室内定位AP部署.doc

精品文档WLAN室内定位场景部署建议（一）当今无线技术发展迅猛，大量形形色色的无线应用应运而生，无线定位就是其中一项重要应用，其广泛运用于民用和商业领域中。无线定位技术是一种利用基于WiFi技术的RFID（Radio Frequency Identification，射频识别）和传感器等设备，实现定位、追踪和监测特定目标位置的应用技术。运营商无线覆盖涉及商场、医院、学校等多种场景，同时运营商代建大量无线项目，无线定位在运营商建设或代建的行业、商业、医疗等场景中也可以大有所为。应用介绍基于无线室内定位的应用主要包括如下：图1-1 单用户行动轨迹分析轨迹分析：记录顾客的行动轨迹和停留时间，可按日/月/年等粒度进行累计分析，挖掘顾客的行为和消费习惯。图1-1为某场景的示意图，图中蓝色圆点为某特定顾客的行为轨迹，圆点密集处为其停留时间较长的位置。图1-2 区域热图分析热图分析：记录不同区域顾客出现的累加情况，可按日/月/年等粒度进行热图呈现，用于确定热点区域。图1-2中记录了某场景中顾客分布情况，红色区域为顾客集中处（热点区域），浅蓝色区域为顾客稀疏处。图1-3 店铺数据分析店铺数据分析：店铺会员、商品销售等数据（图1-3所示）结合无线定位数据，可实现到店人数、回头客、提袋率、客户分类（如金银铜牌等），用于指导店铺的销售策略等。图1-4 广告推送广告推送：商家非常看重的业务，系统可以实现精准的广告推送，如基于位置的广告推送，细分人群的个性推送等。如图1-4中，某顾客位于周大福黄金饰品店附近时，基于无线定位的客户端APP推送店铺的便捷、优惠等广告信息。图1-5 室内导航室内导航：提供POI（Point of Interest，兴趣点）的搜索，以及路线的规划、实时导航等。图1-5中，顾客搜索感兴趣的“FANCL”，基于无线定位的客户端APP提供位置和导航线路信息。图1-6 反向寻车反向寻车：扩展的导航应用，用于解决大型停车场找车难的问题。停车时在APP上确认当前位置，购物完成后根据导航找到停车位。系统组成图2-1 无线室内定位系统组成无线室内定位系统由无线终端、无线设备（AC、AP）、有线网络、定位引擎和基于无线定位的上层应用组成。AP接收（或扫描）周围无线终端发送的无线报文，收集无线终端的信息（包括无线终端MAC、AP MAC、信号强度等），通过一定的协议接口直接上报给定位引擎（无需AC转发），目前业界定位引擎有智慧图、iMC、Ekahau等。定位引擎可同时跟踪计算多大几千个无线终端，将终端的位置信息发送给基于无线定位的上层应用系统。iMC支持基于TCP连接的接口，提供给第三方以中间件形式嵌入最终应用；智慧图提供基于webservice的API接口，第三方根据此接口进行集成。AP部署 （1）实施AP部署的准备图3-1 CAD等场景图纸（一）图3-1为某局点停车场CAD图，图中标出了车位、车道、柱子、停车场中的建筑物。柱子：基本都是等距离分布的，两个柱子之间的实际距离可以通过实际测量或图纸计算获取（上图中为8.4米），柱子可作为AP布点时计算两个AP之间距离的重要标识。建筑物：建筑物四周的蓝色线段为墙体，AP布点时需考虑墙体对无线信号的遮挡。车道：车道为采样和定位的区域。图3-2 CAD等场景图纸（二）图3-2为某局点室内步行街CAD图，图中标出了店铺、行人道、天井、镂空区域。工程师需了解必要的CAD工具的使用并看懂常见元素的图标。店铺：独立的实体店。柱子及镂空区域：该区域上下楼层之间通透。图3-3 现场工勘（一）通过工勘对现场有更直观的感受，重点关注图纸与实际场景的对应关系，同时留意之间的差异。对可能的AP布点位置进行现场查看，如层高、桥架的分布等，并照片存档以方便后期查看。图3-3为某局点停车场现场图片，场景开放。车道上的门栋：门栋的下沿可能比布放AP的高度要低很多，门栋附近布放AP时需考虑其对无线信号的遮挡。图3-4 现场工勘（二）图3-4为某局点步行街现场图片，由行人道及两边的实体店铺组成。行人道：场景中的行人道、镂空区域、两边为实体店。天井：场景中天井，上下楼层之间通透。图3-5 现场工勘（三）图3-5为某局百货商场现场图片，场景较开放。店铺柜台：小店、柜台组成，店铺之间未隔开。天井：场景中天井，上下楼层之间通透。