高密场馆WLAN技术建议书

高密场馆方案

技术建议书

场馆特点分析

高密场景特点

当某个区域内集中了大量的用户或者终端，导致用户密度（单位面积的用户数）很高,且这些

终端都具有接入网络进行网络业务的需求，即可认为此种场景属于高密场景。

密集终端数量分析

根据球场WLAN网络建设经验，基本每一个体育场观看球赛的球迷都会随身携带wifi

智能终端，其中30%的智能终端连接WLAN网络后处于活动状态或者网络使用状态。基于

以上分析体育场的WLAN使用情况如下：

EstimatedPercentageNumberofClients

Maximumcapacity100%28,000

AttendeesbringingaWi-Fidevice100%28,000

Activedevices30%8400

说明：以上表格内数据可以根据实际项目中体育场情况调整。

用户类型分析

场馆的用户类型与园区的用户类型存在很大差异，园区的用户大部分都是固定办公用

户，而场馆的用户群则是以流动的访客居多。因此场馆的用户包括但不限于：

•普通球迷

•VIP球迷

•工作人员

•媒体从业人员

终端类型分析

场馆用户涵盖了球迷、工作人员以及媒体从业人员等类型，根据这些用户类型，推测场

馆中存在的WIFI终端包括但不限于：

•智能手机（Android、iOS、Window8>Blackberry等）

•平板电脑（Android、iOS、Window8等）

•笔记本电脑（MACOS、WINDOWS等）

•其他专用终端

目前市面上的WiFi终端支持的制式包括802.Ha/b/g/n等，在WLAN网络中多种制式终

端同时接入网络，对于网络速率会产生一定的影响。

10个用户平均20个用户平均30个用户平均

吞吐率(Mbps)吞吐率(Mbps)吞吐率(Mbps)

100%HT2011n7.443.481.97

75%HT2011n/25%11a(g)6.842.881.67

50%HT2011n/50%11a(g)6.242.281.37

25%HT2011n/75%11a(g)5.641.681.07

100%11a(g)1.860.870.49

应用种类分析

考虑场馆人员组成(普通球迷、VIP球迷、工作人员及媒体从业人员等)，那么场馆

中可能存在的应用大致包括：Web页面浏览、视频观看、IM、E-mail、SNS和VOIP。

针对这些应用所需的速率以及及时性分析，以“网页浏览”为例，用户体验关键指标：

延迟小于4秒。应用的带宽需求如下：速率=web网页的大小/延迟=(200KBX8)/

4=400kbpso

现网中的姆APP比例网页浏览的关键指标：“延迟”

■WebBcow>mg美蟆指赤&典型伯

3%2%土丝0%■Streaming媒介应用对称性

单望手延迟影晌|信息丢失

WOthef

HTMLM主要为单

■P2P(<4»ec/页N.A无

员浏览向

M»M

HFHeAccess泰森3Gpp22105

■Enruil

■NetworkAdmin保证良好的用户体验：延迟小于4s

MTunnelling

■Stock

MGjme应用影晌体线侬去用户体验范围

wvolP

显示延迟:<3$很流登优秀

MDatabjw

起示延迟流畅良好

HTML网页浏览

来源10,2012CQofsomeOperator

显示延迟:8~15s君宴报控

来标.HuaweimLab

现网中典型APP和关键指标

球场内各应用良好运行所需要的带宽情况如下:

APPDateraterequirementRemarks

Web160-400kbpsSizeofwebpage:200KB,Delay:4~10s

VideoStreaming280~560kbpsRealtime

1M32-64kbps2KB/Session,0.5s.

