思科wlan无线传输距离损耗计算.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流思科wlan无线传输距离损耗计算.精品文档.传播模型分析徐露Mobile Wireless Product & Solution Team luxuPresentation_ID 2006 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco Confidential1WiFi覆盖环境 室内环境 室外环境视距覆盖非视距覆盖 ITU-R室内路径损耗L = 路径损耗.单位:(dB).f = 工作频率. 单位:(MHz).d = 距离. 单位:(m).N = 10*n(衰减因子）即PLE.n = 接受和发送终端

2、之间的楼层.Pf(n) =楼层穿透因子系数 n取值参考全开放环境:2.02.5半开放环境:2.53.0较封闭环境:3.03.5隧道环境：1.61.8 楼层穿透因子参考（n=1为本楼层）半开放区域：6 + 3(n-1)较封闭区域：15 + 4(n-1)5.8G的楼层穿透因子为16（只适合同层传播） 简化公式为同层的传播模型则表达式为：(半开放环境） 2.4G PathLoss(dB)=40+10*n*logD(m)+6=46+10*n*logD(m) 5.8G PathLoss(dB)=40+10*n*logD(m)+16=56+10*n*logD(m) 2.4G室内半开放空间衰减：20m:PL

3、=46+ 10 * 2.6 * log20 =79.8dB40m:PL=46+ 10 * 2.6 * log40 =87.6dB 5.8G室内半开放空间衰减：20m:PL=56+ 10 * 2.6 * log20 =89.8dB40m:PL=56+ 10 * 2.6 * log40 =97.6dB WLAN在室外环境覆盖模型2.4GHz/5.8G视距2.4GHz非视距回传模型5.8GHz视距5.8GHz非视距 视距覆盖模型（2.4G）WiFi覆盖的距离有限，一般覆盖点之间间隔在300米左右室外近似视距衰减覆盖模型一般采用公式如下：（PLE=2.6）PL=42.6+26*log(d)+20*lo

4、g(f)PL = 路径损耗.单位:(dB).f = 工作频率. 单位:(MHz).d = 距离. 单位:(km).2.4G PL=42.6+67.6+26*log(d)=110+26*log(d)100m:PL=110+ 26 * log0.1 =85dB200m:PL=110+ 26 * log0.2 =92dB 非视距覆盖模型（2.4GHz）COST231-Hata扩展Presentation_ID 2006 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco Confidential8 非视距覆盖模型（2.4GHz）COST231-Hata扩展参数

5、基站发射功率：27dBm基站天线：5dBi客户端发射功率：17dBm客户端天线：5dBi基站天线高度：10m客户端高度:2m距离参考24Mbps 113m6Mbps 153m1Mbps 172mPresentation_ID 2006 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco Confidential9 5.8G室外视距回传WiFi Mesh和RAP可以间隔较远，间隔距离可以超过1000m,MAP点和MAP点一般间隔在300m左右。室外视距近似衰减覆盖模型一般采用公式如下：（PLE=2.6）PL=32.4+26*log(d)+20*log(f)

6、PL = 路径损耗.单位:(dB).f = 工作频率. 单位:(MHz).d = 距离. 单位:(km).5.8GPL=32.4+75.3+26*log(d)=108+26*log(d)300m:PL=108+ 26 * log0.1 =94dB600m:PL=108+ 26 * log0.2 =102dBPresentation_ID 2006 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco Confidential10 5.8G非视距回传COST231-Hata扩展2.4 GHz Path LossGlass Window (non tinted

7、)玻璃窗（无色）2 dBWooden Door木门3 dBCubicles小卧室3-5 dBDry Wall清水墙（岩石）4 dBMarble大理石5 dBBrick Wall砖墙8 dBConcrete Wall混凝土墙10-15 dB典型的内墙5.8 GHz Path LossPVC platePVC板0.6dBGypsum plate石膏板0.7dB Plywood三合板0.9dB Gypsum wall石膏墙3.0dB Rough chipboard硬纸板（表面粗糙)2.0dB Veneer board胶合板2.0dB Glass plate玻璃板2.5dB6.2cm Sound pr

