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高(gāo)密度WIFI覆蓋
更新時(shí)間:2019-09-16 22:27:42
随著(zhe)WIFI普及,越來(lái)越多(duō)的(de)公共場(chǎng)所提供了(le)WIFI熱(rè)點覆蓋,爲人(rén)們随時(shí)随地接入WIFI網絡提供了(le)便利,但同時(shí)給WIFI建設者提出了(le)挑戰,尤其是在足...
随著(zhe)WIFI普及,越來(lái)越多(duō)的(de)公共場(chǎng)所提供了(le)WIFI熱(rè)點覆蓋,爲人(rén)們随時(shí)随地接入WIFI網絡提供了(le)便利,但同時(shí)給WIFI建設者提出了(le)挑戰,尤其是在足球場(chǎng)、籃球場(chǎng)這(zhè)類場(chǎng)景下(xià),如何爲高(gāo)密度、高(gāo)并發率的(de)的(de)用(yòng)戶提供良好的(de)業務體驗,成了(le)高(gāo)密覆蓋的(de)關鍵。在高(gāo)密場(chǎng)景通(tōng)常用(yòng)戶密度高(gāo),數量大(dà),爲了(le)滿足大(dà)量用(yòng)戶的(de)接入,布放了(le)大(dà)量的(de)AP,這(zhè)些AP的(de)距離要比一般場(chǎng)景下(xià)高(gāo)出很多(duō), 如在一般場(chǎng)景下(xià)AP間的(de)距離通(tōng)常有20-30米,甚至更大(dà),而在高(gāo)密場(chǎng)景下(xià)AP間的(de)距離隻有10 米,甚至更小。常見高(gāo)密場(chǎng)景有:
l 大(dà)型會議(yì)室
l 演講廳和(hé)禮堂
l 會展中心會議(yì)廳
l 酒店(diàn)宴會廳
l 體育館,運動場(chǎng),球場(chǎng)
l 高(gāo)校教室
l 音(yīn)樂(yuè)廳
l 機場(chǎng)大(dà)堂
l 金融交易大(dà)廳
 
1.1 高(gāo)密挑戰
 
高(gāo)密場(chǎng)景下(xià)容量如何規劃,RF如何規劃來(lái)******大(dà)量高(gāo)密度用(yòng)戶的(de)接入, 又有哪些特性手段用(yòng)來(lái)在做(zuò)好規劃的(de)基礎上提升無線網絡性能,是高(gāo)密覆蓋的(de)需求。具體來(lái)說,高(gāo)密覆蓋中有以下(xià)挑戰和(hé)需求:

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圖 1 高(gāo)密場(chǎng)景的(de)挑戰
1、業務模型
高(gāo)密場(chǎng)景下(xià)的(de)業務模型是什(shén)麽,不同的(de)業務對(duì)帶寬的(de)需求是多(duō)少?用(yòng)戶終端是什(shén)麽類型,對(duì)容量有什(shén)麽影(yǐng)響?
2、覆蓋方式
在高(gāo)密場(chǎng)景下(xià)選擇什(shén)麽樣的(de)AP設備,選擇什(shén)麽樣的(de)天線類型,采用(yòng)什(shén)麽樣的(de)布放方式?
3、WLAN幹擾
高(gāo)密場(chǎng)景有哪些幹擾會影(yǐng)響網絡性能,有哪些手段可(kě)以減少這(zhè)些幹擾? 4、空口效率
空口效率在高(gāo)密場(chǎng)景下(xià)顯得(de)更加珍貴,如何在高(gāo)密場(chǎng)下(xià)提高(gāo)空口的(de)利用(yòng)率?
5、負載均衡
如何充分(fēn)利用(yòng)5G頻(pín)段,避免大(dà)量雙頻(pín)終端駐留在2.4G頻(pín)段上。當用(yòng)戶分(fēn)布不均勻時(shí),如何在不同AP上進行負載均衡。
6、空口調度
在多(duō)用(yòng)戶調度上能否進行一些優化(huà),使得(de)更多(duō)的(de)用(yòng)戶接入?