图3-6 AP安装的美观要求向用户了解AP安装有无美观上的要求，停车场一般可直接安装在桥架或附近，百货及店铺一般允许吸顶天线安装，而有些高档商场则要求较高，甚至不允许安装吸顶天线。图3-7 用户真实的定位需求向用户了解其真实的定位需求：哪些区域需要定位？不同区域的定位精度？等。用户可能希望精度越高越好，但定位精度与AP的部署密度（成本）有一定的关系。了解建立在无线定位上的上层应用，如反向寻车、客流分析等。小结本期介绍了无线室内定位的应用介绍、系统组成和实施AP部署前的准备，后续两期将介绍无线室内定位场景的AP部署原则，并对实际场景案例进行分析。WLAN室内定位场景部署建议（二）上一期我们介绍了无线室内定位的应用介绍、系统组成和实施AP部署前的准备，本期将对无线室内定位场景的AP部署原则进行说明。AP部署（2）AP部署原则图13-18 信号强度的距离传输衰减模型在近距离时电磁波的强度衰弱很快，但到了一定距离后曲线变得平缓，对于定位有实际价值的是前面的一段（-75dbm以内为最佳区域）。因为当期的定位方法是基于每个地点的强度特征不同的假设，过了-80dbm之后，考虑到信号波动的因素，可能几十米内的信号都是相同的。图13-29 信号分布高度H：一般在2.53m之间，如现场安装位置较高，需要考虑增加衰减预算。水平距离L：这个圆周覆盖能力（AP的定位范围）是关键指标，直接决定AP部署的密度，不同的环境这个值存在差异。人体正反向：正反向的信号强度相差较大（有时多达20dbm），正向的覆盖范围较大，评估该点的强度大小，通常要综合考虑方向因素。实际定位系统对于信号强度都有最低阈值的要求，而信号强度又直接和部署密度、成本等正相关。因而，如何确保信号强度足够强，是工程实施AP部署时的核心和焦点问题。信号分布主要关注信号传输通路上的影响因素。图13-310 AP部署方式（辫状天线外露&吸顶天线&放置在天花板内）优先选择自带的辫状天线；装修有要求的场合使用吸顶天线，但吸顶天线的增益一般较低，馈线对信号有衰减；尽量避免直接放置在天花板内。图13-411 AP定位范围（一）AP定位范围：AP检测到无线终端的信号强度在对无线定位有效范围内（-75dbm以内为佳）。开放场景：较开放场景下AP的定位范围一般按2030m计算。不同的场景AP定位范围存在差异；相同场景下，不同的AP部署方式也存在差异。图13-512 AP定位范围（二）AP进店部署时的定位范围：主要关注店铺内AP的定位范围是否包含对面和隔壁店铺。对于中小店铺（尤其门庭开阔），店铺内AP的定位范围一般包含对面和隔壁店铺。对于由墙壁隔开的中大型实体店，店铺内AP的定位范围一般仅包含本店铺和店铺外的行人道。图13-613 AP布点原则（一）Rule1+ Rule2+ Rule3 = AP均匀分布，任意一点至少存在3个强度大于-75dbm的信号。图13-714 AP布点原则（二）一维定位场景：适合隔离度高的道路，理论上只需要2个AP。一般定位场景（开放区域）：AP呈三角均匀部署，需要3个或3个以上的AP。图13-815 AP布点原则（三）图13-916 AP工作模式及信道规划（一）Monitor Mode：AP按照1、6、11信道周期切换的方式扫描周围信号，可以有效、及时的上报全信道扫描到的无线报文。此模式下无法做用户接入，且不支持终端侧导航（该模式AP不发送报文）。Access Mode：此模式用户可正常接入，在打开定位功能后，AP同时上报周围扫描到的报文（包括周围AP、无线客户端发送报文）。该模式除了完成正常的报文转发工作外，还需要本地构造UDP报文并发上报定位引擎，相当于做了两份工作。Hybrid Mode：此模式也按照1、6、11信道周期切换的方式扫描周围信号，不过工作信道外的两个信道驻留的时间非常短，能够上报的报文数量相对较少，因此在当前实现方式下，不推荐使用。AP的工作模式基于设备配置。实际部署时一般推荐Monitor和Access的混合使用。图13-107 AP工作模式及信道规划（二）同信道部署：网络侧定位的基本原理为AP接收周围终端的报文，而终端是否发送报文，以什么密度发送，在什么信道上发送，这个是终端的自主行为。根据实践经验，终端在未关联状态会快速扫描全信道，在关联状态时也会发起扫描（尤其是当前信号质量欠佳时）。同信道部署时，终端发出的报文会同时被周围AP探测到，定位引擎不需要等待即可算出坐标，因此响应速度会快很多。