WLAN网络扩容解决方案.doc

盐城电信无线中心WLAN网络扩容解决方案（室内分布系统） 盐城电信分公司 无线维护中心 崔新宇 目 录一、概述2二、WLAN网络扩容可行性分析22.1 WLAN网络扩容思路22.2 AP合路干扰分析22.2.1理论分析2（1）杂散干扰分析2（2）阻塞干扰分析2（3）干扰分析小结22.2.2实验室验证测试2（1）测试原理图2（2）测试数据2（3）实验室测试小结22.3现网验证测试22.3.1网管数据验证22.3.2无线客户端吞吐量测试22.3.3业务测试2三、WLAN网络扩容工程实现2一、概述无线局域网（WLAN）经过几年的建设已初具规模，基本涵盖了所有的热点地区覆盖（包括室内、室外）。前期由于WLAN的用户规模还比较小，且考虑到投资成本，之前的WLAN室内建设基本与原室分系统（CDMA、GSM等）进行合路。在现有的室分系统中，一般使用的WLAN AP设备输出功率为20dBm和27dBm ，由于其输出功率比较低，使得一个AP设备带的室分楼层不多，多为一个楼层用一个AP设备进行合路，楼层规模比较大的分别采用2个AP进行合路覆盖。随着WLAN用户规模的扩张，或者某些WLAN热点地区会出现周期性的某一时间段用户数突发的增长，这就出现了AP容量紧张的情况（一般一个AP下挂2530个用户）。一个AP覆盖一个楼层的情况，已不能满足多用户数接入Internet的需求。因此，对现有有WLAN容量需求的热点室分系统进行WLAN容量扩容，使用户能轻松的登录Internet，已成为运营商当前一件刻不容缓的事情。二、WLAN网络扩容可行性分析2.1 WLAN网络扩容思路WLAN网络容量不足的扩容问题，不同于其他移动通信网络。如果把WLAN网络等同或类似移动网络来看待，则处于WLAN网络最边缘的设备AP，可以看作类似于移动通信网的BTS、Node B设备。不难看出，BTS、Node B设备可以通过增加载频、载波或网络升级等手段来达到增加容量的目的，而AP设备则无法通过类似的手段实现网络容量的增加。就目前的WLAN网络来看，要实现WLAN网络容量的增加，唯一可行的办法就是通过增加AP数量，来满足不断增长的用户数接入需求。1个AP正常可同时下挂2530个用户，2个AP即可同时下挂5060个用户。可见，增加1个AP即可实现WLAN网络容量扩大1倍。本方案考虑用WLAN双信道合路器（为区别于其他双频合路器，称之为双信道合路器）将2个AP进行合路后，再接入原有的室内分布系统，以实现WLAN容量的增加，满足更多用户的接入要求。WLAN网络频谱如下图：图1，WLAN网络频谱图由上图可知，WLAN网络共有13个信道（中国为111信道），但彼此相互不交叉而独立的信道只有1、6、11共3个信道。在现网的WLAN网络建设中，为避免AP设备彼此之间的干扰，也通常采用这3个常有的信道进行网络规划。在现网的WLAN网络中增加一个AP，就意味着可能出现一个重复的信道。因此，在WLAN网络扩容时，既要考虑现有WLAN网络的部署情况，同时也要充分考虑2个AP合路的干扰情况。为此，WLAN双信道合路器的选择就显得尤为重要，在满足2个AP合路的同时，也要满足2个AP之间干扰的隔离度要求。所以，WLAN双信道合路器在技术可实现层面上，一般选择WLAN网络1和11信道进行合路。2个AP合路示意图如下：11信道1信道图2，AP合路示意图WLAN双信道合路器技术指标如下：名称WLAN双信道合路器频率范围(MHz)通路1：2401-2423（1信道）通路2：2451-2473（11信道）指标带内插损(dB)通路1：2.0通路2：2.0带内波动(dB)通路1：0.8通路2：0.8带外抑制(dB)通路1652387 MHz652437 MHz通路2652437 MHz652487 MHz端口隔离度(dB)70Tx70Rx驻波比通路1：1.3通路2：1.3三阶互调dBc)120最大输入功率(W)200阻抗()50接头N-K型环境温度()-20602.2 AP合路干扰分析2.2.1理论分析由于2个AP的合路属于频带内合路，因此，对于2个AP的合路干扰，主要考虑2个AP之间的带内杂散干扰和阻塞干扰。