中國移動WLAN無線網絡優化探討

王振 王毅

【摘要】 本文的主要研究內容為依據普洱市WLAN無線網絡的建設現狀，針對WLAN現狀網絡中代表性熱點的缺點與不足進行分析優化，最終實現真正適用用戶運用的WLAN網絡。主要從幾個方面展開工作：首先提出當前熱點現狀網絡的建設模式，其次分析此種WLAN無線網絡不夠完善，然后針對缺點和不足提出優化思路與方案，最后通過實驗數據驗證優化方案具備科學性，合理性。

【關鍵詞】 無線局域網 WLAN 無線通信技術 網絡優化

一、引言

隨著人類社會進入第三次信息革命，人們已離不開數據通信與網絡應用，對各種業務的需求越來多。近年網絡設備（如無線路由器），服務器，輸入輸出設備終端（如IPAD）的大力發展使得有線寬帶網絡給人類社會帶來諸多不便，為了解決這些新的問題，無線寬帶技術應運而生。

對中國移動而言，WLAN是全業務網絡發展策略的重要組成部分，將在較長的時間內成為蜂窩網絡的重要補充，不僅在3G時代，在未來LTE時代WLAN仍將占據數據業務半壁江山，對于WLAN無線網絡的優化研究具有重要的時代意義[1]。

二、無線局域網與無線網絡優化

WLAN是指利用無線通信技術在一定的局部范圍內建立的網絡，屬于計算機網絡與無線通信技術相結合的產物，主要依靠射頻技術來支持計算機之間的通信[2]。WLAN系統主要由WLAN終端設備（無線網卡）、WLAN接入點（AP）、鏈接設備（交換機、ONU）、接入點控制設備（AC）、PORTAL服務器、RADIUS認證服務器、用戶認證信息數據庫、業務運營支撐系統（BOSS系統）組成。

無線網絡優化是通過對現已運行的網絡進行話務數據分析、現場測試數據采集、參數分析、硬件檢查等手段，找出影響網絡質量的原因，并且通過參數的修改、網絡結構的調整、設備配置的調整和采取某些技術手段，確保系統高質量的運行，使現有網絡資源獲得最佳效益，以最經濟的投入獲得最大的收益[1]。

WLAN網絡優化工作主要包括3個方面：無線側網絡優化、無線側設備優化及組網結構優化。其中無線側網絡優化包括無線覆蓋、容量、頻率優化及指標優化；無線側設備優化主要為AP、接入交換機、以太網供電模塊、天饋等設備的工藝改進、性能優化提升等；組網結構優化主要指傳輸網絡優化改造、需由無線專業協同傳輸、數據專業聯合制定方案并且實施。

三、WLAN實例分析

WLAN中質量優化主要包括容量優化，干擾優化，信道優化。本次容量優化所采用的方式為容量估算，干擾優化方式為實驗分析，信道優化則通過手動規劃AP信道方式。

具體我們通過實例分析：普洱市某單身公寓平層，其樓宇結構為單邊房間與走廊，長130米，寬10米，其現狀設計方案具體如圖1所示。

此設計采用主流產品802.11n系列，功率 100mv放裝型AP，覆蓋半徑為5-6m，信號穿透按一堵墻計算，信道規劃為1、6、11循環規劃。目前此種設計覆蓋方式是否符合設計要求，針對此設計，逐一進行分析。

（1）目前主流WLAN熱點所用AP為802.11n型AP，此種AP能夠支持25-30個用戶，而我們一般按照20個并發用戶進行業務計算。此平層共有單身公寓26間，按照每間人數3人計算，總人數為26*3=78人，而按照每AP20個并發用戶計算，10個AP最少可以允許200個用戶同時上線，由此分析此設計方案容量過大，許多AP數據利用率低，空閑率高，造成資源浪費嚴重。通過軟件對此區域進行模擬測試，發現功率較高，存在過覆蓋，如圖2所示。

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

（2）由于此設計AP個數較多，故每AP之間直徑為10-12米，樓上樓下此位置均有AP，所以兩個同信道AP之間距離為15-30m之間，由于空曠，依據室內環境無線傳播模型，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]。可知在同一信道的兩個AP覆蓋重疊范圍大，同樣造成資源的嚴重浪費。

（3）WLAN項目中干擾分為鄰頻干擾和同頻干擾。當WLAN環境中存在同頻干擾，弱干擾AP下接入用戶未發生業務流量，工作AP的吞吐量略受影響。當同頻干擾AP下接入用戶有流量時，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。當干擾AP工作在周邊信道時，鄰頻干擾較為嚴重，兩AP總吞吐量小于單AP吞吐量。當采用軟件進行測試時發現AP干擾較為嚴重，具體如圖3所示。

四、WLAN實例優化

針對上述現狀分析，優化改造后的設計方案中天線為定向吸頂天線，AP為802.11n室內合路型500mvAP，如圖4所示。

（1）WLAN容量計算公式：總用戶數=人數×移動用戶市場占有率×WLAN業務滲透率；峰值并發率=在線率×并發率；并發用戶數=總用戶數×峰值并發率；使用AP數量=（并發用戶數/70%）/單AP設計并發用戶數；

其中：場景人數：指擬覆蓋區域內的總人數；WLAN業務滲透率：使用WLAN業務的人數占總人數的比例；WLAN市場占有率：取不同地市的城區通話客戶的市場份額；在線率：在線用戶占總戶數的比例（通過認證的用戶為在線用戶）；并發率：產生網絡流量的用戶占在線用戶的比例；單AP設計并發用戶數：單AP最大并發用戶數取定值為15[4]。

依據此公式可得使用AP數為78*80%*63%*15%*80%/15=1，即此平層若合理規劃容量，使用AP數為1即可，針對改造后方案進行模擬測試，其信號顯示更為均勻，且信號強度也得到了較好的控制，如圖5所示。

（2）對于AP覆蓋重疊區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。 對該方案進行ping包數據分析，可知優化后較優化前有明顯改善，時延更短，丟包率更低，如圖6所示。

針對改造后方案進行用戶體驗測試，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，符合移動集團要求，如圖7所示。

針對改造后方案進行干擾測試，剔除私接的無線路由器外，優化后工作頻點干擾已明顯下降，頻點與干擾已達集團標準，如圖8所示。

通過優化前后方案及相關測試數據對比，優化后的熱點信號強度較好，信號輻射均勻，覆蓋較好；上網ping包時延顯著下降，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；工作頻點和同鄰頻干擾得到較好改善，由于干擾導致的頻繁切換減少，掉線率降低。

五、結束語

WLAN網絡優化主要從WLAN的組網方式，覆蓋，傳輸接入，質量管理方面下手，分析現網WLAN技術中遇到的問題，針對問題進行技術對比，擇出更為高效的設計方案。 WLAN網絡正處于大規模建設運營初始階段，網絡設備處于不斷成熟完善過程，技術也在不斷的更新與成熟，這種發展現狀對我們提出了新的挑戰，在未來的發展路上我們還需進一步探索研究，使之真正成為適用用戶人群，廣大客戶的無線網絡。