WLAN無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋解決方案研究

李 麗， 楊建華

（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司北京分公司，北京 100038）

0 引言

自2006年開始，國(guó)內(nèi)各運(yùn)營(yíng)商先后建設(shè)無線局域網(wǎng)（WLAN）試驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)和商用網(wǎng)絡(luò)；2008年3月，中國(guó)移動(dòng)集團(tuán)公司針對(duì)WLAN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)提出“國(guó)內(nèi)領(lǐng)先，國(guó)際一流”的目標(biāo)，要求進(jìn)一步提高網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)能力。現(xiàn)根據(jù)實(shí)際建網(wǎng)中的場(chǎng)景聚類分析，探討各類場(chǎng)景無線覆蓋解決方案，以有效指導(dǎo)WLAN建設(shè)，提高建設(shè)效率和質(zhì)量。

1 WLAN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)思路

目前，WLAN網(wǎng)絡(luò)需求場(chǎng)景主要依據(jù)社會(huì)功能屬性劃分，便于終端用戶接受和市場(chǎng)部門的業(yè)務(wù)推廣，但不能體現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需求特點(diǎn)。從網(wǎng)絡(luò)建設(shè)角度分析，場(chǎng)景劃分的關(guān)鍵維度是無線傳播環(huán)境和用戶業(yè)務(wù)分布。按無線傳播環(huán)境劃分，目標(biāo)區(qū)域包括室內(nèi)多樓層多間隔區(qū)域、室內(nèi)小范圍區(qū)域、室內(nèi)大范圍開闊區(qū)域、室外低層樓宇區(qū)域和室外開闊區(qū)域5類。從容量需求角度劃分，可根據(jù)用戶密度、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)服務(wù)等級(jí)、服務(wù)質(zhì)量的要求將目標(biāo)區(qū)域劃分為高業(yè)務(wù)、中業(yè)務(wù)和低業(yè)務(wù)需求區(qū)域3類。

按社會(huì)功能劃分，WLAN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的主要目標(biāo)區(qū)域可為 13類，參考網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需求特征分析，13類熱點(diǎn)區(qū)域可進(jìn)一步劃分為35種場(chǎng)景。針對(duì)不同區(qū)域無線覆蓋需求，35種場(chǎng)景可歸屬5類覆蓋區(qū)域，可采用共室內(nèi)分布系統(tǒng)、室內(nèi)獨(dú)立放裝、室外分布系統(tǒng)及室外AP單獨(dú)布放等四種覆蓋解決方案。針對(duì)容量需求，可采用小區(qū)分裂、新增AP；采用高容量制式，替換AP和雙頻組網(wǎng)方式解決[1]。WLAN網(wǎng)絡(luò)覆蓋和容量需求可分開考慮，現(xiàn)僅討論覆蓋解決方案。熱點(diǎn)區(qū)域WLAN網(wǎng)絡(luò)無線覆蓋建設(shè)思路如圖1所示。

2 WLAN覆蓋解決方案

根據(jù)無線覆蓋思路分析，這里主要討論5類覆蓋場(chǎng)景的4種解決方案，供無線工程建設(shè)參考。

2.1 共室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)方案

對(duì)于已建GSM網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)分布系統(tǒng)的樓宇，進(jìn)行WLAN或TD-SCDMA信號(hào)覆蓋時(shí)，可將WLAN和TD-SCDMA信號(hào)直接與原GSM信號(hào)源耦合輸入系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)分布系統(tǒng)共享。但在實(shí)際建設(shè)過程中，由于TD-SCDMA和WLAN輸出功率遠(yuǎn)小于GSM系統(tǒng)的輸出功率，簡(jiǎn)單的前端合路方式會(huì)造成 TD與WLAN網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍小、信號(hào)強(qiáng)度弱的情況，有時(shí)甚至造成盲區(qū)的出現(xiàn)。

所以，一般采用多級(jí)有源后端合路的方式。其中GSM系統(tǒng)采用微蜂窩或宏蜂窩設(shè)備作信號(hào)源，室內(nèi)覆蓋面積較大，承載話務(wù)量高。針對(duì) WLAN及TD-SCDMA系統(tǒng)，可針對(duì)不同業(yè)務(wù)需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行合路，使用多通道信號(hào)分別覆蓋不同樓層，采用干放等有源器件保證天線口有足夠的輸出功率。共享室分系統(tǒng)建設(shè)方案如圖2所示。

圖1 WLAN熱點(diǎn)區(qū)域無線覆蓋解決思路

圖2 WLAN共室內(nèi)分布系統(tǒng)合路方案示意

該方案適用于室內(nèi)覆蓋面積較大，已有或未來需建設(shè)分布系統(tǒng)的場(chǎng)景，例如：宿舍樓、教學(xué)樓、機(jī)場(chǎng)、寫字樓等。

2.2 室內(nèi)獨(dú)立放裝建設(shè)方案

室內(nèi)單獨(dú)建設(shè)方式采用AP直接覆蓋或AP掛接獨(dú)立室內(nèi)（外）天線的覆蓋方式，直接布放AP，不依托室內(nèi)分布系統(tǒng)。該方式主要根據(jù) WLAN 網(wǎng)絡(luò)的覆蓋和容量需求在相應(yīng)的位置布放AP，并將走線長(zhǎng)度控制在允許范圍內(nèi)，隨后的鏈路預(yù)算只需計(jì)算空間損耗即可。