Email400kbps10OKB/Session,2s

SNS200kbps50KB/Session,2s

VoIP256kbpsRealtime,takeFaceTimeforexample,GBR256kbps

说明：以上表格内业务种类和数据可以根据实际项目中体育场情况调整。

方案设计

总体网络架构设计

宣知油ip7777-室内TAP

(AFMIOON^GH)二二二匚二二三二(AF7110CN^GH|

怎导导•导导与与与

方案采用扁平化网络结构，仅保留核心层和接入层，核心层作为网络二三层分界点，核

心交换机作为整网网关。

•终端层

包含体育馆内的球迷携带的wifi智能终端设备一一智能手机、平板电脑及笔记本电

脑等，这些智能终端通过场馆部署的WIFI热点链接场馆WLAN网络，从而访问场

馆业务和internet服务。

•无线接入点

Wifi智能终端需要通过AP设备提供的无线信号接入体育馆的网络。根据AP设备

部署的部署位置室外还是室内，分别选择为室外型AP6510DN-AGN以及室内型

AP7110DN-AGNo

具体室内和室外AP选择原则：

■针对场馆的室内走廊、VIP室、休息区等室内环境，可以根据不同的观众密度以

及区域、墙体分布选择室内AP；

■通常大型体育场看台部分属于半室外环境，考虑到雨露侵蚀、阳光直射，建议

选用室外APo

•接入层

接入层负责将一系列AP设备接入到体育馆网络，接入层由以太网交换机组成，采

用二层交换，交换机型号选择为S5700系列交换机，接入层交换机需要支持POE功

能，以便为AP提供POE供电。

•核心层

核心层型号根据需要选择为S12700或S9700系列交换机，核心交换机启用三层路

由功能，作为整网网关。在S9700交换机配置ACU2插卡，对提供无线接入的设备

AP进行管理。

•AC控制器

AC控制器根据需要可以随板AC（核心需要选择S12700支持），也可以选择AC插

卡或者独立的盒式AC设备。

•网络出口

体育馆网络出口是连接到外部公网的边界，在网络出口部署下一代防火墙

USG668O0USG6680旁挂在核心交换机上，同时为场馆IDC和Internet提供安全防

护功能。

•数据中心

部署服务器和应用系统的区域，为体育馆内部和外部用户提供足球赛事相关的数据

和应用服务。eSight、policycenter以及场馆业务服务器都部署在该区域内，分别实

现对网络统一管理，用户认证功能以及场馆数据服务等业务。

场馆WLAN部署设计

覆盖和高密用户接入是体育场馆WLAN方案中的两个最关键的需求。良好的覆盖需

要满足所有用户都有接入的机会，同时也需要在高密度AP布放的情况下控制干扰，这些

与AP的布放位置，天线选择都有非常密切的关系。

•室外AP选型

通常大型体育场看台部分属于半室外环境，考虑到雨露侵蚀、阳光直射，建议选用

室外AP；看台部分，AP与接入交换机距离较近(<80m),可以选用AP6510DN(支持

POE供电)；如果AP与接入交换机距离较远，无法满足POE供电要求，可以选用

AP6610DN配合交流供电。AP6610DN还可用于接入交换机下行端口为光口的场景。

华为AP产品AP6510DNAP6610DN

产品图片

高密模式YY

MIMO2X22X2

并发用户数6060

最大用户数128128

天线外置天线外置天线

单天线最大发射功率26(2G)+20(5G)dbm*27(2G)+24(5G)dbm*

功耗25.5w30w

供电方式PoE：-48VDC本地交流供电

工作模式Fit/FatFit/Fat

工作温度-40〜60C-40〜60C

WiFi标准a/b/g/na/b/g/n

上行端口ETH：10/100/1000MSFPorETH

防护等级IP67IP67

-根据不同国家要求，发射功率可调节。华为室外AP参数对比

华为室外型AP对比

•AP布放方式

