大功率WLAN AP在室内分布式系统中的应用

PHS&WLAN&3G室内分布式组网的兼容性

1) 频率的可兼容性

PHS系统工作频段为1.9GHz，3G系统的主要工作频段为1.9GHz～2.2GHz，补充工作频段为2.3GHz～2.4GHz，WLAN工作频段为2.4GHz～2.4835GHz，它们工作频率非常接近(相对值)。只要天馈系统的工作频段在1800～2500MHz，就能同时满足PHS、3G和WLAN工作频段的要求。

2)自由空间传播损耗

由上表可以看出，在相同空间距离条件下，2.4GHz信号的空间损耗比PHS 1900约大2dB。

3)馈线的衰减损耗

由上表可以看出，1/2”普通电缆在2.4GHz频率下每100米损耗比1.9GHz约大0.7dB。当传输距离为200米时，PHS系统和WLAN系统的天线口功率相差为2×0.7=1.4dB。综合考虑电缆损耗和空间损耗的差异，最远天线处的接收场强仅相差2+1.4=3.4dB。

4)穿墙衰耗

由上表可以看出，WLAN和3G的穿墙能力比PHS系统的穿墙损耗要稍微大一点，但相差也不大(相差1～2dB)。

5)灵敏度等比较

由上表可以看出，PHS、3G和WLAN设备的灵敏度指标也相差不大(相对值)。

综上所述，由于PHS系统工作频段为1.9GHz，3G系统的主要工作频段为1.9GHz～2.2GHz，补充工作频段为2.3GHz～2.4GHz，WLAN工作频段为2.4GHz～2.4835GHz，它们工作频率非常接近(相对值)。线路衰减、空间损耗、穿透损耗、接收灵敏度等也非常相近，其信号传播特性和覆盖要求都非常相近，因此在建成PHS室内信号覆盖网络的基础上，增加3G、WLAN信号覆盖功能时，只要增加相应的线路放大器和多频合路器将信号合路(上行为分路)，就可实现PHS、3G和WLAN共用同一套天馈系统，实现PHS、3G和WLAN兼容。

PHS&WLAN室内分布式设计要点

综合上述分析，WLAN和PHS室内分布式设计应注意以下几点：

1)综合考虑各种因素的情况下，WLAN信号从基站(AP)到客户端(STA)的信号衰减比PHS系统要大3~4dBm。因此，在基站功率相同的情况下WLAN的覆盖范围要比PHS系统小;

2)WLAN系统在弱信号情况下表现为速率明显下降，直至无法连接，PHS系统则表现为用户容量下降，话音质量差;

3)WLAN系统由于采用多用户共享带宽和冲突避免机制，在用户太多的情况下会导致冲突概率明显增加，速率下降，延迟增加。因此，在分布式系统设计中要充分考虑用户容量需求，建议单AP同时在线用户不超过30个;

4)考虑到以上因素，在WLAN和PHS的合路应用中，在相同功率情况下，AP信号一般在PHS基站(或干放)的一级或二级功分(或偶合)后合入，对于小功率AP(相对PHS基站)，应从PHS基站的三级或四级功分(或偶合)后合入，这样才能达到WLAN与PHS系统相当的覆盖效果。

典型PHS系统部署

采用20dBm AP合路的典型组网

小功率(20dBm)AP从PHS干放的第3级或第4级功分合路输入，需要6个AP和6个合路器及若干转接跳线。

采用27dBm AP合路的典型组网

大功率(27dBm)AP从PHS干放的第2级功分后合路输入，仅需要2个AP和2个合路器(每个合路器成本约￥2000)，节约大量转接跳线，线路衰减也相应减小，可以达到同样的覆盖效果。

总结

● 根据H3C WLAN AP实测结果，在室内分布式应用中，等效全向辐射强度EIRP(发射功率+天线增益-线路损耗)达到10dBm左右可以保证室内50米无遮挡覆盖，因此，在室内分布式系统设计中要符合这一基本原则;

● 信号太大会干扰同楼层或相邻楼层的AP，造成流量下降，信号太小，会影响覆盖效果，因此，在满足基本覆盖的情况下，要利用AP本身的功率调节能力，合理调整发射功率，优化网络覆盖;

● WLAN室内分布式系统的设计要点是根据覆盖的要求合理选用耦合器和功分器，并在适当的支路通过合路器合入信号;

● 大功率AP可以解决低成本大范围覆盖的问题，如果用户密度较高，则需要增加小功率AP，尽量从PHS系统的后级合路;

FAQ

Q：在分布式应用中，WLAN AP可以采用较大功率，但客户端(STA)只有小功率的，这种功率的不对称性对系统有何影响?

A：在分布式系统应用中要考虑两个因素：一个是AP和STA的发射功率和灵敏度;另一个是分布式系统上下行的衰减特征。

AP的典型发射功率是21dBm，灵敏度是-72dBm(都按54Mbps速率)

STA的典型发射功率是15dBm，灵敏度是-65dBm(都按54Mbps速率)

分布式系统的上下行衰减是不对称的，如下图所示：

下行(AP->STA)的主要衰减是分配(偶合)损耗，而上行(STA->AP)只有插入损耗(插损)，对于线缆损耗(线损)，上行和下行是一样的，因此，在分布式应用中，一般下行损耗明显大于上行损耗。

综合考虑，相比STA，AP的发射功率更大，灵敏度更高;同时，分布式系统中下行衰减明显高于上行衰减。因此，STA的发射功率不会成为分布式系统应用中的瓶颈，大功率AP在覆盖方面有明显优势。