（1）杂散干扰分析根据中国电信集团公司企业技术标准中国电信WLAN热点接入设备技术要求V3.0（200912暂行）中“9.1.2”关于WLAN AP设备接收灵敏度的规定如下：在802.11b模式下：1. 对于11Mbps CCK调制，-84dBm，8%FER（PSDU1024Bytes）；2. 对于5.5Mbps CCK调制，-87dBm，8%FER（PSDU1024Bytes）；3. 对于2 Mbps DSSS/DQPSK调制，-88dBm，8%FER（PSDU1024Bytes）； 4. 对于1 Mbps DSSS/DBPSK调制，-90dBm，8%FER（PSDU1024Bytes）。在802.11g模式下:对于OFDM、DSSS-OFDM方式，接收机门限电平应符合表 9-1要求。当采用1000字节长的PSDU，某一数据速率下接收信号电平为相应的门限电平时的误帧率（FER）应低于10%。表9-1 2.4GHz 频段OFDM、DSSS-OFDM 方式接收机性能数据速率（Mbps）接收机门限电平（dBm）6-869-8512-8418-8124-7936-7548-7054-69对于大功率设备，要求接收机性能在以上要求的基础上，再高3-5dB以上，以确保覆盖边缘区域的用户终端的上行传输。行业规定，WLAN AP杂散指标如下：频带最大值测量带宽301000MHz-36dBm100 KHz2.42.4835GHz-33dBm100 KHz3.43.53GHz-40dBm1 MHz5.7255.85GHz-40dBm1 MHz其它112.75GHz-30dBm1 MHz实际测试，WLAN AP带内杂散指标如下：测试条件频带最大值测量带宽设置AP在1信道且持续满功率发射，测试落在11信道的杂散（图3）2.4512.473GHz（11信道）-50dBm100 KHz设置AP在11信道且持续满功率发射，测试落在1信道的杂散（图4）2.4012.423GHz（1信道）-50dBm100 KHz图3，AP 1信道满功率发射，落在11信道的杂散图4，AP 11信道满功率发射，落在1信道的杂散根据以上条件，可以计算出对应杂散隔离度为：MCLPspu10Log ( W Interfering / W Affected )Pn其中： MCL为隔离度要求，单位dBPspu为干扰基站的杂散辐射电平，单位为dBmW Interfering为干扰电平的测量带宽，单位为kHzW Affected 为被干扰系统的信道带宽，单位为kHzPspu10Log ( W Interfering / W Affected )为干扰基站在被干扰系统信道带宽内的杂散辐射电平Pn为被干扰系统的接收灵敏度，单位为dBm（根据中电信企业标准取-90dBm）则，根据行业标准计算出来的MCL-3310 Log（100/22000）-90=80.4dB根据实际测试计算出来的MCL-5010 Log（100/22000）-90=63.4dB（2）阻塞干扰分析干扰信号如果没有落在正在使用的WLAN载波的邻道中，则它对WLAN接收机的影响可以不考虑。如果干扰信号落在正在使用的WLAN载波的邻道中，则干扰信号功率应比WLAN的发射功率小16dB以上。即系统间阻塞隔离度为：MCL16dB（3）干扰分析小结依据以上分析，本次使用的WLAN双信道合路器带外抑制达65dB，两端口间的隔离度达70dB，完全可以满足2个AP合路的要求，保证彼此之间不相互干扰。