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无线网络建设方案
2025-07-08
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返回列表前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇无线网络建设方案范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。
学校为了建设一套符合师生需求并具有良好性能和安全拓展空间的无线网络系统，在合理投入基础上以确保网络建设的效益，就需要在无线网络设计时遵循一定的原则，主要包括了以下几个方面。1）先进性：所选产品及其技术方案必须达到行业的主流，市场覆盖率高、标准化和技术成熟，并具备适当的技术前瞻性。2）经济性：所选产品具有较高的性价比，在符合用户需求的前提下选择价格、性能适合的产品。3）可管理性：无线网络必须提供界面友好、易于操作的管理方式，为网络管理者提供易于星空体育官方入口 星空体育官网故障定位排除、系统维护调整等运行维护手段，对用户的接入提供灵活、安全的管理。4）可用及易用性：设备要具有一定程度的耐用和智能特性，以提高整个系统的可用性；同时，师生使用校园无线网络，应该简易便捷，方便使用和管理。5）安全性：随着无线网络的普及，在方便了大家使用网络的同时也给了不怀好意的黑客和蹭网者空间，所以无线网络系统设计时一定要注意安全性的原则，以防止来自网络内部和外部的各种破坏。
2无线协议族是现行国际无线局域网标准，涵盖了无线局域网无线接入、传输速率、QoS、安全加密等各方面。从传输速率上看，现市场主流无线g等。
学校原网络拓扑和无线网络建设需求北京市应用高级技工学校北校区现有教学楼1栋、综合楼1栋，建筑面积5000余平方米。其中，教学楼共3层，有标准教室12间，专业教室9间，办公室18间；综合楼6层，有标准教室3间，专业教室3间，办公室2间，学生宿舍61间。原楼内建设有线校园网络，现需要进行无线网络改造，建成一个覆盖两栋楼宇的无线网络，教室、专业教室、办公室、学生宿舍均要求无线网络覆盖，且教室及专业教室均需达到全班学生同时上网、教师无线广播教学的使用密度要求。同时，学校无线网络SSID统一设为“BJYY”进行漫游，根据用户类别分为“STU”“TEACHER”“GUEST”三类，配置不同的网络访问权限，用户可在教学楼和综合楼内各楼层进行无障碍网络漫游，其具体应用大致分为电子教学（无线多媒体教室）、移动办公和远程通讯（远程教学、互联网接入）三大部分。需求分析及技术方案初选本例中，受学校教学环境及无线客户端数量密度的要求，需要通过部署多台星空体育官方入口 星空体育官网AP设备，以满足大范围无线覆盖及漫游需要。如果采用胖AP无线网络模式，各个胖AP（无线路由器）独立运行，其无线密码管理之类需要逐一登录设备进行配置，不安全也不方便，同时距离较近的多台胖AP设备还时常冲突，影响整网的正常使用。此外，对于使用者来说，每个胖AP都处于孤立状态，可能换一个地方就重新选择一个无线，再进行连接，非常繁琐，而且效果较差。因此，本方案宜采用瘦AP无线网络模式，使用无线网络控制器、瘦无线接入点来构建无线网络。考虑到学校无线网络应用包含大量多媒体信息，需能够支持电子教室广播教学等业务，校园无线ac技术，提供高带宽、高质量的WLAN服务。同时，校园无线网络在校园有线网络基础上建设，无线网络除了设置访问控制、数据加密等安全技术外，通过有线无线一体化管理，部署、共用有线网络的用户管理系统,实现用户认证、行为审计和管理。