2 高(gāo)密覆蓋技術

1、并發用(yòng)戶數

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随著(zhe)智能終端的(de)普及,現在幾乎人(rén)手一個(gè)智能終端,而所有的(de)智能終端也(yě)幾乎都支持 WIFI,也(yě)***是說 WIFI 終端的(de)滲透率幾乎達到了(le) ****。用(yòng)戶攜帶的(de)這(zhè)些 WIFI 終端有部分(fēn)終端打開了(le) WIFI,而有部分(fēn)并沒有打開,因此有一個(gè)激活WIFI 的(de)比例,稱爲激活率。在這(zhè)些激活 WIFI 的(de)終端中,某個(gè)時(shí)刻隻有部分(fēn)用(yòng)戶使用(yòng) WIFI 上網,這(zhè)個(gè)也(yě)稱爲用(yòng)戶并發率。
圖 2 滲透率、激活率與并發率
在一個(gè)網絡中,并發的(de)用(yòng)戶數是由這(zhè)幾個(gè)比例共同決定的(de):
***終的(de)用(yòng)戶數=用(yòng)戶人(rén)數*WIFI 終端滲透率*WIFI 激活率*業務并發率在不同場(chǎng)景下(xià)這(zhè)個(gè)比例會有所區(qū)别,尤其是終端激活率和(hé)用(yòng)戶并發率,以一個(gè) 80000 人(rén)的(de)體育場(chǎng)爲例,假設 WIFI 終端滲透率 ****,WIFI 激活率 30%,用(yòng)戶并發率 30%,***終并發用(yòng)戶數爲 7200 人(rén),計算(suàn)的(de)過程如下(xià):
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2、終端類型

網絡中 WIFI 終端五花八門,既有老舊(jiù)的(de) 802.11b/g 的(de)終端,也(yě)有越來(lái)越普及
 
的(de) 11n 終端,既有單頻(pín)終端,也(yě)有雙頻(pín)終端。不同的(de)終端類型能力的(de)差異,當這(zhè)些終端同時(shí)接入網絡中時(shí),會對(duì)容量的(de)規劃有不同的(de)影(yǐng)響。因此在高(gāo)密覆蓋規劃時(shí)需要考慮終端的(de)影(yǐng)響。
(1) 低速率終端與高(gāo)速率終端
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低速率終端支持的(de)速率低,傳輸相同的(de)大(dà)小的(de)包時(shí)所需要的(de)時(shí)間要大(dà)于高(gāo)速率終端,因此低速率接入時(shí) AP 的(de)容量要小于高(gāo)速率接入時(shí) AP 的(de)容量。
上表給出了(le)不同終端類型在比例不一樣的(de)時(shí)候,AP 體現出的(de)容量區(qū)别。低速率終端比例越高(gāo),每個(gè) AP 容量越小。這(zhè)意味著(zhe)相同接入終端數在相同的(de)帶寬需求時(shí)需要比高(gāo)速率終端規劃更多(duō)的(de) AP 來(lái)覆蓋。在高(gāo)密覆蓋規劃時(shí),需要掌握這(zhè)個(gè)場(chǎng)景中不同速率終端的(de)比例,作爲規劃的(de)輸入。
(2) 單頻(pín)終端與雙頻(pín)終端
現在的(de) AP 一般都具有雙頻(pín)的(de)能力,雙頻(pín)的(de) AP 可(kě)以比單頻(pín) AP 提供雙倍的(de)覆蓋容量,但這(zhè)需要一個(gè)前提,即至少需要有一半比例的(de)終端能夠支持雙頻(pín)
(2.4G&5G)。這(zhè)樣才可(kě)用(yòng)充分(fēn)利用(yòng) 5G 的(de)射頻(pín),使終端分(fēn)布在 2 個(gè)射頻(pín)上,提高(gāo)每個(gè) AP 的(de)覆蓋容量。
現在新出的(de)智能終端大(dà)部分(fēn)終端都已經支持了(le)雙頻(pín)(下(xià)表中給出了(le)部分(fēn)新出終端對(duì)雙頻(pín)的(de)支持能力),但考慮到現網中大(dà)量以前出的(de)終端仍然大(dà)量存在和(hé)活躍,在高(gāo)密覆蓋規劃時(shí),需要掌握這(zhè)個(gè)場(chǎng)景中雙頻(pín)終端的(de)比例,作爲規劃的(de)輸入。
 