8、oof door6.2cm隔音门3.6dB典型的外墙Double-glazed window双面窗体11.7dB Concrete block wall混凝土墙11.7dBWiFi覆盖场强计算方法 PrdB=PtdB+GtdB-PLdB+GrdBPrdB为接受电平PtdB为最大发射功率GrdB为接收天线增益GtdB为发射天线增益PLdB为路径损耗 室外Mesh（1242）2.4GAP侧发射功率27dBm天线增益5dBi（天线可根据需求更换）5.8GAP侧发射功率17dBm天线增益8dBi （天线可根据需求更换） 终端发射功率设定为10dBm，天线增益为2dBi 1242视距用户侧接受电平(2.

9、4G)100m距离接受电平：Pr=27+5-85+2=-51dBm200m距离接受电平：Pr=27+5-92+2=-58dBm 1242视距接受电平(2.4G)100m距离接受电平：Pr=10+2-85+5=-67dBm 室内Mesh（1242）2.4GAP侧发射功率20dBm天线增益2.2dBi（天线可根据需求更换）5.8GAP侧发射功率17dBm天线增益3.5dBi （天线可根据需求更换） 终端发射功率设定为10dBm，天线增益为2dBi 1242室内半开放环境用户侧接受电平(2.4G)20m距离接受电平：Pr=20+2.2-79.8+2=-55.6dBm40m距离接受电平：Pr=20+2

10、.2-87.6+2=-63.4dB 1242室内半开放环境接受电平(2.4G)20m距离接受电平：Pr=10+2-79.8+2.2=-65.6dBm 室内Mesh（1131）2.4GAP侧发射功率20dBm天线增益3dBi（天线可根据需求更换）5.8GAP侧发射功率17dBm天线增益4.5dBi （天线可根据需求更换） 终端发射功率设定为10dBm，天线增益为2dBi 1131室内半开放环境用户侧接受电平(2.4G)20m距离接受电平：Pr=20+3-79.8+2=-56.4dBm40m距离接受电平：Pr=20+3-87.6+2=-64.2dB 1131室内半开放环境接受电平(2.4G)20m

11、距离接受电平：Pr=10+3-79.8+2.2=-66.4dBm40m距离接受电平：Pr=10+3-87.6+2.2=-74.2dBmPresentation_ID 2006 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco Confidential18 室外Mesh（1520）2.4GAP侧发射功率27dBm天线增益5dBi（天线可根据需求更换）5.8GAP侧发射功率22dBm天线增益8dBi （天线可根据需求更换） 终端发射功率设定为10dBm，天线增益为2dBi 1520视距用户侧接受电平(2.4G)100m距离接受电平：Pr=27+5-85+2

12、=-51dBm200m距离接受电平：Pr=27+5-92+2=-58dBm 1520视距接受电平(2.4G)100m距离接受电平：Pr=10+2-85+5=-67dBm200m距离接受电平：Pr=10+2-92+5=-75dBmPresentation_ID 2006 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco Confidential19Receiver Sensitivities with Single Antenna for11b/g & 11a11g OFDM11b DSSSRx sensitivity is improved up to

13、4.5 dB when using 3 receive antennas compared to one antennaCompared to AP1510: 7 dB better 54 Mbps 4 dB better 18 Mbps15SignalData Rate11Mbps5.5Mbps15MbpsNoise1000HzRx Sensitivity-92-95-96011a OFDMdBmdBmdBmCompared to AP1510: 4 dB better 11 Mbps 5 dB better 5.5 MbpsData Rate54186 2 dBbetter MbpsMbp

