关于WLAN无线网络规划及优化技术的探讨

裴昱翔

关于WLAN无线网络规划及优化技术的探讨

裴昱翔

中国电信股份有限公司石河子分公司，新疆 石河子 832000

阐述了无线局域网的空间覆盖要求，结合无线局域网（WLAN）的频率设计情况，提出了容量的优化设计和覆盖环境的优化、设备结构的优化等WLAN无线网络性能优化。

WLAN无线网络；规划；优化技术

引言

近年来，随着移动互联网络的不断发展，移动运营商的发展面临着极大的压力。同时，数据流量的激增也让整个市场环境的运营面临极大的挑战。在有的地方，移动通信的市场普及率较高。市场服务内容的拓展与服务人员的数量增加，使得当前业务的传统发展模式受到了阻碍，而互联网产业的发展速度较快，因此得到了人们的普遍关注，也被认为是未来发展的潜力产业。所以，在对业务模型进行构建的时候，应追求统一，以此分担设计不同制式的网络承载，确保不同网络之间的协同发展[1]。通过对区域内的不同通话场景与数据业务发展模式进行深入认识，优化配置资源内容。

1 无线局域网的空间覆盖

当前，移动通信网络技术正处于高速发展的阶段，无线局域网（WLAN）的技术也日渐成熟，但是，通信网络的最后连接依旧是不够完善的。无线局域网（WLAN）往往选择的是2.4 GHz频段，但是这一网络技术的穿透性与衍射能力较为不足。同时，无线局域网（WLAN）往往是设置在室内环境中，也就无法很好地实现大面积的覆盖与连接。现代建筑质量也对WLAN无线局域网形成了较强的屏蔽，这又加大了WLAN无线局域网的局限性。所以，需要针对于AP来对区域进行合理规划、科学设计，继而做到全方位覆盖[2]。区域覆盖首先需要进行市场调研，确定所需的AP数量和安装地点，了解WLAN网络的覆盖方式，采用室内覆盖或者室外覆盖，然后再根据环境参数进行链路预算，对其进行规划。WLAN通信距离计算是根据具体的信道环境，选择合适的信道模型，建立信号的路径损耗模型，并根据设备的性能指标或者设备的测试结果确定发射机的功率输出、接收机灵敏度和天线增益等参数信息，并通过链路预算方程计算通信距离。

2 无线局域网（WLAN）的频率设计

选择2.4 GHz的ISM频段，使其被运用到IEEE 802.11b/g设备中。它的每个信道宽带是22 MHz。这个设备所运用的13个频道所带有的中心频率间隔保持在5 MHz。其使用的频段中具有3个互不交叠的信道。单AP设备性能由于同频干扰而下降，为了确保在增加网络覆盖的同时增加AP能同比的增加网络容量。所以，在规划的时候，需要将频率的信道设置为两个相邻的AP频点。当室内有分布不规则的隔断时，覆盖区域的划分应依靠隔断物，通过合理地规划频率减少同频干扰[3]。在2.4 GHz信道带宽下，WLAN主要使用1、6、11三个信道，因为这三个信道互不交叠。为了扩大网络的覆盖范围同时降低干扰，应使用信道复用技术。为了扩大覆盖范围并减小干扰，可以使用互不交叠的信道1、6和11信道有规划地排列蜂窝，提升覆盖范围和系统容量，如图1所示。

图1 关于6和11信道排列蜂窝

图1中显示使用信道1的客户移动时，转化信道，让交替运用的信道降低信号干扰。这样可以实现更大区域的覆盖。在有遮挡物的热点区域中，应利用热点区域的阻挡物达到重复使用信道的目的。

