无线网络建设论文汇总十篇

时间:2023-03-24 15:06:59

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无线网络建设论文

篇(1)

中图分类号:TN711 文献标识码:A 文章编号:

一.前言

根据有关部门的调查和统计结果,我们可以知道,目前世界上大约有六百个城市已经开始或者计划建设无线城市网络,从而满足人们的宽带公共接入、公共安全和公共服务的需要。现在无线城市网络建设开始在中国内地兴起,并已经成为了一种趋势,而且中国的无线城市网络建设方案中提到了北京、上海等大城市,同时青岛等一些城市已经开始了无线城市网络建设的试点工作。现在在全国范围内已经掀起了无线城市网络建设的运动,各个大小城市都在进行这方面的建设或者是论证工作。我们可以发现,中国的无线城市网络建设并不是由电信部门主导的,而是由政府发起的。原因是目前的无线城市网络建设并没有一个比较清晰的盈利模式,很多的电信运营商就望而却步了。因此,本文主要是从无线城市网络的特点出发,提出建设无线城市网络的策略。

二.无线网络城市的特点分析

无线城市网络具有其自己的特点,这个特点主要是在与有线宽带对比的得出的,大体可以将其特点概括为:各个城市的无线网络建设,从其城市的基本经济结构、区域布局,以及各个城市的无线网络建设的策略出发,将城市的无线网络建设成为一个,任何人、任何的事物、在任何的时间和地点都可以毫无阻碍的连接通信,实现较高水平的信息化社会。当然我们可以将其具体分为以下几点:

1.网络随处都有

包括高速的宽带网络、高覆盖的移动网络、传感器网络以及3I/3C融合网络等,这些网络必须要在城市的每一个角落都可以连接到。

2.无线网络的服务无处不在

也就是说无线网络的必须是全方位的,具体的服务包括人性化电子政务、智能化增值服务、多类型信息内容服务等。

三.无线网络城市的应用

网络主要是用来应用的,无线网络也是如此这样。许多的电信运营商都将应用摆在一个非常重要的位置,无线网络的应用也是无线城市网络建设的重点。当今的无线城市网络的应用范围很广,但是主要总结起来,包括以下三个方面的应用。

1.政府方面的应用

无线城市网络在政府方面的应用主要包括以下三个方面:

(一)应用于公共服务,即应用于公共图书馆无线网络接入以及资料搜索、还有实时的道路交通的影像信息,也就是我们说的电子眼。

(二)应用于公共安全,即无线网络应用于公共场所的监控。对于紧急事件的无线通信以及对于警务的实时查询等。

(三)应用于教育服务领域,通过无线城市网络就可以容易的进行远程教育、远程视频讲座及进行远程的学习交流直播。

(四)应用于电子政务领域,无线城市网络可以有效的帮助政府进行现场办公,进行有关资料表格的实时无线下载。

2.企业方面的应用

(一)应用于企业的零售、物流领域,无线城市网络可以帮助企业现场为客户服务,现场查询货单,现场进行库存管理。

(二)应用于制造业领域,无线城市网络可以对制造企业的厂房进行实时监控,对设备进行实时的维护,以及对工厂进行有效的实时在线管理。

(三)应用于金融保险业领域,无线城市网络可以实时进行报单的提交,实时进行金融查询和交易。

3.个人方面的应用

(一)可以即时通信,无线城市网络可以方便人们进行上网,进行QQ、MSN等通信软件的即时接入,方便人们的通信。

(二)方便人们商务办公,无线城市网络可以帮助人们进行无线的网络办公,这样就可以随时随地洽谈生意,随时进行股票交易等。

(三)方便人们获取资讯,无线城市网络可以使人们随时了解新闻,随时关注时事,进行资料搜索,随时随地掌握最新资讯。

(四)方便人们休闲娱乐,人们可以利用无线城市网络看视频,打游戏,网络聊天等。

四.无线城市网络的建设策略分析

一直以来,无线城市都被定义为是利用WiFi、WiMAX等宽带无线接入技术,建设覆盖整个城市或城市主要地区的宽带接入网。众所周知,自2004年以来,就一直延续这个模式在进行无线城市的建设,结果可想而知,一败涂地。