在体育馆场景下AP布放方式主要有三种：Overhead方式，Side方式和Floor方式,

如上图所示，这三种方式可以在应用中根据实际情况灵活选择。

最后一行座位

第一行座位

最后一行座位

第一行座位

足球场AP6510DNOFAP6610DN

Overhead布放方式俯视图

顶棚

Overhead布放方式剖面图

Overhead布放方式覆盖示意图

Overhead方式把AP放在覆盖区域的上方，如体育场顶棚等位置。这种布放方式隐蔽

性好，安装位置高，安全性好，不易遭暴力破坏和被盗；由于是视距覆盖，无穿透损耗

等，覆盖效果也比较好。但是这种无视距的覆盖往往隔离度也比较差，很容易形成干

扰，尤其是使用方向性不好的天线的时候；同时Overhead的布放方式对施工也提出了挑

战，比如顶棚的承重，登高施工成本等。

Side布放方式剖面图

Side布放方式示意图

Side布放方式可以把AP侧挂在体育场的广告牌，栏杆或者后排墙上等位置。这种布

放方式安装方便，容易施工，覆盖效果比较好。同时Side布放方式也是一种视距覆盖，

隔离度比较差，往往容易形成干扰，尤其是使用方向性比较差的天线。

Floor布放剖面图

Floor布放示意图（看台背面）

Floor布放示意图（座位下面）

Floor布放方式使用微微蜂窝的思路，将AP安装floor附近，如座位下，或者看台背

面，等位置。这种方式最大的优势在于利用椅子，看台，高密度的人群等形成的隔离，

干扰小，信道更容易复用，可形成更高密度的AP布放，接入更多的用户。但同时施工难

度也比较大，可能需要破坏现有的建筑表面，添置走线的钢管，保护AP在球迷冲动的情

况下不被破坏的的AP保护盒或者伪装盒等附属材料。

Floor方式安装在看台背面时，需要考虑看台水泥板的衰减，当水泥板衰减不是很大

时可以考虑使用室内AP覆盖，看台厚度较大，衰减较大时，可以考虑使用室外AP加定

向天线垂直于看台朝上覆盖。看台具体衰减和覆盖效果应该根据测试效果来看。

覆盖方式优点缺点推荐指数

1、终端和AP之间视距传输，衰

1、通常最后一行座位离顶棚较近，设备安装位

减可控

置较低，观众可能触及，这种情况下，需要建议

Side2、设备高度一般，易于安装★★★★★

客户做一定伪装。

3、AP一字排开，同频AP距离较

2、对于纵深较长的看台需要其他方式补充覆盖

远，抗干扰效果好

1、对有马道的顶棚，设备安装方1、对结构简单、高度较高的顶棚，设备安装有

便一定难度

Overhead★★★★

2、终端和AP之间视距传输，衰2、信道规划不仅要考虑左右AP,还需要考虑前

减可控后AP的影响，抗干扰没有边上覆盖好

1、通过障碍物衰减，可以有效控1、从看台背面到终端，中间障碍物复杂，衰减

Floor★★★

制单个AP的覆盖范围，从而提高不易估计。

AP的布放密度，接入用户更多。

2、设备安装于看台背面，对观众

不可见

三种安装方式对比

•小半功率角天线

高密场景下由于AP布放密度高，系统内的干扰要远大于一般场景下，控制每个AP

的覆盖非常重要。选择天线时希望能够信号控制在覆盖目标区域内，而在其他区域内能

够迅速衰减。对于体育场这类近距离布放AP比较困难的场景，小半功率角的定向天线是

一种很好的选择，这类天线也是很多高密场景下用得比较多的天线形态。

Gainof20degrees:

18dBi-15dB=3dBi

Gainof90degrees：

18dBi-32dB=-14dBi

华为在高密场景中使用的小角度天线方向图

如上图所示，水平和垂直半功率角都为18度的天线方向图，蓝色为水平天线方向

图，红色为垂直天线方向图。良好的方向性使得在偏离主瓣20度后增益衰减到3dBi以

下，在90度方向已经衰减到-14dBi。

华为在体育场馆场景下提供多款方向性非常好的小角度天线，有效的控制覆盖减少干

扰。

18°(2.4G)15°(5G)60°(2.4G)60°(5G)

