WLAN网络中单AP覆盖场景应用建议

林菁，张洁琼

（1 中国移动通信集团设计院有限公司，北京 100080；2 中国移动通信集团河南有限公司新乡分公司，新乡 453000）

WLAN网络中单AP覆盖场景应用建议

林菁1，张洁琼2

（1 中国移动通信集团设计院有限公司，北京 100080；2 中国移动通信集团河南有限公司新乡分公司，新乡 453000）

文章通过对路测数据的分析，重点研究了单AP场景的覆盖、多用户情况、干扰、切换等性能，给出了该覆盖场景下的应用建议及应用范例。

WLAN；单AP覆盖；CPE

1 单AP覆盖方案

目前WLAN网络主要采用以下3种覆盖方案：单AP覆盖、以CPE为代表的拓展覆盖方案以及无线回传方案，其中以单AP覆盖方案使用的最为广泛。

单AP覆盖的主要手段有增大发射功率提高下行覆盖能力；采用AP+增益天线、扇区化部署，同时扩大上下行覆盖范围和链路质量；采用智能天线技术，获得赋型增益以改善上下行覆盖质量。其中，第一种手段，仅能扩大下行覆盖，而由于WLAN是上行受限网络，故其覆盖性能改善效果有限，且存在一定的政策风险。因此，单AP覆盖方案主要使用AP+增益天线和智能天线AP两种手段。

2 单AP覆盖场景性能分析

2.1 覆盖效果

2．1．1 视距场景

智能天线AP与AP+增益天线的性能对比。主要覆盖区域内，两种方式覆盖能力、吞吐量差异不明显。AP+增益天线有“塔下黑”现象，而智能天线AP效果相对较好。采用定向MIMO天线或智能天线AP，覆盖半径密集城区约为200～400 m，一般城区约为300～400 m，农村约为500 m。对于干扰较强的区域，覆盖半径相对较小。

802.11n与802.11g的性能对比。各场景下两种模式覆盖范围基本相当。802.11n吞吐量整体高于802.11g。

5.8 GHz与2.4 GHz的性能对比。5.8 GHz模式覆盖场强略低于2.4 GHz，但吞吐量优于2.4 GHz。

不同MIMO天线的性能对比。选取农村场景，从测试结果来看，不同MIMO天线的性能没有明显差异，如图1所示。

2．1．2 非视距场景

WLAN信号的反射、绕射、穿透性能都较弱。从测试结果来看，各种设备该场景下覆盖效果普遍较差，尤其是上行。此外，网络的吞吐量与距离的相关性较小，与遮挡情况相关性很强。因此，在该场景下，采用单AP覆盖模式很难实现无缝的面覆盖，覆盖区域主要以线为主（可视区域内）。

2.2 多用户情况

室外场景中，用户更为分散，造成不同用户竞争得到的带宽差异较大，且远端客户的调制方式较低，因而降低网络整体性能。此外，室外存在更多隐藏节点问题，对多用户的网络容量影响明显。

从测试结果来看，在室外覆盖情况下，网络整体容量较所有用户位于近端的情况下低，其中网络上行吞吐量下降更为明显。802.11n模式下的吞吐量要高于802.11g模式下的吞吐量。限速情况下，网络整体容量降低，但是用户公平性较好。智能天线AP和AP+增益天线的效果没有明显差异。

由于WLAN采用CSMA/CA机制，用户共享带宽，在不限速的情况下，网络带宽主要被近点和中点用户抢占。

2.3 干扰

选取不同场景的干扰测试值进行对比分析，如图2所示。

从测试结果可以看出，不同场景中，在两个用户同样存在干扰的情况下，网络的吞吐量与单个AP的均值基本相当。如果两个用户所处区域不同时，RSSI较高的用户获得的带宽较高。

2.4 切换

我们注意到，AP间切换的好坏与终端的策略有关，测试终端的不同会带来测试结果的差异。

从测试结果可以看出，各款AP、终端均能实现切换。切换时延在几十至100多毫秒之间，各款终端的测试结果有一定差异。

2.5 单AP覆盖场景性能总结

从整体效果来看，采用单AP覆盖模式很难实现无缝的面覆盖。在视距情况下，采用定向MIMO天线或智能天线AP，覆盖半径约为200～500 m；非视距场景下覆盖效果普遍较差，尤其是上行。网络整体容量较所有用户位于近端的情况下低。限速情况下，网络整体容量降低，但是用户公平性较好。

从对比效果来看，整体上智能天线AP与AP+增益天线覆盖效果接近。802.11n设备覆盖能力与802.11g设备相当，吞吐量整体优于802.11g设备。5.8 GHz模式的覆盖场强略低于2.4 GHz模式，但吞吐量优于2.4 GHz模式。一体化和非一体化MIMO天线的性能没有明显差异。

