WLAN网络扩容解决方案.docx
《WLAN网络扩容解决方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《WLAN网络扩容解决方案.docx（10页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
WLAN网络扩容解决方案
WLAN网络扩容解决方案
（室内分布系统）
盐城电信分公司无线维护中心
崔新宇
一、概述
无线局域网（WLAN）经过几年的建设已初具规模，基本涵盖了所有的热点地区覆盖（包括室内、室外）。
前期由于WLAN的用户规模还比较小，且考虑到投资成本，之前的WLAN室内建设基本与原室分系统（CDMA、GSM等）进行合路。
在现有的室分系统中，一般使用的WLANAP设备输出功率为20dBm和27dBm，由于其输出功率比较低，使得一个AP设备带的室分楼层不多，多为一个楼层用一个AP设备进行合路，楼层规模比较大的分别采用2个AP进行合路覆盖。
随着WLAN用户规模的扩张，或者某些WLAN热点地区会出现周期性的某一时间段用户数突发的增长，这就出现了AP容量紧张的情况（一般一个AP下挂25～30个用户）。
一个AP覆盖一个楼层的情况，已不能满足多用户数接入Internet的需求。
因此，对现有有WLAN容量需求的热点室分系统进行WLAN容量扩容，使用户能轻松的登录Internet，已成为运营商当前一件刻不容缓的事情。
二、WLAN网络扩容可行性分析
WLAN网络扩容思路
WLAN网络容量不足的扩容问题，不同于其他移动通信网络。
如果把WLAN网络等同或类似移动网络来看待，则处于WLAN网络最边缘的设备AP，可以看作类似于移动通信网的BTS、NodeB设备。
不难看出，BTS、NodeB设备可以通过增加载频、载波或网络升级等手段来达到增加容量的目的，而AP设备则无法通过类似的手段实现网络容量的增加。
就目前的WLAN网络来看，要实现WLAN网络容量的增加，唯一可行的办法就是通过增加AP数量，来满足不断增长的用户数接入需求。
1个AP正常可同时下挂25～30个用户，2个AP即可同时下挂50～60个用户。
可见，增加1个AP即可实现WLAN网络容量扩大1倍。
本方案考虑用WLAN双信道合路器（为区别于其他双频合路器，称之为双信道合路器）将2个AP进行合路后，再接入原有的室内分布系统，以实现WLAN容量的增加，满足更多用户的接入要求。
WLAN网络频谱如下图：
图1，WLAN网络频谱图
由上图可知，WLAN网络共有13个信道（中国为1～11信道），但彼此相互不交叉而独立的信道只有1、6、11共3个信道。
在现网的WLAN网络建设中，为避免AP设备彼此之间的干扰，也通常采用这3个常有的信道进行网络规划。
在现网的WLAN网络中增加一个AP，就意味着可能出现一个重复的信道。
因此，在WLAN网络扩容时，既要考虑现有WLAN网络的部署情况，同时也要充分考虑2个AP合路的干扰情况。
为此，WLAN双信道合路器的选择就显得尤为重要，在满足2个AP合路的同时，也要满足2个AP之间干扰的隔离度要求。
所以，WLAN双信道合路器在技术可实现层面上，一般选择WLAN网络1和11信道进行合路。
2个AP合路示意图如下：
11信道
1信道
图2，AP合路示意图
WLAN双信道合路器技术指标如下：
名称
WLAN双信道合路器
频率范围（MHz）
通路1：
2401-2423（1信道）
通路2：
2451-2473（11信道）
指标
带内插损（dB）
通路1：
≤
通路2：
≤
带内波动（dB）
通路1：
≤
通路2：
≤
带外抑制（dB）
通路1
≥65@≤2387MHz
≥65@≥2437MHz
通路2
≥65@≤2437MHz
≥65@≥2487MHz
端口隔离度（dB）
≥70@Tx
≥70@Rx
驻波比
通路1：
≤
通路2：
≤
