1、無線局域網絡AP室外覆蓋規劃指導書(僅供內部使用)目錄1概述51.1WLAN無線側主要設備51.2WLAN用戶端基本工作方式52大功率AP產品WA1208介紹53AP規劃63.1生活小區應用環境63.1.1站址選擇63.2室外空曠地帶應用83.2.1地形83.2.2信號接入門限及覆蓋距離83.3高層建筑（局部覆蓋）應用93.4概念的澄清93.5天線選擇104總結12無線局域網絡AP室外覆蓋規劃指導書關鍵詞：WLAN大功率AP室外覆蓋生活小區高層建筑站址選擇天線選擇AP覆蓋范圍摘要：本文介紹大功率AP應用于室外進行規模覆蓋的規劃方法，針對其主要常見的應用環境特點，介紹了站址選擇、天線選型以及規劃

2、時的常見問題，供WLAN現場室外覆蓋工程設計參考。縮略語清單：縮略語清單WLANWireless local area network 無線局域網APAccess point 無線接入點ISM頻段Industrial Scientific Medical 工業科學醫藥專用頻段1 概述WLAN（Wireless Local Area Network 無線局域網）屬于一種短距離無線通信技術，它是以無線信道為傳輸媒介構成的計算機局域網絡，通過無線射頻技術在空中傳輸數據、話音和視頻信號。無線局域網可以在一些特殊的應用環境中彌補依靠銅纜或光纜構成的有線局域網的不足，實現網絡的延伸，使個人計算機能夠迅速、

3、方便地解決以有線方式不易實現的網絡連通問題。1.1 WLAN無線側主要設備最基本的WLAN無線側設備包括AP、無線終端、Wireless Bridge等幾類。AP（Access Point 無線接入點），AP相當于基站，一個AP能夠在幾十至上百米的范圍內連接多個無線用戶，AP的主要作用是將無線網絡接入以太網，其次要將各無線網絡客戶端連接到一起，相當于以太網的集線器，使裝有無線網卡的PC可以通過AP共享有線局域網絡甚至廣域網絡的資源。Wireless LAN Card（無線網卡），一般有PCMCIA、ISA、PCI等幾種，主要有用于便攜機的PCMCIA無線網卡，和用于臺式機的USB無線終端安裝到

4、PC上，相當于無線MODEM。Wireless Bridge（無線橋接器），主要是用來進行長距離傳輸（如兩棟大樓間連接）時使用，由AP和高增益定向天線組成。無線局域網AP天線可選擇定向型（Uni-direction）和全向型（Omni-direction）兩種。1.2 WLAN用戶端基本工作方式無線局域網的用戶端有兩種基本的工作方式：一種為Infrastructure （構架）模式，接入無線局域網的PC機通過AP接入以太網或通過AP彼此共享網絡資源；另一種為對等模式，使用Peer to Peer（對等網絡）操作系統，構成一個Ad hoc（簡易網絡），使多個安裝了IEEE 802.11b標準產品

5、的PC機相互連接，無需通過AP，共享資源。2 大功率AP產品WA1208介紹規格項目規格說明網絡標準IEEE 802.11b擴頻技術DSSS（Direct Sequence Spread Spectrum）數據速率1、2、5.5、11Mbps調制技術BPSK（用于1Mbps）QPSK（用于2Mbps）CCK（用于5.5Mbps和11Mbps）頻帶范圍ISM頻帶：24002483.5MHz信道數13個非重疊信道（歐洲和中國）11個非重疊信道（美國）無線口輸出功率250mW500mW可調節（大功率模式）20mW60mW可調節（小功率模式）覆蓋范圍于室內，覆蓋范圍大于30米，開放空間內，覆蓋范圍大于

6、150米；于室外，開闊環境下，可覆蓋600米，半開闊環境下，可覆蓋300米。接收靈敏度-88dBm（11Mbps數據率時）-91dBm（5.5Mbps數據率時）-93dBm（2Mbps數據率時）-96dBm（1Mbps數據率時）天線類型偶極子天線 增益12dBi3 AP規劃WLAN于室外有如下幾種常見的應用環境：生活小區、室外空曠地帶、高層建筑（局部區域），一般AP覆蓋半徑在1km以內，其網絡覆蓋效果受應用環境內建筑物的密度、高度，以及墻壁厚度、材料等因素影響很大。3.1 生活小區應用環境生活小區的特點是建筑物排列比較規則。按樓層高度可以分為：高層住宅區，10層（30米）以上；普通住宅區，41

7、0層（1230米）；別墅區和低矮住宅區，4層（12米）以下。按建筑密度可分為：高密度住宅區，樓間距10米以內；中等密度住宅區，樓間距1020米；低密度住宅區，樓間距 20米以上。按建筑材料分：混凝土框架結構；磚混結構；新型空心磚墻壁。另外受氣候影響，各地建筑物墻壁的厚度差別較大。總的來說，南方地區墻壁較薄，一般小于40cm；而北方墻壁較厚，一般大于50cm。3.1.1 站址選擇在做WLAN系統設計時需要綜合考慮無線傳播環境、AP設備性能、天線、站址、網絡建設要求等各方面因素。首先，在做站址選擇前，需獲取覆蓋目標地區的建筑平面分布圖，在了解大致環境情況的基礎上進行實地勘查，并掌握以下幾點信息：1

