與2G/3G移動通信系統(tǒng)的覆蓋建設(shè)不同,WLAN" title="WLAN">WLAN覆蓋工程建設(shè)有著自己的特殊性。虹信" title="虹信">虹信通信基于當(dāng)前運營商建網(wǎng)的實際需要,憑借多年專注于無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋領(lǐng)域最新技術(shù)的研究與應(yīng)用,提出業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的全系列高品質(zhì)WLAN組網(wǎng)和覆蓋解決方案。針對WLAN覆蓋工程建設(shè)中常見的各種問題,虹信通信從覆蓋方式、容量規(guī)劃、干擾規(guī)避等方面予以闡述。
覆蓋方式
室內(nèi)AP放裝型覆蓋該方式是根據(jù)WLAN的覆蓋和容量需求直接在相應(yīng)的位置部署AP,提供WLAN無線覆蓋,AP與AP之間通過交換機等設(shè)備采用有線方式連接。
目前WLAN室內(nèi)型AP發(fā)射功率為100mW,覆蓋范圍也比較小,單個AP的覆蓋半徑一般不超過30m。單獨部署AP建設(shè)方式的優(yōu)點是AP的部署位置比較靈活,WLAN網(wǎng)絡(luò)容量較高;缺點是網(wǎng)絡(luò)工程量大,投資較高,后期維護相對復(fù)雜。
共用室內(nèi)分布系統(tǒng)的室內(nèi)分布型覆蓋共用室內(nèi)分布系統(tǒng)方式是WLAN和移動通信系統(tǒng)相結(jié)合的一種組網(wǎng)方式。WLAN與移動通信網(wǎng)絡(luò)共用天饋系統(tǒng)的建網(wǎng)方式,適合與移動運營商結(jié)合,可以減少布設(shè)的電纜、天線等器件,節(jié)省總建網(wǎng)成本,減少了物業(yè)協(xié)調(diào)費用,同時避免了由于多次進行重復(fù)施工而縮短工期。
WLAN室外覆蓋方式室外AP安裝在樓頂或中間樓層處。對室外開闊地或室內(nèi)進行覆蓋。小區(qū)內(nèi)可以利用樓宇間的路燈桿進行AP安裝,路燈桿式安裝也可運用美化偽裝的方法,以減少對業(yè)主的影響。
覆蓋鏈路預(yù)算
在WLAN工程建設(shè)中,有著不同的覆蓋方式,不同覆蓋方式設(shè)備的覆蓋距離需通過鏈路預(yù)算或模擬測試來確定。根據(jù)AP和終端網(wǎng)卡設(shè)備接收靈敏度,以-75dBm為邊緣場強覆蓋要求。
2.4GHz室內(nèi)AP覆蓋的鏈路預(yù)算室內(nèi)AP分為20dBm放裝型AP和27dBm分布型AP。采用衰減因子模型計算:就電波空間傳播損耗來說,2.4GHz頻段的電磁波有近似的路徑傳播損耗。公式為:PathLoss[dB]=46+10×n×logd[m]。
其中,d為傳播路徑,單位為m,n為衰減因子。針對不同的無線環(huán)境,衰減因子n的取值有所不同。在自由空間中,路徑衰減與距離的平方成正比,即衰減因子為2。在建筑物內(nèi),距離對路徑損耗的影響將明顯大于自由空間。一般來說,對于全開放環(huán)境下n的取值為2.0~2.5;對于半開放環(huán)境下n的取值為2.5~3.0;對于較封閉環(huán)境下n的取值為3.0~3.5;穿過一層建筑物n取值4.2。接收電平估算公式如下:Pr[dB]=Pt[dB]+Gt[dB]-PL[dB]+Gr[dB]
當(dāng)n分別取值為2.5、3.0、3.5、4.2;覆蓋距離為69m、33m、20m、12m,結(jié)合模擬測試經(jīng)驗,一個室內(nèi)放裝型AP的覆蓋半徑根據(jù)環(huán)境的不一樣,在10m到35m之間。
