24小时服务热线：
高密度WIFI覆盖
更新时间：2019-09-16 22:27:42
随着WIFI普及，越来越多的公共场所提供了WIFI热点覆盖，为人们随时随地接入WIFI网络提供了便利，但同时给WIFI建设者提出了挑战，尤其是在足...
随着WIFI普及，越来越多的公共场所提供了WIFI热点覆盖，为人们随时随地接入WIFI网络提供了便利，但同时给WIFI建设者提出了挑战，尤其是在足球场、篮球场这类场景下，如何为高密度、高并发率的的用户提供良好的业务体验，成了高密覆盖的关键。在高密场景通常用户密度高，数量大，为了满足大量用户的接入，布放了大量的AP，这些AP的距离要比一般场景下高出很多， 如在一般场景下AP间的距离通常有20-30米，甚至更大，而在高密场景下AP间的距离只有10 米，甚至更小。常见高密场景有：
随着智能终端的普及，现在几乎人手一个智能终端，而所有的智能终端也几乎都支持 WIFI，也就是说 WIFI 终端的渗透率几乎达到了 100%。用户携带的这些 WIFI 终端有部分终端打开了 WIFI，而有部分并没有打开，因此有一个激活WIFI 的比例，称为激活率。在这些激活 WIFI 的终端中，某个时刻只有部分用户使用 WIFI 上网，这个也称为用户并发率。
图 2 渗透率、激活率与并发率
在一个网络中，并发的用户数是由这几个比例共同决定的：
最终的用户数=用户人数*WIFI 终端渗透率*WIFI 激活率*业务并发率在不同场景下这个比例会有所区别，尤其是终端激活率和用户并发率，以一个 80000 人的体育场为例，假设 WIFI 终端渗透率 100%，WIFI 激活率 30%，用户并发率 30%，最终并发用户数为 7200 人，计算的过程如下：
的 11n 终端，既有单频终端，也有双频终端。不同的终端类型能力的差异，当这些终端同时接入网络中时，会对容量的规划有不同的影响。因此在高密覆盖规划时需要考虑终端的影响。
（1） 低速率终端与高速率终端
低速率终端支持的速率低，传输相同的大小的包时所需要的时间要大于高速率终端，因此低速率接入时 AP 的容量要小于高速率接入时 AP 的容量。
上表给出了不同终端类型在比例不一样的时候，AP 体现出的容量区别。低速率终端比例越高，每个 AP 容量越小。这意味着相同接入终端数在相同的带宽需求时需要比高速率终端规划更多的 AP 来覆盖。在高密覆盖规划时，需要掌握这个场景中不同速率终端的比例，作为规划的输入。
（2） 单频终端与双频终端
现在的 AP 一般都具有双频的能力，双频的 AP 可以比单频 AP 提供双倍的覆盖容量，但这需要一个前提，即至少需要有一半比例的终端能够支持双频
（2.4G&5G）。这样才可用充分利用 5G 的射频，使终端分布在 2 个射频上，提高每个 AP 的覆盖容量。
现在新出的智能终端大部分终端都已经支持了双频（下表中给出了部分新出终端对双频的支持能力），但考虑到现网中大量以前出的终端仍然大量存在和活跃，在高密覆盖规划时，需要掌握这个场景中双频终端的比例，作为规划的输入。
另外现在终端基本都只支持单天线，但以后终端出现多天线时也会对容量规划产生影响，在规划时需要考虑MIMO 天线数及其比例作为规划的输入。
3、业务类型
在不同的高密场景下用户上网的业务并不一样，比如在足球赛场球迷有视频业务需求，而在会展现场用户会有及时共享的微博、微信等 SNS 业务需求。不同的业务类型对带宽的要求并不一样，因此不同业务对覆盖容量的需求也不一样。下表中给出了典型应用对带宽的需求。
一般认为 512kbps 可以满足一般 HD 视频业务的要求，256kbps 可以满足一般业务的带宽要求。当然更高的速率会给用户带来更好的速率体验，但同时也需要更多的 AP 进行覆盖。
2.1 覆盖方式
AP 的布放既需要考虑工程施工，也需要考虑减少干扰。在高密场景下为了减
少干扰，一般使用定向天线控制每个 AP 的覆盖范围，如果是在室外场景，选用防护等级更高的室外型 AP，如 AP6510/AP6610，室内场景需要室内型 AP，如AP7110。布放位置可以分为 Overhead 布放方式，Side 布放方式和 Floor 布放方式。