8、、 了解覆蓋區域的面積，信號覆蓋質量要求，不同的地點有不同的覆蓋要求。2、 考察覆蓋區域的現有信號分布情況，了解信號的盲點、熱點和信號碰撞區域；3、 考察覆蓋區域建筑物的構成，對信號的阻擋情況；4、 考察設備可以安裝的位置。在生活小區內安裝天線比較困難，因此在選擇天線安裝位置時需要仔細考慮。站址通常選擇在生活小區內，并盡可能選擇在覆蓋目標區域較近的地方。1、 當生活小區規模較大且樓群排列規則時，AP天線安裝位置可按如下示意圖思路規劃：AP天線安裝位置示意圖天線安裝在墻角的好處是：天線主瓣可以直接輻射到樓之間的空隙。一般應該避免天線主瓣直接正對著附近樓房的墻壁。天線方向盡量保持一致。可以采用功分

9、器（Cell Splitter）用一個小區提供兩個方向的覆蓋（如上圖所示），需要注意的是功分器帶來的3dB損耗，對于這種樓群排列規則的生活小區，天線建議選擇水平波束寬度90120 °、垂直波束寬度30 °以上的定向小天線。2、當樓群排列不規則時，天線可以安裝在某一大樓的墻壁上，正對對面的建筑物墻壁，利用其反射信號提供覆蓋。l 天線最佳安裝位置：1、 建筑物外墻壁（而不是樓頂）上；2、 生活小區內的路燈柱上或另加水泥柱；不過，隨著人們生活質量要求的提高，人們對電磁輻射也越來越關注。要在住宅區內找到合適的站址較困難，居民對安裝在小區內的天線也十分敏感。往往最佳的天線安裝位置不可

10、用。當天線不得不選擇安裝在樓頂上，則務必注意將天線盡量考近天臺邊緣，以避免天線主瓣方向信號由于近距離地遮擋而變形，導致較差的覆蓋效果。l 天線高度：為了更好地提供立體覆蓋，建議天線安裝在墻角，且高度在：天線安裝方位角如下圖所示：3.2 室外空曠地帶應用3.2.1 地形地形對于信號傳播有很大的影響，一般考慮平原、丘陵和山區幾種情況。由于地形對AP覆蓋距離的影響，并不能反映基站設備本身的性能；而且丘陵、山區與實際地形的可比性不強。一般情況下，以平原做為覆蓋距離預測的主要參考地形。平原的標準概念是理想開闊地形，如戈壁、水域、沒有植被樹林阻擋的平原等。3.2.2 信號接入門限及覆蓋距離空間傳播的、經衰

11、減的無線信號，在滿足一定能量的情況下，才能保證移動臺接收后獲得一定質量的通話需求。一般情況下，88dBm可保證較高數據傳輸速率、96dBm為室外覆蓋能力門限、信號小于96dBm時則不能保證用戶的接入需求。在各類數據速率下的理論覆蓋距離如下表：速率（Mbps）靈敏度（dBm）理論覆蓋距離（m）11-834205.5-875282-895931-93746需要注意的是，只有在這種非常理想的傳播環境下，才可能達到相應的覆蓋距離。在規劃過程中，需要考慮地形、地貌各方面情況，大致估計信號可覆蓋范圍。盡量將站址選擇在重點覆蓋目標區域附近。對重點地區的覆蓋可通過天下下傾角的調整，增強站址附近的覆蓋。假設所需

12、覆蓋半徑為D(m)，天線高度為H(m)，傾角為，垂直半功率角為，則天線主瓣波束與地平面的關系如圖所示：3.3 高層建筑（局部覆蓋）應用天線上/下傾的定向覆蓋；這種室外覆蓋室內的方式適用于一些只需局部覆蓋的高層建筑。天線安裝位置選擇在覆蓋目標區域的對面，使用定向天線。根據天線與目標區域的高度差靈活調整天下上下傾角。3.4 概念的澄清這里對幾個概念、單位進行一下說明。天線增益：天線作為一種無源器件，其增益的概念與一般功率放大器增益的概念不同。功率放大器具有能量放大作用，但天線本身并沒有把增加所輻射信號的能量，它只是通過天線陣子的組合并改變其饋電方式把能量集中到某一方向。增益是天線的重要指標之一，它

13、表示天線在某一方向能量集中的能力。表示天線增益的單位通常有兩個：dBi、dBd。兩者之間的關系為：。天線方向圖：天線輻射的電磁場在固定距離上隨角坐標分布的圖形，稱為方向圖。用輻射場強表示的稱為場強方向圖，用功率密度表示的稱之功率方向圖，用相位表示的稱為相位方向圖。天線方向圖是空間立體圖形，但是通常用兩個互相垂直的主平面內的方向圖來表示，稱為平面方向圖。一般叫作垂直方向圖和水平方向圖。就水平方向圖而言，有全向天線與定向天線之分。而定向天線的水平方向圖的形狀也有很多種，如心型、8字形等。波束寬度也是天線的重要指標之一，它包括水平半功率角與垂直半功率角。分別定義為在水平方向或垂直方向相對于最大輻射方

