WLAN無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃及其網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)化研究

吳偉山

（廈門富誠(chéng)網(wǎng)科信息技術(shù)有限公司，福建廈門，361000）

WLAN無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃及其網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)化研究

吳偉山

（廈門富誠(chéng)網(wǎng)科信息技術(shù)有限公司，福建廈門，361000）

隨著WLAN無(wú)線的發(fā)展，其覆蓋區(qū)域、用戶量、網(wǎng)絡(luò)容量不斷增加，使其接入網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的問(wèn)題逐漸成為建設(shè)公共無(wú)線局域網(wǎng)的重要問(wèn)題。同時(shí)，對(duì)WLAN無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)化是滿足用戶需求的關(guān)重要手段，網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)化主要有覆蓋優(yōu)化、容量?jī)?yōu)化、設(shè)備優(yōu)化。

WLAN無(wú)線；網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃；性能優(yōu)化

1　WLAN無(wú)線規(guī)劃原則

WLAN無(wú)線接入規(guī)劃原則主要有實(shí)用性、安全性、可靠性、先進(jìn)性、規(guī)范性、開(kāi)放性、擴(kuò)展性、管理性。實(shí)用性原則主要是指在規(guī)劃過(guò)程中根據(jù)需求進(jìn)行規(guī)劃，確保規(guī)劃結(jié)果達(dá)到預(yù)期，滿足需求。安全性原則主要是在確保WLAN無(wú)線接入安全，保證WLAN無(wú)線網(wǎng)絡(luò)可正常使用。先進(jìn)性主要是WLAN無(wú)線技術(shù)要不斷引入新技術(shù)。規(guī)范性主要是WLAN無(wú)線接入規(guī)劃要與國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、移動(dòng)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)相符合，以便能夠與其他網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)進(jìn)行有效連接和溝通。開(kāi)放性原則主要是在規(guī)劃過(guò)程中，采用高標(biāo)準(zhǔn)化、高開(kāi)放性的技術(shù)方案。擴(kuò)展性主要是在規(guī)劃時(shí)，引進(jìn)的設(shè)備不僅要滿足現(xiàn)階段的使用，還要滿足未來(lái)一定階段內(nèi)的使用需求。管理性原則主要是確保整個(gè)WLAN無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的操作、維護(hù)均具有可行性，且能夠?qū)υO(shè)備的安全性進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)故障診斷和維修、管理。

2　WLAN無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃

2.1WLAN無(wú)線覆蓋規(guī)劃

WLAN無(wú)線覆蓋規(guī)劃首先需要綜合考慮多個(gè)區(qū)域?qū)LAN無(wú)線接入的需要；其次，需要考慮信道、質(zhì)量和寬帶的需求；最后，主要是在覆蓋設(shè)計(jì)時(shí)盡可能節(jié)約資源。基于以上幾點(diǎn)，WLAN無(wú)線覆蓋的方式可采用2大類，即室內(nèi)覆蓋場(chǎng)景和室外覆蓋場(chǎng)景兩種。室內(nèi)覆蓋場(chǎng)設(shè)計(jì)需要考慮混合建設(shè)、單獨(dú)建設(shè)和功能建設(shè)的分布式系統(tǒng)，由于WLAN無(wú)線使用的波段頻率較高，其信號(hào)反射和繞射損耗較大，比移動(dòng)基站接收機(jī)和收集的靈敏度低，因此，勘探人員應(yīng)結(jié)合具體情況選擇適當(dāng)?shù)母采w方式。室外覆蓋場(chǎng)景可采用的覆蓋方式主要是Mesh型和室內(nèi)型AP覆蓋方式。

