无线高密度接入的解决方案

图5：系统采用SISO技术与MIMO技术的空口速率对比情况。


2． 估算场馆需要的AP数目, 并判断干扰情况

估算AP方法： 一个典型的足球体育馆根据容纳观众的不同大概需要200~600个AP 接入点。一般情况下，每个用户400～500K的空口流量可以较好的支持用户的数据业务，例如浏览网页、上传或者下载视频。当前，大多数的终端只支持802.11g 空口54M业务，考虑到实际应用中的AP多用户接入，单个AP的承载量为8～10M左右。不同的应用下，同时接入WIFI AP网络的用户数目和使用高速数据业务的用户群体都有所区别。例如，在足球赛场馆，会有很多用户分享精彩比赛照片、视频。每个用户需要500K带宽，而整个用户群体是有一定的接入比例，所以每个AP大概覆盖的用户数目就可以简单计算出来。

而根据每个AP覆盖的用户数目和场馆实际的座位大小，就可以推导出来AP 天线的覆盖区域。802.11n 2.4频段有13个信道，每个信道彼此交错，为了保证信道之间不干扰，一般选取1、6、11三个不重和的信道做网络覆盖。如图6所示。

图6：AP天线的覆盖区域。

而传统的AP+天线的系统并不适用于这种场合，因为工作在相同信道的AP之间会互相干扰，在一个需要上百个AP的碗状体育馆中，如果没有覆盖角度设计良好的天线，AP之间互相干扰的情况是很严重，每个AP会花费大量的资源处理相邻信道的干扰信号。所以，特殊设计的天线是降低同信道之间干扰的关键，如图7所示。

图7：特殊设计的天线是降低同信道之间干扰的关键。


3. 选用覆盖角度合适的天线

如前文所述，AP之间的干扰会造成用户空口速率的下降。一般硬件上有两种方法可以降低AP之间的干扰，例如降低AP发射功率，控制天线方向图以降低对邻近AP的无线信号强度。控制天线方向图即希望天线能有一个窄带的覆盖范围，即每个天线的覆盖区域只覆盖目标区域，而目标区域之外的要求天线增益快速衰减，这样可以限制接入这个天线的用户数量，从而降低干扰。这里有相互矛盾的地方：

(1) 天线的带宽和体积成反比。天线的带宽越窄，天线的体积和目标覆盖区域的增益就越大。而在实际的应用中，体育馆为碗形，用户座位呈阶梯状排列，如图8所示，每排座位之前不可以潜在的可能阻挡用户视野的天线存在。而且，每个体育馆有自己特有的工业设计，天线需要部署在体育馆中，天线自身的工业设计和体育馆的工业设计也需要可以很好的吻合。

图8

(2) 天线带宽和增益成正比。天线理论决定了，天线带宽越窄，天线覆盖区域的增益就越大。而太大的增益对用户是存在潜在影响的。北美FCC委员会规定，空间无线电磁场强度不能超过规定值。而理想的窄带覆盖效果下，天线的增益会很大，再加上AP的辐射功率，有可能超过FCC规定。

因此，实际应用中，必须在天线的增益、体积和带宽之间取一个平衡。PCTEL公司经过多年的积累和多个实际案例，发现最合适的天线指标为：

方向图角度：E平面(elevation)35度，A平面(azimuth)55度

尺寸：天线体积约为35 cm x 35 cm

增益：2.4GHz 10dbi， 5Ghz 6dbi。在这个尺寸和覆盖角度下，天线增益可以做到12dbi 或者更高，但是根据FCC委员会的规定限制和一般AP的发射功率，天线中需要增加额外的设计以降低增益。