WLAN网络的优化设计
2019-11-05 02:37:29
供稿：网友
与有线网络相比，WLAN具有安装便捷、移动性好、使用灵活、易于扩展等优点，可以为不易布线的地方和远距离的数据处理节点提供强大的网络支持。由于WLAN具有上述不可替代的优点，因而会迅速地应用于需要在移动中联网和在网络间漫游的场合。但与此同时也给WLAN的优化设计与治理带来了很多新的问题。
WLAN包括无线网卡和接入点（AP）。无线网卡安装在移动终端上，用来访问AP。无线网卡带有发送器、接收器、天线和提供与无线终端接口的硬件。AP是一个桥接的无线基站，放置于固定位置并可连接到有线局域网。AP带有发送器、接收器、天线和桥接器，带有与IEEE802.3有线局域网的接口，可以让无线终端同有线局域网通信。
网络结构是进行优化设计的基础。大型WLAN应用的网络结构以基础设施网络为主。基础设施网络提供对其它网络的访问，带有转发功能和介质访问控制等功能。在基于这种结构的网络中，通信只发生在无线节点和AP之间，而不是两个无线节点之间直接通信。AP起到了桥接其它无线或有线网络的作用。这种网络结构典型的使用场景为校园、办公室、超市和仓库。
WLAN不同于传统的有线网络，噪声和干扰、建筑物结构、无线设备的摆放及其参数的设置都对WLAN的信号质量和传输速率等性能有很大的影响。因此，WLAN的设计也与有线网络不同。WLAN优化设计的目的是：使无线接入设备覆盖所有期望覆盖的区域，并且具有足够承担预期负载的能力。由于环境的复杂性，WLAN的设计必须通过实际的测量才能达到理想效果。其中，AP的定位和频率分配是WLAN优化设计的两个重要方面。
AP的位置首先应根据实际的场景和需求初步进行选择，然后再通过实地测量进行调整。定位需要遵循以下原则：AP的覆盖区域之间无间隙，AP之间重叠区域最小。第一条原则保证所有的区域都能覆盖到，而第二条原则是要尽可能减少所需的AP数量。
AP覆盖区域的确定需要根据接收到的信号强度来决定，做法是先设定一个信号强度阀值，例如为满足某个区域的无线终端点播流媒体课件的需求，通过测量得知信噪比SNR＝10dB是能够保证点播流媒体课件质量稳定的最低信号强度，所以可将10dB作为阀值，凡是信号强度不低于这个阀值的区域就确定为AP的覆盖区域；然后进行实地测量，并记录，产生AP的覆盖区域图；最后根据定位原则进行调整，直到满足为止。
由于各个区域的用户密度不同，一般情况下用户密度大的区域情况更复杂，所以应先在用户密度高的区域进行AP的布置，然后再布置用户密度低的区域。在空旷的户外可用对称圆形和球形来划定AP覆盖区域；而在规则的狭长或矩形建筑物内可用线形或矩形将AP对称分布。但是由于室内建筑结构的复杂性，例如金属防盗门、铝合金门窗等，应当在初步选择AP位置后进行仔细的测量，以确保所布置的AP能够覆盖所有区域。
在AP的位置已经固定，覆盖范围也已经确定之后，要考虑的是频率分配的问题。IEEE802.11b的工作频率为2.4GHz～2.4835GHz，每个信道带宽为22MHz，两个相邻频道的中心距仅为5MHz。在多个频道同时工作的情况下，为保证频道之间的相互干扰最小，可以使用三个互相不重叠的频道。频率分配实质上也就类似于一个用三种颜色给地图涂色的问题。
另外，WLAN的优化设计不仅要从覆盖范围的角度来考虑，还要考虑其负载能力，以保证服务质量。以布置无线教室为例，假设实际的需求是要保证30个学生同时点播多媒体课件，一个AP不能满足要求，需要在同一教室里面布置两个AP。由于用户需求是动态变化的，AP的实际负载可能会加重或减轻，这些变化可以通过对WLAN监视得知。网络治理员应根据实际变化对AP的数量和分布作出调整。总之，良好的WLAN设计不仅可以保证较好的服务质量，也可以减少AP的使用数量从而节约成本，其前提是事先经过充分的实地测量和评估。