2.2WLAN無(wú)線容量規(guī)劃

從理論上來(lái)說(shuō)IEEE802.11a/g的最高數(shù)據(jù)為54Mbps，但在實(shí)際中由于訪問(wèn)控制層和物理層等因素的制約，其凈傳輸數(shù)據(jù)率要比標(biāo)準(zhǔn)值要低。其原因主要是IEEE802.11a/g在成幀時(shí)損耗較多的封裝開(kāi)銷，同時(shí)IEEE802.11a/g采用多路載波偵聽(tīng)為基礎(chǔ)訪問(wèn)DCF機(jī)制，因而在競(jìng)爭(zhēng)信道過(guò)程中的節(jié)點(diǎn)退避時(shí)間較長(zhǎng)，除此以外，競(jìng)爭(zhēng)信道上的其他節(jié)點(diǎn)對(duì)傳輸產(chǎn)生干擾。因此， WLAN無(wú)線容量規(guī)劃應(yīng)綜合考慮成幀的效率、DCF層次兩個(gè)方面，正確核算理論意義上的最大吞吐量和實(shí)際吞吐率，接著估算單個(gè)AP可以接入的用戶量，并分析用戶的需求，最終確定合適數(shù)量的AP，來(lái)滿足用戶的需求。

圖1　

2.3WLAN無(wú)線頻率的規(guī)劃

在覆蓋設(shè)計(jì)和容量規(guī)劃完成后，AP覆蓋的范圍和位置已有初步的確定，進(jìn)一步的工作主要是對(duì)相關(guān)頻率進(jìn)行規(guī)劃，防止頻率相互干擾。需要規(guī)劃的頻率主要有2.4GHz頻率規(guī)劃、5.8GHz頻率規(guī)劃和2.4GHz與5.8GHz混合頻率規(guī)劃。2.4GHz頻率規(guī)劃一般采用第一、六、十一頻點(diǎn)，如果容量需求很大，可以采用第一、五、九、十三頻點(diǎn)。在規(guī)劃時(shí)，為能夠使AP的覆蓋范圍盡可能擴(kuò)大，同時(shí)要防止相互干擾問(wèn)題，因此，分配時(shí)應(yīng)該使用BTS系統(tǒng)，想相同區(qū)域內(nèi)形成三個(gè)不同的信道，以滿足大容量需求。除此以外，全向天線的輻射圖是一個(gè)圓狀閉環(huán)，雖然傳播距離不遠(yuǎn)，但是依然會(huì)對(duì)相鄰樓層的WLAN無(wú)線信號(hào)產(chǎn)生干擾。因此，對(duì)于一個(gè)兩層樓房的WLAN無(wú)線頻率規(guī)劃，結(jié)合WLAN無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)目標(biāo)，綜合考慮發(fā)射的功勞、每個(gè)AP蜂窩的大小、信道。5.8GHz頻率規(guī)劃中可使用的信道數(shù)量是5個(gè)，但在實(shí)際中僅使用4個(gè)，分別為149、153、157、161，在二維模型和三維模型的覆蓋模型下，5.8GHz頻率規(guī)劃分配信道時(shí)要與相鄰頻點(diǎn)錯(cuò)開(kāi)，避免干擾問(wèn)題出現(xiàn)（圖1）。WLAN無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的頻段是全部開(kāi)放的，但2.4GHz的頻段僅有3個(gè)不交叉的信道，另外2.4GHz頻段中的相互干擾問(wèn)題解決困難，因此，現(xiàn)階段較多的設(shè)備開(kāi)始支持5.8GHz頻段，其頻點(diǎn)與2.4GHz的頻點(diǎn)不同，信號(hào)覆蓋范圍也不同，因此，2.4GHz與5.8GHz混合頻率規(guī)劃中可以部署不共站址方案，采用2.4GHz解決覆蓋范圍問(wèn)題，并密集部署5.8GHz的AP解決容量問(wèn)題。

