运营商WLAN网络室内覆盖解决方案分析

1、运营商WLAN网络室内覆盖解决方案综述关键字：IEEE802。11b OWLAN SIM认证 天馈系统 单网WLAN方案 双网（GSM/WLAN）合一摘要：本文针对运营商WLAN网络解决方案的设计进行了介绍，根据笔者多年的工作经验，对WLAN热点的无线信号覆盖系统进行了系统、多角度的分析。到目前为止止，中国国移动、中中国电信信、中国国网通相相继在全全国范围围内布署署了自己己的运营营商WLLAN（简简称OWWLANN）网络络。根据据已建成成的几个个OWLLAN网网络来看看，均是是基于IIEEEE8022.111b标准准的WLLAN网网络；做做为专业业的运营营商级WWLANN网络系系统的集成商商，

2、我们们在过去去的工程程建设中中，积累出了了一些针针对运营营商WLLAN网网络的解解决方案案，与大大家共享享。运营商WLLAN网网络体系系结构网络结构：电信业务运运营商具具有一个个覆盖全全国业务务骨干网网络，在在此基础础上建设设OWLLAN网网络的认认证服务务（Auutheentiicattionn Seerviice）、计计费服务务（Acccouunt Serrvicce）中中心和热热点覆盖盖网络等等，它们们的网络络层次结结构如下下图：图1 OOWLAAN网络络的典型型结构上述网络结结构中，在在城域网网以上属属于运营营商的全全国业务务骨干网网络，自自AC以以下属于于WLAAN热点点网络，在在后

3、面的的分析中中我们将将对WLLAN热热点网络络的建设设方案进进行讨论论。认证流程：WLAN终终端与热热点APP建立网网络连接接，通过过无线设设备发出出认证请请求，经经过OWWLANN网络透透明传输输，到达达认证服服务器，请请求数据据经过处处理，返返回认证证结果给给WLAAN用户户终端，如如果通过过认证，计计费服务务器开始始计费。 目目前运营营商级WWLANN网络的的认证方方式有：（1）WWeb页页面+帐帐号认证证；（22）EAAP-SSIM认认证；（33）VPPN虚拟拟拔号认认证。在在一些运运营商WWLANN网络中中可以提提供两种种或两种种以上的的认证方方式。热点类型：一般情况下下，对于于WL

4、AAN中的的主要设设备AC（AAcceess Conntroolleer）而而言，将将它的安安装位置置不同可可以将WWLANN热点分分为分布布式热点点和集中中式热点点。对于分布式式热点，AAC安装装在热点点区域机机房内，管理该热点的AP和用户；这种解决方案适合于重要场所，用户数规模大，以及未来有特殊需要的热点。比如，机场，大型博览中心等。集中式热点点：将AAC安装装在一个个比较集集中的中中心机房房，用来来管理多多个小型型热点的的AP及及用户，节节省投资资。比如如，运营营商的营营业厅，咖咖啡馆/酒吧等等。分布式与集集中式没没有严格格的区分分标准，在在网络建建设中，一一般根据据所建设设热点的的实际

5、环环境及用用户规模模而定。如果果不容易易确定采采用什么么方式的的热点，可可以先考考虑用集集中式组组网；经经过一段段时间的的运行，若若确有必必要再扩扩建网络络容量，改改为分布布式。网络解决方方案编写WLAAN网络络解决方方案时，可可以采取取以下原原则：信信号覆盖盖位置要要准确；信号强强度达到到建设方方的要求求，并符符合国家家相关标标准；系系统容量量符合要要求；不不浪费建建设方的的投资；充分考考虑热点点物业业业主的要要求；方方案的文文字表达达清楚明明确。根根据以上上原则，为为了能设设计出更更合适的的WLAAN热点点建设方方案，可可以将WWLANN建设方方案种类类列为下下表：WLAN热热点建设设方案

