基于覆蓋場景的WLAN網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方法研究

張科 楊雪楓

【摘要】 經(jīng)過多年的發(fā)展與角色轉(zhuǎn)換之后，WLAN網(wǎng)絡(luò)在運營商網(wǎng)絡(luò)中的重要性越顯突出。在數(shù)以千萬的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)熱點背后，如何去構(gòu)建一個符合WLAN特性和現(xiàn)場條件的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，正成為全球運營商與規(guī)劃咨詢機(jī)構(gòu)共同研究的課題，也是中國移動流量經(jīng)營的抓手之一。與以往傳統(tǒng)的WLAN網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃思路不同，本文通過劃分五類覆蓋場景，結(jié)合業(yè)務(wù)需求，針對WLAN網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用環(huán)境的提出了可行性與可操作性相結(jié)合的規(guī)劃規(guī)程和部署思路。

【關(guān)鍵詞】 WLAN 覆蓋場景 規(guī)劃規(guī)程

Network coverage planning methods based on the scene of a WLAN

Zhangke China Mobile Group Design Institute Co.，Ltd.Guangdong Branch

Yang Xue-feng China Mobile Group Design Institute Co.，Ltd.

Abstract： After years of development and the role of the conversion， the importance of WLAN network became more significant outstanding. Behind the millions of hotspots， how to build a network environment to meet the WLAN features and site conditions， is becoming an issue which global operator and planning consultancy studying in. Unlike the traditional idea of WLAN network planning， combined with feasibility and operability， this paper proposes some new planning methods and deployment strategy by dividing the five scenarios.

Keywords： WLAN； scenarios； planning methods

一、前言

在WLAN的發(fā)展史上，中國移動有著舉足輕重的地位，盡管其并非全球第一家發(fā)展WLAN的運營商，但卻是全球首家將WLAN與2G、3G和4G放在同一戰(zhàn)略高度的運營商。

中國移動提出了“四網(wǎng)協(xié)同”戰(zhàn)略，充分利用GSM、TD-SCDMA、WLAN以及TD-LTE網(wǎng)絡(luò)各自的優(yōu)勢，發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)間良好的協(xié)同效應(yīng)，更經(jīng)濟(jì)、更高效地為用戶提供更好的業(yè)務(wù)體驗。實際上，在這一戰(zhàn)略背后，WLAN不僅是運營商應(yīng)對數(shù)據(jù)流量增長壓力，實現(xiàn)流量經(jīng)營的重要手段，同時對于運營商后續(xù)業(yè)務(wù)發(fā)展以及競爭力提升將發(fā)揮積極作用。

在數(shù)以千萬的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)熱點背后，如何去構(gòu)建一個符合WLAN特性和現(xiàn)場條件的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，正成為全球運營商與規(guī)劃咨詢機(jī)構(gòu)共同研究的課題。

二、傳統(tǒng)WLAN網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃思路

過往在進(jìn)行WLAN網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時，主要采用以下幾種方法：一是面積分?jǐn)偡ǎ航y(tǒng)計目標(biāo)區(qū)域的需覆蓋面積，按照“覆蓋總面積÷單AP覆蓋面積=所需AP數(shù)量”的方式，計算得到規(guī)劃結(jié)果。二是用戶數(shù)計算法：估計目標(biāo)區(qū)域內(nèi)使用WLAN網(wǎng)絡(luò)的同時登陸用戶數(shù)量，按照“并發(fā)用戶數(shù)÷單AP并發(fā)能力=所需AP數(shù)量”的方式，計算得到規(guī)劃結(jié)果。三是吞吐量計算法：估計目標(biāo)區(qū)域內(nèi)使用WLAN網(wǎng)絡(luò)的用戶數(shù)量和平均用戶所需帶寬，按照“用戶數(shù)×每用戶平均使用帶寬÷單AP吞吐量（工程取值） 所需AP數(shù)”的方式，計算得到規(guī)劃結(jié)果。

上述幾種方法都存在不足之處：由于規(guī)劃人員在定義目標(biāo)區(qū)域需覆蓋面積時，缺乏準(zhǔn)確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和測算方法，收集上來的覆蓋面積數(shù)據(jù)存在口徑不一致、偏離度較大等問題；并發(fā)用戶數(shù)一般通過人流量（用戶數(shù)）和并發(fā)率計算得到，而從規(guī)劃結(jié)果來看，人流量測算存在較大的誤差。

