中国移动 WLAN宏基站覆盖评估报告V1.1

网优中心优化部 2010年 12月 WLAN宏基站合覆盖评估报告 目录 WLAN宏基站概述 商业街场景覆盖评估 高校场景覆盖评估 宏基站和室内 AP流量用户数对比评估 居民小区宏基站部署方案 研究背景 1.现有 802.11b/g设备室内分布和放装型 AP，功率有限，覆盖范围小，适合楼内的深度覆盖，但无法实现室外覆盖，且存在工程量大，业务协调困难等问题， WLAN宏基站，可同室内分布和放装型 AP互相补充，实现广度 +深度覆盖。 2.WLAN设备使用的 2.4G频点为共享频点，可用信道 3个， 2.4G频点穿透性，覆盖距离相对一般，使用 WLAN宏基站进行商业街、高校、居民区的覆盖，有主要哪些较成熟的部署方案，已建成的 WLAN宏站， 信号覆盖情况怎样，如何优化？ 3. WLAN室外宏基站，主要受制于终端发射功率受限（国家规定笔记本终端发射功率小于 100mw）， WLAN室外宏基站 ，如何克服终端受限和遮挡的问题，采用 CPE中继设备解决如何分场景部署？ 4.如何评估部署效果 ？从单站（ AP）平均吸收流量角度，对比室内型 AP、对 wlan宏站进行评估。 WLAN宏站设备概述 目前 WLAN宏基站的厂家主要有：普天、京信和宏信。其中普天基站已部署在万松园和工业学院，百步亭基站正在建设中，京信曾在万松园部署全向天线型宏站并测试 (现已拆除 )，目前计划在江滩棕榈泉部署基站对附近居民楼进行覆盖。 厂家 京信 普天 宏信 设备型号 AP2600-OS A8 1252 主要产品特点 802.11b/g（ 接入） 802.11a（回传） 5-25dbm 802.11b/g（ 接入） 802.11a（回传） 5-25dBm发射功率 - 供电方式 POE或者交流 90-240V POE - 外场部署方式 外接功放和天线 天线功放一体化 - 产品图片 目录 WLAN宏基站概述 商业街场景覆盖评估 高校场景覆盖评估 宏基站和室内 AP流量用户数对比评估 居民小区宏基站部署方案 商业街场景 -万松园普天设备覆盖研究 城区商业街场景下的覆盖情况，选择万松园路“康桥小镇”楼顶的 WLAN站址， AP站点位于 6层楼面，站高约20米，周围无线环境及部署场景如右图 详细位置 外置天线 天线 方向 南 东 西 北 测试概述 测试目标 1 测试 WLAN宏基站设备对密集城区商业街的覆盖性能 2 测试商业街主要类型建筑物对 WLAN宏基站信号覆盖和业务质量的影响 3 测试建筑物遮挡和室内对 WLAN宏基站信号提供的业性能的影响 室外场景 康桥小镇普天A8基站 室外覆盖测试 视距沿街覆盖 非视距定点 高层塔楼 居民楼 室内场景 康桥小镇普天A8基站 室内覆盖测试 非视距定点 室内 5米 室外 10米 测试项 FTP服务器 视距定点和非视距定点覆盖效果 住宅楼区域 近点（ 100米） 中点（ 200米）近似视距 远点（ 300米） 近点隔塔楼（130米）非视距：高层厚实塔式写字楼阻挡 近点隔住宅楼（120米）非视距：隔一栋普通住宅楼 1 2 3 5 6 5 6 1 2 视距定点测试 非视距定点测试 3 4 4 更远点（ 350米） 1 3 4 5 6 视距定点测试 测试分析 从场强值上来看看： 在视距内，沿街道一般随着 距离的增大，场强值减小，但视距远点 （ 300米）正对天线方向，场强值反而较好，路边树木对遮挡对覆盖有影响。 从网络性能指标来看：在视距内，一般随着距离的增大， ping时延和丢包率逐渐增大，网络吞吐量下降，到视距更远点 350米处，网络性能较差 ， 无法进行上行流量 ，已无法满足业务需求，可视为 覆盖边缘 。但是从视距远点（ 300米）情况看 ，基站对 300米视距范围内有很好的覆盖效果。 