泉州室外智能型基站AP产品技术交流(福州测试介绍)

室外智能型基站AP测试交流大唐电信科技股份有限公司2011年2月一、室外WLAN基站—关键技术特点二、室外WLAN基站—福州测试介绍•产品型号R2000AP-II-012O和R2000AP-II-012S•IBMPowerPC440EP主频667MHz,RFIC射频芯片MAX2829；ABF自适应波束赋型FPGA芯片；BBCHIPAR5213多协议MAC/基带处理器；•4个RFIC、射频输出功率19dBm，4个天线组成智能天线阵•全向天线增益7.2dBi×4，扇区天线增益11dBi×4，方向角120°×27°两种室外大覆盖AP产品方案1）、室外智能型基站APR2000AP-II-012OR2000AP-II-012S1、两种室外AP•4个RFIC、4个全向天线组成智能天线阵•天线增益7.2dBi×4关键技术——智能天线关键技术——自适应波束赋形（Beamforming）2-4X虽属全向天线，但却具备定向覆盖能力覆盖距离远，且具备全向覆盖能力受到的噪声影响是局部的，不是全方位的全透明/全自动实现，无需人工干预已连接无法连接干扰源传统的全向天线的覆盖X360⁰全向覆盖覆盖距离短全方位的受到干扰的影响建立连接的客户端无法建立连接的客户端图标非法AP/干扰源传统的定向天线的覆盖旁瓣21/φ主瓣4x延伸了覆盖距离忽略大多数方向的干扰影响波束窄，只能覆盖少量客户端需要多台设备才能实现全向覆盖建立连接的客户端无法建立连接的客户端图标非法AP/干扰源自适应波束赋形：更强的抗干扰能力自适应波束赋形传统WLAN-80-75-70-65-60-55-50UserInterferer接收到的用户信号和干扰信号，强度接近接收到的用户信号强度比干扰信号强度高16倍Interferer关键技术——波束赋形干扰源12dB针对衰落/多径效应的优化和改善●室外基站设备采用多根天线–每根天线接收到不同的信号–MRC算法进行实时处理，对不同路径的信号进行加权，获取最佳的接收信号质量。●结果–收发信号的强度提高3倍–改善信号质量更高的吞吐量–与传统AP相比，非视距（NLOS）的性能表现提高了3倍●在真实环境中的表现很出色–非视距(NLOS)–城市中心城区的环境–在有干扰和多径效应的任何地方直达信号反射信号#1反射信号#3反射信号#4MRC实时对不同路径进行加权，得到最佳的接收信号质量。关键技术——MRC技术自适应波束赋形和MRC技术•1、自适应波束赋形使等效全向辐射功率EIRP达到42dBm；•2、AP的接收灵敏度－102dBm@1Mbps；－96dBm@6Mbps；－80dBm@54Mbps；关键技术——MESH技术1、2.4GHz用于用户的接入，5.8GHz组成无线路由，用于数据无线回程接入，降低了对有线资源的需求。2、Mesh路由可以寻找最优的回传路径，保证网络稳定；3、节点自动与网关建立连接；4、根据周围站点的信号质量，持续进行优化；5、支持802.11S协议内置Mesh–自动愈合功能举例节点2有故障了(比如电源故障)所有进出节点2的链路都断掉了节点3决定与节点1连接节点4连接节点3全自动处理，只需数秒已连接的客户端几乎不受影响给NMS发送故障告警Candidatetable6:Score74%1:Score82%5:Score27%4:Score0%#2#6#1#3#4#5候选列表6:得分74%1:得分82%5:得分27%4:得分0%波束赋型的原理•DOA角度的估计方式对于天线阵列，每根天线接收信号如下图所示：根据各个天线接收到的信号的相位，和用户的信号，可以计算出投影时间，根据投影时间，可以计算DOA的角度θ。波束赋型的原理•上行赋形参考信号的实现方式：主要计算权重因子W，根据获得的DOA，对接收到信号进行合成，获得最佳的上行信号。