中國移動(dòng)WLAN無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化探討

王振 王毅

【摘要】 本文的主要研究內(nèi)容為依據(jù)普洱市WLAN無線網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)現(xiàn)狀，針對WLAN現(xiàn)狀網(wǎng)絡(luò)中代表性熱點(diǎn)的缺點(diǎn)與不足進(jìn)行分析優(yōu)化，最終實(shí)現(xiàn)真正適用用戶運(yùn)用的WLAN網(wǎng)絡(luò)。主要從幾個(gè)方面展開工作：首先提出當(dāng)前熱點(diǎn)現(xiàn)狀網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)模式，其次分析此種WLAN無線網(wǎng)絡(luò)不夠完善，然后針對缺點(diǎn)和不足提出優(yōu)化思路與方案，最后通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證優(yōu)化方案具備科學(xué)性，合理性。

【關(guān)鍵詞】 無線局域網(wǎng) WLAN 無線通信技術(shù) 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

一、引言

隨著人類社會(huì)進(jìn)入第三次信息革命，人們已離不開數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，對各種業(yè)務(wù)的需求越來多。近年網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（如無線路由器），服務(wù)器，輸入輸出設(shè)備終端（如IPAD）的大力發(fā)展使得有線寬帶網(wǎng)絡(luò)給人類社會(huì)帶來諸多不便，為了解決這些新的問題，無線寬帶技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

對中國移動(dòng)而言，WLAN是全業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展策略的重要組成部分，將在較長的時(shí)間內(nèi)成為蜂窩網(wǎng)絡(luò)的重要補(bǔ)充，不僅在3G時(shí)代，在未來LTE時(shí)代WLAN仍將占據(jù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)半壁江山，對于WLAN無線網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化研究具有重要的時(shí)代意義[1]。

二、無線局域網(wǎng)與無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

WLAN是指利用無線通信技術(shù)在一定的局部范圍內(nèi)建立的網(wǎng)絡(luò)，屬于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與無線通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，主要依靠射頻技術(shù)來支持計(jì)算機(jī)之間的通信[2]。WLAN系統(tǒng)主要由WLAN終端設(shè)備（無線網(wǎng)卡）、WLAN接入點(diǎn)（AP）、鏈接設(shè)備（交換機(jī)、ONU）、接入點(diǎn)控制設(shè)備（AC）、PORTAL服務(wù)器、RADIUS認(rèn)證服務(wù)器、用戶認(rèn)證信息數(shù)據(jù)庫、業(yè)務(wù)運(yùn)營支撐系統(tǒng)（BOSS系統(tǒng)）組成。

無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化是通過對現(xiàn)已運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行話務(wù)數(shù)據(jù)分析、現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)采集、參數(shù)分析、硬件檢查等手段，找出影響網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的原因，并且通過參數(shù)的修改、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的調(diào)整、設(shè)備配置的調(diào)整和采取某些技術(shù)手段，確保系統(tǒng)高質(zhì)量的運(yùn)行，使現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源獲得最佳效益，以最經(jīng)濟(jì)的投入獲得最大的收益[1]。

WLAN網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作主要包括3個(gè)方面：無線側(cè)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、無線側(cè)設(shè)備優(yōu)化及組網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化。其中無線側(cè)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化包括無線覆蓋、容量、頻率優(yōu)化及指標(biāo)優(yōu)化；無線側(cè)設(shè)備優(yōu)化主要為AP、接入交換機(jī)、以太網(wǎng)供電模塊、天饋等設(shè)備的工藝改進(jìn)、性能優(yōu)化提升等；組網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化主要指傳輸網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化改造、需由無線專業(yè)協(xié)同傳輸、數(shù)據(jù)專業(yè)聯(lián)合制定方案并且實(shí)施。

三、WLAN實(shí)例分析

WLAN中質(zhì)量優(yōu)化主要包括容量優(yōu)化，干擾優(yōu)化，信道優(yōu)化。本次容量優(yōu)化所采用的方式為容量估算，干擾優(yōu)化方式為實(shí)驗(yàn)分析，信道優(yōu)化則通過手動(dòng)規(guī)劃AP信道方式。

具體我們通過實(shí)例分析：普洱市某單身公寓平層，其樓宇結(jié)構(gòu)為單邊房間與走廊，長130米，寬10米，其現(xiàn)狀設(shè)計(jì)方案具體如圖1所示。

此設(shè)計(jì)采用主流產(chǎn)品802.11n系列，功率 100mv放裝型AP，覆蓋半徑為5-6m，信號(hào)穿透按一堵墻計(jì)算，信道規(guī)劃為1、6、11循環(huán)規(guī)劃。目前此種設(shè)計(jì)覆蓋方式是否符合設(shè)計(jì)要求，針對此設(shè)計(jì)，逐一進(jìn)行分析。

（1）目前主流WLAN熱點(diǎn)所用AP為802.11n型AP，此種AP能夠支持25-30個(gè)用戶，而我們一般按照20個(gè)并發(fā)用戶進(jìn)行業(yè)務(wù)計(jì)算。此平層共有單身公寓26間，按照每間人數(shù)3人計(jì)算，總?cè)藬?shù)為26*3=78人，而按照每AP20個(gè)并發(fā)用戶計(jì)算，10個(gè)AP最少可以允許200個(gè)用戶同時(shí)上線，由此分析此設(shè)計(jì)方案容量過大，許多AP數(shù)據(jù)利用率低，空閑率高，造成資源浪費(fèi)嚴(yán)重。通過軟件對此區(qū)域進(jìn)行模擬測試，發(fā)現(xiàn)功率較高，存在過覆蓋，如圖2所示。