WiFi,本来就是局部热点覆盖的技术。WiMAX也只是广域覆盖的技术,都不是全程全网的技术。WiFi相对而言.发展较好,现在基本每台笔记本都内置WiFi。大部分智能手机也有WiFi的功能。WiFi上网非常方便,但是WiFi的维护困难,没有集中的网管,而且由于覆盖范围的问题,经常放在一些公共的设施,如道路电线杆、书包亭上。坏了,不知道;搬动了,也不知道,没法管理。而且供电也是问题。WiMAX虽是广域覆盖的技术,但是产业发展成为瓶颈,曾经刮起一片热潮。

此外,澳大利亚也放弃全国原有的WiMAX建设导致整个WiMAX阵营基本全军覆没。没有订单,就意味着没有前景。所以单一采用WiFi、WiMAX技术建设出的“无线城市”经无数实例证明是错误的,这个模式下建设的无线城市无成功案例可寻。综合考察无线城市的需求、特点,无线城市的建网方案如下:

1. WiFi热点接入

无线城市发展的第一步是要满足热点区域的覆盖,如街道办事处、医院、学校、政府办事处、机场、会展、酒店、连锁餐饮、写字楼、学校、商场、图书馆,楼宇等,这与WiFi技术的特点相契合。即固定区域高速覆盖。

2.移动网广覆盖

在无线城市发展的中后期。从挖掘市场潜力以及保证用户使用粘性的角度来看,无线城市必须提供全程全网的覆盖及业务,来满足用户的需求。就中国电信而言,CDMA本身就是为个人客户而设计的,可无缝切换漫游。同时技术成熟、产业完善、聚合各大运营商强大的技术支撑团队,可有力地挖掘和提升移动网络的使用发展空间,如终端的定制、设备的规格制定及组织研发等。

下面以中国电信的移动网络为例,从网络覆盖的角度说明WiFi与移动网如何共同覆盖的组网,以及他们之间的关系。WiFi区域热点覆盖。CDMA2000 1X全网无缝覆盖。CDMA2000 1X EV―DO Rev.A部分热点区域广覆盖。当然目前来看。在大城市所建设的无线城市中,CDMA2000 1XEV―DO Rev.A也是全覆盖的网络。具体如下图所示。

图一 WiFi与移动网共同组网示意图

3.移动网+WiFi的融合

中国电信在获取C网业务经营牌照后,成为全业务运营商,将综合WLAN的局部热点优势和C网掌上宽带的覆盖优势。做好两者的融合,拓展多元化接入手段,实现无线信号城市全方位立体覆盖,为客户提供随时随地的无线互联网接入服务。对于中国移动和中国联通,也推荐采用移动网络加WiFi的方式,充分发挥各自的优势。以避免出现单一WiFi或WiMAX建设无线城市的误区。

五.结束语

无线城市网络建设是现代城市发展的新要求,对于城市的发展具有重要的作用。无线网络城市在中国的建设,必将对中国的城市发展产生巨大的影响。

参考文献:

[1]周国豪 无线城市建设策略与WLAN网络规划部署方法研究 [学位论文]2010 - 北京邮电大学:电子与通信工程

[2]潘毅明 陈文 沈世锦 无线城市的覆盖策略研究 (被引用 5 次) [期刊论文] 《电信科学》 ISTIC PKU -2008年5期

[3]高颖 面向共用信息平台的交通信息系统关键技术及应用研究 [学位论文]2004 - 吉林大学:交通信息工程及控制

[4]黄沛江 王斌 温庆华 TD-LTE无线规划建设策略初探 [会议论文] 2011 - 2011 TD-LTE 网络创新研讨会

篇(2)

现在关与TD无线网络建设的论文和专著很多,但大部分都是侧重于TD无线网络规划进行分析。本文结合工程实际对TD无线网优平台的一些关键技术的实现进行探讨,由于国内尚未明确TD所采用的频段,故本文将不讨论频率规划,只从OFDM技术、多天线技术、规划站点选取、分布系统建设等,为TD无线网络建设提供有力支持。

一、TD无线网优平台中关键技术研究

针对TD系统的关键技术主要有以下几方面;