近年来高校网络用户增势迅猛，校内智能终端广泛普及，迫切需要校园无线月，我国全国手机出货量1.34亿部，智能手机的占有量已达到了73.8%，其中Android手机占所有智能手机的91.6%。基于这一不可阻挡的趋势，移动、电信、联通均已开始大规模布局Wi-Fi网络，在这个背景下，各大高校也已陆续开始架设校园Wi-Fi。
虽然大多高校均已建设无线网，但受资金、校园面积、人员密集程度等条件限制，都有很大的改进空间。以中国人民大学为例，校园无线网覆盖分为校园公共场所（室外）、公共区域（室内）、学生宿舍区（室内）三期，分期招标通过不同的运营商架设校内无线网。仅公共区域的无线架设就用了POE交换机76台，上千个无线AP，每天承载七千多个客户端的上网需求，支持信号为RUC与CMCC两个SSID的无线信号连接，高峰时流量能达到500M流入与200M流出。其中热门区域如新图书馆，在线个，该区域的流量占校园总流量的近半，但依然是无线网信号不佳的核心区域。可以预见，随着各类智能终端---如笔记本、平板电脑、智能手机的进一步普及，每一届新生入学都会将校园无线网用户数推入新高，校园无线网的运营与管理必将面对严峻的挑战。
在校园有线%的高校“采用学校投资自建自维的方式”来进行校园网的维护和管理，只有不到8%的学校采用外包的形式进行校园网的运维。自建无线网固然有其好处，但各校网络管理单位大多为教辅单位，在校内经费中申请中处于弱势。另外，无线网建设施工、维护工作必然会增加现有网络工作人员的工作负担，容易出现消极怠工、延误工期等问题。因此，我们大胆预测，校园无线网络的建设模式，必将突破现有以自建为主的格局，引入通信运营商共建校园无线网络。
对逐利的通信运营商而言，校园移动互联网业务快速增长带来了区域性的“智能风暴”效应。各大运营商纷纷抢占校园市场，增加网络基础设施投资。运营商的策略为各高校转变无线网络建设模式提供了契机。
中国人民大学是以人文社会科学为主的综合性研究型全国重点大学，目前学校共有全日制在校生30999人。学校无线网络一期和二期的建设均由中国人民大学独立完成，截止2009年底共有305个无线月与中国移动北京公司合作开始无线网络三期工程，共在全校范围内新建了1092个无线接入点，成为北京市无线网络覆盖最密集的高校之一。中国移动北京公司与中国人民大学签署校园无线网络建设协议后，又先后与中国农业大学、北京交通大学、北京林业大学等13所高校达成合作，共同开展校园无线网络建设。
开放环境下的无线网建设引入了运营商为校内提供服务，多方需求的冲突给项目的进行带来了一定的难度，笔者现将无线网络建设中校方与运营商两个团队中的内部关系略作梳理，以供各同仁参考：
在高校所有招标项目的实施中，资产处与财务处分别负责项目的商务与资金支持。项目前期得到学校财务处资金支持后，建设过程中涉及到设备变更，譬如增加无线网的DHCP设备用于无线地址的分发，需要校方协调资产处得到他们的支持。
项目施工过程中，要在楼宇上架设光纤和AP设备，这些设备会改变楼层外观，需要得到校方后勤及保卫部门的许可。所有的POE交换机、无线AP设施需安装到教学楼、学生宿舍、办公楼等多个地点，这些设备需要得到所在单位的代为监管。校方需要协调这些内部关系明确权责，避免出现设备丢失时互相推诿的情况。
在校师生是无线网络的使用者，在无线网络的建设与管理中，需要吸引师生群体的参与，搭建网络异常时的第一时间报修与反馈机制，培养学生自愿参与的意愿。中国人民大学通过网络中心服务台、网络中心微博、校园论坛等平台搭建了一个多渠道的快速收集反馈疑问的互动机制。
开放环境下无线网络的建设，不仅要协调校内各单位的关系，同时也要关注运营商内部的职责与分工。由于运营商将诸多工作采用外包方式进行，校园无线网络建设大体分为销售方、设计方、施工方、维护方。
