WLAN网络扩容解决专项方案.doc

WLAN网络扩容处理方案
（室内分布系统）

盐城电信分企业 无线维护中心
崔新宇

目 录
一、概述 2
二、WLAN网络扩容可行性分析 2
2.1 WLAN网络扩容思绪 2
2.2 AP合路干扰分析 2
2.2.1理论分析 2
（1）杂散干扰分析 2
（2）阻塞干扰分析 2
（3）干扰分析小结 2
2.2.2试验室验证测试 2
（1）测试原理图 2
（2）测试数据 2
（3）试验室测试小结 2
2.3现网验证测试 2
2.3.1网管数据验证 2
2.3.2无线用户端吞吐量测试 2
2.3.3业务测试 2
三、WLAN网络扩容工程实现 2

一、概述
无线局域网（WLAN）经过几年建设已初具规模，基础涵盖了全部热点地域覆盖（包含室内、室外）。前期因为WLAN用户规模还比较小，且考虑到投资成本，之前WLAN室内建设基础和原室分系统（CDMA、GSM等）进行合路。在现有室分系统中，通常使用WLAN AP设备输出功率为20dBm和27dBm ，因为其输出功率比较低，使得一个AP设备带室分楼层不多，多为一个楼层用一个AP设备进行合路，楼层规模比较大分别采取2个AP进行合路覆盖。
伴随WLAN用户规模扩张，或一些WLAN热点地域会出现周期性某一时间段用户数突发增加，这就出现了AP容量担心情况（通常一个AP下挂25～30个用户）。一个AP覆盖一个楼层情况，已不能满足多用户数接入Internet需求。
所以，对现有有WLAN容量需求热点室分系统进行WLAN容量扩容，使用户能轻松登录Internet，已成为运行商目前一件刻不容缓事情。
二、WLAN网络扩容可行性分析
2.1 WLAN网络扩容思绪
WLAN网络容量不足扩容问题，不一样于其它移动通信网络。假如把WLAN网络等同或类似移动网络来看待，则处于WLAN网络最边缘设备AP，能够看作类似于移动通信网BTS、Node B设备。不难看出，BTS、Node B设备能够经过增加载频、载波或网络升级等手段来达成增加容量目标，而AP设备则无法经过类似手段实现网络容量增加。就现在WLAN网络来看，要实现WLAN网络容量增加，唯一可行措施就是经过增加AP数量，来满足不停增加用户数接入需求。
1个AP正常可同时下挂25～30个用户，2个AP即可同时下挂50～60个用户。可见，增加1个AP即可实现WLAN网络容量扩大1倍。本方案考虑用WLAN双信道合路器（为区分于其它双频合路器，称之为双信道合路器）将2个AP进行合路后，再接入原有室内分布系统，以实现WLAN容量增加，满足更多用户接入要求。
WLAN网络频谱以下图：

图1，WLAN网络频谱图
由上图可知，WLAN网络共有13个信道（中国为1～11信道），但相互相互不交叉而独立信道只有1、6、11共3个信道。在现网WLAN网络建设中，为避免AP设备相互之间干扰，也通常采取这3个常有信道进行网络计划。在现网WLAN网络中增加一个AP，就意味着可能出现一个反复信道。所以，在WLAN网络扩容时，既要考虑现有WLAN网络布署情况，同时也要充足考虑2个AP合路干扰情况。为此，WLAN双信道合路器选择就显得尤为关键，在满足2个AP合路同时，也要满足2个AP之间干扰隔离度要求。所以，WLAN双信道合路器在技术可实现层面上，通常选择WLAN网络1和11信道进行合路。
2个AP合路示意图以下：
11信道
1信道

图2，AP合路示意图
WLAN双信道合路器技术指标以下：
名称
WLAN双信道合路器
频率范围(MHz)
通路1：2401-2423（1信道）
通路2：2451-2473（11信道）

指标
带内插损(dB)
通路1：≤2.0
通路2：≤2.0
带内波动(dB)
通路1：≤0.8
通路2：≤0.8
带外抑制(dB)
通路1
≥65@≤2387 MHz
≥65@≥2437 MHz
通路2
≥65@≤2437 MHz
≥65@≥2487 MHz
端口隔离度(dB)
≥70@Tx
≥70@Rx
驻波比
通路1：≤1.3
通路2：≤1.3
三阶互调dBc)
≥120
最大输入功率(W)
200
阻抗(Ω)
50
接头
N-K型
环境温度(℃)
-20～60

