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WLAN室內(nèi)、室外無線信號覆蓋解決方案
依據(jù)WLAN 系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)相關(guān)規(guī)范，WLAN無線信號覆蓋分為室內(nèi)覆蓋和室外覆蓋兩種。
(一) 室內(nèi)覆蓋
室內(nèi)覆蓋中室內(nèi)分布型AP 設(shè)備和室內(nèi)放裝型AP 設(shè)備屬于自治式組網(wǎng)方式，集中控制型AP 設(shè)備屬于集中式組網(wǎng)方式。
1. 室內(nèi)分布型AP 設(shè)備
對于建筑面積較大、用戶分布較廣且已建有多系統(tǒng)合用的室內(nèi)分布系統(tǒng)的場合，如大型辦公樓、商住樓、酒店、賓館、機(jī)場、車站等場景宜選用室內(nèi)分布型AP 設(shè)備，該類型設(shè)備接入室內(nèi)分布系統(tǒng)作為WLAN 系統(tǒng)的信號源，以實(shí)現(xiàn)對室內(nèi)WLAN 信號的覆蓋。
室內(nèi)分布型AP應(yīng)用場合示意圖
2. 室內(nèi)放裝型AP 設(shè)備?? ?
對于建筑結(jié)構(gòu)較簡單、面積相對較小、用戶相對集中的場合及對容量需求較大的區(qū)域，如小型會(huì)議室、酒吧、休閑中心等場景宜選用室內(nèi)放裝型AP 設(shè)備，該類型設(shè)備可根據(jù)不同環(huán)境靈活實(shí)施分布。系統(tǒng)架構(gòu)如下：
室內(nèi)放裝型AP 應(yīng)用場合示意圖
3. 集中控制型AP 設(shè)備(無線交換機(jī))
對于接入點(diǎn)多，用戶量大，且用戶分布較為集中的場合下，如學(xué)校、大型會(huì)展中心等大型場所，宜選用集中控制型AP設(shè)備組網(wǎng)(無線交換機(jī)組網(wǎng)方式)。系統(tǒng)架構(gòu)如下：
集中控制型AP 應(yīng)用場合示意圖
(二) 室外覆蓋
1. 設(shè)計(jì)原則
(1) 室外空曠區(qū)域總體宜按照蜂窩網(wǎng)狀布局執(zhí)行，盡量提高頻率復(fù)用效率，將信號均勻分布，控制每個(gè)AP 覆蓋區(qū)域的重疊區(qū)域。
(2) ?AP（或天線）宜布放在高處，減少人員走動(dòng)等環(huán)境變化對信號傳播的影響，改善AP 的接收性能。
(3) 根據(jù)覆蓋區(qū)業(yè)務(wù)需求和地貌，選擇合適的天線類型。
(4) 天線安裝位置需遠(yuǎn)離大功率電子設(shè)備,如: 如微波爐、監(jiān)視器、電機(jī)等。
(5) 在選擇天線布放位置時(shí)應(yīng)注意規(guī)避可能影響無線射頻信號傳播的障礙物，如金屬架、金屬屏風(fēng)等物體。
(6) 確定天線位置時(shí)應(yīng)對要求覆蓋的每一片區(qū)域的特點(diǎn)必須有清楚的了解。
(7) 了解在此區(qū)域的可能的用戶的特點(diǎn)以及覆蓋區(qū)域的建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，確定AP（或天線）的安裝位置。?? ?
2. AP 選型和應(yīng)用
(1) 室外蜂窩覆蓋
對于中小規(guī)模室外覆蓋，如公共廣場、居民小區(qū)、學(xué)校校園、公園園區(qū)、室外人口較為聚集的空曠地帶等場合，宜選用室外放裝型AP 設(shè)備，該類型設(shè)備可組成蜂窩狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對室外的覆蓋。
圖1.4 室外蜂窩覆蓋示意圖
(2) 全無線覆蓋
對于沒有任何入戶線纜資源，包括5 類線、雙絞線、分布系統(tǒng)等資源且對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)有較大需求的場合，可采用全無線組網(wǎng)模式，即通過從傳輸網(wǎng)絡(luò)拉出E1 或光纖到應(yīng)用場合的中心機(jī)房，由中心機(jī)房通過Lans witch 連接多個(gè)AP 在中心機(jī)房選擇置高點(diǎn)加定向天線方式作為中心機(jī)房到各AP 的傳輸，通過AP 背靠背的方式來解決沒有入戶線纜資源情況下的室外全覆蓋。此組網(wǎng)方式宜選用支持802.11a 的AP 做橋接，選用支持802.11g 的AP 做覆蓋。?? ?
