大唐移动发布全系列小基站产品及解决方案bet3

2019-11-16 23:05栏目:通讯产品
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随着无线环境和业务从平面向立体发展,无线网络建设重点已由室外转向室内。据分析,目前70%的话务发生在室内。预测LTE将有90%的业务发生在室内,针对室内网络覆盖质量的提升刻不容缓。另一方面,随着VOLTE商用时间的迫近,网络覆盖的重要性被提升到新高度,高质量和高密度的室内覆盖才是VoLTE发展和良好用户感知的助推剂。

1、WLAN网络规划流程

大唐移动全系列小基站产品及解决方案7月6日在北京正式发布,四款室内深度覆盖小基站产品集体亮相。

问:高层电梯与楼梯间,为什么没有手机信号?

基于对深度覆盖场景的进一步研究,大唐移动提出了全场景立体覆盖方案。目前,该方案已在亚洲第一大楼盘——贵阳花果园区进行了有效部署,帮助当地运营商成功解决了高层住宅建筑群的室内覆盖问题,并在网络质量和建设成本上取得了更好的效果。

    WLAN网络规划流程可以分为以下几个步骤:调研及勘查、覆盖设计、频率规划、容量规划、网络优化几个步骤。

大唐移动还针对小基站与宏基站之间的无线资源协同、抗干扰等业务进行了演示,全面展现大唐移动小基站产品的高稳定性能。在发布会上,大唐移动首次发布了包括Cubesite、Padsite、Pinsite在内的三款室内深度覆盖解决方案及小基站产品,与早前发布的NEOsite双模一体化皮站解决方案形成全系列室内深度覆盖解决方案,明确体现大唐移动在4G网络室分建设中对小型化基站“智能、小巧、可靠、安全、开放、创新”的产品定位。

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1、 大唐移动全场景立体覆盖解决方案

    通过调研了解客户需求,明确网络覆盖目标、应用背景,分析用户对象群及数量、业务特征等;并对WLAN覆盖现场进行勘查,获得现场环境参数、传输及点位等资源情况。在此基础上制定合理的WLAN网络规划总体原则和策略。

数据显示,近70%的4G业务发生在商场、办公楼、商务酒店、高校校园等室内场景,且室内覆盖不足所导致的投诉占比高达80%,这意味着室内网络覆盖的质量将直接影响到用户的使用体验及运营商的收益。大唐移动认为,4G网络深度覆盖不仅是移动网络发展的重点,也是提升室内良好用户感知的重要环节。针对移动网络发展趋势和4G带来的数据需求变化,大唐移动致力于打造室内室外“零距离、零差异”的全感知网络体验,让用户身处任何场景都能享受到高速、稳定的网络服务,实现超带宽、零等待的数据连接。

应邀回答本行业问题。

在以往的网络建设中,室内覆盖一般会采用室外宏基站的方式进行广覆盖,对于室内信号依然不好的区域,再配合室内分布系统加强覆盖。然而由于受到室外复杂的传播环境影响,室外基站提供给住宅小区的覆盖通常存在弱覆盖或者盲区。同时,室内分布天线建设也面临协调难度大的问题,且室内分布天线一般安装在住宅小区的电梯、地下室、走廊等区域,信号很难满足居民室内的覆盖要求。

    覆盖设计阶段首先确定WLAN网络的覆盖方式,即采用室内还是室外覆盖方式、单独建设还是与移动通信网络合路等。确定覆盖方式之后根据现场环境参数进行链路预算,在此基础上初步确定AP点位及数量。在有条件情况下,进行WLAN仿真,预测规划效果,并根据仿真结果进行调整,直到各项参数达到目标值。

Cubesite一体化微站解决方案是大唐移动推出的针对弱覆盖地区补盲补热的无线超带宽室内深度覆盖解决方案。Cubesite体现了一体化微基站灵活多变,适应性强的设计特点,体积小巧,集成度高,基带、射频合二为一,天线可一体化也可独立安装,无需机房即可实现工程部署。同时,支持专网回传、公网回传、无线回传等方式,还具备IPSec隧道功能,可利用城域网和GPON网络实现安全回传。Cubesite解决方案还引入了Relay无线回传模块,可通过借用宿主基站的传输资源,解决中继基站无传输资源的问题。不同于现有Relay方案,大唐移动Cubesite解决方案无需修改核心网,只需将核心网的部分认证鉴权功能下沉到基站中就可实现Relay功能,极大地避免了核心网改造给LTE网络带来的不稳定风险。