3 单AP覆盖场景应用建议及举例

3.1 单AP覆盖场景应用建议

基于上文对该场景性能的总结，单AP覆盖应通过连续的、分布式的、有针对性的热点覆盖方式实现。

本文建议，实际建设中应结合不同场景的覆盖需求，结合工程实施的难易程度、采购成本及产品成熟度等方面的情况进行方案选择。建议使用802.11n设备进行组网，并采用一体化的n×n（n＝2或3）的MIMO天线进行覆盖。在2.4 GHz干扰严重的地区，可考虑采用5.8 GHz提升网络容量。由于用户的接入速率与所处位置、终端能力密切相关，因此建议采用限速手段保证用户接入的公平性。综合以上应用建议，将几种常见单AP覆盖方案的使用场景、特点列举如表1所示。

3.2 单AP覆盖场景应用范例

3．2．1 场景1:机场候机楼

机场候机楼一般由钢结构加玻璃外墙组成，相对宽敞，空间很大。候机楼内高端用户较多，话音和数据业务需求均较高。

表1 单AP覆盖方案使用场景及特点

解决方案：可以采用全向天线和定向天线两种方式。WLAN覆盖方式可采用与室分合路，但考虑到布线、安装设备都比较困难，也可以为WLAN单布一套系统，单AP的覆盖面积不要超过一个候机区。考虑到候机区上方空间较大，垂直高度高，全向天线输出电平可以达到12 dBm， 单天线覆盖面积可以达到500 m2覆盖一个候机区。如果候机区上方不允许安装天线，可以在候机区一侧的售货区安装定向天线，对候机区进行覆盖。在这两种情况下，一个AP均可带一副天线，覆盖一个候机区。对于餐饮休闲和商业区，该区域建筑一般为纤维板或石膏板的隔断式独立区域或者空旷区域，天线布放按照间距15 m以内的原则，依靠天线对板材的信号穿透可以达到覆盖效果。对于VIP候机厅、茶座咖啡无线畅游区等区域，对无线上网的需求较高，可进行单拉AP建设，同时做好与覆盖本区域室内分布AP频点的隔离。

3．2．2 场景2:咖啡馆

该类场景的建筑物多为钢筋混凝土结构外加玻璃幕墙，一般分为大厅和包房区，楼层间穿透损耗较大，包房隔断损耗较小。高端用户比例高，话音和数据业务需求均较高。

解决方案：在目标覆盖区域或附近直接部署AP，AP通过其自带天线或简易天馈系统实现WLAN覆盖。室内安装AP采用自带天线时，一般使用2.4 GHz、5.8 GHz或2.4+5.8 GHz双频室内型100 mW AP；采用简单天馈系统方式时一般使用2.4 GHz 室内型100 mW AP。由于AP功率较小，WLAN覆盖范围也较小，覆盖范围受到建筑物内部设施、房间分隔的影响，实际应用中一般以不穿透墙或只穿透一堵墙为宜，在不同楼层一般需要使用不同的AP进行覆盖。实际部署中可以利用房间墙壁等的隔离效果，采用降低单AP 发射功率的方式，增加AP数量，缩小单AP覆盖范围，提高网络容量。

3．2．3 场景3:乡镇

乡镇主要用户为沿街商铺和住宅，建筑物密度较低，房屋楼层较低，有利于室外WLAN信号传播。网络以信号覆盖为主兼顾容量。

解决方案：该场景可采用室外AP+室外高增益定向天线方式进行覆盖，对于非视距或用户家里信号较弱区域，可在用户侧增加CPE接收装置，增强覆盖效果。容量较大时，可以采用802.11n设备，并配合室外MIMO天线，提高整体容量。

3．2．4 场景4:旅游景点

旅游景区一般随游览路线分布，覆盖区域较大，无线环境相对简单。景点游客流动性较强，用户数与旅游淡旺季有关。景区WLAN业务需求量一般，用户数较小；用户的WLAN主要应用包括网页浏览、传输照片与视频、地图搜索等。该场景WLAN建设应以覆盖为主。

解决方案：旅游景区场景可使用802.11n标准的AP设备进行组网，采用旅游景点室外AP+增益美化天线的方式建设。根据景区用户活动情况，确定每台AP安装位置和覆盖区域。设备一般安装在室外机柜内，天线可采用室外美化天线。如景区内已有室外基站，可与室外基站共用设施。

Proposal on the application of single AP coverage scene in WLAN

LIN Jing1, ZHANG Jie-qiong2
(1 China Mobile Group Design Institute Co., Ltd., Beijing 100080, China; 2 China Mobile Group He'nan Co., Ltd. Xinxiang Branch, Xinxiang 453000, China)

Through analyzing the test data,this article focuses on research the performance of signal-AP scene,which including the cover,multi-user condition, interference and handoff,etc, gives the application advice and example under this overcast scene.

WLAN; single AP coverage; CPE

TN929.5

A

1008-5599（2013）10-0024－04

2013-09-01