6、列列表分类依据方案类别备注按热点ACC建设方方式分集中式方案案分布式方案案以AC的安安装位置置来决定定按信号频率率种类分分单网WLAAN方案案双(多)网网合一方方案(GSM/WLAAN/3G)WLAN的的无线信信号和GGSM、CCDMAA等信号号是否共共用天馈馈系统按热点建筑筑分室内覆盖方方案（商商业大厦厦、酒店店等）室外覆盖方方案（住住宅小区区、广场场）以WLANN的信号号所覆盖盖区域的的建筑特特点来决决定WLAN的的网络系系统由有有线网络络和无线线信号覆覆盖两部部分组成成，在方方案设计计过程中中，不但但要仔细细考虑有有线网络络的建设设方案，还要重点设计合适的无线信号覆盖方案。由于WLAN网

7、络的有线部分与局域网络相似，在此略去，下面重点讨论无线信号覆盖部分的方案设计。单网WLAAN方案案 下面是是一个酒酒店WLLAN热热点例子子，系统统覆盖图图如下：图2 XXX酒店店WLAAN热点点覆盖图图方案说明：这是一个中中型酒店店的覆盖盖方案，由由于整个个酒店建建筑已于于20001年建建设了GGSM直直放站覆覆盖系统统，主要要是解决决-1FF停车场场及部分分高层客客房手机机信号弱弱和掉话话的问题题；所以以在原有有天馈系系统上加加载WLLAN信信号，将将达不到到其覆盖盖效果，经经过实地地勘测和和讨论决决定采用用单独WWLANN信号覆覆盖方案案。热点覆盖描描述：方案中采用用了3台台AP，33台

8、WLLAN干干放，110幅室室内天线线（1幅幅壁挂天天线/99幅全向向吸顶天天线），覆覆盖区域域酒店11F大堂堂，2FF会议室室与咖啡啡厅，33F会议议室（多多间），4F健身与休闲室，5F客房，总覆盖面积约1500M2。系统方案特特点：覆盖区域与与投资额额覆盖盖区域涉涉及多个个楼层，各各覆盖区区域不规规则，信信号覆盖盖效果必必须达到到要求；从建设设方来讲讲，投资资额要尽尽量节省省。方案案中采用用了APP加WLLAN干干放的方方法，将将AP的的射频信信号适当当放大，用用信号馈馈线将WWLANN信号引引入到覆覆盖目标标区。 天天线功率率分配均均衡对覆盖盖区域的的装修结结构必须须清楚，根根据实地地情

9、况采采用合适适的覆盖盖天线；比如，室内小区域（100200M2）采用全向吸顶天线，空旷的大区域（300M2以上）采用方向性较好的壁挂天线或小板状天线，进行有效覆盖。在上例中，2F的多功能厅约有400M2，楼层高为7米，从施工难易程度和业主对工程美观性的要求等多方面因素考虑，采用壁挂天线比较合适。信号覆盖区区域的轻轻重明显显根据据实地勘勘测情况况，需要要对整个个热点的的覆盖区区域分清清重点区区域和次次要区域域；对于于WLAAN用户户集中的的区域，WWLANN信号要要足够强强，系统统容量尽尽量大，对对于WLLAN用用户少的的区域，尽尽量从节节省投资资的角度度考虑系系统设计计。在上上例中，可可以看出

10、出2F多功功能厅与与3F会议议室为重重点区域域，4FF为次要要区域，其其它区域域介于二二者之间间；2FF和3F的天天线稠密密，4FF的天线线就稀疏疏，介于于二者之之间的11F与5F的区区域均匀匀布放天天线。方案小结：在上述方案案中，系系统设计计兼顾了了提高信信号覆盖盖质量、降降低工程程施工的的难易程程序、节节省工程程投资额额等诸多多方面的的因素，力力求WLLAN方方案最佳佳。双网(GSSM/WWLANN)合一一方案 在此，举举一个商商业广场场的例子子来说明明。图3 系统原原理图该商业广场场4F以上上为商住住套房（该该部分无无WLAAN覆盖盖要求，在在系统图图中省略略），1F-33F为商铺，其中

