中国移动WLAN无线网络优化探讨

【摘要】 本文的主要研究内容为依据普洱市WLAN无线网络的建设现状，针对WLAN现状网络中代表性热点的缺点与不足进行分析优化，最终实现真正适用用户运用的WLAN网络。主要从几个方面展开工作：首先提出当前热点现状网络的建设模式，其次分析此种WLAN无线网络不够完善，然后针对缺点和不足提出优化思路与方案，最后通过实验数据验证优化方案具备科学性，合理性。

【关键词】 无线局域网 WLAN 无线通信技术 网络优化

一、引言

随着人类社会进入第三次信息革命，人们已离不开数据通信与网络应用，对各种业务的需求越来多。近年网络设备（如无线路由器），服务器，输入输出设备终端（如IPAD）的大力发展使得有线宽带网络给人类社会带来诸多不便，为了解决这些新的问题，无线宽带技术应运而生。

对中国移动而言，wlan是全业务网络发展策略的重要组成部分，将在较长的时间内成为蜂窝网络的重要补充，不仅在3G时代，在未来LTE时代WLAN仍将占据数据业务半壁江山，对于WLAN无线网络的优化研究具有重要的时代意义[1]。

二、无线局域网与无线网络优化

WLAN是指利用无线通信技术在一定的局部范围内建立的网络，属于计算机网络与无线通信技术相结合的产物，主要依靠射频技术来支持计算机之间的通信[2]。WLAN系统主要由WLAN终端设备（无线网卡）、WLAN接入点（AP）、链接设备（交换机、ONU）、接入点控制设备（AC）、PORTAL服务器、RADIUS认证服务器、用户认证信息数据库、业务运营支撑系统（BOSS系统）组成。

无线网络优化是通过对现已运行的网络进行话务数据分析、现场测试数据采集、参数分析、硬件检查等手段，找出影响网络质量的原因，并且通过参数的修改、网络结构的调整、设备配置的调整和采取某些技术手段，确保系统高质量的运行，使现有网络资源获得最佳效益，以最经济的投入获得最大的收益[1]。

WLAN网络优化工作主要包括3个方面：无线侧网络优化、无线侧设备优化及组网结构优化。其中无线侧网络优化包括无线覆盖、容量、频率优化及指标优化；无线侧设备优化主要为AP、接入交换机、以太网供电模块、天馈等设备的工艺改进、性能优化提升等；组网结构优化主要指传输网络优化改造、需由无线专业协同传输、数据专业联合制定方案并且实施。

三、WLAN实例分析

WLAN中质量优化主要包括容量优化，干扰优化，信道优化。本次容量优化所采用的方式为容量估算，干扰优化方式为实验分析，信道优化则通过手动规划AP信道方式。

具体我们通过实例分析：普洱市某单身公寓平层，其楼宇结构为单边房间与走廊，长130米，宽10米，其现状设计方案具体如图1所示。

此设计采用主流产品802.11n系列，功率 100mv放装型AP，覆盖半径为5-6m，信号穿透按一堵墙计算，信道规划为1、6、11循环规划。目前此种设计覆盖方式是否符合设计要求，针对此设计，逐一进行分析。

（1）目前主流WLAN热点所用AP为802.11n型AP，此种AP能够支持25-30个用户，而我们一般按照20个并发用户进行业务计算。此平层共有单身公寓26间，按照每间人数3人计算，总人数为26*3=78人，而按照每AP20个并发用户计算，10个AP最少可以允许200个用户同时上线，由此分析此设计方案容量过大，许多AP数据利用率低，空闲率高，造成资源浪费严重。通过软件对此区域进行模拟测试，发现功率较高，存在过覆盖，如图2所示。

针对此楼宇结构，由于此楼宇为单边结构，使用放装型AP，使得每个AP仅利用了一半的信号，造成大量的外泄，影响其他AP的覆盖范围。

（2）由于此设计AP个数较多，故每AP之间直径为10-12米，楼上楼下此位置均有AP，所以两个同信道AP之间距离为15-30m之间，由于空旷，依据室内环境无线传播模型，2.4 GHz自由空间电磁波的传播路径损耗符合：L0（dB）=32.4+20lg（d）+20lg（f），其中L0为自由空间损耗；d为传输距离，单位是Km；f为工作频率，单位是MHz[3]。可知在同一信道的两个AP覆盖重叠范围大，同样造成资源的严重浪费。

（3）WLAN项目中干扰分为邻频干扰和同频干扰。当WLAN环境中存在同频干扰，弱干扰AP下接入用户未发生业务流量，工作AP的吞吐量略受影响。当同频干扰AP下接入用户有流量时，工作AP与干扰AP的吞吐量之和低于单AP吞吐量，且工作AP吞吐量明显降低。当干扰AP工作在周边信道时，邻频干扰较为严重，两AP总吞吐量小于单AP吞吐量。当采用软件进行测试时发现AP干扰较为严重，具体如图3所示。

四、WLAN实例优化

针对上述现状分析，优化改造后的设计方案中天线为定向吸顶天线，AP为802.11n室内合路型500mvAP，如图4所示。

（1）WLAN容量计算公式：总用户数=人数×移动用户市场占有率×WLAN业务渗透率；峰值并发率=在线率×并发率；并发用户数=总用户数×峰值并发率；使用AP数量=（并发用户数/70%）/单AP设计并发用户数；

其中：场景人数：指拟覆盖区域内的总人数；WLAN业务渗透率：使用WLAN业务的人数占总人数的比例；WLAN市场占有率：取不同地市的城区通话客户的市场份额；在线率：在线用户占总户数的比例（通过认证的用户为在线用户）；并发率：产生网络流量的用户占在线用户的比例；单AP设计并发用户数：单AP最大并发用户数取定值为15[4]。

依据此公式可得使用AP数为78*80%*63%*15%*80%/15=1，即此平层若合理规划容量，使用AP数为1即可，针对改造后方案进行模拟测试，其信号显示更为均匀，且信号强度也得到了较好的控制，如图5所示。

（2）对于AP覆盖重叠区域大以及同邻频干扰问题，若前一二条得到解决，即可得到解决。 对该方案进行ping包数据分析，可知优化后较优化前有明显改善，时延更短，丢包率更低，如图6所示。

针对改造后方案进行用户体验测试，在限速2M的情况下，用户的平均下载速率也得到了显著提高，用户感知度明显增强，符合移动集团要求，如图7所示。

针对改造后方案进行干扰测试，剔除私接的无线路由器外，优化后工作频点干扰已明显下降，频点与干扰已达集团标准，如图8所示。

通过优化前后方案及相关测试数据对比，优化后的热点信号强度较好，信号辐射均匀，覆盖较好；上网ping包时延显著下降，且丢包率得到明显改善，下载速度较大幅度提升，用户感知度增强；工作频点和同邻频干扰得到较好改善，由于干扰导致的频繁切换减少，掉线率降低。

五、结束语

WLAN网络优化主要从WLAN的组网方式，覆盖，传输接入，质量管理方面下手，分析现网WLAN技术中遇到的问题，针对问题进行技术对比，择出更为高效的设计方案。 WLAN网络正处于大规模建设运营初始阶段，网络设备处于不断成熟完善过程，技术也在不断的更新与成熟，这种发展现状对我们提出了新的挑战，在未来的发展路上我们还需进一步探索研究，使之真正成为适用用户人群，广大客户的无线网络。