产品图片f।

每个AP所需数量1111

适用频率2.4G5G2.4G5G

增益（dBi）18*19*11.5*12*

水平波瓣18°15°60°60°

垂直波瓣18°15°30°30°

极化方式双极化双极化双极化双极化

接口N-female*2N-female*2N-female*2N-female*2

AP6510DNAP6510DNAP6510DNAP6510DN

适用AP

AP6610DNAP6610DNAP6610DNAP6610DN

尺寸（mm）340*340*25250*250*25250*155*60230*145*55

编码27011344270108902701081227010889

-根据不同国家的安全认证要求，需要配置衰减器.

华为天线参数对比

当体育馆顶棚高度为H（如40米），天线装于顶棚朝下覆盖看台部分，选用水平波瓣

角为18度的天线，波束示意图如下：

如图，可以看出小角度天线到达覆盖区域的覆盖半径相对较小，可以有效控制单AP

的覆盖区域，从而增加AP布放密度，提高支持用户数量。

•干扰管理

在完成基础的覆盖设计后，仍然需要通过频率规划，干扰管理特性等手段进一步减少

WLAN的干扰。

图1体育场频率规划示意图

不管在2.4G还是5G,频率资源都是有限的。在体育场馆场景下，频率规划中使用蜂

窝的方式完成频率的复用，以保证相同的信道不直接相邻。在AP数目较多,布放紧密时，

可以考虑使用1，9,5,13信道依次排列来减少AP之间的同频干扰。

WLAN的干扰可以分为系统内的干扰和系统外的干扰。其中系统内的干扰通过频率

规划，AP布放，天线选型等RF规划手段解决。华为的解决方案中，系统外干扰可以通

过频谱分析的手段解决。

频谱分析

华为频谱分析方案可以通过部署专用AP工作于Monitor模式或者业务AP工作在

Hybrid模式，完成对微波炉，无绳电话等来自WLAN系统外的干扰的扫描和频谱采用。

AP将扫描和采用后的数据上送到AC,在AC侧完成数据分析和特征识别，分析出干扰

源类型，并通过eSight完成干扰源的定位显示，直观的呈现给网络维护人员，方便网管

人员完成干扰源的排查和清除。

•接入交换机规划

1、接入交换机的安装位置到需要接入的AP走线距离保持在80m以内，好一点的线，

如超5类线，最大可以拉100米（不是直线距离，而是要按走线规则计算距离）；

2、接入交换机的安装位置选择应避免强电强磁等干扰；

3、接入交换机的安装位置需要有可靠的交流电源；

4、交换机的安装位置还需注意防潮、防尘（根据环境另外采购防护盒）；

5、根据交换机的端口数量、电源模块的POE供电能力以及AP的功耗，确认可以接入

的AP总数（室外AP功耗较大，需特别注意）；

•走线供电

1.AP到接入交换机的网线长度通常不超过80米，好一点的线，如超5类线，最大可

以拉100米；

2.网线长度需要预留5米左右，以备后期调整；

3.远离强电强磁；

4.提前与客户确认走线，避免因物业、美观等其他原因，客户不同意施工；

三种供电方式:

AP优选POE交换机供电方式，满足802.33

POE交换机供电

附近有交流电源的环境，可选交流适直器供电（针对室内AP）

本地交流供电

在AP附近没有交流电源的环境，可选择POEg配器供电

POE适配器供电

AP供电方式

5.Overhead方式安装AP且机柜位置较远时，可以通过延长馈线的方式，天线安装在

顶棚将AP安装在较低的位置。

接收灵敏度(2.4GHz、802.lln、HT20、

设备发射功率天线增益

MCS7/15)

AP27dBm根据所选天线而定-71dBm

手机10-13.8dBmOdBi-64dBm

手机和AP接受灵敏度

说明：如上是常见典型值，不同厂家设备参数可能会有不同。

上行信号场强计算公式：（不考虑干扰、线路和障碍物耗损等因素）

最终信号场强=发射功率+发射天线增益-传输距离衰减值+接收天线增益

计算上行场强时要满足：信号场强一系统裕量〉设备接收灵敏度;

