随着WLAN技術的成熟和終端的普及，WLAN網絡承載的業務與應用逐漸豐富，爲越來越多的終端用戶所喜愛，各大運營商與企業也不斷加大對WLAN網絡建設的投入，在各熱點樓宇（寫字樓、酒店、機場等）規劃部署WLAN網絡，以滿足終端用戶不斷上漲的業務需求。本文将對無線(xiàn)網絡的規劃設計原則加以總結和分析，可作爲無線(xiàn)網絡部署的指導意見(jiàn)。

無線(xiàn)網絡規劃與設計

當前WLAN網絡采用的主流協議(yì)爲802.11a/g/n，在設計無線(xiàn)網絡部署方案時，首先應對這些協議(yì)有所了解，特别是(shì)與網絡部署相(xiàng)關的信道、頻(pín)率等信息，最終根據協議(yì)規定的相(xiàng)關原則來指導網絡的規劃與設計。本文主要以802..11g協議(yì)爲例闡述無線(xiàn)網絡的規劃與設計。

1、802.11g協議(yì)頻(pín)譜

如圖1所示，IEEE 802.11g協議(yì)的頻(pín)譜範圍是(shì)2.4~2.4835GHz。802.11協議(yì)在2.4GHz 頻(pín)段定義了14個信道，每個頻(pín)道的頻(pín)寬爲22MHz。兩個信道中心頻(pín)率之間爲5MHz。信道1 的中心頻(pín)率爲2.412GHz，信道2 的中心頻(pín)率爲2.417GHz，依此類推至位于2.472GHz 的信道13 。信道14 是(shì)特别針對日本所定義的，其中心頻(pín)率與信道13 的中心頻(pín)率相(xiàng)差12 MHz。

圖1 802.11g協議(yì)頻(pín)譜劃分圖

從圖1可以看到，信道1在頻(pín)譜上和信道2、3、4、5都有交疊的地方，這就意味着：如果有兩個無線(xiàn)設備同時工作，且它們工作的信道分别爲1和3，則它們發送出來的信号會互相(xiàng)幹擾。

爲了最大程度的利用頻(pín)段資源，可使用1、6、11；2、7、12；3、8，13；4、9、14這四組互相(xiàng)不幹擾的信道來進行無線(xiàn)覆蓋。

下面的表1列出了802.11g在各國家授權使用的頻(pín)段。在北美地區（美國、加拿大）開放(fàng)1-11信道，在歐洲開放(fàng)1-13信道。中國與歐洲一樣，同樣開放(fàng)1-13信道。

表1 802.11g協議(yì)的授權使用頻(pín)段

由于隻有部分國家開放(fàng)了12~14信道頻(pín)段，所以一般情況下，使用1、6、11這一組互相(xiàng)不幹擾的信道來進行無線(xiàn)覆蓋。

注：對于802.11a的5G頻(pín)段，在中國一共開放(fàng)了5個信道，分别是(shì)149、153、157、161、165信道，這5個信道相(xiàng)互之間不重疊，爲互不幹擾信道。

2、規劃設計原則

在了解的802.11g協議(yì)的頻(pín)譜分布後，下面将遵照協議(yì)标準指導無線(xiàn)網絡的規劃與設計。

2.1蜂窩式無線(xiàn)覆蓋

圖2 802.11g協議(yì)蜂窩覆蓋示意圖

依據802.11g協議(yì)的信道劃分情況，按照蜂窩式無線(xiàn)覆蓋的原則，在二維平面上使用1、6、11三個信道實現(xiàn)任意區域無相(xiàng)同信道幹擾的無線(xiàn)部署，如圖2所示。

圖3 多樓層蜂窩覆蓋示意圖

在多樓層無線(xiàn)覆蓋時，信道的設置要考慮三維空間的信号幹擾。如圖3所示，在1樓部署3個AP，從左到右的信道分别是(shì)1/6/11，此時在2樓部署的3個AP的信道就應該劃分爲11/1/6，同理3樓爲6/11/1。這樣就可最大程度地避免了樓層間的幹擾，無論是(shì)水平方向還是(shì)垂直方向都按照無線(xiàn)蜂窩式覆蓋原則進行部署。

