无线通信网设计课件资料

无线网络辅助系统

应用平台

建

设

方

案

2008年3月

目录

1.无线网络系统应用需求1

2.无线系统总体设计3

3.无线系统基站分布图8

4.无线网络监控软件9

5.无线终端选择10

6.无线终端介绍11

7.系统预算16

1.无线网络系统应用需求

站场范围

初步设计站场长约3.5公里，宽约350米。

无线场地覆盖设计需求

1.提供站场全部地面信号覆盖（主要为现场人员无线手持终端应用）。

2.网络必须覆盖整个生产作业现场，提供1。。%覆盖冗余。

3.提供足够无线网络带宽，避免基站重叠覆盖区内同频复用，以保

证各类车载终端应用得到足够带宽。

无线技术选用需求

1.采用直序扩频技术，至少满足IEEE802.11b标准，满足覆盖要

求场地上能够接收到最大信号信噪比应大于等于lOdBo

2.保证在确保当前大部份投资前提下，今后可升级至更新无线技术

以满足今后业务发展。

3.保证机动性，满足未来扩展需求。

无线技术稳定性需求

满足站场7x24小时不间断作业环境。整个无线系统具有

100%冗余性，当有部分基站（至少一至两个设备）由于各种

原因而无法工作时，整个作业系统不可以中断，剩下基站应

仍能保证全场对覆盖要求；系统应具备良好抗干扰性能，可

防止因信号折射、反射产生多径衰弱与干扰，防止其他频率

干扰，防止信道之间干扰；系统应保证系统传输数据不会丢

失，传输成功率应大于95%,不会被非相关人员删除与修改,

不会被非法侵入后台系统；系统中终端漫游切换时间应在一

秒左右，基本对用户透明，根基站由于各种原因造成切换应

不大于4。秒。

无线系统通讯性能需求

整个无线系统基站设备应具备负载均衡能力，能自动协调

网络流量；保证在无线最为拥挤区域能基本满足各终端通讯

需求，保证在拥挤处仍能保证各通讯设备所需通讯带宽。

无线技术可管理性需求

系统应提供基站节点管理软件工具,设备可支持网络管理

专用协议(SNMP),为管理人员监控与及时发现故障点提供

平台。

2.无线系统总体设计

无线系统整体设计拓扑图

使用先进802.1lb/g无线局域网标准，对站场进行无线

网络覆盖。整体设计考虑了成熟性、稳定性与针对站场整体

工程延续性，以及冗余性、工业性能等要求，能够满足站场

对于信息系统要求。

802.1lb/g无线局域网是国际组织IEEE提出无线局域

网标准，受到各生产厂商重视。为使各生产厂商产品兼容性

及互操作性，厂商联盟通过了Wi-Fi认证标准，凡通过该项

站来覆盖制定区域，在未来发展中，一旦需要扩大覆盖区

域，可以非常方便地安装相应数量基站就可以轻松做到，

不需要在布线与重新配置网络。

单体集成

无线基站将这些组件全部设计在他单体包装中，安装时

候只需要一些固定工具与少量时间，装到相应位置，同上标

准电源(AC200V~250V)就可以了。这时整个安装过程非

常简单、方便，也大幅减少了后期维护工作。

标准安装组件

可能在不同情况下都能使后者占据主要大部分带宽资源,

保证数据交换流畅无阻。PWRPTM专利技术就是为了满足

这种需求而特别设计。

传统无线基站桥接技术，在点对点情况下，使用了将

近一半带宽来进行通信协议控制，留给用户带宽只有原来

一半，因此，性能下降了一半。而如果想要进行三点间互

联，则难上加难，几乎成为不可能事情。

而使用了PWRPZ协议蜂窝Wi-Fi技术，在点对点桥

接情况下，仅仅使用了不到5%带宽资源来进行通信协议控

制，用户可以使用多达95%带宽来进行数据通信。而在二

点以上无线桥接情况下，最多也仅使用5%带宽来进行通信

协议控制，如上图所示，网络中无论有多少个点进行互连,

用于这部分控制带宽总是不超过5%0这就使得蜂窝Wi-Fi

网络成为现实。

蜂窝Wi-Fi关键技术一自动配置与优化

由于使用了PWRWM技术，网状无线网络构建变得非常

容易。因为主干网仅仅需要连接到其中一个无线基站

(Gateway)上即可，其他无线基站(Node)将通过PWRP

TMTM技术自动桥接到这个Gateway上，从而链入主干网。

如下图所示，红色粗线表示主干网到无线基站

(Gateway)之间有线链路，虚线则表示各基站(Node)之

间无线桥接链路。各个Node与Gateway无线基站之间，通

过PWRPTM技术优化，将自动寻找到最直接路径通过

Gateway及主干网连接。粗蓝色线则表示最远端Node及

Gateway之间最优化无线链路路经。

这样配置基本上是无需人工干预。一旦某个Node被安装