系统裕量与信号传播环境有关，一般情况下可以按照10dB考虑。

传输距离衰减值：

距离1m2m5m10m20m40m80m100m

衰减值39.6dB45.62dB54.02dB60.04dB66.06dB72.08dB79dB80.04dB

传输距离衰减值表

例如顶棚高度40m时，传输距离衰减值为72O8dB,选用18dBi增益的天线，

上行信号场强=13.8-72.08+18=-40.28dBm,减去10dB的系统裕量为-50.28dB。AP的接受灵敏度为-71dB,即馈线有

20.72dB的损耗空间，由于不同型号的馈线的衰减情况不一样，请根据所选型号的馈线计算可以使用的最大馈线长度。上

述为理论计算，实际操作时请根据测试数据制作。

•SSID规划

体育馆内无线网络按照用户类型和业务类型划分不同的SSID(ServiceSet

Identification),,建议的SSID规划如下：

用户接入网络接入设备SSID

普通球迷Internet＞球场对外业务网笔记本/pad/智能手机SSID-Plain

VIP球迷Internets球场对外业务网笔记本/pad/智能手机SSID-Vip

媒体从业人员Internet、球场对外业务网笔记本/pad/智能手机SSID-Vip

工作人员Internets球场对外业务网笔记本/pad/智能手机/专用终端SSID-staff

通常，以太网中管理VLAN和业务VLAN分离。业务VLAN主要用于区分不同的业

务类型或用户群体。

在WLAN网络中SSID也同样可以承担相应的工作。因此，在业务VLAN的规划中

必须综合考虑VLAN与SSID的映射关系。业务VLAN应根据实际业务需要与SSID匹配

映射关系，映射关系有1:1、1:N、N:l、N:N四种，AC设备终结VLAN部署。

AP可以配置多个SSID,华为单频AP可支持16个SSID,双频AP可支持32个

SSIDo通过配置多个SSID,可以将一个AP划分为多个VAP(VirtualAccessPoint),每

一个SSID对应一个VAP,AC针对VAP进行策略下发，VAP根据策略进行终端与业务管

理。

高密接入设计

高密接入是体育场馆另外一个关键需求。华为高密场馆方案提供一系列的软件特性,

通过对无线资源进行管理，以进一步提升高密接入性能。这些特性按类别划分为四类：

干扰抑制类特性，空口效率类特性，多用户调度类特性和负载均衡类特性。

类别描述价值

CCA优化优化CCA参数，提升AP对干扰的容忍度

逐包功率控制AP下行功率控制减少系统内的干扰

干扰抑制

监视网络环境变化，周期性或事件触发调优以保持网络性能处于最佳状

自动调优

态

低速率、弱信号用户接入控制控制低速率，弱信号用户接入，提升空口的使用效率

低速率、弱信号用户下线控制控制低速率，弱信号用户下线，提升空口的使用效率

空口效率

Beamforming（包括隐式和显

提升空口使用效率和用户体验（含老旧终端）

示）

动态EDCA参数灵活调整物理信道竞争参数，降低碰撞几率，提升吞吐率或用户数

虚拟管道（VAP）通过虚拟管道，减少用户碰撞，提升吞吐率或用户数

多用户调度

下行公平调度，让不同速率的用户获得相同的调度时间，提升高速率用

公平调度

户体验

让双频用户优先从5G接入，充分利用5G信道，优化终端分布，提升接

5G优先接入

负载均衡入用户数和用户体验：

负载均衡优化终端在不同AP分布，提升接入用户数和用户体验；

•干扰抑制

■CCA优化

CCA（ClearChannelAssessment）,即空闲信道评估。在WLAN系统中，AP或者终

端是通过对信道进行能量检测的方式判断信道空闲的：

■CCA(dBm)