三阶互调dBc）
≥120
最大输入功率（W）
200
阻抗（Ω）
50
接头
N-K型
环境温度（℃）
-20～60
AP合路干扰分析
由于2个AP的合路属于频带内合路，因此，对于2个AP的合路干扰，主要考虑2个AP之间的带内杂散干扰和阻塞干扰。
（1）杂散干扰分析
根据中国电信集团公司企业技术标准——《中国电信WLAN热点接入设备技术要求（200912暂行）》中“关于WLANAP设备接收灵敏度的规定如下：
①在模式下：
1.对于11MbpsCCK调制，<-84dBm，@8%FER（PSDU＝1024Bytes）；
2.对于CCK调制，<-87dBm，@8%FER（PSDU＝1024Bytes）；
3.对于2MbpsDSSS/DQPSK调制，<-88dBm，@8%FER（PSDU＝1024Bytes）；
4.对于1MbpsDSSS/DBPSK调制，<-90dBm，@8%FER（PSDU＝1024Bytes）。
②在模式下:
对于OFDM、DSSS-OFDM方式，接收机门限电平应符合表9-1要求。
当采用1000字节长的PSDU，某一数据速率下接收信号电平为相应的门限电平时的误帧率（FER）应低于10%。
表9-1频段OFDM、DSSS-OFDM方式接收机性能
数据速率（Mbps）
接收机门限电平（dBm）
6
-86
9
-85
12
-84
18
-81
24
-79
36
-75
48
-70
54
-69
对于大功率设备，要求接收机性能在以上要求的基础上，再高3-5dB以上，以确保覆盖边缘区域的用户终端的上行传输。
行业规定，WLANAP杂散指标如下：
频带
最大值
测量带宽
30－1000MHz
≤-36dBm
100KHz
－
≤-33dBm
100KHz
－
≤-40dBm
1MHz
－
≤-40dBm
1MHz
其它1－
≤-30dBm
1MHz
实际测试，WLANAP带内杂散指标如下：
测试条件
频带
最大值
测量带宽
设置AP在1信道且持续满功率发射，测试落在11信道的杂散（图3）
－（11信道）
≤-50dBm
100KHz
设置AP在11信道且持续满功率发射，测试落在1信道的杂散（图4）
－（1信道）
≤-50dBm
100KHz
图3，AP1信道满功率发射，落在11信道的杂散
图4，AP11信道满功率发射，落在1信道的杂散
根据以上条件，可以计算出对应杂散隔离度为：
MCL≥Pspu－10Log（WInterfering/WAffected）－Pn
其中：
MCL为隔离度要求，单位dB
Pspu为干扰基站的杂散辐射电平，单位为dBm
WInterfering为干扰电平的测量带宽，单位为kHz
WAffected为被干扰系统的信道带宽，单位为kHz
Pspu－10Log（WInterfering/WAffected）为干扰基站在被干扰系统信道带宽内的杂散辐射电平
Pn为被干扰系统的接收灵敏度，单位为dBm（根据中电信企业标准取-90dBm）
则，
根据行业标准计算出来的MCL≥-33—10Log（100/22000）—-90=
根据实际测试计算出来的MCL≥-50—10Log（100/22000）—-90=
（2）阻塞干扰分析
干扰信号如果没有落在正在使用的WLAN载波的邻道中，则它对WLAN接收机的影响可以不考虑。
如果干扰信号落在正在使用的WLAN载波的邻道中，则干扰信号功率应比WLAN的发射功率小16dB以上。
即系统间阻塞隔离度为：
MCL≥16dB
（3）干扰分析小结
依据以上分析，本次使用的WLAN双信道合路器带外抑制达65dB，两端口间的隔离度达70dB，完全可以满足2个AP合路的要求，保证彼此之间不相互干扰。
本实验通过搭建一个模拟的两AP合路系统，使用业界常用的的测试软件Chariot对AP最关键的指标——吞吐量，进行实际测试。
同时通过本次测试验证以上方案的可行性。
（1）测试原理图