1.1 TD无线网优平台的OFDM技术

OFDM技术主要就是采用基于正交频分复的频分多址技术,这种技术与以往的技术不同的就是OFDM技术中的各载波通过彼此叠加和正交而避免干扰,这样不但可以提高宽带资源的使用,同时也可以将频率利用效率得到相应的提高。OFDM技术的关键技术就是在于其调制和解调,主要就是通过对离散傅里叶变化DFT实现,让调制变得简单化,不断循环前缀CP,也是OFDM技术的一个关键技术。OFDM技术,是TD无线网络规划关键技术中的多址技术,有着高效的频谱利用率、简便的接收机、强化的带宽扩展性;易于帮助实现MIMO系统,可以让其与同连接路自适应技术相结合的优点,但是由于这项技术的峰均功率比较高,也就降低了射频功率的效益,进而导致了发射机射频模块在资金投入和耗电方面有所增加。基于OFDM技术的上下行多址方式,能够通过提高投入资金和较为复杂的技术的方式,帮助TD系统获得更高的数据频率,且通过SC-FDMA的使用,解决了OFDM眼中的高PAPR问题。

1.2 TD无线网优平台的多天线技术

TD无线网优平台的多天线技术,也称为MIMO技术。主要是在发送端与接收端,通过设置多条天线的形式,来完成信号复杂的接收和发送任务,从而增加系统容量,系统容量的提升能够加快信息传输速率,借助信息冗余度的增加,还能提高其可靠性和安全性。这种技术模式,关键在于能够提高对空间复用的频谱利用,同时通过该技术对系统传输可靠性的保障作用,将接收机的灵敏度降低到一定程度,能够有效地提高系统容量和小区覆盖半径。

1.3 TD无线网优平台的物理层技术

首先就是TD无线网优平台的结构,在TDD双工模式下TD系统的结构,其主要功能是为在同一工作频率的上下行提供占用资源的时间和位置信息。对其TD无线网优平台的物理层资源块,主要包括资源单元(RE)、资源块(RB)、资源单元组(REG)、控制信道单元(CCE)等四类资源块,且具有OFDM技术的多址特点;物理层信道主要包括上行和下行信道,用于承载来自高层信息的资源单元。

二、TD无线网优平台中关键技术的实现

2.1 TD无线网优平台中关键技术的需求

TD网络建设要以市场业务需求为导向,将网络建设到用户真正需求的地方,中国移动建设TD无线网络平台,最大的可能是采用D频段或者F频段,而TD无线网络覆盖范围与频段的选择是密切相关的。一般情况下, D频段覆盖室外热点区域,F频段进行室外全覆盖,选择TD无线网络覆盖范围时不应仅仅考虑网格测试区、主城区、城区等范围,建议对影响因素进行综合考虑。首先对网络覆盖应该重点考虑数据区域和网络测试区,在规划TD无线网络覆盖区域时应尽量连续,特别是规划D频段时,不能因为D频段是覆盖热点区域,而被划分成一个个的小区域,如果规划覆盖范围过小,会造成后期网络测试及TD无线网络业务推广均会出现很大的问题。

2.2 TD无线网优平台宏站规模

通常根据覆盖预测来进行TD宏蜂窝站点数量的确定。根据理论计算,在达到同等覆盖质量的前提下,如果使用F频段可比使用D频段节省46%的建站资源。在进行TD规划时,D频段站点可略多于覆盖预测的站点。但由于TD频段规划站点多于现网TD-SCDMA站点数,受限于选点难度,新选站点不宜太多。但在进行F频段的TD无线网络规划时,相对于覆盖预测,建议加大F频段的站点数量。因为在TD无线网络采用F频段时,站点数少与同覆盖区的TD-SCDMA站点数,站点可选择的余地较大,而且TD无线网络采用F频段的目的是进行连续覆盖,为了保证TD的网络质量,宜加大F频段的站点数量。

