商场无线解决方案

1/366无线部分无线总体方案设计无线总体网络架构设计注意：定位效果与无线网络部署息息相关，需要施工前严格的网规网优和施工中的优化调整。终端层2/366包含商场内的用户携带的wifi智能终端设备——智能手机、平板电脑及笔记本电脑等，这些智能终端通过WIFI热点链接WLAN网络，从而访问业务和internet服务。无线接入点Wifi智能终端需要通过AP设备提供的无线信号接入网络和提供定位服务。室内型采用AP6010DN-AGN。接入层接入层负责将一系列AP设备接入到网络，接入层由以太网交换机组成，采用二层交换，交换机型号选择为S5700系列交换机，接入层交换机需要支持POE功能，以便为AP提供POE供电。AC控制器控制器选择盒式AC6605，考虑到后期的网络扩容，最大管理1024个AP。eSight网管软件提供有线无线网络管理、用户认证、策略下发、对接地图服务器等功能。地图服务器营销软件部分详细阐述营销工具组件营销软件部分详细阐述商场高密接入设计商场在周末等人流高峰期，高密接入功能非常必要。华为高密商场方案提供一系列的软件特性，通过对无线资源进行管理，以进一步提升高密接入性能。这些特性按类别划分为四类：干扰抑制类特性，空口效率类特性，多用户调度类特性和负载均衡类特性。类别描述价值干扰抑制CCA优化优化CCA参数，提升AP对干扰的容忍度逐包功率控制AP下行功率控制减少系统内的干扰3/366自动调优监视网络环境变化，周期性或事件触发调优以保持网络性能处于最佳状态空口效率低速率、弱信号用户接入控制控制低速率，弱信号用户接入，提升空口的使用效率低速率、弱信号用户下线控制控制低速率，弱信号用户下线，提升空口的使用效率Beamforming（包括隐式和显示）提升空口使用效率和用户体验（含老旧终端）多用户调度动态EDCA参数灵活调整物理信道竞争参数，降低碰撞几率，提升吞吐率或用户数虚拟管道（VAP）通过虚拟管道，减少用户碰撞，提升吞吐率或用户数公平调度下行公平调度，让不同速率的用户获得相同的调度时间，提升高速率用户体验负载均衡5G优先接入让双频用户优先从5G接入，充分利用5G信道，优化终端分布，提升接入用户数和用户体验；负载均衡优化终端在不同AP分布，提升接入用户数和用户体验；干扰抑制CCA优化CCA（ClearChannelAssessment），即空闲信道评估。在WLAN系统中，AP或者终端是通过对信道进行能量检测的方式判断信道空闲的：4/3661）当检测到某信道的能量=CCA门限，认为信道繁忙，不在该信道发送；2）当检测到某信道的能量CCA门限，认为信道空闲，使用该信道发送；在高密场景下，由于AP以及终端密度大，距离近，信号强度比普通场景要强，信道上检测到的能量很容易超过CCA门限，可能会出现2个或者多个设备共享带宽，而影响带宽。华为CCA优化特性可以通过根据实际场景对CCA进行优化，减少多个设备共享带宽的可能性，从而提供更多的用户接入和更高的吞吐率。逐包功率控制5/366逐包功率控制可以有效减少WLAN系统内的干扰，提升用户的吞吐率性能。AP实时检测STA的信号强度，如果STA信号强度强大于功控目标值（距离AP较近），则发送数据包时自动降低实际发送的功率；如果STA信号强度小于目标值（距离AP较远），则增加发射功率。自动优化自动调优是指AP通过收集到的周围AP的信号强度，信道参数等，生成AP的拓扑结构，根据合法AP、非法AP以及No-WiFi形成的干扰以及各自的负载，自动调整AP的发射功率和信道，以保证网络处于最佳的性能状态，提升网络的可靠性和用户体验。说明：1、自动调优得到的AP发射功率和逐包功控控制之间的关系：自动调优得到的AP发送功率确定了AP实际发射功率的上限，而逐包功率控制在这个上限范围内逐包调整AP的发射功率。6/3662、自动调优可以减少网络维护工作量，并保持网络性能保持良好的状态。但调优过程中对业务的影响也需要关注，在大业务量的高密场景下使用需要谨慎。