图5，实验室测试原理图
图6，实验室测试图
（2）测试数据
序号
测试用例
上行吞吐量（Mbps）
下行吞吐量（Mbps）
备注
（1）
用户1接入测试AP1，和服务器单独打流量
图7，图8
（2）
用户2接入测试AP2，和服务器单独打流量
图9，图10
（3）
用户3接入测试AP1，和服务器单独打流量
图11，图12
（4）
用户1接入测试AP1，用户3接入测试AP1，同时和服务器打流量
Pair1：
Pair2：
All：
Pair1：
Pair2：
All：
接入同个AP
（图13，图14）
（5）
用户1接入测试AP1，用户2接入测试AP2，同时和服务器打流量
Pair1：
Pair2：
All:
Pair1：
Pair2：
All:
分别接入不同的AP
（图15，图16）
（6）
用户1、用户3接入测试AP1，用户2接入测试AP2，同时和服务器打流量
Pair1：
Pair2：
Pair3：
All：
Pair1：
Pair2：
Pair3：
All：
用户1、3接入同一个AP,用户2接入一个AP
（图17，图18）
打流量测试图：
图7图8
图9图10
图11图12
图13图14
图15图16
图17图18
（3）实验室测试小结
通过以上实验室测试数据分析，可以得出2个AP通过WLAN双信道合路器进行合路，下行容量可达45Mbps以上，是单个AP吞吐量的2倍左右。
这也进一步验证WLAN容量的增加，可以通过WLAN专用合路器对AP进行合路达到增加容量目的，同时也反面验证了以上干扰分析的正确性，说明只要使用符合技术要求的WLAN专用合路器，2个AP就可以安全共享原有室内分布系统。
现网验证测试
在东街省电信大楼4楼、8楼现网，分别进行双AP+双信道合路器接入验证测试。
现网主要通过长时间网络流量、用户数统计，异常告警观察等手段验证本方案可行性。
取安装前、安装后一段时间运行的网管数据，验证双信道合路器接入后底下用户接入正常。
已经通过一周的运行观察，网管回复可以确定底下用户接入正常，无投诉告警。
原东街口电信大楼接入用户较多，用户使用较敏感，容量类问题投诉较多。
可以继续观察统计。
因为在现网测试，不能影响其正常工作，故采取无线客户端接入AP打流量方式，同时也有可能因为现网上有其它用户接入，故其测试结果仅作参考。
序号
测试用例
上行吞吐量（Mbps）
下行吞吐量（Mbps）
备注
（1）
两个无线客户端接入AP1，AP2关闭，进行无线客户端吞吐量测试；
图19，图20
（2）
一个用户接入AP1，另外一个用户接入AP2，进行无线客户端吞吐量测试。
图21，图22
图19
图20
图21
图22
本测试从用户端进行业务测试，感知业务使用是否正常，是否有干扰。
由于测试限制，本次仅使用两台笔记本电脑测试。
建议在两台AP下，30个以上用户同时使用情况下，了解用户使用感知。
序号
测试用例
下载速率（MBps）
备注
（1）
两个无线客户端接入AP1，AP2关闭，登录电信测速网站，进行下载速率测试；
用户1：
用户2：
（2）
一个用户接入AP1，另外一个用户接入AP2，登录电信测速网站，同时进行下载速率测试。
用户1：
用户2：
由于胖AP只能限制最大接入用户数，无法实现负载均衡，故在现网测试时，发现一台AP上接入用户9个，另一台AP接入用户数3个。
建议升级到AC+瘦AP方式，实现两台合路AP上用户负载均衡。
三、WLAN网络扩容工程实现
根据对现有WLAN室内分布系统的组网方式进行分析，WLAN网络扩容工程可以很简单的实现，并不需要太大的工作量。
只要在原来装WLANAP的位置增加1个AP、1个WLAN双信道合路器和若干跳线，实现原有AP和新增AP合路后（如图23，蓝色线圈所示），再与原来的室分系统进行合路，即可实现WLAN网络扩容工程。
WLAN网络扩容工程平滑演进如下图：
图23，WLAN网络扩容平滑演进示意图
升级会员 