11、中1F所有有商铺呈呈“”形，2FF-3FF的商铺铺呈“回”字形，如如图4。根据现现场勘测测来看，在在商业广广场的11F33F计划划安装GGSM信信号覆盖盖系统和和WLAAN信号号覆盖系系统，从从施工方方面和节节约投资资的角度度等多方方面考虑虑采取GSSM和WWLANN共用一一套天馈馈系统的的方案，即即GSMM/WLLAN双双网合一一方案。在这种结构构的网络络中，经经过宽频频带合路路器件，将将不同频频段的无无线信号号合路到到一条馈馈线上进进行信号号传输，这这就是双双网（或或多网）合合一的实实现原理理。在整整个天馈馈系统中中，所有有无源器器件及信信号线缆缆均需支支持GSSM9000/118000/

12、19900MMHz和和WLAAN2.4GHHz两个个频段频频率，其其中宽频频带合路路器是双双网合一一系统中中的关键键器件，宽频带合路器应具有工作频带宽、插入损耗小、驻波小、输入端之间隔离度大、功率容量大、交调指标好等特点。 根根据现场场模拟测测试结果果，1FF需要安安装3幅幅吸顶天天线，22F安装装4幅吸吸顶天线线对“回”字形的的商铺进进行覆盖盖，3FF安装22幅吸顶顶天线和和1幅壁壁挂天线线，在这这样的天天线分布布系统的的覆盖区区域，GGSM和和WLAAN信号号均能达达到有效效覆盖。根据实实地模拟拟测试发发现在建建筑物的的南北方方面上的的各楼间间，信号号易于穿穿透楼层层到达相相邻楼层层，所以

13、以在方案案中安排排了上述述各楼层层的天线线数量及及布放位位置。在在3F安装装了1幅幅壁挂天天线，它它具有水水平方向向角1220，天线线增益6dBBi，这这是用来来覆盖11F3F中央央的中空空展示厅厅，并对对1F3F吸项项天线信信号比较较弱的区区域进行行弥补覆覆盖。经经过工程程开通后后测试，在在覆盖区区域WLLAN信信号为-71ddBm，满满足建设设单位的的信号强强度要求求。图4 天馈器器件布放放图上述两个类类型的方方案例子子，重点点对无源源天馈系系统进行行了详细细的分析析，以达达到最佳佳的信号号强度覆覆盖。在在WLAAN热点点建设中中，还有有诸如AAP信道道选择、系系统用户户容量等等等问题题没

14、有谈谈到，下下面对此此类问题题统一论论述。方案分析及及网络优优化AP信道选选择在AP信道道配置方方面，依依据8002.111b及及国家无无委会对对2.44G频段段扩频设设备的使使用规定定，该频频段的工工作频率率带宽为为83.5MHHz，最最多有113个信信道可用用，具体体信道标标号及其其中心频频率如下下所示：信道标号中心频率信道低端/高端频频率12412MMHz2401/24223MHHz22417MMHz2406/24228MHHz32422MMHz2411/24333MHHz42427MMHz2416/24338MHHz52432MMHz2421/24443MHHz62437MMHz242

15、6/24448MHHz72442MMHz2431/24553MHHz82447MMHz2436/24558MHHz92452MMHz2441/24663MHHz102457MMHz2446/24668MHHz112462MMHz2451/24773MHHz122467MMHz2456/24778MHHz132472MMHz2461/24883MHHz 表11 信信道频率率表根据上表，在同一区域，存在多个AP的情况下，为保证AP信道频率之间不相互干扰，要求两个频道的中心频率间隔不能低于25MHz，即信道频率范围没有重叠，所以相邻AP间的信道频率必须两两隔离，在DSSS技术中最多可以提供3个不重叠

16、的频道同时工作，应用中一般选择1，6，11三个频道进行频率规划，对于热点AP数大于3时，采用同一信道的AP之间不能有相邻和重叠的信号覆盖区域。 在在前面所所举的两两个例子子中，均均只使用用了3个个AP，所所以它们们的信道道选择可可以指定定为1，66，111当中的的任意一一个；在在单网WWLANN的方案案中，如如果还有有6F、7F等楼楼层，这这时所用用AP数数将大于于3，那那么在66F的AAP信道道一般选选择与11F的AAP相同同，依次次类推77F选择择与3FF的APP相同，等等等。系统用户容容量假设一个前前提：热热点的机机房设备备与运营营商中心心机房之之间有足足够大的的数据传传输速率率。对于于