2.2.2实验室验证测试本实验通过搭建一个模拟的两AP合路系统，使用业界常用的的测试软件Chariot对AP最关键的指标吞吐量，进行实际测试。同时通过本次测试验证以上方案的可行性。（1）测试原理图图5，实验室测试原理图图6，实验室测试图（2）测试数据序号测试用例上行吞吐量（Mbps）下行吞吐量（Mbps）备注(1)用户1接入测试AP1，和服务器单独打流量22.57622.501图7，图8(2)用户2接入测试AP2，和服务器单独打流量22.88623.438图9，图10(3)用户3接入测试AP1，和服务器单独打流量22.81123.344图11，图12(4)用户1接入测试AP1，用户3接入测试AP1，同时和服务器打流量Pair1：10.900Pair2：11.324All：21.797Pair1：11.381Pair2：11.564All：22.760接入同个AP(图13，图14)(5)用户1接入测试AP1，用户2接入测试AP2，同时和服务器打流量Pair1：22.865Pair2：18.404All:41.015Pair1：22.591Pair2：21.609All:43.832分别接入不同的AP(图15，图16)(6)用户1、用户3接入测试AP1，用户2接入测试AP2，同时和服务器打流量Pair1：10.770Pair2：11.524Pair3：21.230All：43.075Pair1：11.407Pair2：11.585Pair3：22.793All：45.530用户1、3接入同一个AP,用户2接入一个AP(图17，图18)打流量测试图：图7 图8图9 图10图11 图12图13 图14图15 图16图17 图18（3）实验室测试小结通过以上实验室测试数据分析，可以得出2个AP通过WLAN双信道合路器进行合路，下行容量可达45Mbps以上，是单个AP吞吐量的2倍左右。这也进一步验证WLAN容量的增加，可以通过WLAN专用合路器对AP进行合路达到增加容量目的，同时也反面验证了以上干扰分析的正确性，说明只要使用符合技术要求的WLAN专用合路器，2个AP就可以安全共享原有室内分布系统。2.3现网验证测试在东街省电信大楼4楼、8楼现网，分别进行双AP+双信道合路器接入验证测试。现网主要通过长时间网络流量、用户数统计，异常告警观察等手段验证本方案可行性。2.3.1网管数据验证取安装前、安装后一段时间运行的网管数据，验证双信道合路器接入后底下用户接入正常 。已经通过一周的运行观察，网管回复可以确定底下用户接入正常，无投诉告警。 原东街口电信大楼接入用户较多，用户使用较敏感，容量类问题投诉较多。可以继续观察统计。2.3.2无线客户端吞吐量测试 因为在现网测试，不能影响其正常工作，故采取无线客户端接入AP打流量方式，同时也有可能因为现网上有其它用户接入，故其测试结果仅作参考。序号测试用例上行吞吐量（Mbps）下行吞吐量（Mbps）备注(1)两个无线客户端接入AP1，AP2 关闭，进行无线客户端吞吐量测试；4.5154.577图19，图20(2)一个用户接入AP1，另外一个用户接入AP2，进行无线客户端吞吐量测试。6.0136.331图21，图22图19图20图21图222.3.3业务测试本测试从用户端进行业务测试，感知业务使用是否正常，是否有干扰。由于测试限制，本次仅使用两台笔记本电脑测试。建议在两台AP下，30个以上用户同时使用情况下，了解用户使用感知。序号测试用例下载速率（MBps）备注(1)两个无线客户端接入AP1，AP2 关闭，登录电信测速网站，进行下载速率测试；用户1： 1.04用户2： 1.07(2)一个用户接入AP1，另外一个用户接入AP2，登录电信测速网站，同时进行下载速率测试。用户1： 1.09用户2： 1.11由于胖AP只能限制最大接入用户数，无法实现负载均衡，故在现网测试时，发现一台AP上接入