中国联通WLAN室外覆盖室内的建设指导意见V2_20110711

中国联通2011年WLAN室外覆盖室内建设指导意见(试行稿)1.总则WLAN是中国联通全业务运营下建立无线宽带差异化竞争优势的战略资源，而室外对室内的覆盖是对WLAN室内系统的一种合理补充，是提高中国联通无线宽带接入服务质量的关键技术手段。中国联通WLAN室外覆盖室内建设指导意见将从建设场景、关键技术、建设原则三个方面进行阐述。（一）WLAN室外覆盖室内是对室内覆盖的有效补充，在室内系统无法实施或实施困难情况下，采取的一种技术手段。（二）WLAN室外设备可通过覆盖增强、无线组网的方式对室内进行覆盖，为用户提供无线宽带接入服务。（三）WLAN室外覆盖室内需根据不同的场景选择合适的技术。2.WLAN室外覆盖室内建设场景WLAN室外覆盖室内是WLAN建设中的一种场景，是对室内覆盖的有效补充。当室内系统无法布设或布设困难，同时对室内无线宽带有覆盖需求，此时采用室外布设，覆盖室内的方法解决无线用户的接入问题。WLAN室外覆盖室内相关应用场景如下：(一)数据业务需求量较大的热点区域商务楼宇、星级酒店、学校、居民小区、工业园区、会展中心、体育场馆等场所对分组数据业务需求量高，同时，对此类场所覆盖时，存在内场布线困难、物业难以协调等问题。可采用室外布设，对室内进行无线宽带覆盖。(二)商业街、步行街等移动用户接入需求较大的区域商业街、步行街等场所大都为移动终端用户，主要应用为互联网浏览和地理信息的查询等。该类区域内场布线难以实施、物业协调困难，采用室外布设，对室内以及街道进行无线宽带覆盖。(三)小城镇、农村等需要开展宽带的场所小城镇、农村、城乡结合部等场所有线宽带部署成本较高，采用室外覆盖室内技术可以提供快速、低成本的宽带接入。(四)公共热点地区的室外覆盖广场、花园、公园等有WLAN覆盖需求的公共热点区域。3.WLAN室外覆盖室内关键技术WLAN室外对室内的覆盖，根据应用场合的不同，有多种实现方式，如无线网络回传、高增益大功率天线、定向天线等等。但总的来讲，可以划分为覆盖增强技术、无线组网技术两类。（一）基于覆盖增强技术基于覆盖增强技术的方案主要有三类实现方案，分别为：高增益天线、智能天线、功率放大器。1.高增益天线高增益天线把输入功率集中辐射，提高特定方向上的无线信号覆盖。高增益天线根据天线增益、主波瓣发射角度等不同，有单极化天线、双极化天线、扇区天线等多种类型。采用高增益天线在室外对室内进行覆盖时，需要根据场景特点选择合适的极化天线、天线布设位置、合适的方向角等。2.智能天线智能天线根据所采用技术路线的不同，分两类。一类是基于波束赋形技术，另外一类采用波束控制技术。采用波束赋形技术时，在有限天线数量的情况下，难以支持802.11n。采用波束控制技术的室外设备，可同时支持802.11n的空间复用技术。另外，采用波束赋形技术的智能天线通常结合空分多址技术，内置多个RF基带单元天线，通过多个天线形成不同方向的波束，可在同一时刻同一频段上支持多个用户的接入。但空分多址比较适合大范围，用户隔离度很高时的覆盖。3.功率放大器采用功率放大器对基站的输出功率进行放大，提高传输距离。功率放大器可采用内置和外置两种方式，不过受无线电管理局的管制要求，一般室外AP都采用内置的功率放大器，通常为500mW。采用大功率AP的方式在室外对室内进行覆盖时，功放一般用于AP和AP之间的连接，如MeshAP或网桥之间的互联。如需直接对终端进行覆盖，通常需要在室内采用信号中继器CPE。（二）基于无线组网技术室外无线AP对室内覆盖视距无法可达、AP安装位置无法提供有线连接或AP对终端覆盖距离过远时，需要通过无线组网回传的方式，拓宽无线宽带网络覆盖的区域。无线组网的实现方式有两种，分别如下：1.无线网桥连接无线网桥使用点到点、点到多点的方式将局域网通过无线连接在一起，实现无线宽带网络系统的扩展。无线室外设备对室内进行覆盖时，室外无线AP之间如无法使用有线连接，此时可利用无线网桥技术，在5G高频进行主干回传，与接入网分开，从而扩大无线网络的覆盖范围。