17、上述两两例中，根根据设备备性能及及系统建建设的合合理性，我我们一般般给定热热点上的的AP用户容容量为：25用用户AP，则则某一热点的的系统用用户容量量=255AP数数量在此，我们们以第一一个例子子的方案案来讲述述，如何何优化WWLANN网络的用用户容量量配置问题题？在商商务过程程中，可可能有这这样的情情况发生生，一个个商业活活动正在在酒店22F的多多功能厅厅举行，这这时这个个地方的的用户可可能超过过25，假假设有440个用用户，要要满足用用户的需需要，就就得增加加AP数数量，这这是其一一；当与与会人员员在多功功能厅举举行完会会议后，可可以还需需要到33F的会会议间进进行分组组讨论或或开会，这这

18、时3FF的APP用户容容量又将将成为网网络瓶颈颈，需要要增加AAP数量量，这是是第二点点；如果果这样简简单增加加覆盖区区域APP数量，那那么2FF和3F就将将需要44个APP；这样样不但增增加了信信道选择择的难度度，又造造成了AAP资源源浪费。于是我们提提出将22F和3F原有有的两个个AP进进行电桥桥合路的的方案来来解决上上述情况况：用户户数量突突发增加加而造成成的用户户容量瓶瓶颈。请请看下面面的电桥桥合路原原理图(图5)：图5 WWLANN电桥合合路原理理图在电桥的II-A输输入端馈馈入一路路WLAAN信号号/信道道1，在在I-BB输入端端馈入另另一路WWLANN信号/信道111；经经过电桥

19、桥合路后后，在OO-1/O-22两个输输出端均均可得到到信道11和111的复合合WLAAN信号号，然后后将两路路输出端端分别接接入原22F/1F和3F/4F的天天馈系统统，那么么在2FF多功能能厅中用用一幅天天线就实实现了两两个信道道（1和和11）的的信号进进行覆盖盖，用户户容量，同同样在33F的会会议室内内同一天天线也有有两个信信道信号号。在不不改变热热点整个个网络拓拓扑的情情况下，提提高了系系统的利利用率，虽虽然系统统容量的的总量没没有增加加，但使使网络信信号覆盖盖更加合合理了。 为为了防止止上行信信号相互互串入对对方端口口，在电电桥的输输入端，两两路输入入信号的的频率不不能同频频或邻频频

20、，最好好是频率率间隔尽尽量大。一一般地选选取信道道1和信信道111作为输输入信号号最合适适。信号强度及及干扰问问题由于WLAAN信号号使用IISM频频段，在在这一频频段范围围干扰源源较多，比比如一些些医疗设设备、厨厨房微波波器具以以及其他他工业设设备，等等等。但但WLAAN信号号的干扰扰问题大大多数是是同一运运营商/企业WWLANN设备之之间或不不同运营营商/企企业的WWLANN设备之之间造成成的，主主要表现现为：同同一区域域同一运运营商用用了多于于3个AAP进行行覆盖，AAP信道道存在重重复，造造成同频频干扰；同一区区域不同同运营商商的多个个（33）APP，不同同运营商商可能AAP信道道的规划划不一致致，造成成同频或或邻频干干扰。目前，还没没有一个个可靠的的办法能能彻底解解决WLLAN设设备之间间的干扰扰问题，但但可以通通过调整整AP的的发射功功率来改改善覆盖盖区域的的WLAAN信号号。APP的发射射功率一一般软件件可调，分分为二或四个个档次，根据实际需要降低功率，适当缩小AP的覆盖范围，达到减少同频或邻频干扰。如果干扰主主要来自自自身的的AP信信号，那那么可以以用天馈馈系统扩扩展单个个AP的的覆盖范范围，使使其同一一信道的的AP之之间有足足够的空空间间隔隔。比如如上述的的单WLLAN方方案所述述的情况况，如果果不用天天馈系统统直接