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，中国移动、中国电信、中国网通相继在全国范围内布署了自己的运营商WLAN（简称OWLAN）网络。根据已建成的几个OWLAN网络来看，均是基于IEEE802.11b标准的WLAN网络；做为专业的运营商级WLAN网络系统的集成商，我们在过去的工程建设中，积累出了一些针对运营商WLAN网络的解决方案，与大

2、家共享。运营商WWLANN网络体体系结构构网络结构构：电信业务务运营商商具有一一个覆盖盖全国业业务骨干干网络，在此基基础上建建设OWWLANN网络的的认证服服务（AAuthhentticaatioon SServvicee）、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 OWLLAN网网络的典典型结构构上述网络络结构中中，在城城域网以以上属于于运营商商的全国国业务骨骨干网络络，自AAC以下下属于WWLANN热点网网络，在在后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。认证流程程：WLANN

3、终端与与热点AAP建立立网络连连接，通通过无线线设备发发出认证证请求，经过OOWLAAN网络络透明传传输，到到达认证证服务器器，请求求数据经经过处理理，返回回认证结结果给WWLANN用户终终端，如如果通过过认证，计费服服务器开开始计费费。 目前运运营商级级WLAAN网络络的认证证方式有有：（11）Weeb页面面+帐号号认证；（2）EAPP-SIIM认证证；（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。热点类型型：一般情况况下，对对于WLLAN中中的主要要设备ACC（Acccesss CConttrolllerr）而言言，将它它

4、的安装装位置不不同可以以将WLLAN热热点分为为分布式式热点和和集中式式热点。对于分布布式热点点，ACC安装在在热点区区域机房房内，管管理该热热点的AAP和用用户；这这种解决决方案适适合于重重要场所所，用户户数规模模大，以以及未来来有特殊殊需要的的热点。比如，机场，大型博博览中心心等。集中式热热点：将将AC安安装在一一个比较较集中的的中心机机房，用用来管理理多个小小型热点点的APP及用户户，节省省投资。比如，运营商商的营业业厅，咖咖啡馆/酒吧等等。分布式与与集中式式没有严严格的区区分标准准，在网网络建设设中，一一般根据据所建设设热点的的实际环环境及用用户规模模而定。如果不不容易确确定采用用什么

5、方方式的热热点，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，若确有有必要再再扩建网网络容量量，改为为分布式式。网络解决决方案编写WLLAN网网络解决决方案时时，可以以采取以以下原则则：信号号覆盖位位置要准准确；信信号强度度达到建建设方的的要求，并符合合国家相相关标准准；系统统容量符符合要求求；不浪浪费建设设方的投投资；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，为了能能设计出出更合适适的WLLAN热热点建设设方案，可以将将WLAAN建设设方案种种类列为为下表：WLANN热点建建设方案案列表分类依据据方案类别别备注按热点AAC建设设方式分分

6、集中式方方案分布式方方案以AC的的安装位位置来决决定按信号频频率种类类分单网WLLAN方方案双(多)网合一一方案(GSMM/WLAAN/3G)WLANN的无线线信号和和GSMM、CDDMA等等信号是是否共用用天馈系系统按热点建建筑分室内覆盖盖方案（商业大大厦、酒酒店等）室外覆盖盖方案（住宅小小区、广广场）以WLAAN的信信号所覆覆盖区域域的建筑筑特点来来决定WLANN的网络络系统由由有线网网络和无无线信号号覆盖两两部分组组成，在在方案设设计过程程中，不不但要仔仔细考虑虑有线网网络的建建设方案案，还要要重点设设计合适适的无线线信号覆覆盖方案案。由于于WLAAN网络络的有线线部分与与局域网网络相似

7、似，在此此略去，下面重重点讨论论无线信号号覆盖部部分的方方案设计计。单网WLLAN方方案 下面面是一个个酒店WWLANN热点例例子，系系统覆盖盖图如下下：图2 XX酒店店WLAAN热点点覆盖图图方案说明明：这是一个个中型酒酒店的覆覆盖方案案，由于于整个酒酒店建筑筑已于220011年建设设了GSSM直放放站覆盖盖系统，主要是是解决-1F停停车场及及部分高高层客房房手机信信号弱和和掉话的的问题；所以在在原有天天馈系统统上加载载WLAAN信号号，将达达不到其其覆盖效效果，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。热点覆盖盖描述：方案中采采用了33台APP，3台台WLAAN