三、基于覆蓋場景的規(guī)劃方法

當(dāng)前階段，中國移動將WLAN網(wǎng)絡(luò)定位為面向“熱點”，作為蜂窩網(wǎng)絡(luò)的補(bǔ)充，形成差異化覆蓋，重點聚焦流量較高（如校園熱點）或效益較好（如集客WLAN）的熱點區(qū)域。在這種戰(zhàn)略下，要落實精細(xì)化規(guī)劃，就要對過去的規(guī)劃方法進(jìn)行進(jìn)一步場景化細(xì)分，做到“有的放矢”，規(guī)劃合理。

3.1 覆蓋場景劃分

針對不同的熱點類型和需要覆蓋的區(qū)域，規(guī)劃人員應(yīng)對目標(biāo)覆蓋區(qū)進(jìn)行區(qū)域分類，區(qū)域分類應(yīng)按照無線傳播環(huán)境和業(yè)務(wù)分布兩方面進(jìn)行。

按照無線傳播環(huán)境分類如下：

1.小范圍室內(nèi)區(qū)域

小范圍室內(nèi)區(qū)域指的是獨立為一個整體的、較為封閉的內(nèi)部空間，面積一般在1000平方米以下，層高一般在10米以下，例如酒店的大堂、餐廳、會議室等。

2.大范圍室內(nèi)開闊區(qū)域

大范圍室內(nèi)開闊區(qū)域指的是內(nèi)部空間成片連續(xù)、沒有隔斷的區(qū)域，面積可達(dá)到1萬平方米，層高一般大于10米。例如會展中心（室內(nèi)展場）、大型人才交流中心等。

3.多樓層多間隔室內(nèi)區(qū)域

這類區(qū)域是以往室內(nèi)分布系統(tǒng)常見的覆蓋區(qū)域，一般是整棟建筑物或者其中幾層，內(nèi)部用單層墻體或玻璃進(jìn)行間隔，如圖1所示。

4.室外開闊區(qū)域

在這種場景中，無線電波一般滿足直射傳播條件，在視線可達(dá)范圍內(nèi)沒有隔斷或阻擋。例如廣場、公園、會展中心（室外展區(qū)）等。

5.室外低層樓宇區(qū)域

室外低層樓宇區(qū)域是一種半封閉、半開放的場景，無線電波一般繞射傳播。例如步行街、住宅小區(qū)內(nèi)活動區(qū)、工廠園區(qū)（道路、宿舍樓外）等，如圖2所示。

除了覆蓋場景類型，業(yè)務(wù)需求的大小是決定WLAN網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方式和規(guī)模的另一個重要因素?？筛鶕?jù)不同的用戶分布密度（智能終端密度）、對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)服務(wù)等級的要求、QoS服務(wù)質(zhì)量的要求等方面，將覆蓋區(qū)劃分為不同類型區(qū)域。分類如下：高業(yè)務(wù)需求區(qū)域、中業(yè)務(wù)需求區(qū)域、低業(yè)務(wù)需求區(qū)域。高需求業(yè)務(wù)區(qū)域具有人流量大，智能終端占比高、用戶帶寬需求高、網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性要求高等特點，例如在機(jī)場的候機(jī)廳、會展中心的室內(nèi)展廳等。中、低業(yè)務(wù)需求區(qū)域在上述三個要素上表現(xiàn)特性各有不同。表1為部分物業(yè)的業(yè)務(wù)需求分類示例：

3.2 建設(shè)方式選擇

根據(jù)目標(biāo)區(qū)域的特點、WLAN的性能以及已有網(wǎng)絡(luò)資源，當(dāng)前主要有以下四類建設(shè)方式：（1）共用室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)方式。在已經(jīng)完成2/3G網(wǎng)絡(luò)室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)的區(qū)域，引入WLAN時可以考慮采用與原有室分系統(tǒng)合路的建設(shè)方式；無室內(nèi)分布系統(tǒng)的區(qū)域在規(guī)劃建設(shè)室內(nèi)分布系統(tǒng)時可以將WLAN信號一同考慮。（2）單獨建設(shè)分布系統(tǒng)方式。在這類建設(shè)方式中，每個AP通過新建的分布系統(tǒng)進(jìn)行覆蓋。AP數(shù)量可根據(jù)樓層或不同區(qū)域分別放置；一般考慮每1500平方米設(shè)置1個AP和新建1套室內(nèi)分布系統(tǒng)。WLAN室內(nèi)分布系統(tǒng)每個天線端口功率控制在10dBm以上，每個天線端覆蓋面積為450平方米左右。覆蓋區(qū)域較大時，可以新建多個WLAN專用室內(nèi)分布系統(tǒng)解決。（3）AP直接覆蓋。在熱點區(qū)域單獨放置AP，采用全向吸頂天線來實現(xiàn)重點區(qū)域的覆蓋。AP布放的位置要利于維護(hù)和防盜。覆蓋區(qū)域不大，可以考慮單個AP完成無線覆蓋，每個AP覆蓋半徑約為12米，覆蓋面積450平方米左右。覆蓋區(qū)域大時，可以布置多個AP實現(xiàn)覆蓋要求，各AP間通過以太網(wǎng)線同交換機(jī)相連。（4）室外型AP覆蓋方式。對于室外（半）開闊地區(qū)，可以使用室外型AP進(jìn)行覆蓋。如圖3所示，AP置于建筑物頂端或外墻，使用室外型AP和高增益天線，對室內(nèi)進(jìn)行覆蓋。

