無線高密度接入的解決方案

當(dāng)前，移動(dòng)無線技術(shù)正在向4G LTE過渡，很多國家和地區(qū)的LTE網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)商用。根據(jù)iSuppli 公司的一項(xiàng)研究表明，全球智能終端出貨量預(yù)計(jì)從2010年的246.9 M pcs增長到2014年的506M pcs。各大運(yùn)營商也都在關(guān)鍵地區(qū)部署了3G/4G基站網(wǎng)絡(luò)，可滿足用戶大部分的語音、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求。但是，在某些場合，僅僅依靠基站網(wǎng)絡(luò)覆蓋，仍然存在問題。

例如，體育場館舉行比賽的時(shí)候，用戶需要上網(wǎng)分享精彩視頻，同時(shí)需要和他人通話，一般情況下，當(dāng)?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(wù)。但是在比賽期間，通常會(huì)有大量用戶接入當(dāng)?shù)鼗揪W(wǎng)絡(luò)，這就要求當(dāng)?shù)氐奶囟ɑ揪W(wǎng)絡(luò)需要在某個(gè)時(shí)間段處理大量的語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，造成基站的空口堵塞。直接的結(jié)果就是用戶通話質(zhì)量下降、經(jīng)常掉線，上網(wǎng)瀏覽速度大幅度降低或者長時(shí)間沒有響應(yīng)。

針對(duì)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(shù)和3G/4G網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，使得用戶的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和語音業(yè)務(wù)分流。即當(dāng)智能終端用戶進(jìn)入有WIFI MIMO網(wǎng)絡(luò)覆蓋的區(qū)域時(shí)，將數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)向WIFI網(wǎng)絡(luò)，蜂窩網(wǎng)絡(luò)專注于語音業(yè)務(wù)，使授權(quán)頻段可以有一個(gè)較好的通話質(zhì)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(shù)需要同一場館既有3G/4G網(wǎng)絡(luò)信號(hào)覆蓋，又有WIFI網(wǎng)絡(luò)信號(hào)覆蓋。其中3G/4G基站用于語音通信而WIFI網(wǎng)絡(luò)用于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。一個(gè)典型的WIFI網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)包括：用戶客戶端、天線、接入點(diǎn)Access Point、無線控制器AC和骨干網(wǎng)。典型架構(gòu)如圖2所示：

圖2：一個(gè)典型的WIFI網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

當(dāng)前WIFI主流技術(shù)為802.11 a/b/g/n協(xié)議, 而在實(shí)際應(yīng)用中工程師最關(guān)心的就是如何在盡量節(jié)省投資的情況下，達(dá)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(shù)和產(chǎn)品在用戶大批量高密度接入的場合，達(dá)到一個(gè)良好的覆蓋效果和空口吞吐量。

1. 采用802.11n MIMO技術(shù)

傳統(tǒng)的802.11 a/b/g技術(shù)采用如圖3所示單入單出的系統(tǒng)設(shè)計(jì)(一個(gè)TX和一個(gè)RX，分別配合兩個(gè)天線)，這樣設(shè)計(jì)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(shù)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

而采用MIMO空間多流多天線技術(shù)的系統(tǒng)，采用多個(gè)TX 和 RX，可將一個(gè)數(shù)據(jù)流拆分開來通過多個(gè)獨(dú)立的天線系統(tǒng)進(jìn)行收發(fā)，這種技術(shù)可以很好的提高空口帶寬和信噪比。當(dāng)TX段有多個(gè)個(gè)天線進(jìn)行發(fā)送，而RX段也有多個(gè)天線進(jìn)行接收時(shí)，即組成多天線的 MIMO SDM (Spatial Division Multiplexing)空分復(fù)用系統(tǒng)，如圖4所示?？辗窒到y(tǒng)，因?yàn)橛卸鄺l流存在，各個(gè)數(shù)據(jù)流之間會(huì)有干擾現(xiàn)象，會(huì)造成信號(hào)質(zhì)量下降，因此這種系統(tǒng)需要radio 部分的對(duì)多流的信號(hào)進(jìn)行特別處理。采用MIMO技術(shù)后，系統(tǒng)典型空口速率會(huì)有顯著提升，如圖5所示。

圖4：組成多天線的MIMO SDM空分復(fù)用系統(tǒng)。