方向图，红色为垂直天线方向图。良好的方向性使得在偏离主瓣 20 度后增益衰减到 3dBi 以下，在 90 度方向已经衰减到-14dBi。
华为在高密场景下提供多款方向性非常好的小角度天线，有效的控制覆盖减少干扰。
l 大型会议室
l 演讲厅和礼堂
l 会展中心会议厅
l 酒店宴会厅
l 体育馆，运动场，球场
l 高校教室
l 音乐厅
l 机场大堂
l 金融交易大厅
1.1 高密挑战
高密场景下容量如何规划，RF如何规划来保证大量高密度用户的接入， 又有哪些特性手段用来在做好规划的基础上提升无线网络性能，是高密覆盖的需求。具体来说，高密覆盖中有以下挑战和需求：
l 演讲厅和礼堂
l 会展中心会议厅
l 酒店宴会厅
l 体育馆，运动场，球场
l 高校教室
l 音乐厅
l 机场大堂
l 金融交易大厅
1.1 高密挑战
高密场景下容量如何规划，RF如何规划来保证大量高密度用户的接入， 又有哪些特性手段用来在做好规划的基础上提升无线网络性能，是高密覆盖的需求。具体来说，高密覆盖中有以下挑战和需求：
图 1 高密场景的挑战
1、业务模型
高密场景下的业务模型是什么，不同的业务对带宽的需求是多少？用户终端是什么类型，对容量有什么影响？
2、覆盖方式
在高密场景下选择什么样的AP设备，选择什么样的天线类型，采用什么样的布放方式？
3、WLAN干扰
高密场景有哪些干扰会影响网络性能，有哪些手段可以减少这些干扰？ 4、空口效率
空口效率在高密场景下显得更加珍贵，如何在高密场下提高空口的利用率？
5、负载均衡
如何充分利用5G频段，避免大量双频终端驻留在2.4G频段上。当用户分布不均匀时，如何在不同AP上进行负载均衡。
6、空口调度
在多用户调度上能否进行一些优化，使得更多的用户接入？
高密场景下的业务模型是什么，不同的业务对带宽的需求是多少？用户终端是什么类型，对容量有什么影响？
2、覆盖方式
在高密场景下选择什么样的AP设备，选择什么样的天线类型，采用什么样的布放方式？
3、WLAN干扰
高密场景有哪些干扰会影响网络性能，有哪些手段可以减少这些干扰？ 4、空口效率
空口效率在高密场景下显得更加珍贵，如何在高密场下提高空口的利用率？
5、负载均衡
如何充分利用5G频段，避免大量双频终端驻留在2.4G频段上。当用户分布不均匀时，如何在不同AP上进行负载均衡。
6、空口调度
在多用户调度上能否进行一些优化，使得更多的用户接入？
2 高密覆盖技术
1、并发用户数
随着智能终端的普及，现在几乎人手一个智能终端，而所有的智能终端也几乎都支持 WIFI，也就是说 WIFI 终端的渗透率几乎达到了 100%。用户携带的这些 WIFI 终端有部分终端打开了 WIFI，而有部分并没有打开，因此有一个激活WIFI 的比例，称为激活率。在这些激活 WIFI 的终端中，某个时刻只有部分用户使用 WIFI 上网，这个也称为用户并发率。
图 2 渗透率、激活率与并发率
在一个网络中，并发的用户数是由这几个比例共同决定的：
最终的用户数=用户人数*WIFI 终端渗透率*WIFI 激活率*业务并发率在不同场景下这个比例会有所区别，尤其是终端激活率和用户并发率，以一个 80000 人的体育场为例，假设 WIFI 终端渗透率 100%，WIFI 激活率 30%，用户并发率 30%，最终并发用户数为 7200 人，计算的过程如下：
2、终端类型
网络中 WIFI 终端五花八门，既有老旧的 802.11b/g 的终端，也有越来越普及的 11n 终端，既有单频终端，也有双频终端。不同的终端类型能力的差异，当这些终端同时接入网络中时，会对容量的规划有不同的影响。因此在高密覆盖规划时需要考虑终端的影响。
（1） 低速率终端与高速率终端
低速率终端支持的速率低，传输相同的大小的包时所需要的时间要大于高速率终端，因此低速率接入时 AP 的容量要小于高速率接入时 AP 的容量。