销售方和设计方大多都属于运营商，但是不能一概而论，据笔者了解，在北方，电信的设计工作都是外包的。在项目的设计环节中，学校网络管理部门一定要对运营商的设计方案进行全面考量，严格把关。譬如网络管理部门规划中采用98芯的光缆给校园骨干网使用，如果运营商设计时不清楚既定策略或核心机房的方位，并未将光缆穿入核心机房，而是根据校园图纸自取无线结合点，必然导致后期施工与使用上的麻烦。
运营商设计完成，交由校方审核通过后，项目进入施工环节，光缆铺设与无线网建设由施工方负责，此工程多为外包给第三方施工，校园网络部门应对施工进度与效果全程跟进。项目施工完成后，无线网络设备的维护工作会交给运营商招标的第三方进行维护，无线网络后期的调整与故障排除均由该单位完成。
除了需要关注以上方面外，无线设备的提供方在整个项目中也扮演者重要角色，校园网络建设的规划在实际的运用中会偶有更改，就需要设备提供方来为校方人员进行培训或者技术支持，但是在供应链中，设备提供方的甲方是运营商，与校方没有合同关系，必须在项目开始前就确定其应对校方需求的响应职责。
从以上关系体系来看，校园网络管理部门在这个体系中应如何定位呢？笔者认为，应处于校园无线网络建设项目中的主导地位。
开放环境下无线网络建设虽然选择打开校门，与运营商合作建网，但是学校网络管理部门在项目的整个过程中应处于主导地位，一方面做好上面提到的项目各参与方的沟通管理，另一方面也要做好技术把关工作，建议校园无线网在校园有线网络之外独立成网，形成无线自己的独立网络与网络出口核心设备直连，应根据校园网络的实际使用量提供足够多的内网地址段作为无线网地址池，具体注意以下策略：
各校都会选择将AC下沉到校园内，每个AP分别开启双SSID：学校、运营商，双SSID下分别设置不同的IP地址，运营商公网流量通过AC集中转发，校园网内部流量通过AP实现校园网转发，这样实现了校内联网的同时，也决定了其网络控制权为学校网络管理部门。
在建网之初就应基于用户数、用户体验、认证需求等因素确定最佳策略。如建校之初为应用不同的策略，将校园无线网划分成八个Vlan大区。若用户拿着移动设备在校园内走动，其会经历至少8次无线网连接请求，由于校内采用网关计费，则其每次都需要输入用户名密码，且不管计费账户是否具有8次同时在线的权限，其用户体验就相当差了。这种情况下，校内无线地址也增加了几何级数的占用量，容易造成其他用户获取不到无线地址的故障。经验丰富的网管人员会确定全校无线为同一Vlan，建网之初就给足地址池，延长地址释放时间为24小时甚至更长，既减少了管理成本，又提升了用户体验。
与无线网使用者息息相关的是无线网如何收费，如何认证。管理者需要协调好方便认证与账号安全的关系。据笔者了解，移动终端多采用网页认证，从目前的趋势来看，智能终端上集认证、消费、信息推送为一体的软件将成为发展趋势。
校园无线网络建成后，应在校园网管系统中搭建直观的流量监控，既要有对交换机的监控，又要有每个AP的状态的监控，通过网管系统的监控发现问题后，必然对AP做出适当调整，这就需要上文提到运营商、销售方、施工方甚至维护方多方协调，其周期必然很长，需做好长期推进的准备。
开放环境下校园无线网络建设过程中，会面临由开放校园引入运营商面临的问题，笔者列出以下实践中遇到的困局供同仁参考：
参与到项目中的公司要求有清晰的财产所有权，要求全套设备都由公司出资并拥有绝对的所有权，原则上不同意校方增设AP，这样导致学校开运动会、临时会议，需要增加AP的申请有困难。建议校方争取到自己的工程预留的无线路由（俗称胖AP）与POE交换机，以应对临时紧急加点的需求。