另外，布设室外AP对室内进行覆盖时，可通过无线网桥连接解决由于建筑物阻挡或距离相隔太远而无法覆盖的场景。当室外AP采用高增益天线、功率放大器等覆盖增强技术时，终端上行数据在AP的接收成为了瓶颈，可利用无线中继器CPE分别桥接室外AP与无线终端。由于CPE采用的信道与室外AP相同，因此需要注意避免CPE在和用户通信时，对室外主AP形成干扰。2.Mesh组网自组织自配置的Mesh组网方式，提供了一种网状结构，多点到多点的自适应无线传输系统。各Mesh节点可以通过相邻的其他Mesh节点以多跳方式实现骨干网的连接，拓展了无线覆盖的范围。室外对室内覆盖时，考虑到2.4GHz的拥挤程度，一般Mesh链路采用5G频段，既保证了带宽又避免了2.4G频段来自其他WiFi的干扰，因此通常要求Mesh网络中的AP支持双频。4.WLAN室外覆盖室内建设原则（一）建设原则室外覆盖室内需根据实际应用场景，选择合适的覆盖增强技术、无线组网技术或多种技术的组合。WLAN室外覆盖室内建设应遵循以下原则：（1）WLAN需尽可能采用室内系统进行覆盖WLAN室外覆盖室内作为WLAN建设中室内无法布设或布设困难的一种场景，在室内系统建设允许的条件下，尽量采用室内系统进行覆盖。（2）WLAN室外覆盖室内，需充分考虑容量的需求。由于受距离、建筑物阻隔等限制，室内用户的信号接收强度较低，所能支持的无线速率较低，为了保证用户的体验，需合理规划每个AP的用户接入数。（3）WLAN室外覆盖室内，需考虑施工的灵活性。对室内布设困难场景，采用室外对室内进行覆盖。同样，室外无有线连接或有线布设困难时，采用无线网桥或Mesh方式组网，进行数据回传。（4）WLAN室外覆盖室内时，AP接入侧应慎用大功率设备。在用户相对密集区域，与蜂窝网络一样，应慎用大功率、大覆盖设备，减少AP的覆盖半径，减小AP间相互干扰的概率。（5）WLAN室外设备需要适应室外工作环境。WLAN室外设备需要适应室外复杂的工作环境，需具备良好的防水、防尘、防雷电能力，能在一定低温、高温等环境下工作。（二）AP选型和应用AP的选择需要综合考虑待覆盖的区域特点以及覆盖目的，因此AP的选型和应用应遵循以下几点原则。（1）采用室外覆盖室内方式时，首先考虑到的是室外AP跟无线终端间信号的交互，保证用户可有效的接入网络。（2）采用室外覆盖室内方式时，对AP天线的选择需尽量考虑到信号分布的均匀，对于重点区域和信号碰撞点，需要考虑调整天线方位角和下倾角。（3）采用室外覆盖室内方式时，天线安装的位置应确保天线主波方向正对覆盖目标区域，保证良好的覆盖效果。（4）采用室外覆盖室内方式时，室外AP的频点应尽可能与覆盖范围内室内AP的频点错开，避免同频干扰。（三）组网原则采用室外对室内进行覆盖时，其组网原则有如下几点。（1）容量优先：提供大容量无线宽带接入是部署WLAN网络的首要目的。（2）可靠性：无线传输系统的可靠性、稳定性是具有实用性的前提。在满足接入的情况下，提供稳定一致的性能，不易受外部干扰的影响。（3）灵活扩展原则：系统有充分灵活的适应能力和可扩展的能力，以便于在用户容量和数据流量需要扩展时，可以简便地扩容与升级。（4）安全性：终端用户接入的安全性以及数据传输的安全性需要具有系统范围内的支持。（5）集中管理和维护：尽量采用集中控制型AP架构，系统性进行配置、管理和维护，简化网络连接和管理架构。（6）因地制宜、快速部署推广市场的原则。设备能具有相当的环境适应性，部署灵活简便。