2.2信号強度标準

無線(xiàn)覆蓋區域的信号強度應滿足一定的标準，才能保證AP與終端之間信号的有效交互，從而保證無線(xiàn)覆蓋的效果。覆蓋區信号強度至少要在終端的接收靈敏度以上，這樣終端才能發現(xiàn)無線(xiàn)網絡。

但(dàn)在實際網絡勘測設計中，爲使得AP與終端之間協商出較高的發送速率，取得一定的帶寬和好的上網體驗，需要有更好的信号強度作爲保證。一般情況下，對于有業務需求的樓層和區域進行覆蓋時，目标覆蓋區域内95％以上位置的接收信号強度應≥-75dBm（經驗值，适用于絕大部分無線(xiàn)網卡），重點覆蓋區域信号強度應≥-70dBm。

2.3單AP并發用戶數

圖4 不同用戶業務帶寬需求的部署方案對比

無線(xiàn)用戶所選擇的速率将極大地影響單AP并發用戶數量與覆蓋範圍，從而影響網絡勘測的結果。例如圖4所示，以兩種不同的速率勘測同一開放(fàng)式辦公區域。如果在2Mbit/s的速率下需要4個AP覆蓋用戶區，而如果在5.5Mbit/s的速率下，則需要6個AP才能覆蓋。因此，充分了解用戶業務對帶寬的需求是(shì)非常重要的。

2.4信号穿透損壞估測

在WLAN 工程中，需要通過現(xiàn)場勘查的方式了解建築物和周圍各種物質的材質，并估測其對無線(xiàn)信号的影響，從而來确定WLAN設備的安裝位置。例如将AP置于相(xiàng)對較高的位置，可以有效地消除AP與無線(xiàn)終端之間的固定或移動的遮擋物，從而能夠保證AP與無線(xiàn)終端之間信号的有效交互，提高WLAN的覆蓋質量，保障WLAN網絡的暢通。

2.4GHz電磁波對于各種建築材質的穿透損耗的經驗值如下：

l隔牆的阻擋（磚牆厚度100-300mm）：20-40dB；

l樓層的阻擋：20dB以上；

l木制家具、門和其它木闆隔牆的阻擋：2-15dB；

l厚玻璃（12mm）：10dB

同時，在衡量牆壁等對于AP信号的穿透損耗時，需考慮AP信号入射角度。

例如，一面0.5米厚的牆壁，當AP信号和覆蓋區域之間直線(xiàn)連接呈45°角入射時，無線(xiàn)信号相(xiàng)當于穿透近1米厚的牆壁；在2°角時相(xiàng)當于超過14米厚的牆壁，所以要獲取更好的覆蓋效果應盡量使AP信号能夠垂直的穿過牆壁。

2.5 802.11n協議(yì)信道規劃原則

802.11n同時定義了2.4GHz頻(pín)段和5GHz頻(pín)段信道，沿用了802.11g和802.11a的頻(pín)譜資源，分别稱之爲802.11gn模式和802.11an模式。但(dàn)與802.11a/g每信道隻用20MHz頻(pín)寬不同的是(shì)，11n定義了兩種頻(pín)帶寬度： 20MHz頻(pín)寬和40MHz頻(pín)寬。

其中40MHz頻(pín)寬使用兩個20MHz信道進行捆綁，其中一個是(shì)主信道，一個是(shì)輔信道。

40MHz信道模式雖然可以獲得更多的頻(pín)譜利用率，獲得20MHz模式兩倍的吞吐量，但(dàn)是(shì)通過前面802.11g協議(yì)頻(pín)譜的學習可以知(zhī)道，40MHz信道模式對于2.4GHz頻(pín)段有限的頻(pín)譜資源來說有些尴尬，因爲在2.4GHz頻(pín)譜中無法實現(xiàn)兩個相(xiàng)互不幹擾的40MHz信道的劃分。