  型号 支持 WIFI 協議(yì) 5G 支持情況
三星 GALAXY S4 802.11 a/n/b/g/ac 支持
蘋果 IPHONE5 802.11a/b/g/n 支持
HTC one 802.11 a/ac/b/g/n 支持
索尼 Xperia Z 802.11 a/b/g/n 支持
GALAXY S3 802.11 a/b/g/n 支持

 
iPhone4S 802.11b/g/n 不支持
BlackBerry Z10 802.11 a/b/g/n 支持
LG Nexus 4 a/b/g/n 支持
諾基亞 Lumia920 802.11 a/b/g/n 支持
BlackBerry Q10 802.11 a/b/g/n 支持
 
 
另外現在終端基本都隻支持單天線,但以後終端出現多(duō)天線時(shí)也(yě)會對(duì)容量規劃産生影(yǐng)響,在規劃時(shí)需要考慮MIMO 天線數及其比例作爲規劃的(de)輸入。
 
3、業務類型
在不同的(de)高(gāo)密場(chǎng)景下(xià)用(yòng)戶上網的(de)業務并不一樣,比如在足球賽場(chǎng)球迷有視頻(pín)業務需求,而在會展現場(chǎng)用(yòng)戶會有及時(shí)共享的(de)微博、微信等 SNS 業務需求。不同的(de)業務類型對(duì)帶寬的(de)要求并不一樣,因此不同業務對(duì)覆蓋容量的(de)需求也(yě)不一樣。下(xià)表中給出了(le)典型應用(yòng)對(duì)帶寬的(de)需求。
 

 
APP 應用(yòng)
 
速率要求
 
備注
Web 160-400kbps Size of web page:200KB , Delay:4~10s
Streaming 280-560kbps Real time
IM
(典型應用(yòng)如 QQ 等)
32-64kbps 2KB/Session,0.5s.
Email 400kbps 100KB/Session,2s
SNS
(典型應用(yòng)如微博等)
200kbps 50KB/Session,2s
VoIP 256kbps Real time,take FaceTime for example,GBR 256kbps
Game 200kbps 25KB,1s
一般認爲 512kbps 可(kě)以滿足一般 HD 視頻(pín)業務的(de)要求,256kbps 可(kě)以滿足一般業務的(de)帶寬要求。當然更高(gāo)的(de)速率會給用(yòng)戶帶來(lái)更好的(de)速率體驗,但同時(shí)也(yě)需要更多(duō)的(de) AP 進行覆蓋。
2.1 覆蓋方式
 
AP 的(de)布放既需要考慮工程施工,也(yě)需要考慮減少幹擾。在高(gāo)密場(chǎng)景下(xià)爲了(le)減

 
少幹擾,一般使用(yòng)定向天線控制每個(gè) AP 的(de)覆蓋範圍,如果是在室外場(chǎng)景,選用(yòng)防護等級更高(gāo)的(de)室外型 AP,如 AP6510/AP6610,室内場(chǎng)景需要室内型 AP,如AP7110。布放位置可(kě)以分(fēn)爲 Overhead 布放方式,Side 布放方式和(hé) Floor 布放方式。

1Overhea

Overhead 的(de)布放方式需要把 AP 放在覆蓋區(qū)域的(de)正上方,如吊頂、天花闆、體育場(chǎng)頂棚等位置,如上圖中,在體育場(chǎng)的(de)頂棚上布放 AP。這(zhè)種布放方式隐蔽性好,安裝位置高(gāo),安全性好,不易遭暴力破壞和(hé)被盜;由于是視距覆蓋,無穿透損耗等,覆蓋效果也(yě)比較好。但是這(zhè)種視距的(de)覆蓋往往隔離度也(yě)比較差,很容易形成幹擾,尤其是使用(yòng)方向性不好的(de)天線的(de)時(shí)候;同時(shí) Overhead 的(de)布放方式對(duì)施工也(yě)提出了(le)挑戰,比如頂棚的(de)承重,登高(gāo)施工成本等。

2Side

Side 布放方式通(tōng)常把 AP 放在覆蓋區(qū)域周圍的(de)牆壁,柱子或者欄杆等位置, 如上圖中,在體育場(chǎng)的(de)廣告牌,欄杆或者後排牆上等位置安裝 AP。這(zhè)種布放方式安裝方便,容易施工,覆蓋效果比較好。同時(shí) Side 布放方式也(yě)是一種視距覆蓋,隔離度比較差,往往容易形成幹擾,尤其是使用(yòng)方向性比較差的(de)天線。