高层电梯和楼梯间,没有手机信号的原因是缺少室内分布系统覆盖。

基于对室内覆盖问题的深入研究,大唐移动提出了全场景立体覆盖方案。该方案是新型的整体性优化覆盖方案,结合了多形态设备和多样化天线,对现网情况进行精确评估设计,通过流程化的设计方法,最终达到无死角覆盖。

    覆盖设计之后根据前面确定的AP点位及数量进行合理频率规划,规避频率干扰,力求将干扰降到最小。若频点始终无法合理规划,需重新调整AP的点位及数量。

相比传统室外宏站建设,室外无线微基站可以更好地解决楼宇内传统室分不足及建设的难题。大唐移动Padsite分布式微基站解决方案通过室外微蜂窝信号覆盖室内的方式,解决了住宅小区、高层楼宇等室内的LTE信号深度覆盖需求。与传统微RRU相比,大唐移动Padsite分布式微基站体积、重量降低了近三分之二,安装便捷,更灵活、更隐蔽,有广阔的应用前景。

运营商的移动通信网络覆盖,分为室外覆盖和室内覆盖两大部分。

现在我们比较容易看到的运营商的基站设备,是挂在铁塔、增高架等塔桅设施上的RRU和天线。

RRU和天线是宏基站的一部分,还有BBU在机房里边,普通人看不到。

宏基站,是移动通信系统里覆盖室外部分的基站。宏,也就是大。宏基站的发射功率大,覆盖的面积也大,以前也把宏基站叫做宏蜂窝。

大唐移动发布全系列小基站产品及解决方案bet356体育,大唐移动在亚洲第一大楼盘成功应用全场景立体覆盖方案。宏基站是运营商覆盖室外区域的基站,同时在做基站规划设计的时候,也考虑到部分室内的浅层覆盖。

浅层覆盖,也就是指距离窗口、门口这些联通室外比较近的区域。

移动通信的室内覆盖,是依靠室内分布系统来完成覆盖的。

之所以需要使用室内分布系统来完成室内区域的覆盖,这是由于宏基站的无线信号,会被建筑物的墙体阻挡,尤其在中国,建筑物墙体以钢筋混凝土为主,无线信号穿透后会有很大的衰减,所以无法有效的覆盖室内区域。

而且,随着移动通信制式的演进,制式使用的无线频率越来越高,高频的绕射能力弱,也导致了室外宏基站覆盖室内的难度越来越大。

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    然后根据用户需求进行容量规划。容量规划与频率规划是相互关联又相互制约的,提升容量将增大干扰,降低干扰又会减少网络容量,容量规划的目的就是找到容量和干扰整体最优的结合点。

针对体育场馆、交通枢纽、大型酒店等大型建筑的覆盖需求,大唐移动Pinsite分布式皮站解决方案无需新增或改造室分系统,可采用最常用的以太网线进行无线部署,最大程度降低物业施工协调难度。Pinsite产品体积仅为1.2L,设计美观,无论挂墙还是吊顶都能很好地与环境融为一体。另外由于小巧灵活,该产品还可分散在建筑物的每个角落,充分实现了移动通信网络的无缝全覆盖。同时,Pinsite还配置了灵活的小区分裂与合并算法,便于精确覆盖,灵活优化,适用于高ARUP的大面积、高容量室分场景。RRU+rHub的模式可随时实现扩容,特别是由于平台本身具备支持TDD+FDD双模,仅仅通过软件升级即可实现未来4G网络的融合覆盖。