2.2 AP合路干扰分析
2.2.1理论分析
因为2个AP合路属于频带内合路，所以，对于2个AP合路干扰，关键考虑2个AP之间带内杂散干扰和阻塞干扰。
（1）杂散干扰分析
依据中国电信集团企业企业技术标准——《中国电信WLAN热点接入设备技术要求V3.0（12暂行）》中“9.1.2”相关WLAN AP设备接收灵敏度要求以下：
①在802.11b模式下：
1. 对于11Mbps CCK调制，<-84dBm，@8%FER（PSDU＝1024Bytes）；
2. 对于5.5Mbps CCK调制，<-87dBm，@8%FER（PSDU＝1024Bytes）；
3. 对于2 Mbps DSSS/DQPSK调制，<-88dBm，@8%FER（PSDU＝1024Bytes）；
4. 对于1 Mbps DSSS/DBPSK调制，<-90dBm，@8%FER（PSDU＝1024Bytes）。
②在802.11g模式下:
对于OFDM、DSSS-OFDM方法，接收机门限电平应符合表 9-1要求。当采取1000字节长PSDU，某一数据速率下接收信号电平为对应门限电平时误帧率（FER）应低于10%。
表9-1 2.4GHz 频段OFDM、DSSS-OFDM 方法接收机性能
数据速率（Mbps）
接收机门限电平（dBm）
6
-86
9
-85
12
-84
18
-81
24
-79
36
-75
48
-70
54
-69
对于大功率设备，要求接收机性能在以上要求基础上，再高3-5dB以上，以确保覆盖边缘区域用户终端上行传输。

行业要求，WLAN AP杂散指标以下：
频带
最大值
测量带宽
30－1000MHz
≤-36dBm
100 KHz
2.4－2.4835GHz
≤-33dBm
100 KHz
3.4－3.53GHz
≤-40dBm
1 MHz
5.725－5.85GHz
≤-40dBm
1 MHz
其它1－12.75GHz
≤-30dBm
1 MHz

实际测试，WLAN AP带内杂散指标以下：
测试条件
频带
最大值
测量带宽
设置AP在1信道且连续满功率发射，测试落在11信道杂散（图3）
2.451－2.473GHz（11信道）
≤-50dBm
100 KHz
设置AP在11信道且连续满功率发射，测试落在1信道杂散（图4）
2.401－2.423GHz（1信道）
≤-50dBm
100 KHz

图3，AP 1信道满功率发射，落在11信道杂散

图4，AP 11信道满功率发射，落在1信道杂散
依据以上条件，能够计算出对应杂散隔离度为：
MCL≥Pspu－10Log ( W Interfering / W Affected )－Pn
其中：
MCL为隔离度要求，单位dB
Pspu为干扰基站杂散辐射电平，单位为dBm
W Interfering为干扰电平测量带宽，单位为kHz
W Affected 为被干扰系统信道带宽，单位为kHz
Pspu－10Log ( W Interfering / W Affected )为干扰基站在被干扰系统信道带宽内杂散辐射电平
Pn为被干扰系统接收灵敏度，单位为dBm（依据中电信企业标准取-90dBm）
则，
依据行业标准计算出来MCL≥-33—10 Log（100/2）—-90=80.4dB
依据实际测试计算出来MCL≥-50—10 Log（100/2）—-90=63.4dB

（2）阻塞干扰分析
干扰信号假如没有落在正在使用WLAN载波邻道中，则它对WLAN接收机影响能够不考虑。假如干扰信号落在正在使用WLAN载波邻道中，则干扰信号功率应比WLAN发射功率小16dB以上。即系统间阻塞隔离度为：
MCL≥16dB

（3）干扰分析小结
依据以上分析，此次使用WLAN双信道合路器带外抑制达65dB，两端口间隔离度达70dB，完全能够满足2个AP合路要求，确保相互之间不相互干扰。

2.2.2试验室验证测试
本试验经过搭建一个模拟两AP合路系统，使用业界常见测试软件Chariot对AP最关键指标——吞吐量，进行实际测试。同时经过此次测试验证以上方案可行性。
（1）测试原理图

