新一代WLAN技术外场融合覆盖测试培训材料

中国移动通信集团北京有限公司2010年11月新一代WLAN技术外场融合覆盖测试培训材料目录项目概述基本性能测试外场测试总结室外覆盖规划部署建议项目总结及后续计划项目背景1.现有802.11g设备单AP容量小(54Mbps)，覆盖范围无法满足基站部署需要，而从理论分析，802.11n单AP带宽300Mbps,覆盖半径200-500米，适合与室外宏站结合，802.11n技术特点参见附录，但具体性能有待验证2.WLAN设备使用的2.4G频点为免费频点，可用信道少，干扰严重，5.8G频点穿透性差，覆盖距离小，无法用于室外覆盖，干扰的影响有多大，如何克服？我们的室外基站的天馈线系统也能与WLAN共享，如果有需求，现有的基站可以很快转变为WLAN基站。——摘自李跃总裁在中国移动2010年总经理研讨会上的讲话3.WLAN设备主要受制与终端发射功率受限（国家规定笔记本终端发射功率小于100mw），建筑物对业务性能性能影响有多大，如何克服终端受限和遮挡的问题？4.集团2009年组织的新技术试验已经证明，使用MESH技术进行室外连续覆盖技术难度大，部署成本高，以何种方式实现室外宏站部署最有效？项目组织实施2010年2月北京公司网络部牵头，联合集团研究院和公司计划部、网优中心、工建中心成立联合项目组开展相关研究测试工作，项目历时8个月2-22日至2-26日调研3月5日调研反馈3月15-16日交流3月22-31日测试规范撰写4月1日内部测试规范讨论会4月16日测试规范澄清会5月4日-9日京信室内测试5月10日-14日华三室内测试5月10日-14日京信室外测试5月19日-6月2日华三室外测试6月7日-6月11日思科室内测试6月4日-7月13日思科室外测试、CPE测试试验设备概述通过共组织7个厂家交流，根据802.11N技术能力、室外覆盖解决方案等八项内容进行打分评比，最终选择思科、H3C、京信和摩托罗拉进行性能摸底和室外能力测试厂家京信H3C思科设备型号AP2600（室内）AP2400（室外）WA2620-AGN-Fit（室内）WA2610X-AGN-FIT(室外)1252主要产品特点802.11g/n&a/n（室内）802.11g/n（室外）100mw支持40M带宽802.11g/n&a/n100mw（室内）/500mw(室外)支持40M带宽802.11g/n&a/n100mw支持40M带宽供电方式POEPOEPOE外场部署方式外接功放和天线天线功放一体化外接功放和天线产品图片因公司自身原因，摩托未参与室外测试试验设备概述关于调整2.4GHz频段发射功率限值及有关问题的通知信部无[2002]353号一、自发文之日起，调整2.4-2.4835GHz频段无线电发射设备的主要技术指标如下：(一)等效全向辐射功率(EIRP)：天线增益＜10dBi时：≤100mW或≤20dBm；天线增益≥10dBi时：≤500mW或≤27dBm。三、在该频段内的无线电发射设备的射频部分与其天线必须按照一体化设计和生产，其外部的调整或控制装置仅用于在型号核准的技术指标范围内进行调整或控制。在设置使用时，不得擅自改用其它天线或额外加装射频功率放大器。测试厂家中，仅有H3C能提供室外一体化AP，其他厂家设备都需要外接功放和天线。目录项目概述基本性能测试外场测试总结室外覆盖规划部署建议项目总结及后续计划基本性能测试概述测试项信道频宽测试约定11n单终端吞吐量20MHZ无加密设定1：开启MPDU及SHORT-GI设定2：开启A-MPDU,关闭SHORT-GI设定3：关闭A-MPDU,开启SHORT-GI11n多用户吞吐量20MHZ6个终端同时接入，双空间流频宽,A-MPDU开启，Short-GI开启思科另外测试了3个终端11b/g/n混合终端吞吐量测试20MHZ2个11b终端，2个11g终端，2个11n在一个AP下同时接入11bSTAAPPOESwitchAC11gSTA11bSTA11gSTA11nSTA11nSTA流量工具为，测试流量为TCP流，每项测试重复三次取平均值单终端吞吐量测试0102030405060708090京信H3C思科44.580.776.935.279.436.179.7设定1设定2设定301020304050607080京信H3C思科44.174.973.23574.835.845.9设定1设定2设定3测试分析从设备配置看：开关Short-GI对吞吐量影响不大，但关闭A-MPDU对下行吞吐量影响明显，约下降30%-40%建议现网部署时默认开启Short-GI和A-MPDU功能从设备性能看：H3C，思科设备性能接近，京信设备性能有待提升现有设备对单终端吞吐量上行可达80Mbps,下行达74Mbps,对应11a/g设备仅为30/28Mbps思科2.4G设备不支持A-MPDU和short-GI关闭思科2.4G设备不支持A-MPDU和short-GI关闭上行吞吐量下行吞吐量多终端吞吐量测试020406080100京信H3C思科44.5480.776.8886.8347.159.2577.231终端3终端6终端上行吞吐量下行吞吐量020406080100京信H3C思科47.174.8973.2473.4845.795.0563.371终端3终端6终端测试分析在多终端条件下：终端数较少时单AP总吞吐量有所提升，到达一个峰值后随着终端的增多总吞吐量下降，符合WLAN网络设备特点从设备性能看：H3CAP设备由于采用了特殊的算法，对多终端下行能支持较好，但上行容量反而有所损失思科设备性能较稳定，京信设备容量有待提升混合终端吞吐量测试02040608011b11g11n混合吞吐量仅11n吞吐量2.482.8130.4735.5759.251.432.5726.0530.0477.23H3C思科02040608010011b11g11n混合吞吐量仅11n吞吐量2.44.5929.4236.2995.050.871.6319.1521.6563.37H3C思科上行吞吐量下行吞吐量根据容量测试结果，选择思科、H3C进行混合容量测试，11b/g/n终端各两台，总共六台终端接入一个AP测试分析混合终端情况下，总吞吐量下降到单11n模式下的35%,11b、g终端对总容量的影响非常大,现网部署11n设备时必须考虑终端类型占比基本性能测试总结单用户吞吐量一般情况下，吞吐量可达到70Mbps以上京信吞吐量最低。44Mbps/44Mbps；H3C吞吐量最高。79Mbps/83Mbps思科吞吐量稍低H3C。77Mbps/73Mbps关键技术帧聚合：可能会影响吞吐量Short-GI：基本不影响吞吐量京信关闭帧聚合：基本不影响关闭Short-GI：基本不影响H3C关闭帧聚合：不影响上行，下行吞吐量下降38%关闭Short-GI：基本不影响思科不支持强制关闭多用户吞吐量多用户碰撞使总容量损失、多用户MIMO会提升容量，两个因素互相影响、与具体场景密切相关，没有明显的规律。京信上行：吞吐量提升25%；下行：吞吐量下降10%；H3C上行：吞吐量下降25%；下行：吞吐量提升25%；思科上行：3用户吞吐量提升15%；下行：5用户吞吐量下降15%；多系统混合终端吞吐量多系统混合模式下，11n的网卡的抢占能力没有优势，吞吐量会急剧下降京信——H3C混合终端情况下，总吞吐量下降到单11n模式下的40%思科混合终端情况下，总吞吐量下降到单11n模式下的35%目录项目概述基本性能测试外场测试总结室外覆盖规划部署建议项目总结及后续计划测试概述测试目标1测试8012.11n设备在密集城区环境下的覆盖性能2测试密集城区环境建筑物对11n设备业务质量的影响及穿透能力3测试对比严重干扰对11n设备性能的影响无干扰场景京信设备H3C设备室外覆盖测试视距定点覆盖非视距定点室外隔墙室外隔楼严重干扰场景思科设备室外覆盖测试拉远覆盖测试非视距定点室内大堂室内走廊室外隔楼测试项4对比各个场景下11g设备的性能1.