缺少室内分布系统的高层电梯,不会有手机信号。

电梯间更复杂一些,这是由于电梯有金属箱体、金属门的存在,基本上可以完全隔绝外界的信号,相当于一个“法拉第笼”。

所以,电梯要想有信号,就需要特别的进行室内分布系统的建设。

运营商的规划,不会对全部的建筑物进行室内分布系统的建设,这个哪个运营商也承担不起,也会有一些高层就缺少室内分布系统,或者是缺少某家的室内分布系统。

而且,现在物业和开发商针对运营商进楼宇,也会收取一笔“入场费”,这个金额如果超过运营商的计划,运营商觉得不合算,也就不建设了。

花果园楼盘内楼宇高、间距小、建筑密集大。楼宇内隔断多,空间划分复杂。传统仿真方式只能对建筑物轮廓进行穿透损耗计算,无法得到建筑物内部的覆盖情况。

    最后,在WLAN网络建成之后,进行实际的测试,做相应的优化调整,使网络性能达到最优。

早在2014年9月,大唐移动便推出了创新室内覆盖方案——NEOsite双模一体化皮站解决方案。该方案无需传统室分建设工程施工,改变了无线网络传统室分分布系统的组网模式。其中,NEOsite双模一体化皮站具备即插即用功能,可快速高效地灵活安装部署组网,不需要更改核心网,也省去了配置邻区的大量工作。在与宏网小区互配邻区时,该产品通过小区切换参数的协调配置,可充分解决室外盲区、弱区及深度覆盖等问题。

现在也有一些建筑物内部建设了室内分布系统,但是楼梯间也缺少信号。

这是因为室内分布系统的信号,是靠着一个一个的小蘑菇头天线来发射的。

但是就现在的室内分布系统的建设,通常都在平层和电梯井里,楼梯间基本很少有室内分布的天线。一方面是现在楼梯使用的频率不高,意义不大;另外一方面是楼梯间做室内分布系统,走线不方便。

所以,现在很多的高层建筑,即使是建设了室内分布系统,楼梯间的信号也都不太好,要么是平层的信号泄露过来,要么是外界的宏基站信号。

总而言之,现在的一些高层的电梯和楼梯间手机信号不好,这是由于缺少室内分布的覆盖造成的。

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因为高层电梯和楼梯之间有金属材料钢筋和钢板,而且又是以网状的形式围起来做成的,这样就成了个屏蔽网,当信号遇到金属时就会产生掁动波去哀减信号,因为信号哀减掉了,所以讲这就是高层电梯和楼梯间无信号的原因。

这样的情况一般原因可能和你手机卡有关,比如移动的要好些,再就是由于电梯门都是金属制作,有电磁屏蔽现象,影响你的手机信号导致。

手机信号,其实质是电信号,对于楼梯间和电梯间来说,因为他们一般是钢筋混凝土的结构或者金属结构且是近乎密闭的,对电信号有屏蔽功能,所以在楼梯间或者电梯内会没有手机信号或者比较弱。

  • 投资无法收回

    当然,WLAN网络规划的这几个步骤之间是相互关联、不可分割的,进行实际规划设计时应综合考虑这几方面,这样才能减少网络规划往复次数,并使最终的WLAN网络性能接近最优。

目前,大唐移动NEOsite双模一体化皮站解决方案已经获得运营商的高度认可,并相继在浙江、苏州、福州、北京、甘肃、青岛、贵阳、山西、云南、广东、辽宁等全国十余个省市开展了试验局工作。实践证明,大唐移动NEOsite解决方案不仅可以帮助运营商解决容量需求、死角覆盖需求以及深度覆盖需求,还能够有效分担传统室分和宏基站的网络负荷,提升网络质量,成为4G网络室内覆盖建设中最大的亮点。

如果通过建设室分系统进行室内覆盖将投资巨大,而立体覆盖方案的成本仅为室内分布方案的30%。

    2、调研及勘查

大唐移动表示,未来,大唐移动将持续完善小基站产品的优越性能,充分发挥全系列室内深度覆盖解决方案的特点,满足运营商在室分系统建设上的挑战,全面支撑运营商的业务拓展。 bet356体育 3