將上述四種建設(shè)方式與3.1章節(jié)的覆蓋場景進(jìn)行一一對應(yīng)，結(jié)合覆蓋目標(biāo)的其他基本條件，得到初步的方案選擇模版。表2是模版的部分內(nèi)容：

需要特別指出的是，建設(shè)方式的選擇應(yīng)該是因地制宜、靈活搭配的，在同一個物業(yè)里面有可能出現(xiàn)多種建設(shè)方式的組合。比如在寫字樓內(nèi)，開放式辦公區(qū)域可以考慮建設(shè)室分系統(tǒng)，會議室內(nèi)由于墻體導(dǎo)致信號衰減，可以考慮布放AP直接覆蓋。

3.3 規(guī)劃方案示例

下面以某地市國際機(jī)場1號航站樓為例，對比過往規(guī)劃方法與基于覆蓋場景的規(guī)劃方法的不同之處。該航站樓總面積達(dá)30萬平方米，主樓共分為4層，包括地上3層及地下1層，其中第三層為出發(fā)大廳，面積9萬平方米，第二層為商業(yè)層，第一層為到達(dá)和商業(yè)層，負(fù)一層則通往地鐵、停車場和機(jī)場酒店?，F(xiàn)需要對第三層出發(fā)大廳進(jìn)行WLAN網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，該區(qū)域未布放室內(nèi)分布型。

按照過往規(guī)劃方式，機(jī)場航站樓是重點覆蓋對象，AP數(shù)量通過“面積分?jǐn)偡ā庇嬎悖凑彰緼P覆蓋450平方米范圍，需要AP共計90000÷450=200個。

而基于覆蓋場景對該航站樓進(jìn)一步分析，可以劃分為：小范圍室內(nèi)場景（包括13個VIP候機(jī)室），大范圍室內(nèi)區(qū)域（如普通候機(jī)區(qū)），多樓層多間隔室內(nèi)區(qū)域（如安檢辦公區(qū)、登機(jī)柜臺區(qū)域等）。

在VIP候機(jī)室等區(qū)域采用AP直接覆蓋方式，每個候機(jī)室配置4臺AP，需要配置AP數(shù)量13×4=52；普通候機(jī)區(qū)共計6處，總面積3萬平方米，該類場景采用室外型AP覆蓋方式建設(shè)，需要配置AP數(shù)量30000÷450=66個；安檢辦公區(qū)、登記辦理柜臺，總面積3萬平方米，采用單獨建設(shè)室分系統(tǒng)的方式建設(shè)，需要配置AP數(shù)量30000÷1500=20個；綜上總計需要AP數(shù)量138個。

從對比結(jié)果來看，基于覆蓋場景分析的方法能夠更加準(zhǔn)確的估算建設(shè)規(guī)模和投資，進(jìn)一步保證了規(guī)劃方案和結(jié)果的可靠性、經(jīng)濟(jì)性。

四、結(jié)語

找準(zhǔn)熱點，盤活現(xiàn)網(wǎng)WLAN資源，是未來中國移動WLAN網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的主要策略。在這個條件下，本文以關(guān)注覆蓋場景為出發(fā)點，結(jié)合業(yè)務(wù)密度，提出了一種更貼合實際的規(guī)劃方法，能夠更加合理控制投資。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 金純，陳林星，楊吉云. 《IEEE802.11無線局域網(wǎng)》. 電子工業(yè)出版社譯. 2004年

[2] 劉乃安. 《無線局域網(wǎng)：WLAN原理技術(shù)與應(yīng)用》. 西安電子科技大學(xué)出版社. 2004 年