圖1.5 全無線覆蓋示意圖
(3) 大功率AP 室外覆蓋
對于布局簡單的直型街道如商業(yè)步行街場景宜選用大功率室外AP 設(shè)備，該類型設(shè)備可在街道兩頭或街道中段邊的樓頂、或商務(wù)樓對面的樓宇上安裝，并配外置天線來實(shí)現(xiàn)對街道的覆蓋
通過以上描述可知室內(nèi)覆蓋適用于大型辦公樓、商住樓、酒店、賓館、機(jī)場、車站以及小型會(huì)議室、酒吧、休閑中心等室內(nèi)場景；而室外覆蓋適用于公共廣場、居民小區(qū)、學(xué)校校園、公園園區(qū)、室外人口較為聚集的空曠地帶以及對無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)有較大需求的商業(yè)步行街等室外場合。
二. 對于協(xié)調(diào)未果的需進(jìn)行室內(nèi)覆蓋的場所，采用室外方式進(jìn)行覆蓋的可行性分析
(一) 鏈路預(yù)算
1. 自由空間路徑損耗L(dB)計(jì)算
自由空間傳播模型（路徑損耗）如下式2.1所示：
WLAN標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.11b/g均工作在2.4GHz，代入上式得出在不同傳播距離 的情況下，自由空間的傳播損耗 值如下表1所示。
表1
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| 傳播距離（d) | 5m | 10m | 15m | 20m | 30m | 40m | 50m | 60m | 200m | 300m |
| 2400MHz | 54.02 | 60.04 | 63.56 | 66.06 | 69.58 | 72.08 | 74.02 | 75.61 | 86.06 | 89.58 |
?
2. 無線鏈路計(jì)算
(1) 室外無遮擋情況下鏈路計(jì)算
發(fā)射機(jī)的輸出功率Pt，取27dBm；室外某處接收機(jī)的信號電平Pr；自由空間路徑衰耗L(dB)(按上表1取值)；雨衰等環(huán)境損耗Lh，取10dBm；電纜及電纜接頭、避雷器的損耗Ls，取8dB；多徑衰耗Lc，取8dB；發(fā)射天線增益Gt，取11dB；接收天線增益Gr，取2dB等；接收機(jī)接收的功率電平Pr可用下式2.2表示：?? ?
代入上式2.2計(jì)算出室外無遮擋情況下Pr值如下表2所示。
表2
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| 室外無遮擋覆蓋范圍 | 5m | 10m | 15m | 20m | 30m | 40m | 50m | 60m | 200m | 300m |
| Pr電平值(dBm) | -40.02 | -46.04 | -49.56 | -52.06 | -55.58 | -58.08 | -60.02 | -61.61 | -72.06 | -75.58 |
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通過計(jì)算可知在室外無遮擋情況下，室外AP最遠(yuǎn)可覆蓋300m。
(2) 通過室外AP對室內(nèi)目標(biāo)區(qū)覆蓋的鏈路計(jì)算
發(fā)射機(jī)的輸出功率Pt，取27dBm；室內(nèi)某處接收機(jī)的信號電平Pr；自由空間路徑衰耗L(dB)(按上表1取值)；雨衰等環(huán)境損耗Lh，取10dBm；電纜及電纜接頭、避雷器的損耗Ls，取8dB；多徑衰耗Lc，取8dB；室內(nèi)反射損耗Lf，取10dB，穿透損耗Lt(按表3取值)，發(fā)射天線增益Gt，取11dB；接收天線增益Gr，取2dB等；接收機(jī)接收的功率電平Pr可用下式2.3表示：
表3
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| RF障礙物 | 相對衰減度 | 穿透損耗(dB) | 范例 |
| 木材 | 低 | 5 | 辦公室分區(qū) |
| 塑料 | 低 | 5 | 內(nèi)墻 |
| 合成材料 | 低 | 5 | 辦公室分區(qū) |
| 石棉?? ? ? ? | 低 | 5 | 天花板 |
| 玻璃 | 低 | 5 | 窗戶 |
| 簿磚墻 | 中 | 10 | 內(nèi)墻和外墻 |
| 大理石 | 中 | 10 | 內(nèi)墻、 |
| 混凝土 | 較高 | 14 | 外墻 |
| 鋼筋混凝土 | 高 | 17 | 樓板和外墻 |
| 金屬 | 很高 | 20 | 辦公分區(qū)、防火門 |
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由于無線環(huán)境的復(fù)雜性，這里舉幾個(gè)例子以探討室外AP覆蓋室內(nèi)目標(biāo)的可性行。
1) 外墻為玻璃幕墻
外墻為玻璃幕墻的模型如下圖2.1所示。
圖2.1
通過式2.3計(jì)算可知當(dāng)外墻為玻璃幕墻時(shí)，信號源距玻璃幕墻小于40米時(shí)可對室內(nèi)目標(biāo)進(jìn)行有效覆蓋，大于40米時(shí)則會(huì)影響覆蓋效果。
2) 外墻為鋼筋混凝土墻?? ?