到这个网络中后，将由PWRPTM协议控制自动寻找链接伙伴，

自动对话，自动配置与适应。主系统将在其稳定接入后重新

优化路径，自动完成网络重组。

蜂窝Wi-Fi关键技术一故障路径自动痊愈

蜂窝Wi-Fi具有路径终端自动重组与痊愈功能。

如F图所示，蓝色子网（组）与红色子网（组）之间原来

互联路径因故中断，系统即刻发现这一故障，马上重新选择

另外链接路径，通过上端Node重新将二个组连接起来。

而下图显示是主干网故障情况F,蜂窝Wi-Fi网络是如

何自动恢复工作。

网络支持标准

支持所有工业无线通信标准（802.11b/g）,兼容所有现

有笔记本电脑、PDA等无线通信终端。

高接收灵敏度

TypicalClientConnectivityRange

withaStandard30mW(15dBm)ClientDevice

如图所示，独特超高接收灵敏度保证了远距离无线通信稳

定性，最大程度减少了通信掉包几率。

数据传输&服务质量

为了提高整体无线网络稳定性,还提供了冲突弹性解决机

制，以防止有线或无线链路中断对整个网络服务质量造成影

响。这为使用无线网络承担语音与视频通信提供了很好条件°

覆盖扩展性

简单添加基站（Node）就可以方便扩展覆盖区域，并且

无须人工干预调整网络设置。一切都是自动完成，只需要观

察指示灯状态，就可以知道工作状态了。

在安装好第二个机站后，只须开电，只需要观察指示灯状

态，覆盖区域扩展就可以自动完成

3.无线系统基站分布图

针对系统应用需求，在本方案中，使用室外无线基站设备构

成无线网络。

按照场站结构布局，我们设计使用24个基站安装在灯柱

上（30米高度），组成蜂窝Wi-FiWLANo如上图所示，互

为冗余，冗余度为100%o中心机房将设二根主干光纤连接

每组中一个AP,以防止任一主干故障导致WLAN中断发生。

4.无线网络监控软件

软件特点

可独立应用，也可兼容于SNMP型监控系统，如HP

Openview内。通过这一控制系统，用户可以高度集中地完

成无线网状网络管理，包括配置、日常操作、节点监控、基

站Firmware升级与日常维护管理。

快速部署

实现快速简捷野外部署，使实施工程费用与联网时间降到

最低。其自动发现功能使整个网络扩展变得非常容易。

预安装配置

连接Wi-Fi单元到管理系统，预装软件与配置数据（出

厂默认值）。

安装基站并通电运行。

自动发现

网络运行中，添加或移除无线基站，将自动扩展或调整覆

盖范围。

管理系统自动感觉到新安装基站并上传相应软件与配置

数据。

网络监控

管理系统提供多视图网络与其基站单元控制，并可继承物

理地图与实际基站位置。

同时，管理系统也监控基站运行情况，如传输性能，尽早

发现如下潜在问题：

•故障或无法连接基站单元；

・性能差基站单元；

系统内置了完整报告工具，可以将长期性能记录进行复杂

分析。

网络管理

管理系统可以集中管理所有基站单元配置参数。

•Wi-Ficell-to-client与cell-to-cell传送率管理。

为了防止非法侦听与入侵，管理软件使用了代理体系，在

网关基站中收集发送到各个节点基站管理信息，运行AES加

密机制，通过SNMP发送到管理服务器端。

5.无线终端选择

针对本次科研组情况，无线终端设备选择成为重点之一，好无线终

端既能满足业务应用需求，同时也能减小辅助系统开发难度，经过我

们对市场主流无线终端比较，见下图：

因为无线终端系统需要进行实时数据采集、上传与处理，为此，其

操作系统最好为WindowsCE,其基于应用，能够满足二次开发要

求。通过性价比比较，我公司建议采用赛弗莱公司出品9400系列工

业级移动计算机中9470,它支持Wi-Fi802.1lb/g,能够使用无线

局域网模式对数据进行传输，满足对无线网络传输要求。此设备采用

VGA屏幕，最大分辨率达到了640*480,同时还支持触摸屏手写输

入，能够及时、方便、快捷业务服务。它支持红光/激光/二维条码

扫描，还支持RFID读写器，如果工作需耍，还能配置200万像素

摄像头，满足将来应用扩张需求。考虑到满洲里当地室外气温情况，

虽然其标准工作温度为-10℃-5（TC,但是我们在冬天（低于-10℃）

可以配置一个保温外套，从而满足其应用温度条件（该设备已经在哈

尔滨冰雕节投入使用，并成功克服室外温度过低隙碍）。

6.无线终端介绍

产品图片：

产品特点：

1.操作系统：

采MicrosoftWindowsCE5.0专业版，视窗型彩色操作界面

更简便、更友善。

2.CPU:

采用业界领先IntelXScalePXA270@520MHzCPU,计算能

力更快速、效能易于应用及系统集成能力之开发。

3.内存：

128MBFlash及128MBsDRAM,并提供MiniSD插卡槽可

供内存卡扩充，增加了系统开发所需扩充性及灵活性。

4.显示屏：

>口寸QVGA（分辨率达320X240）或VGA（分辨率达640X480）

彩色触控屏幕可选，提供更多信息显示，更清晰信息读取。

＞半穿透式LCD折中于穿透式LCD与反射式LCD之间，使

用户在两种光照条件下都可以得到更好使用效果。

5.键盘：

28键或59键选配，可适合不同应用领域

6.工作电源：

主电源采用3.7V1800mAh锂离子充电电池，可供长时间系统

操作；另提供3.7V70mAh备用电池，在主电源没电情况下可

支持数据存储至少20小时，以确保机器在断电情况下数据资料

不会丢失。

7.读取确认：

提供三种不同方式条形码读取确认，三色（绿、红、蓝）LED、蜂

鸣器及震动器，提供更直观感受。

8.读头：

＞条码读头：采用更先进激光式二维图像器，可读各种标准一维

及二维条形码，读取更灵敏更快速。

＞13.56MHzRFID读头可选，应用更广泛

9.数码相机功能：

200万像素数码相机选配，提供更多元化客户应用服务

io.无线传输技术：

＞同时提供最先进蓝芽及两种无线传输方式，提供更快速实时数

据交换。

>GSM/GPRS模块可选，使数据交换更快速、灵活

中文手写输入法：

在wince操作系统基础上提供稳定、功能强大中文手写输入法，

更适合中国客户使用

12.通讯传输：

提供充电、传输两用USB接口专用传输座，传输数据速度更快

更准确。

13.工业等级：

更高IP64防尘防水等级、米六面、每面五次落摔测试，并通过

200。次滚摔测试，耐用度更佳。

14.操作温度：

可在零下10度至50度作业环境下工作，环境适用性更佳。

15.配件：

旅行充电器、手柄、车载充电传输座、保护皮套等配件可选，使

客户应用更加轻松与人性化

16.软件提供：

可提供Forge、Mirror>StreamNMCL、Wavelink等功能强大

软件开发工具，使软件人员更快速、优质完成程序开发工作

17.质量认证：

通过ISO-9001质量保证体系，符合CE、FCC、RSS-2JL0、

C-Tick等多国安规认证。

产品规格：

型号9400947094809490

操作系统MicrosoftWindowsCE5.0Professional

CPUIntelXscalePXA270@520MHz

内存128MBFlashROM/128MBSDRAM

扩展性MiniSD插槽

3.7V1800mAh锂电子充电电池

工作电源

性能

工作时间批次模式10小时，WLAN模式8小时

3.7V70mAh锂电池

备用电源

数据至少保存20小时

报警器音频扬声器/振动器/三色LED

扩音器通过蓝牙或有线耳机

Wi-Fi

无线局域802.11b/gWi-Fi802.11b/g

网络250m视线250m视线距离

无线距离

通讯无线个人

2级蓝牙(Class2)

网络

无线广域GSM/GPRS/EDGE（四频段）-

网络仅用于数据

数据条码扫描红光/激光/二维

收集RFID读频率：13.56MHz

写器支持标签：ISO14443A>ISO14443B、ISO15693、

Tag-it

数码照相

2百万像素CMOS

机

3.5英寸彩色VGA或QVGA,TFT半穿透式触摸屏,LED

显示屏

背光

键盘28或59LED背光键

实体

LED三色：绿红蓝

特性

尺寸

170*90*38mm/6.7*3.5*1.5in

L*W*H

14.1oz./400g(视结构配置而定)

重量

工作温度-10℃-50℃(14°F〜122°F)

存储温度-20℃-60℃(-4°F〜140°F)

湿度非结露5%-95%（无结露）

用户多次1.5米⑸t.）落摔混凝土地面（每面5次）/2000次

抗震

环境滚摔（50cm）/IP64防尘防水

电流释放+/-15kV空气放电；+/-8kV直接放电

EMC规

CE、FCC、RSS-210、TELEC、C-Tick

范

eMbeddedVisualC++4.0,VisualStudio,Visual

编程Studio2005,WindowsCESDK,Reader

ConfigurationUtility,CipherLabPowerSuite

FORGEApplicationGenerator,STREAMWireless

Studio,MIRRORTerminal

Emulation,Wavelink,MCL

通讯传输座USB客户端/USB主机

车辆底座，旅行充电与通信底座，充电电池组，枪袋式皮

配件

套，枪柄式把手，保护套

保固期1年

•9400系列，是PDA形式工业级无线数据采集器，它使用操作系

统是WINCE5.0,在设计上，适合物流与户外工作使用.是一款

移动应用上多而手.

7.系统预算

编数单

描述型号单价金额

号量位

艾克赛尔无线