通信工程畢業設計-wlan優化以及分場景覆蓋建設的研究(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 間的將來用戶群體的發展需要；此區域的優化目標主要是考慮縮小每個 AP 的覆蓋范圍或者考慮增加 AP 進行覆蓋的優化。 連續性覆蓋區域：保持信號能夠滿足最低標準即可。 無線覆蓋優化保證每個 AP 下的平均用戶數最大化，這樣才能夠保證無線網絡建設投資能夠得到最大的投資回報。 對于每一類覆蓋的信號強度在滿足要求的基礎之上，需要考慮用戶突發的特性。 （二）、 覆蓋的方法 （ 1） 室內覆蓋方式 AP 在室內開闊環境中以 方式覆蓋，覆蓋半徑約為 60 米； 實際覆蓋需根據障礙情況計算； 針對 AP 的安裝位置限制，需根據 AP 位置匹配適當的天線實現整體區域覆蓋；為了避免各個 AP 間的干擾，對各個 AP 間的信道需進行合理規劃； 在大規模 AP 的應用中，通過“瘦” AP 架構以實現自動調節信道；同時在干擾特別嚴重的區域，手動對 AP 信道進行微調。 （ 2） 室外覆蓋方式 室外覆蓋是將設備安裝在室外，通過安裝高增益天線、干線放大器等，對室外空闊環境或對建筑物內部進行無線覆蓋。 （ 3） 低層建筑群的無線覆蓋 對低層建筑群，如別墅群的覆蓋，一般選用多套設備覆蓋整個建筑群區域，根據現場情況，選用多臺 AP 配合定向天線或全向天線進行覆蓋。相鄰設備 間的頻道隔開在 5 個頻道以上。 （ 4） 多層樓房的無線覆蓋 河南師范大學本科畢業論文（設計） 8 目前，大多數學校宿舍和普通住宅小區，都是多層結構樓房。典型的高度約為 7 層，長度約 60 米的建筑形式，建議用樓宇間前后對打的方式覆 蓋。 （三）、 基于室內分布的覆蓋系統方式 合路的技術思路，將 WLAN 射頻信號通過合路器饋入 GSM 室內覆蓋系統，各頻段信號共用天饋合路覆蓋。在天饋系統無源器件無法滿足合路頻段要求，或天線安裝位置不合理導致無法達到預定信號覆蓋強度等情況下，可對原有天饋系統進行擴頻或結構改造，以實現雙網（ GSM、 WLAN ）或多網（如 GSM、 3G、WLAN ）合路。 合路無源主要包括合路器、功分器、耦合器、天線等，另外影響合路效果的器件還有天饋線、饋線接頭，相同的器件對不同頻段射頻信號通過造成的插損和線路 損耗均不同，對于 WLAN 的 高頻信號造成的影響最大。 優化前：收集現網無線測試數據（包含信號強度，信噪比，時延，丟包率等信息），通常穩定的信號強度在 40 至 60dBm 之間，當信號強度＜ 75dBm 時，用戶的上網體驗將受到影響。 優化過程：利用信號分析軟件進行測試，對于邊緣場強較弱的區域需要增加干放或者更換低損耗饋線等方式增強覆蓋信號，若采用放 AP 的情況下，則需要在弱信號區域增加 AP。 按照無線覆蓋的一般原則（如蜂窩覆蓋）完成工程安裝規范、設備功率信道、覆蓋方式方面的調整，以保證 曲線信號強度與質量的要求在信號側優化的基礎上，如有必要，深入分析用戶數據類型及應用特點 ， 并做出針對性的參數、配置調整 .保證信號質量。 河南師范大學本科畢業論文（設計） 9 如：功率的調整，減少越區覆蓋，同時保證覆蓋范圍。 （四）、 WLAN 覆蓋設計優化時需要注意的幾點 （ 1） 優化 WLAN 網絡，首先考慮滿足 AP 與終端設備信號的交互，以及用戶有效接入網絡。因此提高信號覆蓋范圍是優化中必要考慮的因素。 （ 2） 選擇天線，需考慮到信號均勻分布，重點區域和信號碰撞點，需考慮調整天線方位角和下傾角。 （ 3） 天線安裝位置應確保天線主波束方 向正對覆蓋目標區域，保證良好覆 蓋效果。 （ 4） 相同頻點 AP 的覆蓋方向盡可能錯開，避免同頻干擾。 （ 5） 需室外覆蓋的類型較少，基本為居民小區（或結構類似小區的建筑物）室外空曠區域（如高爾夫球場、風景區等）。 （ 6） 當使用自帶鞭狀天線時，在空曠區域信號最大覆蓋距離建議考慮在 500m 以內，天線增益 12dBi 的條件下，開闊視距環境中覆蓋半徑約達到 500m，在半開闊環境中能夠達到約 300m。 （ 7） 從室外透過封閉的混凝土墻后的無線信號幾乎不可用，所只考慮利用從門、窗入射信號。 即使無線信號能通過門、窗 直射穿透，縱向最多也只能覆蓋 2 個房間。 （ 8）被覆蓋的區域應該盡可能靠近天線，被覆蓋區域與天線盡可能直視。 建議每個 AP 的并發用戶不超過 20 個 。 河南師范大學本科畢業論文（設計） 10 容量設計優化 （一） 基于 單模組網 在單模方案中每個無線客戶端只能獲得很有限的吞吐量。舉例來說，假設有 5個 AP，每個 AP 有 20 個無線客戶端與之相連，所有的 AP 和客戶端共享同一個 信道 (5Mbit/s)。這樣等價于每個用戶只能獲得少于 256kbit/s 的吞吐量。而且由于所有的無線客戶端和 AP 必須工作在同一個信道上，無線資源的競爭和RF 干擾還會導致不可預期的時延。 （二） 基于 單模組網 的有效吞吐量大大高于 。仍然假設有 5 個 AP，每個 AP 有 20個無線客戶端與之相連，所有的 AP 和客戶端共享同一個 (25Mbit/s)。這樣等價于每個用戶只能獲得少于 1－ ，比 11b 單模性能提高 4－ 5 倍。但還是比較慢。 （三） 基于 在雙模方案中， 11a 和 11g 兩個模塊可同時工作，用于兩個頻段間的負載均衡，終端側的問題 (如低吞吐量，高時延 )會 得到顯著改善。仍然假設有 5 個 AP，每個 AP 有 20 個無線客戶端與之相連，所有的 AP 和客戶端共享一個 信道 (25Mbit/s)和一個 信道 (25Mbit/s)，所有帶寬都為用戶使用。每個用戶可以獲取 ，比 11g 單模方式性能提高 2 倍。 （四） 基于 雙模方案 采取單模方式。 11n 單頻速率超過 300M，有效吞吐量超過 150M。仍然假設有 5 個 AP，每個 AP 有 20 個無線客戶端與之相連，所有的 AP 和客戶端共享同一個 信道 (150Mbit/s)，所有帶寬都為用戶使用。每個用戶可以獲取 ，比 11AG 雙模方式性能提高 23 倍。 同樣可采取雙模方式。帶寬有更大的提高。 從上面我們可以分析得出結論 11n 是擴大容量的最有效方式，第五種方式的容量是第一種方式的 1x5x2x3＝ 30 倍。但考慮到成本因素，我們建議先以 11ag雙頻模式進行部署，在對帶寬有較高要求的區域采用 11n 進行部署以提高容量。 河南師范大學本科畢業論文（設計） 11 信道設計優化 （一） 新建 WLAN 的熱點 （ 1） 中小型 無遮擋的開闊空間 此類區域內最多布放 3 個 AP 即可滿足覆蓋及容量需求，每個 AP 可使用 11 任意一個子信道 。如下圖所示： （ 2） 超大型無遮擋的開闊空間 對于一些超大規模無遮擋的熱點區域需使用 3 個以上的 AP 時，可按照每個 AP 覆蓋半徑 50，采用空間間隔的方法實現 11 子信道的頻點復用 . 如下圖所示： 河南師范大學本科畢業論文（設計） 12 （ 3） 對于有阻擋物的熱點區域，須充分利用熱點區域的阻擋物實現 11 信道的重復使用 . 河南師范大學本科畢業論文（設計） 13 （二）、 已建有 WLAN 網絡的熱點 （ 1） 11 三個子信道未全部被占用的無遮擋開闊空間 此類熱點區域布放 AP 時選用 11 三個子信道中未使用的子信道進行熱點區域的覆蓋。 （ 2） 11 三個子信道已全部被占用的無遮擋開闊空間 兩個相重合的頻段是存在同頻干擾的。但是，干擾歸干擾，當雙方信號強度不是非常大的時候，這種干擾對雙方的信號質量是不會產生非常明顯的影響。選擇 11 子信道是為了從根源上避免出現同頻干擾的情況 ,但并不能代表絕對不能出現 11 以外的頻點。 應對方法：不同模式的 AP 進行組網 ， 采 用雙頻模 a/g 模式 AP 進行覆蓋，避免同頻干擾。要在小范圍提供大容量的無線局域網，必須通過干擾規避來提升網絡容量。 （ 3） 干擾規避的方法： (a)同一區域中盡量使用不同頻率， 頻段有 3 個頻點（ 11）， 有 5 個頻點（ 149， 153， 157， 161， 165）； (b)盡量采用定向天線分別覆蓋不同的區域； (c)盡可能增加頻率復用距離； (d)如果 AP 的密度大，接入用戶多，建議調小 AP 的發射功率，保證 AP 之間的同頻干擾最小； (e)利用現有的物理環境如墻體等隔開相同頻率的 AP ； 第三 章 Wlan 安全 無線局域網安全發展概況 我國從 2021 年開始著手制定無線局域網安全標準，經過西安電子科技大學、西安郵電