2.3 TD无线网优平台分布系统选择

因为TD无线网络的频段较高,对于规划区内的TD-SCDMA物业点均建议建设TD无线系统,TD无线网络室内分布系统建设方式包括单路建设方式和双路建设方式两种。双路分布系统相对于单路分布系统具有1.5~1.8倍的容量增益,对于提升小区吞吐量和用户峰值速率体验具有明显的性能优势,故在数据流量较大的区域,网络应建设双路分布系统。但实际规划设计中很难按此考虑,双路分布系统由于需要双路馈线和双倍天线,建设难度很大,特别对已建单路分布系统的物业点,再建设一路分布系统协调难度很大。对某地市的现网情况进行调研后发现,现网有双路分布系统的物业点不到1%,主要原因就是因为协调困难。而且从投资效益上说,双路分布系统投资接近翻倍,但是很多物业点并没有建设双路分布系统的必要。现网很多分布系统是为了解决TD-SCDMA网络的覆盖需求而建设的,并没有很高的用户数及数据流量,在这些物业点建设双路分布系统会造成投资浪费。

三、TD无线网优平台关的规划

TD无线网络规划主要步骤包括网络规模估算、网络规划需求分析、覆盖容量仿真、站址选择和无线参数规划等几个流程。在规划TD无线网络上,可以通过以下几方面进行。

3.1 TD网络频率规划

为了解决小区间的干扰,在TD无线网络频率规划阶段,应该提高对频段的分配和复用。通过同频组网或异频组网的方式进行。

3.2 TD网络覆盖规划

TD无线网络覆盖规划,具有覆盖对象多样化,编码调制方式多样化,以及帧结构支持覆盖极限功能的进一步提高等特点。通过采用由覆盖目标计算覆盖半径和由覆盖区域半径计算覆盖速率等两种方法,进行网络覆盖规划。

3.3 TD网络链路预算

在规划的仿真前期,需要采用链路预算的方式,估计系统覆盖的性能。在这个阶段,需要事先制定一个相对明确、详细的计划,包括技术及时间等方面,利用制定的预算可以确定TD网络建设的大体规模,以及主要需求、重要参数以及所需要补充的设备等等。

3.4 TD网络容量规划

TD无线网络容量规划,主要是采用系统仿真、实际测量统计数据的方法,获取小区吞吐量、小区边缘吞吐量信息,便于站址的选择。

3.5 TD网络规划仿真

篇(3)

中图分类号:G27 文献标识码:A 文章编号:1674-2117(2014)10-0051-02

目前,移动互联设备在日常生活中能够帮助人们完成工作、购物、聊天等活动,这种作用在高校中尤其明显,有线网络已经无法满足人们对网络的需求,所以高校内部要进行校园无线网络建设,以此来为人们的工作和生活提供方便。在校园无线网络使用的过程中,由于无线网络自身的特点,导致校园无线网络的安全存在隐患,在此我们对校园无线网络的安全管理进行探讨,以便找到科学合理的方法来为高校师生提供安全的无线网络,保证校内信息、办公教学内容以及师生上网信息的安全,避免无线网络中的安全隐患给师生带来经济损失或人身伤害。

1 校园无线网络应用的必要性

随着网络的普及,越来越多的大学为了方便师生使用而在学校的部分热点区域甚至是整个范围内覆盖了无线网络。如何更好地建设校园网并对其进行有效的安全管理越来越受到人们的关注。随着近些年高校人数的不断增加,校园内的师生人数呈现一定的增长趋势,这就使得校园有线网络越来越不能满足师生的使用需求,有线网络的缺陷和不足也就逐渐暴露出来。无线网络的建设和发展方便了师生工作和学习需要的同时也给其生活和娱乐带来了极大的便利。师生的教学科研工作越来越依赖于无线网络的使用。另外,随着远程教育事业的蓬勃发展,利用校园网进行信息化资源建设的工作越来越受到教育界的重视。为了使学生能够更加便捷地在学校所提供的网络平台上获得知识资源,更新网络平台,加强校园无线网络的安全性建设是十分必要的,对于教学活动的开展与传播有着重要的意义。

2 在校园内我们要建立什么样的无线网络

2.1 校园无线网络要随时随地都能使用

随着人们对知识的渴望的增强,师生希望能够在校园的任何一个角落都能够搜索到校园无线网络,从而能够利用无线网络来寻找解决遇到的问题的答案。无线网络要帮助校园内的师生了解社会的最新消息,让师生即使不出校门,也能够对外部世界有清晰的了解,避免校内师生和外部社会脱轨,让培养出来的学生能够与社会需求相匹配。