  • 天线安装困难

    前期调研和规划是网络规划的基础,是获得规划输入参数的过程。调研阶段需与运营商进行良好沟通,以确定准确的覆盖目标、网络设计容量以及网络的预期质量。

S区的容积率高达6.2,导致住宅楼内公共区域较少,楼外立面几乎没有可以安装天线的位置。

    由于WLAN信号在空间衰减较快,且WLAN多应用于室内环境,建筑结构、房屋材质对WLAN信号的影响很大,需进行现场的勘查,为WLAN的规划、仿真 做好前期准备。另外,WLAN使用的是非授权频段,前期勘查的另一目的是确认附近是否有干扰源,是否需要与其他运营商或企业商议频率问题或采取其它干扰规 避措施。

  • 高层电梯覆盖难

    3、覆盖设计

S区内采用“9户4梯”的建设方式,每个电梯高度都在40层以上。按照传统方式在井道内布放天线,天线数量多且施工时间长。

    3.1覆盖方式

  • 干扰难以控制

    WLAN网络大体可以分为下面两种场景、4类覆盖方式。

使用普通的小板状天线对高层楼宇进行对打覆盖,由于楼宇高度都在100米以上,楼顶天线信号极易泄漏对周边基站造成干扰,

基于以上问题,大唐移动成立了技术专项小组,并在花果园S区进行了全场景立体覆盖专项研究,以立体覆盖的方式成功解决了高层住宅建筑群的室内覆盖问题。

    (1)室内覆盖:单独建设方式、共用室内分布系统建设方式;

2.1 全场景立体覆盖规划方案

    (2)室外覆盖:室外型AP覆盖方式、Mesh型网络覆盖方式。

花果园S区共有12栋楼,约12000户。在项目实施前,大唐移动对该区域进行了全面的网络摸底测试。结果显示在S区内,2G网络站点密集、频段覆盖范围大、穿透性能较好,在房间内仍可收到部分信号,但周围高站的重叠覆盖会造成一定的干扰,因此信号质量并不佳;3G和4G网络在绝大部分区域都处于脱网状态,不仅无法达到上网要求,连最基本的通话也很难满足。

    3.1.1室内单独建设方式

在了解了S区的网络情况和现场环境后,大唐移动首先基于适合该区域的设备、天线及建筑物CAD图纸进行三维室内外仿真,并将模拟测试数据和仿真数据拟合进行模型修正,得到最接近现网的仿真结果。

    这是目前最简单、应用最广的WLAN建设方式。如图1为某办公楼WLAN网络点位图。

S区其中三栋楼宇的仿真结果如下图:

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图1  某办公楼WLAN网络点位图

    采取单独建设方式时,主要根据WLAN的覆盖和容量需求在相应的位置布放,并将走线长度控制在允许范围内。随后的链路预算只需计算空间损耗即可。

    一般来说,单独布放点位选择比较灵活,基本可以使用适合WLAN覆盖的最佳点位;并且由于使用了较多的AP,可以获得较大的网络容量。

    3.1.2共用室内分布系统建设方式

    目前很多高档写字楼已经进行了移动通信的室内分布系统建设,在引入WLAN时可以考虑采用共用室分系统的建设方式;另外,没有室分系统的楼宇在规划建设室内分布系统时可以将WLAN信号一同考虑。

    如图2所示,将WLAN的无线射频信号通过合路器馈入室内分布系统,各频段信号共用天馈进行覆盖。

图1  某办公楼WLAN网络点位图

    采取单独建设方式时,主要根据WLAN的覆盖和容量需求在相应的位置布放,并将走线长度控制在允许范围内。随后的链路预算只需计算空间损耗即可。

    一般来说,单独布放点位选择比较灵活,基本可以使用适合WLAN覆盖的最佳点位;并且由于使用了较多的AP,可以获得较大的网络容量。

    3.1.2共用室内分布系统建设方式

    目前很多高档写字楼已经进行了移动通信的室内分布系统建设,在引入WLAN时可以考虑采用共用室分系统的建设方式;另外,没有室分系统的楼宇在规划建设室内分布系统时可以将WLAN信号一同考虑。

    如图2所示,将WLAN的无线射频信号通过合路器馈入室内分布系统,各频段信号共用天馈进行覆盖。

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                                                               图2  室内型