上表给出了不同终端类型在比例不一样的时候，AP 体现出的容量区别。低速率终端比例越高，每个 AP 容量越小。这意味着相同接入终端数在相同的带宽需求时需要比高速率终端规划更多的 AP 来覆盖。在高密覆盖规划时，需要掌握这个场景中不同速率终端的比例，作为规划的输入。
（2） 单频终端与双频终端
现在的 AP 一般都具有双频的能力，双频的 AP 可以比单频 AP 提供双倍的覆盖容量，但这需要一个前提，即至少需要有一半比例的终端能够支持双频
（2.4G&5G）。这样才可用充分利用 5G 的射频，使终端分布在 2 个射频上，提高每个 AP 的覆盖容量。
现在新出的智能终端大部分终端都已经支持了双频（下表中给出了部分新出终端对双频的支持能力），但考虑到现网中大量以前出的终端仍然大量存在和活跃，在高密覆盖规划时，需要掌握这个场景中双频终端的比例，作为规划的输入。
| 型号 | 支持 WIFI 协议 | 5G 支持情况 | |
| 三星 GALAXY S4 | 802.11 a/n/b/g/ac | 支持 | |
| 苹果 IPHONE5 | 802.11a/b/g/n | 支持 | |
| HTC one | 802.11 a/ac/b/g/n | 支持 | |
| 索尼 Xperia Z | 802.11 a/b/g/n | 支持 | |
| GALAXY S3 | 802.11 a/b/g/n | 支持 |
| iPhone4S | 802.11b/g/n | 不支持 |
| BlackBerry Z10 | 802.11 a/b/g/n | 支持 |
| LG Nexus 4 | a/b/g/n | 支持 |
| 诺基亚 Lumia920 | 802.11 a/b/g/n | 支持 |
| BlackBerry Q10 | 802.11 a/b/g/n | 支持 |
另外现在终端基本都只支持单天线，但以后终端出现多天线时也会对容量规划产生影响，在规划时需要考虑MIMO 天线数及其比例作为规划的输入。
3、业务类型
在不同的高密场景下用户上网的业务并不一样，比如在足球赛场球迷有视频业务需求，而在会展现场用户会有及时共享的微博、微信等 SNS 业务需求。不同的业务类型对带宽的要求并不一样，因此不同业务对覆盖容量的需求也不一样。下表中给出了典型应用对带宽的需求。
| APP 应用 |
速率要求 |
备注 |
| Web | 160-400kbps | Size of web page:200KB ， Delay:4~10s |
| Streaming | 280-560kbps | Real time |
| IM (典型应用如 QQ 等) |
32-64kbps | 2KB/Session，0.5s. |
| 400kbps | 100KB/Session，2s | |
| SNS (典型应用如微博等） |
200kbps | 50KB/Session，2s |
| VoIP | 256kbps | Real time，take FaceTime for example，GBR 256kbps |
| Game | 200kbps | 25KB，1s |
2.1 覆盖方式
AP 的布放既需要考虑工程施工，也需要考虑减少干扰。在高密场景下为了减
少干扰，一般使用定向天线控制每个 AP 的覆盖范围，如果是在室外场景，选用防护等级更高的室外型 AP，如 AP6510/AP6610，室内场景需要室内型 AP，如AP7110。布放位置可以分为 Overhead 布放方式，Side 布放方式和 Floor 布放方式。
1、Overhea
Overhead 的布放方式需要把 AP 放在覆盖区域的正上方，如吊顶、天花板、体育场顶棚等位置，如上图中，在体育场的顶棚上布放 AP。这种布放方式隐蔽性好，安装位置高，安全性好，不易遭暴力破坏和被盗；由于是视距覆盖，无穿透损耗等，覆盖效果也比较好。但是这种视距的覆盖往往隔离度也比较差，很容易形成干扰，尤其是使用方向性不好的天线的时候；同时 Overhead 的布放方式对施工也提出了挑战，比如顶棚的承重，登高施工成本等。2、Side
