WLAN部署方案

AllRightsReserved©Alcatel-Lucent2008Alcatel-LucentEnterpriseForum2008WLAN技术讨论AllRightsReserved©Alcatel-Lucent20081、WLAN技术基础2、802.11N技术3、RF信号覆盖分析4、部署方案介绍AllRightsReserved©Alcatel-Lucent2008WLAN技术标准802.11：1997年，原始标准(2Mbit/s，工作在2.4GHz)802.11a：1999年，物理层补充(54Mbit/s，工作在5GHz)802.11b：1999年，物理层补充(11Mbit/s，工作在2.4GHz)802.11c：2001年，符合802.1d的媒体接入控制层桥接(MACLayerBridging)802.11d：2001年，根据各国无线电规定做的调整，增加跨国自适应机制802.11e：2005年，支持服务等级(QualityofService)，主要用于流媒体服务802.11f：2003年，基站互连性(IAPP,Inter-AccessPointProtocol)，2006年撤销802.11g：2003年，物理层补充(54Mbit/s，工作在2.4GHz)802.11h：2004年，专为欧洲设计，动态频率选择和传输功率控制机制802.11i：2004年，无线网络的安全方面的补充802.11j：2004年，专为日本设计，按照日本无线规则所做无线覆盖半径的调整802.11k：2007年，无线资源管理，灵活调整频段频道载波等，提高频段利用效率802.11l：预留及准备不使用802.11m：2007年，修订和维护上述标准的细节802.11n：2009年，更高传输速率的改善，采用多进多出(MIMO)和频道绑定（CB）的正交频分复用（OFDM）技术AllRightsReserved©Alcatel-Lucent2008802.11与OSI模型对应关系ApplicationSessionNetworkPresentationTransportPhysicalLogicalLinkControl(LLC)MediaAccessControl(MAC)OSIReferenceModel802.11MAC•802.11e(QOS)•802.11f(漫游切换)•802.11i(安全增强)PhysicalRF(RadioFrequency)•FHSS•DSSS•OFDM•802.11h(ARM)AllRightsReserved©Alcatel-Lucent2008跳频扩频(FrequencyHoppingSpreadSpectrum，简称FHSS)就是载波可以在一个很宽的频带上按照伪随机码的定义从一个频率跳变到另一个频率。使用FHSS技术，2.4G频道被划分成75个1MHz的子频道，接受方和发送方协商一个调频的模式，数据则按照这个序列在各个子频道上进行传送，每次在802.11网络上进行的会话都可能采用了一种不同的跳频模式，采用这种跳频方式主要是为了避免两个发送端同时采用同一个子频段。FHSS频率调制模式AllRightsReserved©Alcatel-Lucent2008直接序列扩频(DirectSequenceSpreadSpectrum，简称DSSS)就是使用具有高码率的扩频序列，在发射端扩展信号的频谱，而在接收端用相同的扩频码序列进行解扩，把展开的扩频信号还原成原来的信号。直接序列扩频技术将2.4Ghz的频宽划分成14个22MHz的通道(Channel)，临近的通道互相重叠，在14个频段内，只有3个频段是互相不覆盖的，数据就是从这14个频段中的一个进行传送而不需要进行频道之间的跳跃。DSSS频率调制模式AllRightsReserved©Alcatel-Lucent2008正交频分复用(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing,简称OFDM)技术是一种多载波发射技术，它将可用频谱划分为许多正交的载波，每一个载波都用低速率数据流进行调制。它获取高数据传输率的诀窍就是，把高速数据信息分开为几个交替的、并行的Bit流，分别调制到多个分离的子载频上，从而使信道频谱被分到几个独立的、非选择的频率子信道上，在AP与无线网卡之间进行传送，实现高频谱利用率。OFDM频率调制模式AllRightsReserved©Alcatel-Lucent2008802.11MAC层负责客户端与AP之间的通讯。主要功能包括：扫描、接入、认证、加密、漫游和同步。802.11MAC报文分类：---数据帧用户的数据报文---控制帧协助发送数据帧的控制报文，例如：RTS、CTS，ACK等---管理帧负责STA和AP之间的能力级的交互，认证、关联等管理工作，例如：Beacon，Probe，Association，Authentication等802.11MAC层工作原理AllRightsReserved©Alcatel-Lucent20082.4GHz频段WLAN信道划分图中国和欧洲(法国和西班牙除外)所规定的工作频率范围都是2.4000GHz－2.4835GHz，其中CH1、CH6、CH11为3个非重叠信道每信道占用20MHz频带带宽，采用OFDM调制方式AllRightsReserved©Alcatel-Lucent20082.4GHz频段WLAN信道分配表信道中心频率(MHz)信道低端/高端频率(MHz)124122401/2423224172406/2428324222411/2433424272416/2438524322421/2443624372426/2448724422431/2453824472436/2458924522441/24631024572446/24681124622451/24731224672456/24781324722461/2483AllRightsReserved©Alcatel-Lucent20085.8GHz频段WLAN信道划分图及分配表中国所规定的工作频率范围是5.725GHz－5.850GHz，其中CH1-CH5为5个非重叠信道每信道占用20MHz频带带宽，采用OFDM调制方式5.7255.7355.7555.7755.7955.8155.8355.850CH1CH2CH3CH4CH5信道中心频率(MHz)信道低端/高端频率(MHz)157455735/5755257655755/5775357855775/5795458055795/5815558255815/5835AllRightsReserved©Alcatel-Lucent20081、WLAN技术基础2、802.11N技术3、RF信号覆盖分析4、部署方案介绍AllRightsReserved©Alcatel-Lucent2008802.11N----MIMO802.11n通过使用MIMO(多入、多出)技术实现了巨大的性能改进。在MIMO中，发射和接收站都有配备多个天线的多个射频链路。我们将考虑配有两个发射和两个接收天线(2:2)的MIMO系统。AllRightsReserved©Alcatel-Lucent2008802.11N----MIMO每个接收天线从不同的发射天线接收其主信号：接收器1使用发射器A，而接收器2使用发射器B。当系统了解到这种情况时，它就可以从每个天线发送不同的信号，并且所收到的每个信号受到其它信号的干扰很小。MIMO的精华就在这里。AllRightsReserved©Alcatel-Lucent2008802.11N----帧聚合在A-MSDU格式中，由作为单一实体的MAC层来合并和处理更高层的多个数据包。每个原始数据包将成为聚合MAC帧内的副帧，并有其自己的子标头，其中包含源和目标地址及长度。因此，这种方法可用于具有不同源和目标地址的数据包，但只能聚合具有同等优先级的MSDUAllRightsReserved©Alcatel-Lucent2008802.11N----多流量ID块确认(MTBA)早先的802.11标准要求为所发射的每个单播数据帧提供一个确认帧。新的块确认功能允许一个确认帧覆盖一系列的接收帧。这对流视频和其它高速传输特别有用。AllRightsReserved©Alcatel-Lucent2008802.11N----减少的帧间间隔(RIFS)当基站(客户端或接入点)有大量的帧需要连续发送时，必须在帧间暂停。但是这些暂停构成了整个网络的开销。在802.11N之前，同一基站发射的帧间暂停设置为SIFS(单一帧间间隔)。802.11N定义了一种更小的间隔，即RIFS(减少的帧间间隔)。它能完成与先前介绍的MAC帧聚合功能相似的目标，但可降低了实施复杂性。802.11N把RIFS间隔定义为2微秒，而SIFS为16微秒。AllRightsReserved©Alcatel-Lucent2008802.11N----空间复用节能(SM节能)处于节能模式时，802.11N中的新规定允许MIMO客户端对除一个射频链之外的所有射频链断电。当客户端处于“动态”SM节能状态时，接入点会发送一个唤醒帧--通常为RTS/CTS交换，以给其时间激活其它天线和射频链。在静态模式中，客户端决定何时激活其全部射频链，而不管流量状态如何。AllRightsReserved©Alcatel-Lucent20081、WLAN技术基础2、802.11N技术3、RF信号覆盖分析4、部署方案介绍AllRightsReserved©Alcatel-Lucent2008RF信号覆盖分析---放装情况在一个12米高度的抱杆上使用8dBi的高增益天线时，其中一个AP将干扰另一个AP，但向下却无法覆盖到地面；当在同样位置使用3dBi的低增益天线时，两个AP则不会相互干扰，且可以向下覆盖到地面。AllRightsReserved©Alcatel-Lucent2008DirectionofMaximumGainat0º,Gain=8dBi8dBi-10dB=-2dBi@-20º8dBi–20dB=-12dBi@80ºHighGainOmnidirectional(8dBi,2.4GHz)ThiswayupHighestgainisdirectedAtnextAPinsteadofclients!Weakestsignalisdirectedtoclients!RF信号覆盖分析---放装情况AllRightsReserved©Alcatel-Lucent2008DirectionofMaximumGain@-45°toceilingMaxGain=+3dBi3dBi–3dB=0dBi@-20º3dBi–5dB=-2dBi@-80ºDowntiltOmnidirectional+3dBiGainat-45ºnatural“downtilt”angleThiswayupMaxGainisDirectedtoClients!RF信号覆盖分析---放装情况AllRightsReserved©Alcatel-Lucent2008PHASE2PHASE1RF信号覆盖分析---放装情况过程1为过于密集的AP覆盖，过程2为通过自动功率调节后的AP覆盖AllRightsReserved©Alcatel-Lucent2008运营商A运营商B运营商C对于室内分布系统来讲，一个AP可以提供多个天线进行信号覆盖，相邻区域的信号绝大多数情况是来源于同一个AP信源，如上图所示，相邻覆盖区域使用相同的信道，不同的是重叠区域内的信号功率密度要稍微大些，对于单一运营商来讲，自身的WLAN信号系统并不会产生同频干扰问题。产生同频干扰的可能只会发生在相同区域多家运营商使用了相同的信道，比如运营商A和运营商B都使用了“信道1”，相同区域内存在了不同的WLAN信源，这样便产生了同频干扰，这个问题我们可以通过技术手段来规避，比如在布网时扫描覆盖区域内的WLAN工