14、向功率下降一半（3dB）的兩點之間的波束寬度。常用的基站天線水平半功率角有360°、210°、120°、90°、65°、60°、45°、 33°等，垂直半功率角有6.5°、13°、25°、78°等。天線下傾是常用的一種增強主服務區信號電平，減小對其他小區干擾的一種重要手段。通常天線的下傾方式有機械下傾、電子下傾兩種方式。機械下傾是通過調節天線支架將天線壓低到相應位置來設置下傾角，需要注意的是，機械下傾角到達一定的位置，將導致天下主瓣的變形，所以一般情況下，機械下傾角不應大于1

15、4度；而電子下傾是通過改變天線振子的相位來控制下傾角。當然在采用電子下傾角的同時可以結合機械下傾一起進行。電子下傾天線一般傾角固定，即我們通常所說的預置下傾。最新的技術是傾角可調的電子下傾天線，為區分前面的電子下傾天線，這種天線我們通常稱作電調天線。另外，dBm是功率的絕對值，即dB毫瓦，為10lgP（功率值/1mW）；dB是相對值，即兩個功率的差值； dBi和dBd均是天線在某一規定方向上的輻射功率通量密度，與自由空間的無損耗半波偶極天線在相同輸入功率時最大輻射功率通量密度的比值。其中dBi 是以理想點源為參考的天線增益、dBd 是以無損耗半波偶極天線為參考的天線增益，dBidBd+2.15

16、。3.5 天線選擇選擇天線型號時應根據現場環境考慮如下因素：增益、水平波束寬度、垂直波束寬度、極化方式、視覺效果（尺寸、外形、重量）。1. 增益當規劃覆蓋范圍較小，安裝位置距重點覆蓋區域也很近時，天線增益可以低一些。增益大于10dBi的天線尺寸也通常較大，容易引起居民的反對。當天線置于樓頂，目標為滿足本樓與對面樓房覆蓋時，選擇增益較大的天線為益。2. 水平、垂直波束寬度（1）當AP天線安裝在墻壁上時，天線掛高低于周圍建筑物高度，為了既能充分覆蓋低層室內部分，又能兼顧樓層較高部分的室內覆蓋，根據樓層高度不同，可以選擇垂直波束寬度范圍3580°的定向天線。水平波束寬度的考慮與天線的安裝位

17、置及其覆蓋目標有關。可以選擇水平波束寬度60150 °的定向天線，或者全向天線、雙向天線（即8字形天線）。從以下全向天線和定向天線垂直方向的方向圖可以看到，在其的垂直方向，定向天線的旁瓣優于全向天線的旁瓣，從而可以得到良好覆蓋。進而，定向天線一般可以通過壓低下傾角的方式，進一步改善目標區域的覆蓋。所以，這種情況下定向天線具有優勢。 圖 全向天線和定向天線垂直方向的方向圖（2）當AP天線置于樓頂，也可選擇水平波束寬度較大的定向天線或者全向天線。選擇定向天線，主要是通過對樓反射信號覆蓋本身樓房；而選擇全向天線時，信號覆蓋將比較均勻。具體方案應從現場覆蓋需求，樓身寬度和樓群分布情況角度出發

18、來確定。當樓房建筑較窄，樓層較多時，一般將選擇定向天線。當樓層較少，樓身較寬，目標覆蓋距離不遠時，可考慮選擇全向天線。另外，此時可根據樓房的高度和覆蓋目標區域的絕對高度差來決定是否需要選擇帶預置下傾角的全向天線。一般來說，超過5層以上的樓房，建議選用預置下傾角3度左右的天線。3. 天線視覺效果安裝在生活小區的天線對天線美觀性要特別關注。尺寸要小，外觀要與周圍建筑物協調，使其不太惹人注目。另外天線重量要輕，使其易于在墻壁或路燈柱上安裝。當天線本身顏色與周圍建筑物反差較大時，可以給天線噴上相同顏色。4 總結由于WLAN工作頻段較高，靈敏度低（與移動基站/手機相比），其反射和繞射能力較弱，因此對于覆

19、蓋現場，需要工程設計人員進行多次實地勘測才能確定天線位置，逐漸積累經驗才能提高覆蓋質量。由于覆蓋區域情況千差萬別，無法用一種覆蓋模型解決所有問題，因此不能提供計算模型。在規劃WLAN網絡時，首先考慮到的是滿足AP跟無線網卡信號的交互，以及用戶可有效的接入網絡。因此如何提高無線信號覆蓋范圍是AP安裝必須要考慮的因素。我們比較WLAN規劃中經常采用的幾種方案，有如下結論：（一）通過本樓安裝高增益，較大水平波束寬度的定向天線進行本樓和對面建筑的WLAN覆蓋的方案，較適合于樓層較多，樓體不寬的小區單元。低樓層會存在少量覆蓋弱的死角，可通過調整天線下傾角、方位角的方式加以改善；(二)通過本樓安裝全向天線，對本樓與對面建