同信道部署的最大问题是同频干扰，尤其场景中接入用户较多且流量较大时，因此大面积地的同信道部署只推荐在接入需求小的场景，如停车场。混合部署：更多的情况下，需要考虑混合部署，即采用小块区域的同信道，以充分利用同信道的优势和减小大的冲突域； 再外加一定的Monitor部署，以平衡接入流量和定位功能。实际应用场景中，通常会提供免费接入的信号，因此有两种情况：一是用户接入网络，这种情况会产生一定的数据流量，且会漫游到新的信道上；二是用户未接入网络，此时手机会快速扫描周围的信号。基于以上考虑，实际场景中同信道、跨信道部署都会有一定的定位流量产生，不用太过担心定位流量太少。小结本期对无线室内定位场景的AP部署原则进行了说明，下一期将对实际场景案例进行分析。WLAN室内定位场景部署建议（三）上两期我们介绍了无线室内定位的应用介绍、系统组成和实施AP部署前的准备，并对AP部署原则进行了说明，本期将对实际场景案例进行分析。AP部署实际场景案例分析图1-1 停车场场景分析（一）确定定位区域为车道，而非停车位；定位区域同时也是采样区域，车道宽约67米，车道两侧都需要采样；AP部署和采样的相对位置用 “柱子” 来确定。图1-2 停车场场景分析（二）图3-19中红色代表信号最强，黄色代表信号最弱，未标注区域代表没有信号；场景隔离度较高时可以看作一维定位场景。图1-3 停车场场景分析（三）图3-20中红色代表信号最强，黄色代表信号最弱，图中该AP的信号分布的区域很广；一般定位场景，通透性较高，信号波动性较大，定位精度不如隔离度高的场景；AP部署优先选择在路线的交叉口，信号可覆盖多条道路，不同AP信号重合度高。图1-4 停车场场景分析（四）图3-21所示的停车场面积约30000平米,总共使用了大约50个AP，每个AP约覆盖600平米，该场景下基本可以达到平均5米的定位误差。针对停车场的场景，可以参考上述值，并建议预留10%的富裕量作为初始估计值。另外，由于中间区域AP定位时可相互借用，如果停车场面积相对较小，导致其边缘区域所占比例较大，还需要适当增加AP的数量。图1-5 百货场景分析（一）百货商场场景的特点是品牌店铺众多，但基本上在空间上是开放的，不存在一个个小房间的情况（多个物理房间的场景，可参考步行街场景）。针对扶梯、天井等区域，在部署时为了避免定位错楼层，通常需要避开这些通透区域一定的距离。商场内的人流量相对较高，对信号的波动有一定的影响。图1-6 百货场景分析（二）图3-23所示的商场面积约5000平米,总共使用了9个AP，每个AP约覆盖555平米，该场景下基本可以达到平均约5米左右的定位误差。针对百货商场的场景，在上述参考值的基础上，建议大幅增加部署密度，如30%50%，以提升定位精度，尤其是在不同品牌之间装修隔离度较高的情况下（不同商场装修风格相差可能较大）。图1-7 步行街场景分析（一）步行街场景的特点是两侧分布着多个店铺，这些店铺是独立房间隔离出来的。步行街的定位区域主要有店铺和行人道两部分，其中店铺的定位一般不要求非常精确的坐标信息，只要落到店铺内且不漂移出即可；行人道的部署挑战主要是存在较多的通透区域，会导致不同楼层间信号强度相近，容易定位错楼层。图1-8 步行街场景分析（二）步行街店铺属于信号有严重隔离的场景，这种情况下影响信号的因素主要有：墙体的衰减、商家LOGO牌匾（有些是大块的金属）、安装位置（如果有装修的话通常在天花板内）、店铺内的环境（如装修屏风、货品架等）。通常信号在店铺内可以保证，最多能够覆盖部分行人道，在对面和隔壁店铺内基本不可用。图1-9 步行街场景分析（三）步行街的店铺考虑到“进店”的需求，较大面积的店铺都部署了接入AP，同时提供无线接入和定位；行人道上部署Monitor AP，和店铺内的AP一起达到至少3个有效信号的要求，同时Monitor AP降低了空口的资源利用率和平衡了接入流量。该类场景的部署密度由于信号隔离度较高，因此密度相对会较大，对于较大的店铺可以按每个店铺1个AP的方式进行部署；对于较小的店铺，2个或多个店铺部署1个AP。具体AP部署情况需根据具体场景情况决定。图1-10 其他商场场景分析（一）图3-27的商场由大量中小店铺（门庭开阔）组成，测试AP部署在店铺内时定位范围包括对面和隔壁的店铺，因此基本采用AP隔店部署的方式。区域1处现场店铺结构有