0102030405060-100-80-60-40-200视距近点 视距中点 视距远点 视距更远点 信噪比（db）场强值（dbm）视距定点覆盖情况 信号场（ dBm) 信噪比（ dB） 012345678051015202530视距近点 视距中点 视距远点 视距更远点 ping包丢失率（%）ping包时延（ms）Ping包时延和丢包率 Ping包延迟 ping包丢失率（ %） 020040060080010001200140002004006008001000120014001600视距近点 视距中点 视距远点 视距更远点 上传速率（kb/s）下载速率（kb/s）网络吞吐能力 下载速率 (kb/s ) 上传速率（ kb/s） 非视距隔楼定点测试 测试分析 从场强值来看： 塔楼型高层建筑 对 2.4G信号的 阻挡明显 ， 居民楼和周围密集树木 对 2.4G信号有一定阻挡，但是通过反射和绕射， 仍有 -70dbm。 从网络性能看： 塔楼型高层建筑背后，虽然网络吞吐量较高（上传速率 1300kb/s、上传速率 780kb/s），但业务感知一般，视频播放丌流畅，因为 网络丢包率较大 。 居民楼 建筑背后， ping包时延和丢包率均保持在较好水平， 业务感知较好。 05101520253035-90-85-80-75-70-65-60近点隔塔楼 近点隔居民楼 信噪比（db）信号场强（dbm）非视距定点覆盖情况 信号场强（ dBm) 信噪比（ dB） 0510152025051015202530近点隔塔楼 近点隔居民楼 Ping包丢失率（%）ping包延迟（ms）Ping包延迟和丢失率 Ping包延迟（ ms） ping包丢失率（ %） 0200400600800100012000200400600800100012001400近点隔塔楼 近点隔居民楼 上传速率（kb/s）下载速率（kb/s）网络吞吐能力 下载速率 (kb/s ) 上传速率（ kb/s） 室内场景覆盖研究 在室内进深 5米情况下 ， 2.4G信号能通过绕射、反射穿透窗户及墙体进行室内覆盖，效果较室外环境差吞吐量特别是上行吞吐量下降明显； 在室内进深 10米情况下， 2.4G信号场强已下降到 -80dbm，丢包率较大， FTP上行测试均失败。 室内非视距环境下， 上行吞吐量明显低于上行吞吐量，上行受限明显 。 序号 上行平均吞吐量kb/s 下行 平均吞吐量 Kb/s 平均 信号强度（ dbm） 信噪比（ db） Ping时延（ ms） /丢包率（ %） 1 548 1010 -76 26 47/25 2 均失败 256 -80 22 14/31 3 989 1024 -74 25 7/2 由于 WLAN使用者多位于室内，因此对 WLAN基站室外覆盖室内的场景下终端的接入性能进行测试，结合现场环境，选择广电大楼中国银行大堂，墙体较厚，以下是测试情况 测试点 1：进深 5米 测试点 2：进深 10米 测试点 3：大楼停车场 三个测试地点选取在广电大楼，测试点 1、和在大楼中国银行内，测试点 3在楼外停车场 无干扰测试结果：各场景下的信号强度 各场景下接收信号强度和丢包率的对比 一般情况下随着距离增加和遮挡增加，接收信号强度和 ping丢包率呈现明显下降趋势。但并代表距离远网络性能就越差，从现场情况看，在没有树木遮挡下，视距 300米除网络情况较好。 在商业街场景下，信号强度高一般 Ping丢包率较低，高层塔式写字楼对信号遮挡较强，影响性能的主要因素之一为终端上行功率受限。 -10-505101520253035-90-80-70-60-50-40-30-20-100 Ping丢包率（%）场强值（dbm）场强值 (dbm) Ping丢包率 (%) 普天宏基站在密集城区环境下覆盖距离可达 300米以上，街道树木对信号强度有一定影响 普天宏基站在直射环境下性能较好，并具有一定的绕射和反射能力 ,具备覆盖城区常见建筑的能力，网络覆盖主要取决于终端上行发射能力 定向天线宏站覆盖商业街小结 覆 盖 普天宏基站在密集城区商业街环境部署时具备一定的抗遮挡能力，距离越近克服遮挡的情况较好。 