3、调优的区域以AC为单位，每个AC各自调优。在每个调优区域中，根据信号强度过滤形成最小的调优范围，合理减少计算量并保证调优效果。空口效率当部分终端速率低的用户使用WLAN时，一方面会大大降低空口效率，另一方面也会影响其他用户的体验。尤其大量用户接入的高密场景下，低速率用户会加剧空口资源紧张，减小AP的容量，带来用户体验的恶化。低速率用户越多，带来的这种影响越大。通过控制这种低速率用户的初始接入和在线使用，可以减少这种影响。1)限制低速率用户接入在初始接入时判断用户速率，对于速率过低的用户不允许接入网络中。2)限制弱信号用户接入在初始接入时判断信号强度，对于信号强度过低的用户不允许接入网络中。3)强制低速率用户下线对于在线用户，实时监控其速率，对于速率过低的用户，强制其下线，辅助其选择信号强度更好的AP接入。4)强制弱信号用户下线-75dBm-80dBmForcedofflineRestrictionaccessPreferenceaccess7/366对于在线用户，实时监控其信号强度，对于信号过弱的用户，强制其下线，辅助其选择信号强度更好的AP接入。5)波束成形（Beamforming）所谓波束成形技术是指，信号发射端根据获取到的发射端和接收端之间的信道信息，调整发射端的发射参数，在接收端形成能量的集中，从而达到改善覆盖，提高容量的目的。华为商场解决方案支持隐式和显示的波束成形，可以有效提升所有终端（包含老旧终端）链路性能，提升空口效率。多用户调度动态EDCA参数WLAN采用竞争接入的多址接入方式，在竞争接入用户数增加时，碰撞的概率也会增加。碰撞概率的增加会引起AP吞吐率的下降，用户体验难以保证。在802.11e中的引入的EDCA（enhanceddistributedchannelaccesss，增强分布式信道接入）可以通过设置不同接入参数来支持不用业务的优先级，同时接入参数设置的不同对用户数接入时的碰撞概率也会有影响。华为动态EDCA参数特性通过感知AP上的用户数，灵活调整EDCA接入参数，降低碰撞的概率，从而达到增加容量和增强用户体验的效果。Tolly测试与友商的对比表明，单用户场景最大吞吐量比C友商提升11％，而多用户场景每用户平均贷款比C友商高16%。动态EDCA参数特性在华为高密场景中使用的所有室内和室外中都支持。传统无线网络提升性能灵敏切换BeamformingMIMO信号信号衰减用户MIMO信号Beamforming相位调整用户MS如影随行8/366Airtime调度不同速率的用户传输相同的一个包在空口占用的时间并不一样。高速率的用户传送能力强，频谱效率高，却占用的空口时间更少，而低速率的用户传送能力弱，频谱效率低，却占用了更多的空口时间，这会降低每个AP的系统吞吐率，降低系统效率。Airtime特性通过公平的分配下行传输时间，使得高速率用户和低速率用户获得相同的下行传输时间，帮助高速率用户传输更多的数据，从而实现AP更高的系统吞吐率和用户接入。Multi-Lane调度基于竞争机制的WLAN系统，用户数越多时，碰撞的概率越大，系统效率下降越明显。在商场场景下，由于用户数很多，这个碰撞应影响每个AP的多用的接入性能。Mulit-lane特性通过Virtualchannel的将AP上的用户分布在不同的Virtualchannel中，从而减少这种碰撞。如在下图中，传统的调度方式中12个用户同时争抢空口信道，而通过Multi-lane的特性将12个用户平均分布在3个9/366Virtualchannel中，实现了4个用户同时争抢空口信道，减少了争抢的碰撞的概率，从而增加了高密场景下多用户接入的性能。负载均衡5G优先接入终端在接入WLAN网络时，通常都是选择从2.4G频段接入，让信道本身就少的2.4G频段显得更加拥挤，负载高，干扰大；而信道多，干扰小的5.G频段优势得不到发挥。