校园无线网建设时如果不同时期分段引进了多家运营商的无线接入设备，此时校方会面临着如何统一策略，实现上文提到的诸如同一Vlan等策略的问题。另外，不同时期多家运营商的设备新旧不一，就目前来看，2010年左右建设的无线abg的无线年左右已普遍建立了IEEE802.11n的标准，未来第五代无线G wifi）-IEEE802.11ac/ad标准也已经确立。而校园无线网建设的时间顺序是：办公区域，教学与宿舍区域，公共区域。随着项目的推进，越早建设的区域其技术越旧，这就导致重要的办公教学区反而效果越差。校方网络管理部门为了实现资源的合理配置，无法跨运营商调整，若推倒重建，必然造成资源的浪费且周期太长。
[1]皮和平，罗肖.校园WiFi组网与覆盖方案[J].信息通信，2012，5：
无线局域网的组成包括无线网卡和无线接入点(Access Point,简称AP)。无线局域网利用常规的局域网(如10/100/1000M以太网)及其互联设备(路由器、交换机)构成骨干支撑网。利用无线接入点(AP)来支持移动终端(MT)的移动和漫游。配有无线网卡的台式PC机、笔记本电脑或其他设备就可以与无线网络连接起来。
对于客户端,无线网卡作为无线网络的接口实现与无线网络的连接。无线网卡根据接口类型的不同,主要有三种类型:PCMCIA无线网卡(适用于笔记本电脑,支持热插拔)、PCI无线网卡(适用于台式机)和USB无线网卡(适用于笔记本电脑和台式机,支持热插拔)。
无线接入点的作用是完成WLAN和LAN之间的桥接。WLAN工作站也可漫游(Roaming)在不同的AP之间。若不加外接天线,AP的覆盖理论上在视野所及之处约250m。但若在半开放性空间,或有间隔的区域,则约30~50m左右。由于微波是直线传播,所以微波都是小角度穿透几面墙体,墙体将减弱信号,如果墙体为钢筋混凝土,信号则会更弱。所以,在实际情况下(通常在室外),还需要加上外接增益天线,使距离到达更远、信号更强。
校园网络的规划设计有多种解决方案,依学校的类型规模和性质的不同,以使网络的设计方案有所不同,体现在技术、应用上更是不同。在传统的语音服务(诸如电话、蜂窝移动电话)无法满足人们的各种信息需求的今天,对图形、图像、视频等多媒体信息需求的不断增长,已成为人们依赖计算机网络进行信息共享和交流的重要资源。学校教师的教学、科研工作和学生的学习生活对一个高速的、资源丰富的和应用多方面的校园网络的需求是迫切的、必需的。也是网络规划设计者永远追求的目标。
校园内部铺设网络的工程涉及面很广,无论是在室内还是在室外,均会对现有的校园环境产生不少影响,这一点在发展历史较长、校内新老建筑并举的校园内表现的尤为明显。从投资、施工周期、网络维护、升级等多个方面着眼,学校需要一整套能够多快好省建设校园网络的方案。
随着无线局域网技术和无线产品的成熟,无线网络为校园网建设提出了新的可行的思路。无线a/b/g 能够与现有的计算机网络进行平滑无缝的连接,并能与现有的计算机网络和终端设备互联,与有线网络资源具有良好的兼容性和整合性。
无线网络的特殊优势在于:采用无线联网技术,具有高度的空间自由性和网络灵活性,避免了大规模铺设网线,有效的削减了施工费用,并且建设周期很短。无线局域网带宽很宽,适合进行大量双向和多向的多媒体信息传输。无线局域网产品通常与有线以太网配合使用,主要适用于便携终端应用较多的场所、范围较大而信息点分布稀疏的场所、环境恶劣或其它不适合布线的场所等,有助于简化网络结构,增加网络的扩展性和灵活性。
目前,无线校园局域网在国内已经被越来越多的用户接受,很多大学及少数中学等相继采用了无线方式搭建或者补充校园网。无论是校园内部信息点的分布设计、校园内建筑物间的网络连接,还是学校本部和分部的联网,无线网络技术都能发挥作用。此外,无线网络环境的引入,也为崭新的无线多媒体提供了应用平台,将教育信息化建设引入新的天地。