然而5GHz頻(pín)段具有豐富的頻(pín)譜資源，FCC分配了23個互不重疊20MHz信道，在中國也有5個互不重疊20MHz信道，有足夠的信道來實現(xiàn)40MHz信道的捆綁。

因此，40MHz 頻(pín)寬的11n模式基本不建議(yì)在2.4GHz使用，即802.11gn模式一般都采用20MHz頻(pín)寬進行部署，獲取更多的信道資源，以滿足蜂窩覆蓋的原則。而想要獲得40MHz頻(pín)寬的高吞吐量，建議(yì)使用5GHz的11n（即802.11an模式）進行部署。

3、優化設計原則

3.1室内部署位置的優化原則

由于無線(xiàn)信号的空間傳播是(shì)三維的，所以給設計、部署和排錯帶來了較大的困難。在進行室内部署時，在滿足一定用戶密度的無線(xiàn)應用需求下，要盡可能的減少三維空間中的信号可見(jiàn)數量。爲了更便于大家的理解，下面我們将通過一個實例來闡述無線(xiàn)網絡在優化設計時的原則。

3.2室内部署位置的優化實例

部署某無線(xiàn)網絡時，其勘測到的場景如下：

1、兩個十字交叉的走廊分四個辦公室，将三個不同部門分割開。

2、工程部會經常有大量的用戶存在，他們對帶寬要求較高。

3、市場部和銷售部辦公人員(yuán)較少，他們對帶寬要求不高，但(dàn)兩個部門之間經常相(xiàng)互移動辦公。

4、每個房間靠近兩個走廊交叉區域的位置爲承重牆，同時在走廊外也擺放(fàng)了許多工藝品，此區域對射頻(pín)信号衰減較大。

n部署設計方案1的設計思路

由于工程部經常有大量用戶，而且對帶寬要求較高，所以每一間辦公室都安裝一台AP，壁挂在牆壁上，使用自帶2dBi全向天線(xiàn)。

工程部兩個AP安裝位置的牆面爲普通隔斷牆，對信号的損耗較小，因此市場部、銷售部的大部分區域也可被這兩個AP的信号覆蓋。在市場部與銷售部的辦公室之間部署第三個AP解決信号覆蓋的盲區問題即可。

以上部署方案所暴露的問題有：

1、沒有從用戶應用、用戶密度、工作流程等方面綜合考慮。

2、部分區域還有信号覆蓋盲區。

3、在需要經常移動的市場部和銷售部的辦公區域，用戶移動時會發生多次不同信号覆蓋區域間的切換。

4、在走廊1移動的用戶隻能通過洩露信号覆蓋，信号質量較差。

n部署設計方案2的設計思路

由于工程部經常有大量用戶，而且對帶寬要求較高，所以每一間辦公室都安裝一台AP，而AP安裝位置移至承重牆角落處，采用定向平闆天線(xiàn)覆蓋各自的辦公室，這樣可以保證每個AP的信号都集中在各自房間内，同時利用承重牆對信号的較大損耗以防止信号洩漏到房間以外。

在市場部和和銷售部之間的AP放(fàng)置在兩辦公室的門口處，這樣1台AP可覆蓋兩間辦公室的區域，移動辦公的無線(xiàn)用戶不會再出現(xiàn)跨小區域切換的情況。

在走廊1的一端采用高增益定向天線(xiàn)覆蓋走廊1。

通過方案1和方案2的比較可以看出，方案2明顯更符合無線(xiàn)網絡勘測設計的基本原則（空間信号之間的可見(jiàn)度較小），更加貼近用戶的實際需求和應用模型。而除了對AP部署位置的簡單調整外，常用的無線(xiàn)網絡部署優化手段還有：信道設置、功率調整、天線(xiàn)的選擇（全向、定向、杆狀、平闆、八木、吸頂等）。