8、干放放，100幅室内内天线（1幅壁壁挂天线线/9幅幅全向吸吸顶天线线），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健身身与休闲闲室，55F客房房，总覆覆盖面积积约15500MM2。系统方案案特点：覆盖区域域与投资资额覆盖区区域涉及及多个楼楼层，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，用信号号馈线将将WLAAN信号号引入到到覆盖目目标区。 天线功功率分配配均衡对覆盖盖区域的的装修结结构必须须清楚，根据实实地情况

9、况采用合合适的覆覆盖天线线；比如如，室内内小区域域（10002200MM2）采用用全向吸吸顶天线线，空旷旷的大区区域（3300MM2以上）采用方方向性较较好的壁壁挂天线线或小板板状天线线，进行行有效覆覆盖。在在上例中中，2FF的多功功能厅约约有4000M22，楼层层高为77米，从从施工难难易程度度和业主主对工程程美观性性的要求求等多方方面因素素考虑，采用壁壁挂天线线比较合合适。信号覆盖盖区域的的轻重明明显根据实实地勘测测情况，需要对对整个热热点的覆覆盖区域域分清重重点区域域和次要要区域；对于WWLANN用户集集中的区区域，WWLANN信号要要足够强强，系统统容量尽尽量大，对于WWLANN用户少

10、少的区域域，尽量量从节省省投资的的角度考考虑系统统设计。在上例例中，可可以看出出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，其它区区域介于于二者之之间；22F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。方案小结结：在上述方方案中，系统设设计兼顾顾了提高高信号覆覆盖质量量、降低低工程施施工的难难易程序序、节省省工程投投资额等等诸多方方面的因因素，力力求WLLAN方方案最佳佳。双网(GGSM/WLAAN)合合一方案案 在此此，举一一个商业业广场的的例子来来说明。图3 系统统原理图该商业广广场4FF以上为为商住套套房（该

11、该部分无无WLAAN覆盖盖要求，在系统统图中省省略），1F-33F为商铺，其中中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，在商业业广场的的1F3F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GSSM/WWLANN双网合合一方案案。在这种结结构的网网络中，经过宽宽频带合合路器件件，将不不同频段段的无线线信号合合路到一一条馈线线上进行行信号传传输，这这就是双双网（或或多网）合一的的实现原原理。在在整个天天馈系统统中，

12、所所有无源源器件及及信号线线缆均需需支持GGSM9900/18000/119000MHzz和WLLAN22.4GGHz两两个频段段频率，其中宽宽频带合合路器是是双网合合一系统统中的关关键器件件，宽频频带合路路器应具有工工作频带带宽、插插入损耗耗小、驻驻波小、输入端端之间隔隔离度大大、功率率容量大大、交调调指标好好等特点点。 根据现现场模拟拟测试结结果，11F需要要安装33幅吸顶顶天线，2F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

13、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，在覆盖盖区域WWLANN信号为为-71ddBm，满足建建设单位位的信号号强度要要求。图4 天馈馈器件布布放图上述两个个类型的的方案例例子，重重点对无无源天馈馈系统进进行了详详细的分分析，以以达到最最佳的信信号强度

14、度覆盖。在WLLAN热热点建设设中，还还有诸如如AP信信道选择择、系统统用户容容量等等等问题没没有谈到到，下面面对此类类问题统统一论述述。方案分析析及网络络优化AP信道道选择在AP信信道配置置方面，依据8802.11bb及国家家无委会会对2.4G频频段扩频频设备的的使用规规定，该该频段的的工作频频率带宽宽为833.5MMHz，最多有有13个个信道可可用，具具体信道道标号及及其中心心频率如如下所示示：信道标号号中心频率率信道低端端/高端端频率124122MHzz24011/24423MMHz224177MHzz24066/24428MMHz324222MHzz24111/24433MMHz424