高层塔式写字楼对信号的遮挡较强，居民楼对信号的遮挡不大，万松园街道边密集的树木对信号有一定的影响 遮挡 解决上行受限新思路：中继设备 设备介绍： 主要用于将WiFi无线网络覆盖从室外向室内延伸，为室内用户提供优质的宽带接入服务是最后一公里接入的最为经济有效的设备。可安装在桌面，管子，墙壁及窗户上、高防护设计，可室外安装工作 解决终端上行受限的问题有两种思路，一是加大终端功率，此方法违反国家规定的终端发射功率不得大于 100mw设备要求，并要求定制终端设备，因此不建议采纳。另一种思路就是采用中继设备，放大终端信号。普天、京信、宏信等厂家已有产品，约 3000元左右。 设备外观： 工作原理： 在同一信道接收 AP及终端信号，并进行中继放大 京信 CPE： 普天 CPE 目录 WLAN宏基站概述 商业街场景覆盖评估 高校场景覆盖评估 宏基站和室内 AP流量用户数对比评估 居民小区宏基站部署方案 校园场景 -工业学院常青校区 普天 WLAN室外 宏 基站安装于武汉工业学院常青公寓 B栋楼， A8基站安装高度距地面约为 40M，覆盖区域为常青公寓内部，公寓内为 7层宿舍楼，整个公寓有 5栋宿舍楼 。 外置天线 天线 方向 测试概述 测试目标 1 测试 WLAN宏基站设备对学生宿舍的覆盖性能 2 比较与 AP的距离及位置关系对室内覆盖性能的影响 3 比较室内不同位置的覆盖性能获取室内遮挡的影响 室外场景 工业学院普天A8基站 宿舍楼覆盖测试 楼位于AP天线下天线 AP距离远近覆盖测试 楼距 AP天线 50米 楼距 AP天线 80米 测试项 FTP服务器 高校宿舍楼覆盖场景 -天线正对楼栋（ 50m） 测试结果 1 2 3 4 5 6 测试点 信号穿墙进 深 M 场强 dbm 下行吞吐率 kb/s 丢包率 ping包延时 ms 信燥比 dB 1 4 -63 4176.68 0% 11 37 2 5 -79 16.44 26% 511 21 3 7 -83 无法登认证页面 / / 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 外墙和卫生间两道 12cm墙体 高校宿舍楼覆盖场景 -天线正对楼栋（ 80m） 测试结果 1 2 3 4 5 6 测试点 信号穿墙进 深 M 场强 dbm 下行吞吐率 kb/s 丢包率 ping包延时 ms 信燥比 dB 1 2m -65 5956.71 0% 13 35 2 6m -79 无法进行 FTP 63% 510 21 3 8m -87 无法关联 AP / / 13 4 2m -63 126.67 0% 615 35 5 6m -81 无法进行 FTP 70% 516 20 6 7m -86 无法关联 AP / / 14 外墙和卫生间两道 12cm墙体 高校宿舍楼覆盖场景 -天线下楼栋 测试结果 1 2 3 4 5 6 测试点 信号穿墙进 深 M 场强 dbm 下行吞吐率 kb/s 丢包 率 ping包延时 ms 信燥比 dB 1 2m -73 399.09 1% 65 27 2 4m -80 20.33 93% 1154 20 3 6m -85 无法打开认证页面 / / 15 4 2m -69 1326.71 3% 318 31 5 2m -83 无法 FTP下载 16% 529 20 6 6m / 无法关联 AP / / / 外墙和卫生间两道 12cm墙体 普 天宏基站对 朝向 AP天线 的宿舍楼房间 覆盖效果较好 ，信号能透过门窗对房间进行覆盖， 50米和 80米 的 朝向 AP天的宿舍楼房间覆盖 性能相当 。 墙壁 等遮挡物对覆盖效果影响较大，距 AP天线 50米 的宿舍楼， 隔 2-3堵墙的走廊 ，网络吞吐量几十 kbps， 满足基本上网需求 。距 AP天线 80米的宿舍楼、隔 2-3堵墙的走廊 ， 覆盖效果很差 ， AP关联和登陆认证页面困难或丢包率过大，无法满足客户需求。