1）当检测到某信道的能量＞=。3人门限，认为信道繁忙，不在该信道发送；

2）当检测到某信道的能量＜CCA门限，认为信道空闲，使用该信道发送；

在高密场景下，由于AP以及终端密度大，距离近，信号强度比普通场景要强，信

道上检测到的能量很容易超过CCA门限，可能会出现2个或者多个设备共享带宽,

而影响带宽。华为CCA优化特性可以通过根据实际场景对CCA进行优化，减少多

个设备共享带宽的可能性，从而提供更多的用户接入和更高的吞吐率。

・CCAoptimization

-todecreaseuselesssignalinterference

-accordingtoenvironment,Adjustthevalue=

-rangewillbebetween-75dbmand-85dbm.

■逐包功率控制

[Transmitwithlowpower

hr

Transmitwithhighpower

Signal-strength-basedpower

adjustmentreducesinterference

tootherAPsandclients.

逐包功率控制可以有效减少WLAN系统内的干扰，提升用户的吞吐率性能。AP实

时检测STA的信号强度，如果STA信号强度强大于功控目标值（距离AP较近），

则发送数据包时自动降低实际发送的功率；如果STA信号强度小于目标值（距离

AP较远），则增加发射功率。

■自动优化

自动调优是指AP通过收集到的周围AP的信号强度，信道参数等，生成AP的拓扑

结构，根据合法AP、非法AP以及No-WiFi形成的干扰以及各自的负载，自动调整

AP的发射功率和信道，以保证网络处于最佳的性能状态，提升网络的可靠性和用户

体验。

AP倒萩

合法、非法A阡扰

调优算法

No"WiFe干扰API-?2曲宁

说明:

1、自动调优得到的AP发射功率和逐包功控控制之间的关系：自动调优得到的AP发送功率确定了AP实际

发射功率的上限，而逐包功率控制在这个上限范围内逐包调整AP的发射功率。

2、自动调优可以减少网络维护工作量，并保持网络性能保持良好的状态。但调优过程中对业务的影响也需

要关注，在大业务量的高密场景下使用需要谨慎。

3、调优的区域以AC为单位，每个AC各自调优。在每个调优区域中，根据信号强度过滤形成最小的调优

范围，合理减少计算量并保证调优效果。

•空口效率

当部分终端速率低的用户使用WLAN时，一方面会大大降低空口效率，另一方面也

会影响其他用户的体验。尤其大量用户接入的高密场景下，低速率用户会加剧空口资源

紧张，减小AP的容量，带来用户体验的恶化。低速率用户越多，带来的这种影响越大。

通过控制这种低速率用户的初始接入和在线使用，可以减少这种影响。

Restrictionaccess

Preferenceaccess

1）限制低速率用户接入

在初始接入时判断用户速率，对于速率过低的用户不允许接入网络中。

2）限制弱信号用户接入

在初始接入时判断信号强度，对于信号强度过低的用户不允许接入网络中。

3）强制低速率用户下线

对于在线用户，实时监控其速率，对于速率过低的用户，强制其下线，辅助其选

择信号强度更好的AP接入。

4）强制弱信号用户下线

对于在线用户，实时监控其信号强度，对于信号过弱的用户，强制其下线，辅助

其选择信号强度更好的AP接入。

5）波束成形（Beamforming）

所谓波束成形技术是指，信号发射端根据获取到的发射端和接收端之间的信道信

息，调整发射端的发射参数，在接收端形成能量的集中，从而达到改善覆盖，提

高容量的目的。华为体育场馆解决方案支持隐式和显示的波束成形，可以有效提

升所有终端（包含老旧终端）链路性能，提升空口效率。

传

统B

无e

线a

网m

络f

o

n

g

度

用户调

•多

数

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■动

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碰撞的

时，

数增加

入用户

竞争接

，在

方式

接入

多址

入的

争接

用竞

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WLA