針對此樓宇結(jié)構(gòu)，由于此樓宇為單邊結(jié)構(gòu)，使用放裝型AP，使得每個(gè)AP僅利用了一半的信號(hào)，造成大量的外泄，影響其他AP的覆蓋范圍。

（2）由于此設(shè)計(jì)AP個(gè)數(shù)較多，故每AP之間直徑為10-12米，樓上樓下此位置均有AP，所以兩個(gè)同信道AP之間距離為15-30m之間，由于空曠，依據(jù)室內(nèi)環(huán)境無線傳播模型，2.4 GHz自由空間電磁波的傳播路徑損耗符合：L0（dB）=32.4+20lg（d）+20lg（f），其中L0為自由空間損耗；d為傳輸距離，單位是Km；f為工作頻率，單位是MHz[3]?？芍谕恍诺赖膬蓚€(gè)AP覆蓋重疊范圍大，同樣造成資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。

（3）WLAN項(xiàng)目中干擾分為鄰頻干擾和同頻干擾。當(dāng)WLAN環(huán)境中存在同頻干擾，弱干擾AP下接入用戶未發(fā)生業(yè)務(wù)流量，工作AP的吞吐量略受影響。當(dāng)同頻干擾AP下接入用戶有流量時(shí)，工作AP與干擾AP的吞吐量之和低于單AP吞吐量，且工作AP吞吐量明顯降低。當(dāng)干擾AP工作在周邊信道時(shí)，鄰頻干擾較為嚴(yán)重，兩AP總吞吐量小于單AP吞吐量。當(dāng)采用軟件進(jìn)行測試時(shí)發(fā)現(xiàn)AP干擾較為嚴(yán)重，具體如圖3所示。

四、WLAN實(shí)例優(yōu)化

針對上述現(xiàn)狀分析，優(yōu)化改造后的設(shè)計(jì)方案中天線為定向吸頂天線，AP為802.11n室內(nèi)合路型500mvAP，如圖4所示。

（1）WLAN容量計(jì)算公式：總用戶數(shù)=人數(shù)×移動(dòng)用戶市場占有率×WLAN業(yè)務(wù)滲透率；峰值并發(fā)率=在線率×并發(fā)率；并發(fā)用戶數(shù)=總用戶數(shù)×峰值并發(fā)率；使用AP數(shù)量=（并發(fā)用戶數(shù)/70%）/單AP設(shè)計(jì)并發(fā)用戶數(shù)；

其中：場景人數(shù)：指擬覆蓋區(qū)域內(nèi)的總?cè)藬?shù)；WLAN業(yè)務(wù)滲透率：使用WLAN業(yè)務(wù)的人數(shù)占總?cè)藬?shù)的比例；WLAN市場占有率：取不同地市的城區(qū)通話客戶的市場份額；在線率：在線用戶占總戶數(shù)的比例（通過認(rèn)證的用戶為在線用戶）；并發(fā)率：產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)流量的用戶占在線用戶的比例；單AP設(shè)計(jì)并發(fā)用戶數(shù)：單AP最大并發(fā)用戶數(shù)取定值為15[4]。

依據(jù)此公式可得使用AP數(shù)為78*80%*63%*15%*80%/15=1，即此平層若合理規(guī)劃容量，使用AP數(shù)為1即可，針對改造后方案進(jìn)行模擬測試，其信號(hào)顯示更為均勻，且信號(hào)強(qiáng)度也得到了較好的控制，如圖5所示。

（2）對于AP覆蓋重疊區(qū)域大以及同鄰頻干擾問題，若前一二條得到解決，即可得到解決。 對該方案進(jìn)行ping包數(shù)據(jù)分析，可知優(yōu)化后較優(yōu)化前有明顯改善，時(shí)延更短，丟包率更低，如圖6所示。

針對改造后方案進(jìn)行用戶體驗(yàn)測試，在限速2M的情況下，用戶的平均下載速率也得到了顯著提高，用戶感知度明顯增強(qiáng)，符合移動(dòng)集團(tuán)要求，如圖7所示。

針對改造后方案進(jìn)行干擾測試，剔除私接的無線路由器外，優(yōu)化后工作頻點(diǎn)干擾已明顯下降，頻點(diǎn)與干擾已達(dá)集團(tuán)標(biāo)準(zhǔn)，如圖8所示。

通過優(yōu)化前后方案及相關(guān)測試數(shù)據(jù)對比，優(yōu)化后的熱點(diǎn)信號(hào)強(qiáng)度較好，信號(hào)輻射均勻，覆蓋較好；上網(wǎng)ping包時(shí)延顯著下降，且丟包率得到明顯改善，下載速度較大幅度提升，用戶感知度增強(qiáng)；工作頻點(diǎn)和同鄰頻干擾得到較好改善，由于干擾導(dǎo)致的頻繁切換減少，掉線率降低。

五、結(jié)束語

WLAN網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化主要從WLAN的組網(wǎng)方式，覆蓋，傳輸接入，質(zhì)量管理方面下手，分析現(xiàn)網(wǎng)WLAN技術(shù)中遇到的問題，針對問題進(jìn)行技術(shù)對比，擇出更為高效的設(shè)計(jì)方案。 WLAN網(wǎng)絡(luò)正處于大規(guī)模建設(shè)運(yùn)營初始階段，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備處于不斷成熟完善過程，技術(shù)也在不斷的更新與成熟，這種發(fā)展現(xiàn)狀對我們提出了新的挑戰(zhàn)，在未來的發(fā)展路上我們還需進(jìn)一步探索研究，使之真正成為適用用戶人群，廣大客戶的無線網(wǎng)絡(luò)。