基于覆盖场景的WLAN网络规划方法研究v2

基于覆盖场景的WLAN网络规划方法研究张科1杨雪枫21中国移动通信集团设计院有限公司广东分公司广州510623；2中国移动通信集团设计院有限公司，北京100080摘要：经过多年的发展与角色转换之后，WLAN网络在运营商网络中的重要性越显突出。在数以千万的数据业务热点背后，如何去构建一个符合WLAN特性和现场条件的网络环境，正成为全球运营商与规划咨询机构共同研究的课题，也是中国移动流量经营的抓手之一。与以往传统的WLAN网络规划思路不同，本文通过划分五类覆盖场景，结合业务需求，针对WLAN网络应用环境的提出了可行性与可操作性相结合的规划规程和部署思路。关键词：WLAN；覆盖场景；规划规程；1前言在WLAN的发展史上，中国移动有着举足轻重的地位，尽管其并非全球第一家发展WLAN的运营商，但却是全球首家将WLAN与2G、3G和4G放在同一战略高度的运营商。中国移动提出了“四网协同”战略，充分利用GSM、TD-SCDMA、WLAN以及TD-LTE网络各自的优势，发挥网络间良好的协同效应，更经济、更高效地为用户提供更好的业务体验。实际上，在这一战略背后，WLAN不仅是运营商应对数据流量增长压力，实现流量经营的重要手段，同时对于运营商后续业务发展以及竞争力提升将发挥积极作用。在数以千万的数据业务热点背后，如何去构建一个符合WLAN特性和现场条件的网络环境，正成为全球运营商与规划咨询机构共同研究的课题。2传统WLAN网络规划思路过往在进行WLAN网络规划时，主要采用以下几种方法：一是面积分摊法：统计目标区域的需覆盖面积，按照“覆盖总面积÷单AP覆盖面积=所需AP数量”的方式，计算得到规划结果。二是用户数计算法：估计目标区域内使用WLAN网络的同时登陆用户数量，按照“并发用户数÷单AP并发能力=所需AP数量”的方式，计算得到规划结果。三是吞吐量计算法：估计目标区域内使用WLAN网络的用户数量和平均用户所需带宽，按照“用户数×每用户平均使用带宽÷单AP吞吐量（工程取值）所需AP数”的方式，计算得到规划结果。上述几种方法都存在不足之处：由于规划人员在定义目标区域需覆盖面积时，缺乏准确的基础数据和测算方法，收集上来的覆盖面积数据存在口径不一致、偏离度较大等问题；并发用户数一般通过人流量（用户数）和并发率计算得到，而从规划结果来看，人流量测算存在较大的误差。3基于覆盖场景的规划方法当前阶段，中国移动将WLAN网络定位为面向“热点”，作为蜂窝网络的补充，形成差异化覆盖，重点聚焦流量较高（如校园热点）或效益较好（如集客WLAN）的热点区域。在这种战略下，要落实精细化规划，就要对过去的规划方法进行进一步场景化细分，做到“有的放矢”，规划合理。3.1覆盖场景划分针对不同的热点类型和需要覆盖的区域，规划人员应对目标覆盖区进行区域分类，区域分类应按照无线传播环境和业务分布两方面进行；按照无线传播环境分类如下。1．小范围室内区域小范围室内区域指的是独立为一个整体的、较为封闭的内部空间，面积一般在1000平方米以下，层高一般在10米以下，例如酒店的大堂、餐厅、会议室等。2．大范围室内开阔区域大范围室内开阔区域指的是内部空间成片连续、没有隔断的区域，面积可达到1万平方米，层高一般大于10米。例如会展中心（室内展场）、大型人才交流中心等。3．多楼层多间隔室内区域这类区域是以往室内分布系统常见的覆盖区域，一般是整栋建筑物或者其中几层，内部用单层墙体或玻璃进行间隔。图3-1多楼层多隔间室内区域（示例）4．室外开阔区域在这种场景中，无线电波一般满足直射传播条件，在视线可达范围内没有隔断或阻挡。例如广场、公园、会展中心（室外展区）等。5．室外低层楼宇区域室外低层楼宇区域是一种半封闭、半开放的场景，无线电波一般绕射传播。例如步行街、住宅小区内活动区、工厂园区（道路、宿舍楼外）等。图3-2室外低层楼宇区域（示例）除了覆盖场景类型，业务需求的大小是决定WLAN网络建设方式和规模的另一个重要因素。可根据不同的用户分布密度（智能终端密度）、对数据业务服务等级的要求、QoS服务质量的要求等方面，将覆盖区划分为不同类型区域。分类如下：高业务需求区域、中业务需求区域、低业务需求区域。高需求业务区域具有人流量大，智能终端占比高、用户带宽需求高、网络稳定性要求高等特点，例如在机场的候机厅、会展中心的室内展厅等。