无线校园网,就是通过无线局域网(Wireless Local Area Network,简称WLAN)技术,在校园中建立的无缝无线通讯网络,使校园的每个角落都处在网络中,形成真正意义上的校园网。 目前绝大多数学校已拥有的有线网络,只能提供固定而有限的网络信息点,无法满足学校师生随时随地共享教育网络资源的需要。无线校园网正是顺应了教育信息化建设的前进步伐,蓬勃发展起来的。 无线校园网最大的特点是具有的高度的空间自由性和灵活性;可以避免大规模铺设网线和固定设备投入,有效地削减了网络建设费用,极大地缩短了建设周期;目前教育网用户非常期待实现的许多需求,如网络信息点流动的需求、难以布线区域网络建设的需要、利用网络提高教学效率的需要、以及信息化建设中降低成本和保护投资的要求等,通过无线校园网的建设,都可以找到解决的基础和途径。 国际上,拥有无线校园网,已经成为现代化校园的一个标志。
在校园无线网络建设需求中,主要存在三种典型的应用环境。第一是校园内的户外公共区域;第二是局部开放的室内大环境,如典型公共教室、图书阅览室等;第三是房间多、用户数量不多但分布较散的楼宇,如教学办公楼、宿舍等。
学校体育场、中心广场、教学楼宇间公共区域等,一般是学校需要实现无线覆盖的室外公共区域。根据需覆盖的室外区域的实际情况,可以设计建立多个无线覆盖基站,采用重叠交叉无线覆盖的方式,完成区域的无缝无线覆盖。具体项目实施中选用室外型无线路由器,在空旷地方,信号传输距可以达到300M~600M左右,视空间大小可以使用多个,或者使用室外无线 AP,配合室外大夹角定向天线,成功实现系统设计目标。
室内覆盖区域的大小和建筑结构的复杂程度往往差别很大,根据具体需求,设计多种室内覆盖解决方案。
一般来讲,针对局部开发的室内大环境,如图书阅览室、礼堂、体育馆、大教室等,网络用户数量较多而集中,推荐设计以单个AP小面积覆盖,多个 AP整合交叉覆盖形成大面积覆盖区域,每个AP都独立接到交换机上,保证有效带宽更宽。在具体实施项目中,采用兼容802.11b/g标准的室内无线Ap产品,完成无线网络的室内覆盖。针对办公楼、教学楼等结构较为复杂的室内区域,可根据建筑结构具体情况,选用以下两种方案:
方案一:采用高灵敏度、穿透能力强的无线AP产品,配合分离式吸顶天线,以一个AP配合一个天线,或一个AP配合多个天线,完成室内区域的完全覆盖。在项目具体实施中,选用无线AP,配合室内吸顶天线,完成楼宇内部无线覆盖。采用分离式天线设计,可以适应无线设备与高增益天线的连接使用,以保障高质量的无线信号能够覆盖更远距离,同时增强设备在干扰较大的频率环境中使用的能力。
方案二:采用室外覆盖方式,选用室外无线AP,通过天线聚集无线信号,使无线覆盖范围更大、更远,穿透能力更强。设备与天线安置于楼宇顶部或底部,以无线信号向下或向上整体覆盖楼宇。在项目具体实施中,系列室外无线AP,配合全向天线或定向天线,完成无线网络覆盖要求。
选用具有AP、AP CLIENT、点对点、点对多点无线网桥多种工作模式的设备,可实现单AP工作、多AP组网连接、大范围无线覆盖、漫游等多种工作模式,使用非常灵活方便(如图5)。全天候防水、防尘全密封的设计,产品拥有超强的免维护特性。 这样的设备现在各主要厂商生产的都有,包括CISCO,华为,H3C等厂商都有全系列的产品用来组建无线校园网络的建设。
总之,主干网络采用稳定的有线高速传输的基础上,采用无线网各来进一步扩展这是非常理想的一种建设方案,也大大增强了网络使用的灵活性,无线上网带来了极大的自由和方便,移动性的需求都是需要的。更主要的是无线网络建设有着成本低,维护方便等明显优点,在学校中,有着实际广泛的应用,也是以后校园网建设的一个重点,有条件的学校应考虑着手实施。
引用格式：董俊华，张军民，黄小光，等. 4G无线网络规划与仿真方法浅析[J]. 移动通信， 2017，41（8）： 5-9.