图5，试验室测试原理图

图6，试验室测试图
（2）测试数据
序号
测试用例
上行吞吐量（Mbps）
下行吞吐量（Mbps）
备注
(1)
用户1接入测试AP1，和服务器单独打流量
22.576
22.501
图7，图8
(2)
用户2接入测试AP2，和服务器单独打流量
22.886
23.438
图9，图10
(3)
用户3接入测试AP1，和服务器单独打流量
22.811
23.344
图11，图12
(4)
用户1接入测试AP1，用户3接入测试AP1，同时和服务器打流量
Pair1：10.900
Pair2：11.324
All：21.797
Pair1：11.381
Pair2：11.564
All：22.760
接入同个AP
(图13，图14)
(5)
用户1接入测试AP1，用户2接入测试AP2，同时和服务器打流量
Pair1：22.865
Pair2：18.404
All:41.015
Pair1：22.591
Pair2：21.609
All:43.832
分别接入不一样AP
(图15，图16)
(6)
用户1、用户3接入测试AP1，用户2接入测试AP2，同时和服务器打流量
Pair1：10.770
Pair2：11.524
Pair3：21.230
All：43.075
Pair1：11.407
Pair2：11.585
Pair3：22.793
All：45.530
用户1、3接入同一个AP,用户2接入一个AP
(图17，图18)

打流量测试图：

图7 图8

图9 图10

图11 图12

图13 图14

图15 图16

图17 图18
（3）试验室测试小结
经过以上试验室测试数据分析，能够得出2个AP经过WLAN双信道合路器进行合路，下行容量可达45Mbps以上，是单个AP吞吐量2倍左右。这也深入验证WLAN容量增加，能够经过WLAN专用合路器对AP进行合路达成增加容量目标，同时也反面验证了以上干扰分析正确性，说明只要使用符合技术要求WLAN专用合路器，2个AP就能够安全共享原有室内分布系统。
2.3现网验证测试
在东街省电信大楼4楼、8楼现网，分别进行双AP+双信道合路器接入验证测试。现网关键经过长时间网络流量、用户数统计，异常告警观察等手段验证本方案可行性。
2.3.1网管数据验证
取安装前、安装后一段时间运行网管数据，验证双信道合路器接入后底下用户接入正常 。
已经经过一周运行观察，网管回复能够确定底下用户接入正常，无投诉告警。 原东街口电信大楼接入用户较多，用户使用较敏感，容量类问题投诉较多。能够继续观察统计。
2.3.2无线用户端吞吐量测试
因为在现网测试，不能影响其正常工作，故采取无线用户端接入AP打流量方法，同时也有可能因为现网上有其它用户接入，故其测试结果仅作参考。
序号
测试用例
上行吞吐量（Mbps）
下行吞吐量（Mbps）
备注
(1)
两个无线用户端接入AP1，AP2 关闭，进行无线用户端吞吐量测试；
4.515
4.577
图19，图20
(2)
一个用户接入AP1，另外一个用户接入AP2，进行无线用户端吞吐量测试。
6.013
6.331
图21，图22

图19

图20

图21

图22
2.3.3业务测试
本测试从用户端进行业务测试，感知业务使用是否正常，是否有干扰。因为测试限制，此次仅使用两台笔记本电脑测试。提议在两台AP下，30个以上用户同时使用情况下，了解用户使用感知。
序号
测试用例
下载速率（MBps）
备注
(1)
两个无线用户端接入AP1，AP2 关闭，登录电信测速网站，进行下载速率测试；
用户1： 1.04
用户2： 1.07

(2)
一个用户接入AP1，另外一个用户接入AP2，登录电信测速网站，同时进行下载速率测试。
用户1： 1.09
用户2： 1.11

因为胖AP只能限制最大接入用户数，无法实现负载均衡，故在现网测试时，发觉一台AP上接入用户9个，另一台AP接入用户数3个。提议升级到AC+瘦AP方法，实现两台合路AP上用户负载均衡。
三、WLAN网络扩容工程实现
依据对现有WLAN室内分布系统组网方法进行分析，WLAN网络扩容工程能够很简单实现，并不需要太大工作量。只要在原来装WLAN AP位置增加1个AP、1个WLAN双信道合路器和若干跳线，实现原有AP和新增AP合路后（图23，蓝色线圈所表示），再和原来室分系统进行合路，即可实现WLAN网络扩容工程。
WLAN网络扩容工程平滑演进以下图：

图23，WLAN网络扩容平滑演进示意图