Side 布放方式通常把 AP 放在覆盖区域周围的墙壁，柱子或者栏杆等位置， 如上图中，在体育场的广告牌，栏杆或者后排墙上等位置安装 AP。这种布放方式安装方便，容易施工，覆盖效果比较好。同时 Side 布放方式也是一种视距覆盖，隔离度比较差，往往容易形成干扰，尤其是使用方向性比较差的天线。
3、Floor
Floor 布放方式使用微微蜂窝的思路，将 AP 安装 floor 附近，如座位下（上图），或者看台背面等位置。这种方式最大的优势在于利用椅子，看台，高密度的人群等形成的隔离，干扰小，信道更容易复用，可形成更高密度的 AP 布放， 接入更多的用户。但同时施工难度也比较大，可能需要破坏现有的建筑表面，添置走线的钢管，保护 AP 在球迷冲动的情况下不被破坏的 AP 保护盒或者伪装盒等附属材料。
Floor 方式安装在看台背面时，需要考虑看台水泥板的衰减，当水泥板衰减不是很大时可以考虑使用室内 AP 覆盖，看台厚度较大，衰减较大时，可以考虑使用室外 AP 加定向天线垂直于看台朝上覆盖。看台具体衰减和覆盖效果应该根据测试效果来看。
2.2 干扰控制
要满足大量用户的接入，必然需要布放大量的 AP。大量布放的 AP 会带来严重的干扰。华为对干扰的控制从无线规划和软件特性两个方面，提出了小角度定向天线，CCA 优化，功率控制和调优等技术方案来控制高密场景下的干扰。
水平和垂直半功率角都为 18 度的天线方向图，蓝色为水平天线Floor 方式安装在看台背面时，需要考虑看台水泥板的衰减，当水泥板衰减不是很大时可以考虑使用室内 AP 覆盖，看台厚度较大，衰减较大时，可以考虑使用室外 AP 加定向天线垂直于看台朝上覆盖。看台具体衰减和覆盖效果应该根据测试效果来看。
2.2 干扰控制
要满足大量用户的接入，必然需要布放大量的 AP。大量布放的 AP 会带来严重的干扰。华为对干扰的控制从无线规划和软件特性两个方面，提出了小角度定向天线，CCA 优化，功率控制和调优等技术方案来控制高密场景下的干扰。
1、采用小角度定向天线
高密场景下由于 AP 布放密度高，系统内的干扰要远大于一般场景下，控制每个 AP 的覆盖非常重要。选择天线时希望能够将信号控制在覆盖目标区域内， 而在其他区域内能够迅速衰减。对于体育场这类近距离布放AP 比较困难的场景， 小半功率角的定向天线是一种很好的选择，这类天线也是很多高密场景下用得比较多的天线形态。方向图，红色为垂直天线方向图。良好的方向性使得在偏离主瓣 20 度后增益衰减到 3dBi 以下，在 90 度方向已经衰减到-14dBi。
华为在高密场景下提供多款方向性非常好的小角度天线，有效的控制覆盖减少干扰。
| 18°（2.4G） | 15°（5G） | 60°（2.4G） | 60°（5G） | |
| 产品图片 |
 |
 |
 |
 |
| 每个 AP 所需数量 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 适用频率 | 2.4G | 5G | 2.4G | 5G |
| 增益（dBi） | 18 * | 19 * | 11.5 * | 12 * |
| 水平波瓣 | 18° | 15° | 60° | 60° |
| 垂直波瓣 | 18° | 15° | 30° | 30° |
| 极化方式 | 双极化 | 双极化 | 双极化 | 双极化 |
| 接口 | N-female*2 | N-female*2 | N-female*2 | N-female*2 |
| 适用 AP | AP6510DN AP6610DN |
AP6510DN AP6610DN |
AP6510DN AP6610DN |
AP6510DN AP6610DN |
| 尺寸（mm） | 340*340*25 | 250*250*25 | 250*155*60 | 230*145*55 |
| 编码 | 27011344 | 27010890 | 27010812 | 27010889 |