如圖1：5.8GHz頻率規(guī)劃分配信道時(shí)要與相鄰頻點(diǎn)錯(cuò)開(kāi)，避免干擾問(wèn)題出現(xiàn)。

3　WLAN無(wú)線網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)化

3.1覆蓋優(yōu)化。覆蓋優(yōu)要對(duì)覆蓋率進(jìn)行優(yōu)化，盡可能增加覆蓋率，同時(shí)要避免AP負(fù)載過(guò)多情況。同時(shí)，需要注意的是，如果僅增大信號(hào)的發(fā)射功率或天線的增益，覆蓋率雖然增大，但容易出現(xiàn)信號(hào)強(qiáng)、鏈路弱的假覆蓋情況。優(yōu)化時(shí)還需要考慮用戶分別、天線類型、安裝位置，避免給網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)更大的干擾和更強(qiáng)的噪音。因此，覆蓋優(yōu)化要選擇合適的覆蓋方式、輸出信號(hào)強(qiáng)度、天線類型，用戶需求得到滿足，同時(shí)保證網(wǎng)絡(luò)信號(hào)連續(xù)性覆蓋。

3.2容量?jī)?yōu)化。容量?jī)?yōu)化中常用的方法是優(yōu)化頻率，優(yōu)化頻率主要通過(guò)適當(dāng)處理AP設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于信號(hào)在樓層間的間隔情況下出現(xiàn)一定的損耗，因此，要對(duì)WLAN頻率進(jìn)行合理分配，在多個(gè)運(yùn)營(yíng)商共存的情況下，各個(gè)運(yùn)營(yíng)商之間會(huì)存在相互干擾的問(wèn)題，且用戶過(guò)多情況下經(jīng)常出現(xiàn)信號(hào)過(guò)忙的情況，因此，頻率優(yōu)化需要處理干擾的問(wèn)題，一是要選擇合適的頻點(diǎn)，二是要控制合適的發(fā)生頻率；三是要使用智能天線，有效減弱干擾；四是要擴(kuò)容AC的用戶容量，避免出現(xiàn)信號(hào)過(guò)忙情況；五是要平衡負(fù)載。

3.3設(shè)備優(yōu)化。設(shè)備優(yōu)化主要包括幾個(gè)方面：一是優(yōu)化交換機(jī)，主要是解決交換機(jī)端口的匹配問(wèn)題，除此以外，線纜故障可以對(duì)交換機(jī)產(chǎn)生影響，因此，要及時(shí)解決線纜故障問(wèn)題。二是要優(yōu)化AC設(shè)備，由于機(jī)房?jī)?nèi)的設(shè)備較多，且工作年限有所差異，因此，AC設(shè)備優(yōu)化主要做到以下幾個(gè)方面：⑴做好機(jī)房防靜電處理；⑵優(yōu)化設(shè)備噪聲；⑶優(yōu)化AC的運(yùn)行狀態(tài)，使其保持正常運(yùn)行；⑷優(yōu)化AC部署方式。

4　總結(jié)

隨著WLAN無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，其覆蓋區(qū)域、用戶量、網(wǎng)絡(luò)容量不斷增加，為能夠解決WLAN無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)對(duì)WLAN無(wú)線覆蓋、容量、頻率進(jìn)行規(guī)劃，以滿足用戶使用需求。另外，對(duì)WLAN無(wú)線網(wǎng)絡(luò)性能優(yōu)化時(shí)進(jìn)行覆蓋優(yōu)化、容量?jī)?yōu)化、設(shè)備優(yōu)化，以確保WLAN無(wú)線網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行，并滿足人們的網(wǎng)絡(luò)使用需求。

［1］陳建，高超，劉劍. WLAN無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃及優(yōu)化技術(shù)研究［J］.現(xiàn)代電子技術(shù)，2016（17）：45-48，54.

［2］邢曉光. WLAN與WIFI技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的建議［J］. 中國(guó)新通信，2013（17）：2-4.

Research on planning and performance optimization of WLAN wireless access network

Wu Weishan
（Xiamen Fucheng Network Information Technology Co. Ltd.，F(xiàn)ujian Xiamen，361000）

With the development of WLAN wireless， the coverage area，the amount of users and the capacity of the network are increasing，so that the problem of access network planning becomes an important issue in the construction of public wireless local area network.At the same time，the WLAN wireless access network performance optimization is an important means to meet the needs of users，network performance optimization.

WLAN wireless；network planning；performance optimization