3Floor

Floor 布放方式使用(yòng)微微蜂窩的(de)思路,将 AP 安裝 floor 附近,如座位下(xià)(上圖),或者看台背面等位置。這(zhè)種方式******的(de)優勢在于利用(yòng)椅子,看台,高(gāo)密度的(de)人(rén)群等形成的(de)隔離,幹擾小,信道更容易複用(yòng),可(kě)形成更高(gāo)密度的(de) AP 布放, 接入更多(duō)的(de)用(yòng)戶。但同時(shí)施工難度也(yě)比較大(dà),可(kě)能需要破壞現有的(de)建築表面,添置走線的(de)鋼管,保護 AP 在球迷沖動的(de)情況下(xià)不被破壞的(de) AP 保護盒或者僞裝盒等附屬材料。
Floor 方式安裝在看台背面時(shí),需要考慮看台水(shuǐ)泥闆的(de)衰減,當水(shuǐ)泥闆衰減不是很大(dà)時(shí)可(kě)以考慮使用(yòng)室内 AP 覆蓋,看台厚度較大(dà),衰減較大(dà)時(shí),可(kě)以考慮使用(yòng)室外 AP 加定向天線垂直于看台朝上覆蓋。看台具體衰減和(hé)覆蓋效果應該根據測試效果來(lái)看。
2.2 幹擾控制
 
要滿足大(dà)量用(yòng)戶的(de)接入,必然需要布放大(dà)量的(de) AP。大(dà)量布放的(de) AP 會帶來(lái)嚴重的(de)幹擾。華爲對(duì)幹擾的(de)控制從無線規劃和(hé)軟件特性兩個(gè)方面,提出了(le)小角度定向天線,CCA 優化(huà),功率控制和(hé)調優等技術方案來(lái)控制高(gāo)密場(chǎng)景下(xià)的(de)幹擾。

1、采用(yòng)小角度定向天線

高(gāo)密場(chǎng)景下(xià)由于 AP 布放密度高(gāo),系統内的(de)幹擾要遠(yuǎn)大(dà)于一般場(chǎng)景下(xià),控制每個(gè) AP 的(de)覆蓋非常重要。選擇天線時(shí)希望能夠将信号控制在覆蓋目标區(qū)域内, 而在其他(tā)區(qū)域内能夠迅速衰減。對(duì)于體育場(chǎng)這(zhè)類近距離布放AP 比較困難的(de)場(chǎng)景, 小半功率角的(de)定向天線是一種很好的(de)選擇,這(zhè)類天線也(yě)是很多(duō)高(gāo)密場(chǎng)景下(xià)用(yòng)得(de)比較多(duō)的(de)天線形态。 
水(shuǐ)平和(hé)垂直半功率角都爲 18 度的(de)天線方向圖,藍色爲水(shuǐ)平天線
方向圖,紅色爲垂直天線方向圖。良好的(de)方向性使得(de)在偏離主瓣 20 度後增益衰減到 3dBi 以下(xià),在 90 度方向已經衰減到-14dBi。
華爲在高(gāo)密場(chǎng)景下(xià)提供多(duō)款方向性非常好的(de)小角度天線,有效的(de)控制覆蓋減少幹擾。
 

  18°(2.4G) 15°(5G) 60°(2.4G) 60°(5G)
 
産品圖片
 
 
 
 
 
 
 
 
每個(gè) AP 所需數量 1 1 1 1
适用(yòng)頻(pín)率 2.4G 5G 2.4G 5G
增益(dBi) 18 * 19 * 11.5 * 12 *
水(shuǐ)平波瓣 18° 15° 60° 60°
垂直波瓣 18° 15° 30° 30°
極化(huà)方式 雙極化(huà) 雙極化(huà) 雙極化(huà) 雙極化(huà)
接口 N-female*2 N-female*2 N-female*2 N-female*2
适用(yòng) AP AP6510DN
AP6610DN
AP6510DN
AP6610DN
AP6510DN
AP6610DN
AP6510DN
AP6610DN
尺寸(mm) 340*340*25 250*250*25 250*155*60 230*145*55
編碼 27011344 27010890 27010812 27010889

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