    由于WLAN设备输出信号强度较小,一般采用后端合路,使AP尽量接近天线。

    共用室内分布系统的优点在于可以充分利用原有资源,工程量较小,经济快捷。另一方面,应注意WLAN使用与原有系统不同的频段,需更换支持2.4GHz的 元器件;需重新进行链路预算。共用室内分布系统时天线点位可能不是最优的;且由于使用的AP较少,网络容量较低。

    3.1.3室外型AP覆盖方式

    对于居民楼、校园等以覆盖需求为主的地区,可以使用室外型AP进行覆盖。如图3所示,AP置于建筑物顶端或外墙,使用室外型AP和高增益天线,对室内进行覆盖。

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采用室外型覆盖方式建设速度快,网络维护简单,投资少见效快。但应注意下面几方面问题。

    (1)室外WLAN信号和室内WLAN信号之间的干扰;

    (2)WLAN为共享带宽,无法保障单个用户的带宽;

    (3)室内WLAN信号的覆盖效果。

    3.1.4Mesh型网络覆盖方式

    对于室外较大面积(如城市、校园等)的WLAN覆盖可以采用Mesh型网络覆盖。如图4所示,Mesh技术采用网状网结构,通过若干个基于无线互联的AP群对目标区域进行覆盖,并将数据回传至有线IP骨干网。

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图4  Mesh型网络覆盖

    此种建设方式部署灵活、建设快捷,对传输等资源需求较少。部署时应注意频率规划及对周边WLAN网络的影响。

    3.2链路预算

    在确定WLAN网络部署方式之后,就要进行链路预算。

    设发射机的输出功率为Pt,空间路径衰耗PL(d),电缆及各类器件的损耗Ls,发射天线增益为Gt,接收天线增益Gr,则接收机接收的功率电平Pr可用下面公式表示:

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    Pr=Pt+Gt-PL(d)-Ls+Gr

    根据此公式可以计算得到各处的接收电平,进而确认AP覆盖范围。

    下面讨论在室外、室内的WLAN信号传播损耗。

    3.2.1室外环境

    无线局域网小区的覆盖范围较小,因此采用自由空间传播模型。2.4GHz自由空间电磁波的传播路径损耗符合:

    L0(dB)=92.4+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GHz。

    3.2.2室内环境

    选取衰减因子模型作为室内无线传播模型,其表示式为:

    其中PL(d0)=20lg(4πd0/λ),一般取d0=1m,当频率为2.45GHz时,其值为40dB;NMF表示基于测试的多楼层路径损耗指数。典型建筑物的路径损耗指数如表1所示。

    表1  典型建筑物的路径损耗指数

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经过链路预算,可以初步确定AP的点位。

    3.3仿真

    通过手工计算链路预算比较繁琐,目前有很多公司开发了针对WLAN规划的仿真软件,规划效率较高,方案修改方便,且链路预算更为准确、直观。图5是针对某办公楼WLAN的信号强度仿真。

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    图5  针对某办公楼WLAN的信号强度仿真

    通过软件,可以将实际的环境中各项参数在仿真中体现出来,包括房屋构造、墙体材料、门窗位置、家具布局等,再现一个近乎实际的场景。仿真后可以得到信号强 度、信噪比等多项指标,通过结果可以对网络进行重新调整和仿真。部分仿真软件甚至能够根据客户需求自动进行WLAN规划。

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    图6  频率规划

    4、频率规划

    IEEE802.11b/g设备使用2.4~2.4835GHz频段。工作频率带宽为83.5MHz,划分为14个子频道,每个子频道带宽为22MHz;互不干扰的子信道有3个。(802.11a使用5.8GHz频段,目前应用较少,本文暂不做讨论。)

