無線高密度接入的設計方案

當前，移動無線技術正在向4G LTE過渡，很多國家和地區(qū)的LTE網(wǎng)絡已經商用。根據(jù)iSuppli 公司的一項研究表明，全球智能終端出貨量預計從2010年的246.9 M pcs增長到2014年的506M pcs.各大運營商也都在關鍵地區(qū)部署了3G/4G基站網(wǎng)絡，可滿足用戶大部分的語音、數(shù)據(jù)業(yè)務需求。但是，在某些場合，僅僅依靠基站網(wǎng)絡覆蓋，仍然存在問題。

　　例如，體育場館舉行比賽的時候，用戶需要上網(wǎng)分享精彩視頻，同時需要和他人通話，一般情況下，當?shù)氐?G/4G基站可以較好的支持這種語音和數(shù)據(jù)業(yè)務。但是在比賽期間，通常會有大量用戶接入當?shù)鼗揪W(wǎng)絡，這就要求當?shù)氐奶囟ɑ揪W(wǎng)絡需要在某個時間段處理大量的語音和數(shù)據(jù)業(yè)務，造成基站的空口堵塞。直接的結果就是用戶通話質量下降、經常掉線，上網(wǎng)瀏覽速度大幅度降低或者長時間沒有響應。

　　針對這一問題，目前業(yè)界解決方法是采用802.11n無線局域網(wǎng)技術和3G/4G網(wǎng)絡技術相結合，使得用戶的數(shù)據(jù)業(yè)務和語音業(yè)務分流。即當智能終端用戶進入有WIFI MIMO網(wǎng)絡覆蓋的區(qū)域時，將數(shù)據(jù)業(yè)務轉向WIFI網(wǎng)絡，蜂窩網(wǎng)絡專注于語音業(yè)務，使授權頻段可以有一個較好的通話質量，這就是Cellular Offloading方案，如圖1 所示。

　　圖1:Cellular Offloading方案示意圖。

　　Cellular Offloading技術需要同一場館既有3G/4G網(wǎng)絡信號覆蓋，又有WIFI網(wǎng)絡信號覆蓋。其中3G/4G基站用于語音通信而WIFI網(wǎng)絡用于數(shù)據(jù)業(yè)務。一個典型的WIFI網(wǎng)絡結構包括：用戶客戶端、天線、接入點Access Point、無線控制器AC和骨干網(wǎng)。典型架構如圖2所示：

　　圖2：一個典型的WIFI網(wǎng)絡結構。

　　當前WIFI主流技術為802.11 a/b/g/n協(xié)議， 而在實際應用中工程師最關心的就是如何在盡量節(jié)省投資的情況下，達到最好的覆蓋效果和吞吐量。下面本文就介紹如何利用現(xiàn)有技術和產品在用戶大批量高密度接入的場合，達到一個良好的覆蓋效果和空口吞吐量。

1. 采用802.11n MIMO技術

　　傳統(tǒng)的802.11 a/b/g技術采用如圖3所示單入單出的系統(tǒng)設計（一個TX和一個RX，分別配合兩個天線），這樣設計的系統(tǒng)采用一根天線收發(fā)數(shù)據(jù)，吞吐量不高，通常用于避免多徑反射。

　　圖3：傳統(tǒng)的802.11 a/b/g 技術的系統(tǒng)設計。

　　而采用MIMO空間多流多天線技術的系統(tǒng)，采用多個TX 和 RX，可將一個數(shù)據(jù)流拆分開來通過多個獨立的天線系統(tǒng)進行收發(fā)，這種技術可以很好的提高空口帶寬和信噪比。當TX段有多個個天線進行發(fā)送，而RX段也有多個天線進行接收時，即組成多天線的 MIMO SDM （Spatial Division Multiplexing）空分復用系統(tǒng)，如圖4所示?？辗窒到y(tǒng)，因為有多條流存在，各個數(shù)據(jù)流之間會有干擾現(xiàn)象，會造成信號質量下降，因此這種系統(tǒng)需要radio 部分的對多流的信號進行特別處理。采用MIMO技術后，系統(tǒng)典型空口速率會有顯著提升，如圖5所示。