14、sMbpsMbpsAll Sensitivities are Rx Sensitivity-73-86-91dBmdBmdBmRx Sensitivity will not degrade more than 2 Db 1% PER 10% PER 1000 bytes PacketSNR Deployment Practices AP1510 Backhaul Data Rate LinkSNR RequirementsData RATE , MinSNR + Fade Margin = Required LinkSNR (good Link)06Mbps5dB+FM=14dB09Mbps6

15、dB+FM=15dB12Mbps7dB+FM=16dB18Mbps9dB+FM=18dB24Mbps13dB+FM=22dB36Mbps17dB+FM=26dB48Mbps21dB+FM=30dB54Mbps24dB+FM=33dBTypical Fade Margin is 9-10dB.We do not recommend going above 24Mbps as the SNR requirements will not make distances practical.18 & 24 Mbps of data rate require similar SNRs to decodeS

16、ince 24Mbps offers more throughput, it makes sense to use 24Mbps大功率AP探讨大功率AP探讨 功放基本原理 适合运营商的AP部署功放基本原理定向耦合器BPF带通滤波器RX到无线收发器TX到天线收发切换开关收发切换开关所谓原生大功率AP的神话？ H3C的原生功放号称完全集成在AP内部，信号经过数字处理后 直接进行放大。 下面是标准的芯片厂商WiFi套片Presentation_ID 2006 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco Confidential25三家主流的WiFi芯片

17、供应商天线 接口天线 接口最大发射功率1718dBmPresentation_ID 2006 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco Confidential26三家主流的WiFi芯片供应商接口接口Presentation_ID 2006 Cisco Systems, Inc. All27三家主流的WiFi芯片供应商天线天线 接口接口Presentation_ID 2006 Cisco Systems, Inc. All righ 覆盖距离 上行链路预算决定小区范围 多天线技术可有效提高小区覆盖范围MRC（最大结合比） 网络容量系统的MAC层

18、处理能力高处理能力AP+无线控制器共同分担MAC层处理无线终端接入的调制方式 多天线技术提升调制机制同频小区信道的信道共享多天线技术无需增加AP发射功率(MRC/BF)轻量级AP的RRM技术提供空间复用能力MIMO空间多任务技术Presentation_ID 2006 Cisco Systems, Inc. All rights reserved.Cisco Confidential29 复杂的射频部署环境更好的克服并利用多经环境 多天线平衡网络上下行链路预算 网络实时及非实时应用体验 提高无线网络容量 降低无线网络时延AP直接覆盖AP加功放覆盖对于增加功放后的室分系统而言，虽然下行链路预算提

19、高了但是其覆盖范围仍然受到终端的发 射功率限制即上行受限系统，因此满足可接受的覆盖效果的主要需求是WiFi终端通过室分系统 到达功放天线接口的信号强度不得低于-75dBm。由于1242 AP的接受灵敏度可以到达-96dBm所以虽然功放具备较高的上行增益，但是如果覆 盖区域的2.4G带内噪音接近-98dBm，那么对于1242而言功放的上行增益实际上并没有意义。学校宿舍环境无线部署窗户隔墙厕所宿舍门隔墙入室信号楼道 入室信号入室信号入室信号入室信号窗户隔墙宿舍门（金属）窗户 走廊入室信号入室信号部署示例-北京人文大学Presentation_ID 2006 Cisco Systems, Inc.

20、All rights reserved. Cisco Confidential37宿舍环境无线部署考虑 高密度用户环境覆盖用户接入速率选择尽量采用802.11g的速率调制 方式系统容量CCA（clear channel assessment）信道空闲指示 同频干扰Duty Cycle （占空比）信 道利用率AP功率调节降低AP间同频干扰客户端功率调节降低同频小区终端的干扰802.11a Data Rate信号强度(10% PER)用户接入速率选择6-88dBm9-87dBm12-86dBm 信躁比 信号强度18-85dBm24-82dBm36-79dBm48-74dBm54-73dBm802.11g Data Rate信号强度(10% PER)6-91dBm9-85dBm12-83dBm18-81dBm24-78dBm36-74dBm48-73dBm54-73dBm