附1：针对不同的应用场景推荐的建设方案应用场景特点推荐建设方案空间尺度用户密度应用类型建筑物等环境特征开阔适中狭窄密集中等稀疏互联网浏览等非实时音视频地理信息查询阻挡轻微阻挡无阻挡学校、工业园区★★★★★★★★高增益天线/智能天线+AP+CPE+网桥连接/Mesh组网居民小区、商业楼宇、星级酒店等★★★★★高增益天线+AP+CPE会展中心、体育场馆等★★★★智能天线+AP+网桥连接/Mesh组网城中村、城乡结合部★★★★★智能天线+AP+CPE农村、小城镇★★★★★★智能天线+高功率+AP+CPE+网桥连接/Mesh组网广场、公园、风景区等★★★★智能天线+AP+网桥连接/Mesh组网商业街、步行街等★★★★★★高增益天线/智能天线+AP+CPE+网桥连接附2：WLAN智能型AP试点建设情况中国联通广西省分公司、深圳分公司对WLAN室外智能型AP进行了试点建设，建设应用情况如下：（一）智能型AP试点建设应用总体情况（1）中国联通广西省分公司智能型AP试点建设广西联通采用室外型AP分别在钦州学院和钦州英华学院，采用室外覆盖室内的建设方式，进行WLAN覆盖部署。钦州学院智能型AP试点目标为:覆盖西校区12栋学生宿舍楼，共818间宿舍，覆盖学生数4900左右；东校区覆盖4栋学生宿舍楼，共208间宿舍，覆盖学生数1200左右。建设部署方案如下：•西校区：采用7台WiFi基站进行WLAN覆盖，WiFi基站通过5台无线网桥与IP网络连接，对接设置在钦州学院本部无线基站内。•东校区：部署1台WiFi基站实现WLAN覆盖，并与IP网络连接。钦州英华学院智能型AP试点覆盖目标为9栋学生宿舍楼与部分室外区域，共覆盖1080间学生宿舍，覆盖学生人数为6000左右。建设部署方案如下：通过9台AP实现WLAN覆盖，WiFi基站间通过无线网桥及Mesh组网方式互联，并与IP网络连接，对接设置在钦州英华学院实验楼无线基站内。另外，宿舍楼内部分区域采用无线中继器进行优化。（2）中国联通深圳分公司智能型AP试点建设深圳联通采用室外智能型AP，对联通大厦周围典型的密集城区进行WLAN覆盖试点。共采用3套WLANII型WiFi基站，与现有2G/3G宏站共站建设，天线位于联通大厦9层室外平台，基站位于联通大厦4层机房。（二）智能型AP试点建设应用技术及效果分析（1）智能型AP试点产品所采用的技术广西联通、深圳联通的试点建设中，采用的室外智能型AP产品，这些产品全部采用了智能天线技术。有些产品采用了波束控制的智能天线技术，支持802.11a/b/g/n，智能天线与AP一体化集成；有些产品采用波束赋形的智能天线技术，支持802.11a/b/g。有些WiFi基站的智能天线与AP在外观形式上分离，连接上集成，AP作为智能天线的底座；有些WiFi基站既可以采用外接的板状智能天线，也支持智能天线与AP一体化集成。（2）智能型AP试点效果•覆盖能力传统的500mW大功率AP只能增加下行信号的传输距离而不能解决小功率上行信号传输距离不足的问题。通常传统大功率AP非视距环境下有效覆盖半径为100-200米。相对于传统型室外AP，智能型AP，除单天线的增益外，还存在多天线增益和发射赋形增益，因此提高了下行方向的覆盖范围和能力，相应地提高了（尤其非视距）传播能力和室外对室内的穿透能力。同样地，在上行方向上存在接收赋形增益，提高了上行方向的覆盖范围，改善了WLAN上下行覆盖的平衡（传统型AP受限于上行覆盖）。•容量能力智能天线利用波束赋形技术或者波束控制技术，可实现发送给不同用户的信号在空间上的隔离，从而降低下行方向上不同AP对用户的干扰水平，改善用户的无线环境，提升用户吞吐率。•抗干扰能力智能型AP采用了波束赋形或波束控制技术，其抗干扰能力分析如下：上行方向，由于采用智能天线，智能型AP的接受存在明显的方向性，在波束赋形的主瓣方向或者波束控制主瓣方向上，天线具有较大的接受增益，而在非主瓣方向上接受增益很小，故在上行方向，可以概率上降低相邻AP、非WLAN干扰源（同频、异频）干扰水平。下行方向，由于采用智能天线，智能型AP的发射存在明显的方向性，在波束赋形的主瓣方向或者波束控制主瓣方向上，天线具有较大的发射增益，而在非主瓣方向上发射增益很小，故在下行方向，可以概率上降低相邻AP对于用户的（同频、异频）干扰水平。但是，如果不同智能型AP实时连接的不同用户位置极其相近（小于智能天线成形波束的最小空间分辨能力）时，则无法降低相邻A