高速数据业务时代的到来给无线网络承载能力提出更高的要求，由于传统蜂窝系统无法满足终端用户高速数据业务感知需求，因此4G网络是流量经营和后续数字化服务最主要的承载实体。如何合理高效地进行4G网络规划，从广度、深度、厚度等多维度打造出精品网络成为4G网络规划关注的重点[1]。本文通过梳理4G网络总体规划思路，总结出网络规划的规模需求分析、发展方向、仿真技术等，旨在形成一套完整的、成熟的且具有推广意义的网络规划流程方法。
在4G无线网络规划中，需要结合网络建设目标（包括覆盖范围、覆盖目标、系统容量），在相应建设原则基础上进行规划选点，再通过仿真手段分析系统建成后能否实现预期规划效果。4G无线G无线G网络建设需求主要包括覆盖和容量两个方面。对于覆盖，需要提供广度与深度的保障；对于容量，需要做足厚度保障。通过提升覆盖来改善业务感知，从而发挥4G网络的最大建设价值。
在网络覆盖建设需求挖掘中，不同场景区域具备不同的无线网络传播模型，通过链路预算可以得到单站点覆盖面e，从而计算出满足区域覆盖的基站规模假设为N1。覆盖对站点规模需求分析流程如图2所示。
在明确覆盖区内总用户的前提下，通过对业务模型的分析及小区吞吐量指标，可以计算出每小区支持用户数，由此分析满足覆盖的站点规模N1是否同时满足容量需求，若不满足，需要进一步调整N1取值，直到满足为止，最终确定满足覆盖和容量的4G站点规模为N2。容量对站点规模需求分析流程如图3所示。
4G网络通过前期的大力建设，目前已基本实现所有地市城区县城连续覆盖、乡镇农村的有效覆盖以及高铁、重点高速、部分景区等特殊场景覆盖，可基本保障4G信号的全覆盖，但是仍存在以下问题：
广度不足：比如农村广覆盖不足，部分农村还无4G覆盖，高速、高铁、景区等特殊场景覆盖也不够完善；
深度不够：城区县城内深度覆盖依旧不足，更不利于VoLTE业务发展及用户感知改善；
厚度欠佳：4G新的用户增长迅速，用户增长对网络冲击大，需要进一步挖掘网络能力短板，有的放矢提升厚度，进一步推动载波扩容以保障用户感知；
结构优化：当前网络结构问题仍普遍存在，不利于后续网络发展，需要进行整改。
重点评估挖掘现有区域内深度覆盖不足问题，结合网络结构优化需求，因地制宜规划宏站、微站、皮站、飞站、分布系统等多种建站方式，在诸如城区县城场景中打造出4G精品异构网络；
精确配置容量厚度，对于数据业务热点区域，建立不同业务能力保障门限，统筹兼顾选取扩载波、加基站、技术升级等多种容量解决手段进行精准扩容。
确定网络具体建设需求后，通过无线仿真可以进一步对网络建设后的效果进行预判，确保规划的合理性和有效性。无线仿真目的是验证规划站点建成后能否达到规划目标的重要手段，具体内容包括基本覆盖仿线G仿真的工具有多种，以内外均得到广泛应用的Atoll为例，该软件支持射线三维传播模型Crosswave等，通过与高精度仿真地图配合使用，可以实现仿真与实测高度吻合效果，本文重点推荐使用。
在4G仿真过程中，除了站点相关的基本工参信息外，还需要配置的系统参数包括如下：
覆盖频率及RB数：需要根据系统带宽进行调整，目前采用20 MHz同频组网下100RB；
上下行时隙配置、CP（Cyclic Prefix，循环前缀）长度、特殊时隙配置：需考虑承载速率目标要求、是否考虑超远覆盖等进行配置，如上下行时隙配比采用1：3、特殊子帧配置9：3：2、常规CP配置等；
天线G采用MIMO（Multi-input Multi-output，多输入多输出）多天线种传输模式，采用波束赋形后小区边缘频谱效率比采用发射分集时有明显提升。
以某地市规划补点仿真为例，评估补点后网络是否能够达到预期效果，结合网络规划建设要求，提出规划后4G无线网络实现的基本目标如下：
对覆盖区域内网络现状及补点方案进行仿真验证，分析补点网络改善效果。以某区域为例，通过分析可知覆盖目标区域现有站点17个，区域现网站间距为406 m，按照4GW络建设目标规定的深度覆盖要求，在现有站点基础上需要规划新增站点6个，达到站间距367 m。