波束赋型的原理•下行波束赋型：设W(K,Ka)表示第K个用户（发射信号），第Ka个天线的加权系数(K=1,2,….,K;Ka＝1，2，…,Ka；K表示用户数，Ka表示天线数）；若全向量为W=[w1,w2,…,wk]T(wk表示第ka个天线的加权系数)，d表示为发射信号，则下行波束赋型的输出表示为：y=wd大唐室外WLAN基站技术优势SignalStrength根据终端位置决定信号传输路径产生多路径高增益定向点波束(指向终端所在位置)发射和接收时均智能自动合并多路径信号智能高增益波束的多路径发射接收带来良好的非视距功能区别于普通全向天线，智能天线产生的定向点波束自动避开经过干扰信号的路径兼容市场上所有标准的802.11a/b/g客户端产品大唐室外WLAN基站技术优势MRC&波束赋形–x3倍的距离–x9倍的面积–超高接收灵敏度(-102dBm)–发射功率仅为19dBm(不足100mw)，带来最高42dBm的等效输出功率室外基站APvs.普通AP30015003001504504503001501503004500metersmeters54Mbps18Mbps9Mbps6Mbps•更好的覆盖效果–更大的覆盖范围–基本无盲点的统一覆盖•更好的带宽容量–更好的链路储备意味拥有着上下行较好的通信速率–SDMA技术使系统容量加倍•更好的室内穿透力–优化的链路增益能够使信号多路径从户外覆盖至室内•更好的抗干扰性–自适应波束赋形具有智能的通信方向指向性–动态干扰处理(DIH)技术，根据噪声级别持续的调整系统参数以及空间接入信号增益•更好的管理性－便捷的集中控制管理可随时优化性能参数，保障网络健康运行，普通AP、基站AP统一管理•更好的经济性–较少的基站数量就可满足大面积覆盖需求–适应各种可见的但多变的市场需求–干扰严重的区域也可提供高质量的接入服务技术优势一、室外WLAN基站—关键技术特点二、室外WLAN基站—福州测试介绍福州测试介绍测试场景一：福州中亭街覆盖测试（商业步行街）测试场景二：福州移动宏宇大厦覆盖测试（商业区）中亭街覆盖一、中亭街测试介绍考虑到最终用户的使用需求，并结合业务开展区域，要求测试设备安装在中亭街这个既有商业中心，同时兼顾居民住宅的区域进行测试。中亭街具有人流量大，且居民区中干扰严重、无线环境复杂的特点，在这种地方更能体现出AP在各种环境中的实际性能，测试结果更具有实际参考价值。•二、中亭街覆盖示意图•三、中亭街覆盖重点该区域的建筑分布情况比较复杂，街道旁边的建筑物，下面三层为商用上面8层为居民区，其特点为在楼体的外面会有很多广告牌且都有霓虹灯会遮挡住很多信号，使得有些可以直射过去的信号必须通过绕射、折射才能到达终端，其他运营商、居民区中有很多自家用的无线路由器使得现场无线环境比较恶劣对覆盖带来一定的难度（红色区域为拟重点覆盖区域，黄色区域为附带覆盖区域）。•中亭街重点覆盖区域示意图•中亭街周边无线环境为了解中亭街的无线环境，特别是WiFi干扰情况，使用NetworkStumbler软件对周围的无线环境进行扫描，从扫描的结果来看，无线环境非常复杂，共有AP30台，包括中国移动、中国电信布放的商用AP，以及商铺、居民的自用AP，从1-11每个信道都有占用，2.4GHz频段干扰严重。此环境会对测试AP的性能数据有一定的影响，但完全真实环境，测试结果更具参考意义。•中亭街周边无线环境截图•四、测试点选取准则•本次测试采用多点定点测试的方法，测试点选取原则：•场景原则：兼顾室外休闲区、室内餐饮休闲区、居民住宅区•性能原则：测试设备直射、绕射、穿透性能•根据上述两个大原则，在拟覆盖范围中选取了6个有代表性的测试点。这些测试点根据是否能直接看到发射天线基本可分为视距、非视距两大类。同时，根据周边环境不同又可将其中的非视距测试点分为：多障碍测试点、绕射性能测试点、商铺室内测试点、居民室内测试点。