而室內(nèi)分布型AP的室內(nèi)分布系統(tǒng)設(shè)計按照天線出口功率10dBm左右設(shè)計,下行的最大路徑損耗為10dBm-(-75dBm)=85dB;而反向鏈路,為保證AP的接收電平大于-75dBm,天線口接收功率需大于-65dBm,上行的最大路徑損耗為17dBm-(-65dBm)=82dB??梢?,WLAN室內(nèi)分布系統(tǒng)也是反向受限系統(tǒng):46+10nlogd=17dBm-(-65dBm)=82。
當(dāng)n分別取值為2.5、3.0、3.5、4.2;覆蓋距離為27m、15m、10m、7.2m.結(jié)合模擬測試經(jīng)驗,一個室內(nèi)分布天線(出口功率10dBm)的覆蓋半徑根據(jù)環(huán)境的不一樣,在7m到25m之間。
2.4GHz室外AP覆蓋的鏈路預(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。根據(jù)此公式可以計算得到各處的接收電平,進而確認AP覆蓋范圍。在室外環(huán)境下,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+20logd+20logf。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。
2.4GHz室外設(shè)備最大發(fā)射功率為27dBm,而網(wǎng)卡發(fā)射功率50mW17dBm。無線網(wǎng)卡的接收靈敏度與AP的接收靈敏度基本一樣,為反向覆蓋受限。根據(jù)設(shè)備接收靈敏度,以-75dBm為邊緣場強覆蓋要求。天線增益為15dBi,衰落余量為10dB,人體、地物損耗為4dB。則反向鏈路預(yù)算為:L1(dB)=17dBm+15dB-10dB-4dB-(-75dB)=93L1=92.4+20logd+20logf。
計算得d=448m。室外AP對室外環(huán)境的覆蓋距離為400m左右。如用室外AP對室內(nèi)進行覆蓋,現(xiàn)階段可提供的2.4GHz電磁波對于各種建筑材質(zhì)的穿透損耗的經(jīng)驗值:隔墻的阻擋(磚墻厚度100mm~300mm):20~40dB;樓層的阻擋:30dB以上;木制家具、門和其他木板隔墻阻擋2~15dB;厚玻璃(12mm):10dB(2450MHz)。以厚玻璃(12mm):10dB(2450MHz)來計算。L1(dB)=17dBm+15dB-10dB-10Db-4dB-(-75dB)=83,L1=92.4+20logd+20logf,代入可計算得d=140m。
5.8GHz室外AP覆蓋鏈路預(yù)算,基本一樣。經(jīng)計算5.8GHz室外AP覆蓋室外環(huán)境的覆蓋距離都為166m,覆蓋室內(nèi)的覆蓋距離為52m??梢?,通過室外AP來覆蓋室內(nèi)環(huán)境,應(yīng)采用2.4GHz室外AP覆蓋,且覆蓋目標(biāo)點距離AP的距離要控制在140m以內(nèi)。
容量設(shè)計
目前應(yīng)用的AP主要以支持11b/g,或支持11a/b/g的AP為主,以保證每用戶以不低于300Kbit/s的速度上網(wǎng)為要求。最大支持的在線用戶數(shù)=20Mbit/s/(2×0.3Mbit/s)=33.3。由于WLANAP采用了CSMA(沖突檢測載波偵聽多路存取)協(xié)議,所以原則上一個WLANAP可以接入很多用戶,但如果接入用戶數(shù)目過多,信道利用率會大大下降,導(dǎo)致每個用戶的性能下降,一般每個AP同時接入用戶數(shù)不高于20個用戶為宜。
多AP情況下的干擾的規(guī)避
以802.11b/g而言,理論上工作頻率帶寬為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。分別設(shè)置1、6、11三個子信道的AP覆蓋不重疊,每個AP可以達到各自的最高傳輸速率,11b為5Mbit/s左右,11g為20Mbit/s左右。而當(dāng)重疊覆蓋時候,盡管AP所使用的信道互不干擾,但由于WLAN的雜散發(fā)射為-9.6dBm/22MHz,相互間也存在一定的影響。