    与蜂窝网类似,3个互不干扰信道可以进行频率复用,但应确保使用同一信道的AP之间应有足够远的距离,避免干扰。理想的WLAN部署情形如图7所示。

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    图7  理想的WLAN部署情形

bet356体育,    AP覆盖区域之间应有重叠区,以保证无缝覆盖和适应负载均衡。

    5、容量规划

    随着WLAN的普及,出现了一些用户密集的热点区域,这些区域是WLAN设计的难点和重点。下面讨论AP接入能力、干扰对WLAN速率的影响几个方面的问题。

    5.1单AP接入能力

    由于WLAN采用CSMA/CA机制,如果接入用户过多,那么同一时刻发生冲突的概率明显增大,也必定会延长每个用户等待的时间,而使得系统带宽闲置;如果用户超过一定的限度,会导致系统的瘫痪。工程设计上一般每AP接入用户数在20~30台左右应该比较合适。

    5.2信道干扰

    5.2.1其它设备的干扰

    经过测试,使用2.4GHz频段的设备中,蓝牙等小功率设备对WLAN网络的影响很小,可以忽略;微波炉等大功率设备对WLAN网络的影响较大,在网络设计时应注意远离此类设备。图8是微波炉对WLAN(802.11b)传输速率影响的曲线图。

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    图8  微波炉对WLAN(802.11b)传输速率影响的曲线图

    从图中可以看出,WLAN设备靠近干扰源时,传输速率迅速下降。

    5.2.2同道干扰

    WLAN采用的直接序列扩频技术的扩频码是标准的,不同的设备使用相同的扩频码,因此相邻小区不能使用相同频率,否则将造成同频干扰。图9、10分别是相距40m的两个802.11b的AP使用1、6信道和1、1信道时的网络吞吐量。

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在使用非干扰频段时,两AP总吞吐量可以接近11Mbit/s;在同频时总吞吐量不足6Mbit/s,此时2个AP与非干扰情况下1个AP的吞吐量接近。所以,在有限范围内单纯采用增加AP的办法是无法提高网络容量的。

    5.2.3邻道干扰

    两信道中心频率小于25MHz时,信道之间存在重叠区域,会有部分干扰。图11曲线是两AP信道间隔分别为0~5情况下的总吞吐量曲线。

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    图11  两AP信道间隔分别为0~5情况下的总吞吐量曲线

    使用邻频可以增加可用频点数,但会引入干扰,工程上一般仍采用1、6、11三个完全不干扰的频段。对于使用邻频的能否使系统总容量得以及提升、提升效果还有待进一步的试验来验证。

    5.3干扰规避及容量提升

    通过规避干扰提升网络容量,尤其是在小范围提供大容量的无线局域网是WLAN设计的难点。针对干扰规避和容量提升,业内主要有如下几种建议:充分利用天然隔断(如建筑物、墙体等)、使用802.11a、降低AP发射功率、使用扇区天线或智能天线。

    利用隔断进行频率复用是WLAN网络规划的基本方法,802.11a的使用主要受限于用户发展,这里都不再赘述。下面针对后两种建议进行简单讨论。

    5.4降低AP发射功率

    降低AP发射功率可以减少AP的覆盖范围,从而增大频率复用度。降低AP发射功率,可以减少AP之间的相互干扰;但是,STA的发射功率一般为30mW, 部分STA设备的功率用户是无法控制的,所以AP与STA之间、STA与STA之间的干扰依然存在,所能带来的容量提升也有限。

    5.5扇区天线,智能天线

    此技术用于蜂窝网络,使容量得以提升。WLAN使用扇区天线或智能天线,可以减少AP之间以及STA与AP之间的干扰,在一定程度上能够提升容量。但是 STA均使用全向天线,功率不可调,STA之间的干扰依然无法避免;另一方面,WLAN覆盖半径一般不会大于200m,在室内或是地形、地物复杂的情景 下,折射、反射等因素使得在如此小范围内精确控制天线方向图比较困难,使用扇区天线或智能天线带来的容量提升就会大打折扣。所以,目前定向天线更多地应用 于信号回传和增大覆盖范围。

    6、网络优化

    在网络规划设计及建设完成之后,需要对实际网络质量进行测量,并根据测量结果对网络进行调整,以确保信号强度、干扰等指标达到目标值。

    7、总结

    随着WLAN网络的日益普及,其网络规划的重要性将日益突出,WLAN网络的规划需要在实际工作中不断完善,并随着WLAN技术的进步而进一步发展,使WLAN向着高效、安全、运营级的网络目标不断迈进。

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