•测试点分布示意图•五、中亭街测试数据测试位置是否可视收信电平（dBm）PING包FTP速率丢包率（%）延时（ms）上传（kbits）下载（kbits）永和大王可视-39.60294412.33728中亭街肯德基非可视-44.50153457.23826.4国美电器一层电梯非可视-68.53213601.23757.9中亭街休息区非可视-56.640303840.83623.9居民区一层非可视-62.172301562.43468.9居民区3层住户非可视-60.9301637043645.5福州移动宏宇大厦覆盖•一、移动宏宇大厦测试介绍本次测试的R2000AP-II-012S室外智能型基站设备安装在福州市移动鸿宇大厦楼上，主要是针对写字楼、酒店以及高层居民区进行覆盖。例如邮电公寓、景城大酒店、海联商务酒店、阳光白金瀚宫等，对于这些点我们较为针对的进行了覆盖，确保在这些地方能够很顺畅的体验WIFI的方便与快捷。二、移动宏宇大厦测试示意图•三、福州移动宏宇大厦重点覆盖室外智能型基站AP架设在移动公司鸿宇大厦楼顶，对地面进行覆盖，覆盖的主要区域为得贵路、阳光白金瀚宫高档小区，福建邮电公寓、东湖新村住宅小区、景城大酒店和海联商务大酒店等区域，覆盖最远距离为1500米，该区域的建筑分布情况比较复杂，街道旁边的建筑物，得贵路来回穿行的汽车、自行车、人流、阳光白金瀚宫几个测试点都非视距。信号必须通过绕射、折射才能到达终端，还有其它运营商、居民区中有很多自家用的无线路由器使得现场无线环境比较恶劣对覆盖带来一定的难度，蓝色区域为主要覆盖区域。•福州移动宏宇大厦重点覆盖示意图•宏宇大厦周边无线环境•为了解得贵路的无线环境，特别是WiFi干扰情况，使用wirelesswon软件对周围的无线环境进行扫描，扫描结果如下图所示，从扫描的结果来看，无线环境非常复杂，共有AP27台，包括中国移动、中国电信布放的商用AP，以及商铺、居民的自用AP，从1-13每个信道都有占用，2.4GHz频段干扰严重。•此环境会对测试AP的性能数据有一定的影响，但完全真实环境，测试结果更具参考意义。•宏宇大厦无线环境截图•四、测试点选取准则•本次测试采用多点定点测试的方法，测试点选取原则：•场景原则：室外休闲区、室内写字楼、酒店和居民住宅区•性能原则：测试设备直射、绕射、穿透性能•根据上述两个大原则，在拟覆盖范围中选取了20个有代表性的测试点。这些测试点根据是否能直接看到发射天线基本可分为视距、非视距两大类。同时，根据周边环境不同又可将其中的非视距测试点分为：多障碍测试点、绕射性能测试点、酒店室内测试点、居民室内测试点。•通过以上测试数据，基本可以全面了解被测设备直射、绕射和穿透性能，并模拟了用户在三个不同场景的使用情况，具有较高的参考价值。•测试点选取示意图•宏宇大厦测试数据1、视距测试点在本次测试过程中总共选取了6个视距测试点，得贵路上有5个测试点，分别为100米、300米、500米、700米、1000米，，这些测试点车流量比较大，可以看出被测AP对车辆较多路段的覆盖能力。在海联商务大酒店顶楼设置1500米视距测试点，距离地面高度为60米。测试点位置视距100米视距300米视距500米室内or室外室外室外室外视距or非视距视距视距视距间隔障碍类型和数量无无无场强（dBm）-49-58.18-53.25网络ping包成功率98%97%97%网络ping包时延13ms30ms10msFTP速率单用户上行7441.92kbits629.92kbits4102.56kbits单用户下行10161.04kbits849.76kbits9873.20kbits视距700米视距1000米视距1500米室外室外室外视距视距视距无无无-69.75-73.88-7099%100%100%24ms47ms35ms3123kbits2314kbits1439.8kbits2034.9kbits1456.1kbits3379.9kbits2、非视距穿透测试点这次无线信号的穿透测试有6个测试点，分别为阳光白金瀚宫1＃4F、1＃11F、1＃20F，邮电公寓楼楼顶穿透，邮电公寓6层电梯口，东湖小区保卫室里（700米穿透），景城大酒店1000米穿透。测试点位置白宫4楼主卧白宫1