普天宏基站对 80米有 2-3堵墙遮挡的室内覆盖效果较差 。 宿舍楼内 背对 AP天线的房间 ，信号至少需要穿越 3堵以上的墙， 覆盖效果较差，业务基本不可用 。 正对 AP天线的宿舍楼 的室内覆盖效果较 AP天线下的宿舍楼 覆盖 效果好 ；同一栋楼不同楼层的覆盖效果有一定差异，可能和天线倾角有一定关系。 定向天线宏站覆盖高校宿舍楼小结 效果评估 目录 WLAN宏基站概述 商业街场景覆盖评估 高校场景覆盖评估 宏基站和室内 AP流量用户数对比评估 居民小区宏基站部署方案 用户数比较 用户数分析 高校宏基站分布：武科大城市学院 3套、武科大黄家湖 2套、武工院常青 1套、理工大 1套、湖工大 2套。 高校室内 AP选取 AC8下 771个 AP，覆盖华农和理工大南湖校区 。 用户数分析 从关联用户来看， 9个 A8基站的效果相当于 200个室内 AP。从在线用户数来看，宏基站平均每基站用户数（ 1.27户 /站）约为室内 AP平均每 AP用户数（ 0.16户 /AP）的 8倍。 129 78 15 8 02040608010012014014:00 15:00个高校区 9个普天 A8宏站用户数 关联用户数 在线用户数 361 349 122 123 05010015020025030035040014:00 15:00个高校区 771个室内 AP用户数 关联用户数 在线用户数 流量比较 流量分析 普天宏站 在流量分析系统上加入 /24、 /24、 /24普天宏基站用户地址池 IP段采集一天流量，考虑到万松园等宏站用户数和流量很小，可近似为高校宏站流量。峰值流量 9.53Mbps、平均流量 3.6Mbps。 AC8下华农 +理工大室内 AP 在流量分析系统上加入 /21用户地址池采集一天时段的流量。峰值流量 206Mbps、平均流量 79.6Mbps。 普天宏站流量（ 9个宏站） 华农 +理工大室内 AP流量（ 771个 AP） 多终端吞吐量测试 流量分析 平均每个站（ AP）忙时流量 采集的宏信 WLAN的流量为华农和理工大 771个 AP所吸收，普天基站目前属于试点阶段，以 9个基站计算。可看出，普天基站吸收用户流量较室内 AP高 5-6倍，效益较高。 宏基站用户发展潜力 从万松园康桥小镇忙时用户数分析，认证后在网用户数一般较低，全天多数时段无用户，较多用户时段也只有 2-3个，但关联用户数较多，全天最高值为 27个，有较大市场潜力。 00.811.214点 15点 16点 21点 22点 23点 流量（Mbps）平均每个站（ AP）忙时流量 普天（宏基站） 宏信 AP（室内） 051015202530（ 14： 00） （ 16： 00） （ 18： 00） （ 20： 00） 关联用户数（个）康桥小镇宏基站关联用户数 关联用户数 目录 WLAN宏基站概述 商业街场景覆盖评估 高校场景覆盖评估 宏基站和室内 AP流量用户数对比评估 居民小区宏基站部署和评估方案 低密度住宅小区覆盖方案（高档低层小区、度假村） 基站覆盖方法： 1、可采取在覆盖区域中心附近的屋顶安装全向天线的 WLAN基站进行覆盖。 2、可采取 5.8G进行桥接，扩大覆盖范围。 3、用户处可考虑加装中继放大设备 CPE克服厚实墙体带来的损耗。 高密度住宅小区覆盖方案 -1 基站 高密度住宅小区覆盖方案 在小区附近寻找低层住宅楼，楼顶安装基站 ，扇区天线分别指向所需栋大楼（尽量对门窗较多的楼面）。 基站部分天线上仰，实现对高层住户覆盖； 楼体较厚的高层建筑背面覆盖需要通过部署 CPE的方法解决 高密度住宅小区覆盖方案 -2 WLAN定向基站覆盖： 在无法在附近找到合适楼顶架设设备的覆盖区域，可在每个楼栋的楼顶上架设台 WLAN定向基站，正背面架设天线，信号覆盖到的室内。加强覆盖效果可在阳台上架设 CPE进行接收覆盖室内，也可以 CPE再接AP放置在 VIP用户楼层，进行室内全覆盖 。 围楼式小区覆盖方案