dB-4dB-(-75dB)=93L1=92.4+20logd+20logf。

计算得d=448m。室外AP对室外环境的覆盖距离为400m左右。如用室外AP对室内进行覆盖，现阶段可提供的2.4GHz电磁波对于各种建筑材质的穿透损耗的经验值：隔墙的阻挡（砖墙厚度100mm～300mm）：20～40dB；楼层的阻挡：30dB以上；木制家具、门和其他木板隔墙阻挡2～15dB；厚玻璃（12mm）：10dB（2450MHz）。以厚玻璃（12mm）：10dB（2450MHz）来计算。L1(dB)=17dBm+15dB-10dB-10Db-4dB-(-75dB)=83，L1=92.4+20logd+20logf，代入可计算得d=140m。

5.8GHz室外AP覆盖链路预算，基本一样。经计算5.8GHz室外AP覆盖室外环境的覆盖距离都为166m，覆盖室内的覆盖距离为52m。可见，通过室外AP来覆盖室内环境，应采用2.4GHz室外AP覆盖，且覆盖目标点距离AP的距离要控制在140m以内。

容量设计

目前应用的AP主要以支持11b/g，或支持11a/b/g的AP为主，以保证每用户以不低于300Kbit/s的速度上网为要求。最大支持的在线用户数=20Mbit/s／（2×0.3Mbit/s）=33.3。由于WLANAP采用了CSMA(冲突检测载波侦听多路存取)协议，所以原则上一个WLANAP可以接入很多用户，但如果接入用户数目过多，信道利用率会大大下降，导致每个用户的性能下降，一般每个AP同时接入用户数不高于20个用户为宜。

多AP情况下的干扰的规避

以802.11b/g而言，理论上工作频率带宽为83.5MHz，划分为14个子频道，每个子频

道带宽为22MHz；互不干扰的子信道有3个。分别设置1、6、11三个子信道的AP覆盖不重叠，每个AP可以达到各自的最高传输速率，11b为5Mbit/s左右，11g为20Mbit/s左右。而当重叠覆盖时候，尽管AP所使用的信道互不干扰，但由于WLAN的杂散发射为-9.6dBm/22MHz，相互间也存在一定的影响。


在实际工程测试中，设置1、6两个子信道的11g的AP重叠覆盖，每个AP可以最高传输速率只能达到13Mbit/s左右，总速率只有26Mbit/s，比非重叠覆盖的总速率40Mbit/s下降了不少。因此，多AP情况下，首先相邻AP所使用的信道要相隔5个以上，保证中心频率相隔25MHz。同时，相邻AP的覆盖重叠要较少，避免总体容量的下降。

同样在室内分布系统建设中，当两11b模式AP合路时，1、6信道间因杂散干扰速率只能达到7Mbit/S；而对于11g模式，单个AP可以提供20Mbit/S速率，而合路AP只能提供26Mbit/S，可见AP合路对速率的提高贡献并不大。所以在实际工程中，一般不建议通过AP合路方式来解决容量问题。

要在小范围提供大容量的无线局域网，必须通过干扰规避来提升网络容量。干扰规避的方法有：充分利用天然隔断（如建筑物、墙体等）、使用802.11a、降低AP发射功率、使用扇区天线或智能天线、采用“多天线、小功率”的覆盖方式。