WLAN室內(nèi)單獨(dú)建設(shè)方式結(jié)構(gòu)如圖3所示。

室內(nèi)放裝AP采用自帶天線時(shí)一般使用2.4 GHz、5.8 GHz或2.4 GHz+5.8 GHz雙頻室內(nèi)型100 mWAP；采用簡(jiǎn)單天饋系統(tǒng)方式時(shí)一般使用2.4 GHz室內(nèi)型100 mWAP。由于AP功率較小，WLAN覆蓋范圍也較小，覆蓋范圍受到建筑物內(nèi)部設(shè)施、房間分隔的影響，實(shí)際應(yīng)用中一般以不穿透墻或只穿透一堵墻為宜，在不同樓層一般需要使用不同的AP進(jìn)行覆蓋。

當(dāng)采用簡(jiǎn)單天饋系統(tǒng)時(shí)，可根據(jù)覆蓋區(qū)域的具體情況，選用全向吸頂天線或者定向板狀天線。對(duì)于高密集區(qū)域（例高校宿舍區(qū)）可優(yōu)先采用定向天線，方案示意如圖4所示[2]。

該方案 AP的部署配置靈活，適用于覆蓋區(qū)域比較小，室內(nèi)放裝 AP即可覆蓋整個(gè)區(qū)域，例如酒店中的會(huì)議室、商場(chǎng)里的咖啡館等；或區(qū)域內(nèi)WLAN容量需求比較高，高校宿舍樓等。

2.3 共室外分布系統(tǒng)建設(shè)方案[2]

室外分布系統(tǒng)合路是將 WLAN信號(hào)通過合路器與GSM/TD共室外分布系統(tǒng)，各系統(tǒng)信號(hào)共用天饋系統(tǒng)進(jìn)行覆蓋。

室外分布合路主要采用2.4 GHz室外合路型大功率AP，若AP安裝在室內(nèi)也可采用室內(nèi)型AP。一般GSM/TD信號(hào)是在天饋系統(tǒng)主干進(jìn)行饋入，AP通過合路器將 WLAN信號(hào)饋入天饋系統(tǒng)的支路末端。該方式一般選擇室外定向天線。

室外分布系統(tǒng)可用于覆蓋室外和室內(nèi)。當(dāng)用于覆蓋室內(nèi)時(shí)，可以考慮在用戶側(cè)采用CPE（WLAN客戶端設(shè)備），提高覆蓋能力。CPE設(shè)備上行通過WLAN接入到AP，下行通過WLAN或網(wǎng)線接入終端設(shè)備。該方案如圖5所示。

該方案優(yōu)特點(diǎn)基本同室內(nèi)分布系統(tǒng)合路方案，適用于室外已有或未來需建設(shè)室外分布系統(tǒng)的場(chǎng)景。覆蓋室內(nèi)時(shí)，一般適合目標(biāo)覆蓋區(qū)域的建筑結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穿透損耗較小的建筑物，例如：建筑結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的居民區(qū)；覆蓋室外時(shí)，一般適合目標(biāo)覆蓋區(qū)域較為空曠的區(qū)域，例如工業(yè)、科技園區(qū)等。

2.4 室外WLAN基站建設(shè)方案

室外 WLAN室外基站覆蓋時(shí)可以在基站鐵塔上安裝室外型AP，也可將AP安裝于機(jī)房?jī)?nèi)，在基站鐵塔上安裝WLAN天線，AP與WLAN天線之間通過饋線連接。同時(shí)，可以充分利用基站局房、鐵塔、傳輸和電源等資源。方案如圖6所示。

該方案充分利用了已有基站設(shè)施，施工簡(jiǎn)單，投資成本較低，覆蓋范圍大，建設(shè)周期較短。適用于位于基站附近的用戶較為分散、無線環(huán)境簡(jiǎn)單的區(qū)域，如公園、居民區(qū)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村莊等開闊區(qū)域或密集商務(wù)區(qū)的室內(nèi)外聯(lián)合覆蓋。

3 結(jié)語

此次只針對(duì)典型需求提供了無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋解決方案，可為工程建設(shè)提供參考，但具體場(chǎng)景覆蓋需求、容量需求、傳輸配套、室分網(wǎng)絡(luò)建設(shè)現(xiàn)狀和施工條件都將直接影響網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建設(shè)方案，因此，因地制宜、因環(huán)境而設(shè)計(jì)才是WLAN網(wǎng)絡(luò)的基本建設(shè)之道，模板化的建設(shè)方案僅為工程建設(shè)提供基本思路。

[1] 萬斌,施燕,張斌.中山移動(dòng)WLAN網(wǎng)絡(luò)資源規(guī)劃方法研究及維護(hù)流程梳理專題報(bào)告[R]. 北京: 北京市電話通信設(shè)計(jì)院有限公司，2011.

[2] 中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)廣東省公司.WLAN無線網(wǎng)絡(luò)分場(chǎng)景建設(shè)方案匯編[EB/OL].(2010-06-18)[2011-07-11].http://wenku.baidu.com/view/51b50d90daef5ef7ba0 d3c4c. html.