15、277MHzz24166/24438MMHz524322MHzz24211/24443MMHz624377MHzz24266/24448MMHz724422MHzz24311/24453MMHz824477MHzz24366/24458MMHz924522MHzz24411/24463MMHz1024577MHzz24466/24468MMHz1124622MHzz24511/24473MMHz1224677MHzz24566/24478MMHz1324722MHzz24611/24483MMHz 表表1 信道频频率表根据上表表，在同一区区域，存存在多个个AP的情情况下，为保证证AP信信道频率

16、率之间不不相互干干扰，要要求两个个频道的的中心频频率间隔隔不能低低于255MHzz，即信信道频率率范围没没有重叠叠，所以以相邻AAP间的信道道频率必必须两两两隔离，在DSSSS技术术中最多可可以提供供3个不重重叠的频频道同时时工作，应用中中一般选选择1，6，111三个个频道进进行频率率规划，对于热热点APP数大于于3时，采用同同一信道道的APP之间不不能有相相邻和重重叠的信信号覆盖盖区域。 在前面面所举的的两个例例子中，均只使使用了33个APP，所以以它们的的信道选选择可以以指定为为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

17、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。系统用户户容量假设一个个前提：热点的的机房设设备与运运营商中中心机房房之间有有足够大大的数据据传输速速率。对对于上述述两例中中，根据据设备性性能及系系统建设设的合理理性，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，则某一热点点的系统统用户容容量=225AP数数量在此，我我们以第第一个例例子的方方案来讲讲述，如如何优化化WLAAN网络络的用户户容量配配置问题题？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

18、能厅厅举行，这时这这个地方方的用户户可能超超过255，假设设有400个用户户，要满满足用户户的需要要，就得得增加AAP数量量，这是是其一；当与会会人员在在多功能能厅举行行完会议议后，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，这时33F的AAP用户户容量又又将成为为网络瓶瓶颈，需需要增加加AP数数量，这这是第二二点；如如果这样样简单增增加覆盖盖区域AAP数量量，那么么2F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。于是我们们提出将将2F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

19、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 WLAAN电桥桥合路原原理图在电桥的的I-AA输入端端馈入一一路WLLAN信信号/信信道1，在I-B输入入端馈入入另一路路WLAAN信号号/信道道11；经过电电桥合路路后，在在O-11/O-2两个个输出端端均可得得到信道道1和111的复复合WLLAN信信号，然然后将两两路输出出端分别别接入原原2F/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）的信号号进行覆覆盖，用用户容量量，同样样在3FF的会议议室内同同一天线线也有两两个信道道信号。在不改改变热点点整个网

20、网络拓扑扑的情况况下，提提高了系系统的利利用率，虽然系系统容量量的总量量没有增增加，但但使网络络信号覆覆盖更加加合理了了。 为了防防止上行行信号相相互串入入对方端端口，在在电桥的的输入端端，两路路输入信信号的频频率不能能同频或或邻频，最好是是频率间间隔尽量量大。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。信号强度度及干扰扰问题由于WLLAN信信号使用用ISMM频段，在这一一频段范范围干扰扰源较多多，比如如一些医医疗设备备、厨房房微波器器具以及及其他工工业设备备，等等等。但WWLANN信号的的干扰问问题大多多数是同同一运营营商/企企业WLLAN设设备之间间或不同同运营商商/企业

21、业的WLLAN设设备之间间造成的的，主要要表现为为：同一一区域同同一运营营商用了了多于33个APP进行覆覆盖，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，还还没有一一个可靠靠的办法法能彻底底解决WWLANN设备之之间的干干扰问题题，但可可以通过过调整AAP的发发射功率率来改善善覆盖区区域的WWLANN信号。AP的的发射功功率一般般软件可可调，分分为二或四个个档次，根据实实际需要要降低功功率，适适当缩小小AP的的覆盖范范围，达达到减少少同频或或邻频干干扰。如果干扰扰主要来来自自身身的APP信号，那么可可以用天天馈系统统扩展单单个APP的覆盖盖范围，使其同同一信道道的APP之间有有足够的的空间间间隔。比比如上述述的单WWLANN方案所所述的