从仿真效果分析可知，补点后规划区域内弱覆盖改善明显，道路面不存在100 m以上的弱覆盖区，对于高穿损建筑建议交由室分解决，网络补点后RSRP及SINR均优于规划目标，达到区域深度覆盖需求。
本文主要对4G无线网络规划方法进行研究，归纳并总结出网络规模需求、覆盖目标区确立、仿真技术主要流程及应用方法，为4G无线网络建设方案制定提供技术解决思路，从而提高站点规划的效率及合理性。目前该方法已作为一个规划经验分享案例在各地基站规划中推广采用，并取得了很好的效果。
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在全球3G发展正在稳步推进的现实情况下,通信技术领域已经为3G的建设进行了足够的技术准备,随着3G标准的确立和相关的技术不断成熟,一些通信公司也开始进行了网络平滑过渡的建设准备,并进行了网络现状的调研,以期能以较为经济的手段建设高标准的3G网络。作为 3G三大标准之一的 WCDMA,其技术比较成熟,是目前3G标准中应用最广的,研究WCDMA无线网络规划具有十分现实的意义。一个好的网络结构不仅能够使网络的性能得到有效的发挥,而且为日后的网络优化 、运营维护 、容量的平滑演进奠定一个很好的基础。
WCDMA中文译名为“宽带分码多工存取”,它可支持384Kbps到2Mbps不等的数据传输速率,在高速移动的状态,可提供384Kbps的传输速率,在低速或是室内环境下,则可提供高达2Mbps的传输速率。WCDMA系统的组网采用了与第二代通信系统类似的结构,包括无线接入网络(Radio Access Network, RAN)。其中无线接入网络RAN又包括陆地无线接入网(UTMS Terrestrial Radio Access Network, UTAN)和用户终端设备,而CN处理系统内部所有的话音呼叫和数据连接,并实现和外网的交换和路由功能。CN从逻辑商分为电路交换(Circuit Switch, CS)域或分组交换(Packet Switch, CS)域。WCDMA系统结构和主要接口如图1所示。
通过了解WCDMA系统结构可知,可以看到无线网络规划的好坏直接关系到网络的性能。无线网络建设的投资要占总投资的70%以上,因此无线规划在整个网络规划中占据着相当重要的地位。WCDMA 无线网络需要解决的主要问题来自两个方面,一是来是CDMA多址方式固有的多址干扰和多径干扰问题;另一方面则是来自于WCDMA系统面临的移动通信环境本身。
无线网络规划是根据规划的无线网络的特性以及网络规划的需求,设定相应的工程参数和无线资源参数,并在满足一定信号覆盖、系统容量和业务质量要求的前提下,使网络的工程成本最低。在WCDMA系统网络规划过程中,应该遵循以下基本规划原则:
(1)WCDMA网络建设应该坚持规模发展的原则,采用全网统一规划、分步实施的网络规划建设方案。
(2)网络规划初期应该在覆盖的深度和广度上根据经济水平、基础设施状况而调整,在经济发达、中等发达地区和重要城市基本实现地级市和县级市的全覆盖,在欠发达省市可实现大部分地级市的覆盖。
(3)随着网络的进一步发展,网络规划应实现在发达省市绝大部分乡镇的覆盖,在中等发达地区大部分乡镇的覆盖,在欠发达地区可实现少部分乡镇的覆盖,最终实现全国范围内的覆盖。
(4)在技术合理的前提下,网络规划应充分利用运营商现有的通信基础设施(包括机房、铁塔、传输等),减少重复建设,降低建设和运营成本。
(5)选择合理的技术和手段,加强无线网络规划,提高综合服务质量,协调好无线网络容量、无线覆盖和网络质量与投资效益之间的关系,确保网络建设的综合效益。
(6)网络规划应充分考虑远期发展目标,具有向前良好的扩展性,即系统容量以满足用户增长需要为衡量目标,能方便地进行扩容升级,满足远期业务需求。