中、低业务需求区域在上述三个要素上表现特性各有不同。下表为部分物业的业务需求分类示例：表3-1业务需求分类热点分类物业类型人流密度数据业务需求业务质量需求业务需求等级交通枢纽机场高高高高业务需求区域商业街区步行街高低低低业务需求区域教育机构大、专科院校中高高高业务需求区域会展中心会展中心高高高高业务需求区域宾馆酒店会议室中高高高业务需求区域商务写字楼办公区域中高高高业务需求区域公共场所公园低低低低业务需求区域医疗机构医院中中中中业务需求区域3.2建设方式选择根据目标区域的特点、WLAN的性能以及已有网络资源，当前主要有以下四类建设方式：(1)共用室内分布系统建设方式在已经完成2/3G网络室内分布系统建设的区域，引入WLAN时可以考虑采用与原有室分系统合路的建设方式；无室内分布系统的区域在规划建设室内分布系统时可以将WLAN信号一同考虑。(2)单独建设分布系统方式在这类建设方式中，每个AP通过新建的分布系统进行覆盖。AP数量可根据楼层或不同区域分别放置；一般考虑每1500平方米设置1个AP和新建1套室内分布系统。WLAN室内分布系统每个天线端口功率控制在10dBm以上，每个天线端覆盖面积为450平方米左右。覆盖区域较大时，可以新建多个WLAN专用室内分布系统解决。(3)AP直接覆盖；在热点区域单独放置AP，采用全向吸顶天线来实现重点区域的覆盖。AP布放的位置要利于维护和防盗。覆盖区域不大，可以考虑单个AP完成无线覆盖，每个AP覆盖半径约为12米，覆盖面积450平方米左右。覆盖区域大时，可以布置多个AP实现覆盖要求，各AP间通过以太网线同交换机相连。(4)室外型AP覆盖方式。对于室外（半）开阔地区，可以使用室外型AP进行覆盖。AP置于建筑物顶端或外墙，使用室外型AP和高增益天线，对室内进行覆盖。将上述四种建设方式与3.1章节的覆盖场景进行一一对应，结合覆盖目标的其他基本条件，得到初步的方案选择模版。下表是模版的部分内容：表3-2建设方式选择覆盖场景类型覆盖区域物业类型业务需求是否有室分建设方式小范围室内区域会议室酒店高否AP直接覆盖大范围室外区域室外展馆会展中心高否室外型AP覆盖方式多楼层多间隔室内区域办公区域写字楼高是AP直接覆盖/共有室内分布系统需要特别指出的是，建设方式的选择应该是因地制宜、灵活搭配的，在同一个物业里面有可能出现多种建设方式的组合。比如在写字楼内，开放式办公区域可以考虑建设室分系统，会议室内由于墙体导致信号衰减，可以考虑布放AP直接覆盖。3.3规划方案示例下面以某地市国际机场1号航站楼为例，对比过往规划方法与基于覆盖场景的规划方法的不同之处。该航站楼总面积达30万平方米，主楼共分为4层，包括地上3层及地下1层，其中第三层为出发大厅，面积9万平方米，第二层为商业层，第一层为到达和商业层，负一层则通往地铁、停车场和机场酒店。现需要对第三层出发大厅进行WLAN网络规划，该区域未布放室内分布型。按照过往规划方式，机场航站楼是重点覆盖对象，AP数量通过“面积分摊法”计算，按照每AP覆盖450平方米范围，需要AP共计90000÷450=200个。而基于覆盖场景对该航站楼进一步分析，可以划分为：小范围室内场景（包括13个VIP候机室），大范围室内区域（如普通候机区），多楼层多间隔室内区域（如安检办公区、登机柜台区域等）。在VIP候机室等区域采用AP直接覆盖方式，每个候机室配置4台AP，需要配置AP数量13×4=52；普通候机区共计6处，总面积3万平方米，该类场景采用室外型AP覆盖方式建设，需要配置AP数量30000÷450=66个；安检办公区、登记办理柜台，总面积3万平方米，采用单独建设室分系统的方式建设，需要配置AP数量30000÷1500=20个；综上总计需要AP数量138个。从对比结果来看，基于覆盖场景分析的方法能够更加准确的估算建设规模和投资，进一步保证了规划方案和结果的可靠性、经济性。4结语找准热点，盘活现网WLAN资源，是未来中国移动WLAN网络发展的主要策略。在这个条件下，本文以关注覆盖场景为出发点，结合业务密度，提出了一种更贴合实际的规划方法，能够更加合理控制投资。参考文献[1]金纯/陈林星/杨吉云，《IEEE802.11无线局域网》，电子工业出版社译[2]刘乃安，《无线局域网:WLAN原理技术与应用》，西安电子科技大学出版社