3 无线局域网的容量规划

在无线局域网（WLAN）中，站点数量增加，也会让数据流量变大，继而使得数据包之间的碰撞更为频繁，更加容易诱发数据拥堵，降低整个系统的吞吐率。所以本文的应用于WLAN中基于竞争的MAC协议，尤其以IEEE802.11DCF为重点研究对象。在WLAN无线局域网运行中，竞争周期产生的浪费空闲信道以及数据帧在传输过程中发生的碰撞等问题都是导致系统性能卡顿或者缓慢的原因。MACAW协议的一种MILD算法中的某个单元上的某个节点一旦出现离线情况，就间接地增大了规避值，最终在使信道空闲产生浪费现象同时也增大了延迟[4]。相比MILD算法，EIED算法在吞吐量和延时方面做了很大的改进与优化，但是也有节点峰值，一旦节点大于60，那么在吞吐量方面，MILD算法就优胜EIED算法。为了改善数据包的碰撞频次，在帧格式上增添了退避值和退避窗等相对的字段，从而让站点的退避值与退避窗自由选择适合的退避值，以此改善系统的吞吐值，尽力避免网络延时的产生。

4 检测试验的分析与结果

利用对网络时延、吞吐量、丢包率等进行OPNET仿真，对所提新算法与传统DCF算法进行分析比较。主要针对10、20、30、40、50节点的场景进行仿真。对改进的CSMA/CA方案进行仿真平台的建立，主要对网络层、节点层和进程层三层进行仿真模型的建立，网络层主要通过子网、节点、链路和地理信息描述网络拓扑，在网络层中共配置了30个节点。

5 WLAN无线网络性能优化

5.1 容量的优化设计

容量的优化指的是频率的优化。在当前的实际环境中，因为多个运营商都在一个区域内，继而导致不同运营商的信号相互干扰，且信号在楼层间有间隔的情况下会出现一定的损耗，因此处理干扰问题，可以将以下几点作为参考：（1）控制并规避设备间的频率，选择合适的频点；（2）使用智能天线；（3）增大AC用户的容量；（4）平衡负载。

5.2 覆盖环境的优化

覆盖环境的优化，需要追求统一化，以针对实际情况选择更为合适的覆盖方式、天线类型、输出信号强度等情况因地制宜，最终使用户的需求得到满足并保障网络的连续性覆盖。

5.3 设备结构的优化

设备结构的优化，指的是对设备类型与设备所处环境的优化。这项工作的内容主要包括：（1）及时发现、尽早处理出现的问题。当设备老化时，需要及时维护与处理，继而优化交换机；（2）优化机房所处环境，做好防尘静电处理；（3）优化AC运行状态和部署方式[5]。

6 总结

综上所述，由于无线网络本身的发展速度较快，其网络覆盖面积较大，因此，WLAN网络的用户量与容量的增速较为明显。为了使WLAN网络的市场占有率进一步增多，更好地迎合市场用户的需求，应合理规划WLAN网络的无线覆盖量、容量以及频率，不定期优化网络覆盖，实现对当前设备结构的更新，确保无线网络的使用需求，提升使用者的使用感受。

[1]瞿朝成，朱小军.基于WLAN的校园无线网络应用研究[J].自动化与仪器仪表，2016（4）：207-208.

[2]逄金龙.WLAN无线网络在黑龙江垦区的发展[J].信息技术，2016（9）：191-194，198.

[3]孙尧.WLAN无线接入网络规划及网络性能优化的研究[D].南昌：南昌大学，2015.

[4]张城，谭朔.Pon+LAN网络在校园无线网络的应用设计分析[J].赤峰学院学报（自然科学版），2017，33（6）：17-19.

[5]徐莹，石坚.基于WLAN的校园无线网络的规划与设计[J].电子测试，2015（23）：70-72，88.

Discussion on WLAN Wireless Network Plan and Optimization Technology

Pei Yuxiang

China Telecom Co., Ltd., Shihezi Branch, Xinjiang Shihezi 832000

The paper expounds the requirements of the WLAN’s space coverage. Combined with the frequency design of the wireless local area network (WLAN), the paper propose the optimization design of the capacity, the optimization of the coverage environment and the optimization of the device structure and other optimization of the WLAN wireless network performance.

WLAN wireless network; wireless network plan; optimization technology

TN925

A

1009-6434（2017）10-0031-02