(8)网络规划要规划好无线支撑系统的建设,能提供不同用户的QoS等级服务。
WCDMA无线网络规划的流程与GSM网络的规划流程基本相同,主要内容包括确定规划目标及信息收集、预规划、初始布局、站址实地勘测和最终设计等几个阶段,如图2所示:
确定规划目标及收集信息主要包括确定规划所要覆盖的区域、每个区域所支持的业务类型、每个区域内每种业务所要达到的覆盖率等。收集信息还包括各种业务量的密度分布图、地形地貌数据资料、运营商初选的站址信息和网络发展长期规划等信息。规划目标应综合考虑市场需求和成本因素。最终规划方案应该包括覆盖规划、容量评估、干扰规划、计算功率预算、参数集规划、码字规划、频率规划、站址分布等各个部分的设计方案。在最终规划设计方案进入试运行阶段之前,根据实地勘测结果进行相应参数的修正。
无线网络的覆盖、容量和网络性能之间的关系是相互影响、相互制约的。用户的分布、用户的移动速度以及用户的业务模型都直接影响到无线网络的覆盖、容量和网络性能。因此要准确地反映未来网络的实际情况,不仅需要通过链路预算、容量推算等方法估算网络的大致建设规模以及基本建设方案,而且还需要采用专用的网络规划和仿真工具,建立准确的地理环境模型、用户业务和行为模型,才能仿真出实际网络的运行效果。由于WCDMA网络是一个多业务网络,在不同环境里的混合业务种类各不相同,通常选择各个环境下对无线网络性能要求较高的业务作为连续保障业务。能够满足这种业务的无线要求的链路理论上更能满足其他业务的连续覆盖要求。对于采用R4版本的具体组网方式,建议核心网电路域建设采用混合R4组网方式,实现承载与控制分离,语音承载采用IP传输,信令网采用TDM传输的网络建设方式。根据以上分析,校区采用混合R4的组网方式。
TMSC1:汇接TMSC2间、TMSC2与其他TMSC1间或本地端局的业务;TMSC2:负责汇接MSC的省内业务、转接至TMSC1的省际业务;VMSC:负责本局交换功能、来/去话功能以及漫游用户数据管理等;GMSC:汇接本网与其他网络的来、去话呼叫,实现网间互联互通。HLR/AuC:保存用户各种数据,实现用户的位置更新、呼叫、切换等各种流程。网内任一VMSC、GMSC都可以通过STP访问某一HLR/AuC。为了实现移动用户的漫游、呼叫等各种业务,必须建设移动NO.7信令网。信令网的网络结构和移动话路网的结构一样,分为三级:HSTP:汇接省际NO.7信令业务;LSTP:汇接省内信令信令业务和省际信令业务;移动网络中任一节点如:VMSC、GMSC、TMSC、HLR等都作为SP连接到LSTP、或HSTP。本地校园网无线:
电路域包含VMSC、GMSC、HLR等,所以电路域本地网必须包括VMSC、GMSC、HLR。由这几个网元组成的移动本地网一方面要完成移动本地网内各种呼叫业务,同时还要完成本地网到其他网络的呼叫以及移动长途呼叫业务。不同的网元组网方式、建设思路也不同。对于VMSC和HLR,可以按照本地网内用户规模的大小设置一个或多个节点。GMSC主要处理网间话务,通常成对设置,负荷分担。通过有关仿真结果分析,上行负载必须任60%以下,下行负载在80%以下才能保证系统的稳定性,在设计中还应留有一定的余量,故设计最大上行负载取50%,下行取75%。由于密集城区的用户密集,业务密度高,且业务增长迅速,突发增长可能性大,并且是网络质量的重点保证区域,所以录用相对保守的规划策略,把站点的设计负载制定得高一些,以便网络有较大的承载能力,增加网络的安全系数。在 WCDMA网络规划中,传播模型是进行网络规划的重要工具,传播预测的准确性将大大影响规划的准确性。在具体应用时由于地形、建筑物密集程度和高度等方面的不同,各种对应变量函数应该各不相同,从而导致一般的传播模型对具体的无线环境预测不够准确,而需要在这些典型的传播模型基础上进行传播模型校正。
[2]张长刚,孙保红等.无线网络规划原理与实践[M].北京:人民邮电出版社,2005.