5G优先特性是指对于双频AP（AP同时支持2.4G和5G射频），如果STA也同时支持5G和2.4G的功能，则AP控制STA优先接入5G频段，从而达到将2.4G频段的双频终端用户向5.0G频段上迁移的目的，减少2.4G频段上的负载和干扰，提升用户体验。ChannelChannelAirinterfacecompetitionTraditionalSchedulingVirtualchannelVirtualchannelVirtualchannelMulti-laneSchedulingAirinterfacecompetitionAirinterfacecompetitionAirinterfacecompetition10/366本特性使用效果受制于现网中支持5G的双频终端的比例。根据芯片厂商的预测，到2014年底发货比例将超过50%。实际上对市面上主流的移动智能终端的统计，这个比例已经超过50%。型号支持WIFI协议5G支持情况三星GALAXYS4802.11a/n/b/g/ac支持苹果IPHONE5802.11a/b/g/n支持HTCone802.11a/ac/b/g/n支持索尼XperiaZ802.11a/b/g/n支持GALAXYSIII802.11a/b/g/n支持iPhone4S802.11b/g/n不支持BlackBerryZ10802.11a/b/g/n支持LGNexus4a/b/g/n支持诺基亚Lumia920802.11a/b/g/n支持BlackBerryQ10802.11a/b/g/n支持负载均衡2.4G关联到2.4G的双频终端关联到5G的双频终端5GWithout5G优先接入特性2.4G关联到2.4G的双频终端关联到5G的双频终端5GWith5G接入优先特性11/366由于用户使用终端行为的差异，可能出现相邻的两个AP一个AP负载高，而另外一个AP负载低的情况，负载均衡特性可以按照用户数量和用户流量，将用户分配到同一组但负载不同的AP上，从而实现不同AP之间的负载分担，避免出现某个AP负载过高而使其性能不稳的情况。网络安全性设计AC控制器AC控制器作为WLAN的关键组件，负责AP管理、用户认证和无线流量转发等重要功能，因此AC控制器的稳定性设计就是不可忽视的问题。针对商场高密场景有两种备份方式：AC控制器采用N+1冷备份方式商场属于接入密集型场景，单个AC很难完全实现对商场接入用户的认证和对AP的管理。那么就需要根据商场部署的AP数量和接入用户的数量来考虑使用多个AC分布式部署方案，每个AC根据需要管理商场内的一部分AP及经由这些AP接入无线网络的用户，多AC配合共同实现全部AP和全部接入用户的管理。同时处于可靠性角度的考虑，还应该为AC控制器提供备份AC，多AC部署可以采用N+1冷备方案，为N个主用AC单独部署一个备份AC，以满足单主用AC故障时，备用AC能够迅速完成切换，相应的AP和接入用户迁移到备份AC，从而保证网络稳定。ACIPNetwokSTA1STA2STA4STA5AP1AP2STA312/366该方案优点AC控制器部署数量少，网络建设成本相对低，单AC故障时可以实现快速切换，保证完了稳定。缺点就是当多个AC同时故障时，备份AC可能无法完全承接所有的用户数。AC控制器采用1+1热备份方式1+1热备份方式需要为网络中每一个主用AC控制器部署一个备用AC，全网AC控制器数量=主用AC*2。每个AP同时与主备两个AC同时建立CAPWAP隧道，AP监测AC的工作状态。当主备AC都正常工作时，AP只在主用AC上工作，所有配置只能在主用AC上下发，备用AC上无法下发任何配置。当主用AC故障时，备用AC快速切换到主用状态代替原主用AC保证网络正常。该方案优点主备AC切换速度快，大大减少倒换时间，能够快速的恢复网络正常运转，保证业务顺畅，并且可以满足多个AC故障情况下的网络稳定性保障。缺点是AC部署数量倍增，部署成倍相对较高。AP接入点AP防盗安装AP时安装防盗锁即可。AP零配置传统的FAT