按照测试拓扑进行连接，WLANAP配置为20M模式2.配置AP工作在802.11n模式下，关闭加密功能；3.将11n笔记本连接到AP，记录信号强度4.将该11n笔记本连接到FTP服务器，测试笔记本Chariot服务器上、下行吞吐量测试用例测试环境概述为验证在城区密集场景下的覆盖情况，本次试验外场选择北京市海淀区军事博物馆向南的华瑞腾飞设计院GSM/TD站点作为WLAN站址，AP站点位于3层楼面，站高约11米，周围无线环境及部署场景如下图东南西北基站外观AP设备外置天线无干扰测试场景选择办公楼区域住宅楼区域近点（90米）中点（135米）远点（220米）近似视距近点（70米）非视距：隔一普通住宅楼外墙近点（70米）非视距：隔一栋普通住宅塔楼123454512视距定点测试非视距定点测试3无干扰测试结果：视距定点测试京信上行吞吐量（Mbps）H3C上行吞吐量（Mbps）京信下行吞吐量（Mbps）H3C下行吞吐量（Mbps）11n室外覆盖性能明显好于11g设备，在近点处仍能保持与实验室近似的性能，在视距220米处吞吐量高于20Mbps，可以满足室外覆盖要求H3C设备由于采用了特殊算法，在近、中点吞吐量表现较好，但在远点下降严重无干扰测试结果：非视距定点测试11n设备非视距性能明显好于11g设备，特别是采用相关算法的H3C设备建筑物对设备性能影响非常严重，室外覆盖场景必须寻求有效的措施提高性能H3C设备虽然综合性能较好，但在隔楼场景下上行测试三次有两次无法连接京信上行吞吐量（Mbps）H3C上行吞吐量（Mbps）京信下行吞吐量（Mbps）H3C下行吞吐量（Mbps）三次中有两次无法连接无干扰测试结果：各场景下的信号强度各场景下接收信号强度的对比（db）随着距离增加和遮挡增加，接收信号强度呈现明显下降趋势H3C信号强度明显好于京信设备，但在非遮挡场景下，信号强度高不代表上行吞吐性能好（多次出现不能连接的情况）穿一堵墙的信号损耗约为20dB严重干扰条件描述由于采用2.4Ghz频点的WLAN802.11n设备在密集城区部署时将面临严重干扰（包括同信道AP及微波炉干扰）为验证严重干扰场景的覆盖性能，在思科设备测试中，我们加入了干扰源，与被测AP配置为同信道，并收发大流量数据，干扰测试结果如下图干扰源放置点干扰源为802.11gAP及终端设备，通过扫频结果可以看出，干扰源占用了大量的信道资源干扰场景测试12345671-5点为视距视距，距离分别为10米，90米，135米，180米，220米6、7点为非视距，距离分别为220米，320米严重干扰场景拉远覆盖定点测试数据干扰场景拉远测试下行吞吐量（Mbps）干扰场景拉远测试上行吞吐量（Mbps）1.320米处使用CHARIOT无法上行连接，使用普通FTP流量为49kbps,故认作覆盖最远点10米视距90米视距135米视距180米近似视距220米近似视距220米非视距320米非视距H3C无干扰-39-71-55京信无干扰-62-81-78有干扰-38-50-50-52-58-50-76SNR502545434002040608010088.3978.262.7448.3123.821.831.4729.3528.5632.9334.9916.842.27H3C无干扰京信无干扰有干扰01020304050607063.6439.3711.8746.142.0735.2525.5816.2314.417.98416.6112.250.049H3C无干扰京信无干扰有干扰严重干扰场景拉远覆盖稳定性测试1.拉远的第一段为视距，拉远距离为220米，拉远过程中无掉线和脱网现象，信号强度和吞吐量比较稳定2.拉远的第二段为非视距，在拉远到240米的拐角的地方chariot不能打流，ping时延增大，但不丢包3.290米左右，覆盖最弱，降到-80dbm左右，ping丢包严重，掉线4.过290米后，信号变好，最远点320米处，ping不丢包，时延300ms左右，chariot下行能打流，达到4