外墻為鋼筋混凝土墻的模型如下圖2.2所示。
圖2.2
通過式2.3計(jì)算可知當(dāng)外墻為鋼筋混凝土墻時(shí)，信號源距鋼筋混凝土墻小于5米時(shí)可對室內(nèi)目標(biāo)進(jìn)行有效覆蓋，大于5米時(shí)則會(huì)影響覆蓋效果。
3) AP掛墻安裝在鋼筋混凝土外墻
外墻為鋼筋混凝土墻的模型如下圖2.3所示。
圖2.3
通過式2.3計(jì)算可知此種方式覆蓋室內(nèi)目標(biāo)區(qū)不可行。
4) AP掛墻安裝在玻璃幕墻或玻璃窗外
外墻為玻璃幕墻或玻璃窗的模型如下圖2.4所示。?? ?
圖2.4
通過式2.3計(jì)算可知此種方式覆蓋室內(nèi)目標(biāo)區(qū)可行。
(3) 室外AP覆蓋室內(nèi)目標(biāo)區(qū)存在的問題
1) 容量受限
由于室外AP安裝于戶外，其信號容易擴(kuò)散至其它非目標(biāo)區(qū)，其信道資源容易被其它非目標(biāo)區(qū)用戶占用，很可能造成目標(biāo)區(qū)用戶由于信道資源被占不能上網(wǎng)，室內(nèi)場所往往又是無線上網(wǎng)容量需求較大的區(qū)域。而室內(nèi)AP直接安裝于室內(nèi)目標(biāo)區(qū)，其信號大部分集中于室內(nèi)目標(biāo)區(qū)內(nèi)，其信道資源不易被非目標(biāo)區(qū)的用戶占用，能更好的保障室內(nèi)目標(biāo)區(qū)的容量需求。
2) 室內(nèi)AP覆蓋改室外AP覆蓋可能增加AP數(shù)量
1個(gè)室內(nèi)AP可覆蓋如下圖2.5所示室內(nèi)目標(biāo)區(qū)域
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圖2.5
若改成室外方式覆蓋則需要2個(gè)室外AP，如下圖2.6所示。
圖2.6
增加AP數(shù)量，意味著增加工程投資。
三. 結(jié)論?? ?
通過以上分析可知室內(nèi)覆蓋適用于大型辦公樓、商住樓、酒店、賓館、機(jī)場、車站以及小型會(huì)議室、酒吧、休閑中心等室內(nèi)場景；而室外覆蓋適用于公共廣場、居民小區(qū)、學(xué)校校園、公園園區(qū)、室外人口較為聚集的空曠地帶以及對無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)有較大需求的商業(yè)步行街等室外場合。對于需進(jìn)行室內(nèi)覆蓋的場所，采用室外方式進(jìn)行覆蓋，存在容量受限，增加AP數(shù)量從而增加工程投資，以及單室外AP綜合造價(jià)較單室內(nèi)AP綜合造價(jià)過高等問題，故工程中室內(nèi)場景應(yīng)盡可能采用室內(nèi)AP進(jìn)行覆蓋，只有在室內(nèi)場所協(xié)調(diào)未果，而需覆蓋的室內(nèi)目標(biāo)又十分重要時(shí)，才建議考慮采用室外AP進(jìn)行覆蓋。
審核編輯：黃飛
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工商網(wǎng)監(jiān)
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