2.2 校园无线网络要有组网灵活和维护方便

在高校进行无线网络的建设时要充分了解现有校区已成形的有线网络布置,在此前提下对现有网络进行扩建、合并和重组。因为重新布线要耗费大量的资金和时间,且工程较为复杂。无线网络的布置是一个较为简单直接的方案,能够节约布线成本。要在每个教室或者学生宿舍的每个楼层预留网络接口,实现无线网络的全面覆盖。校园无线网络的接口要进行科学的论证和合理的布局,这样才能方便学生在校园内随时随地上网,实现数字化校园。

2.3 校园无线网络的管理要简单易行

高校内的学生数量很大,在校园内铺设无线网络之后,校园内部的网络部门的管理者要对校园内师生和工作人员的无线网络进行管理,为了减少校园无线网络管理部门管理者的工作负担,我们希望校园无线网络的管理要简单易行,从而能够让网络管理者只需耗费少量的时间就能解决校园无线网络存在的问题,并且对网络的资源进行管理与分配,促进资源的合理利用。

2.4 校园无线网络的使用要实行自动化的服务

现如今,科学技术水平得到了提高,但人们也渐渐变得懒惰,所以针对校园无线网络的建设,我们必须为校园无线网络的使用增加自动化服务,以此来帮助师生进行校园无线网络的连接,让师生在寻找问题的答案的过程中享受到无线网络的方便与快捷,并且有效缩短网络使用者和网络管理者在使用和管理过程中所耗费的时间。

2.5 校园无线网络要能够确保多个媒体的正常应用

随着经济的不断进步以及社会的不断发展,人们对移动网络设备有了更高的要求,他们要求移动网络设备具有学习、听音乐、看电影、看小说、网上聊天和网上游戏等功能,但是校园无线网络的建设缺少科学合理的网络规划,所以不能满足师生对移动网络设备各项功能的要求,也无法提高师生的满意度,降低了师生继续学习的热情,不利于人才的培养。

2.6 校园无线网络的计费要透明、公正

有的学生在使用移动网络设备的时候,由于一时的疏忽大意,在没有购买流量的情况下进行网上活动,会让移动网络设备的使用者花费大量的资金,并且由于无线网络的计费缺乏透明性和公开性,更增添了一些莫名其妙的用网费用,这样就会影响使用者的心情,影响师生工作的积极性。当移动网络设备的使用者向人工服务台进行举报时,缺乏完整的数据来对自己的网上行为进行准确地记录,所以话费的数量遭到人们的质疑,不利于校园无线网络的终端与使用者之间的友好相处。

3 怎样建立理想的校园无线网络

3.1 在校园内覆盖高速的无线网络

为了让校园内的师生能够随时随地使用校园无线网络解决在工作、学习和生活中遇到的问题,校园有关部门要在校园内覆盖高速的无线网络,让校园无线网络分布在校园的每一个角落,使得师生能够及时找到解决问题的办法,激发师生学习的热情,让师生对科学有更深刻的理解,增强师生的创造力。

3.2 增加校园无线网络的安全保护措施

为了保障校园无线网络的安全,校园无线网络必须要能够抵抗网络用户利用专用工具的恶意攻击,还要能够防止外部的窃听,为了充分保障校园无线网络用户的安全,要对校园无线网络的用户设定安全准入窗口,防止不法分子的进入。随着不法分子进行不法行为手段的提高,要对校园无线网络进行多层次的安全防护,对无线网络用户的身份进行验证,对其访问的网址进行控制,进而保证合法用户的用网安全。

3.3 在校园内安排网管对校园的无线网络进行管理

随着移动互联设备的增加,大学生需要更加优惠划算的无线网络来进行网上活动,所以就会催动一些人利用计算机技术私自建立无线网络,影响他人无线网络的使用,为了解决这一难题,我们在校园内要安排网管来对校园的无线网络进行管理,减少不法用户的数量,保证合法用户的用网安全。

3.4 在校园无线网络中安装并运行关键性应用,从而确保校园无线网络应用的方便

当代大学生为了获得更多的知识,也为了给枯燥无聊的日子增添一些色彩,他们需要校园无线网络为他们提供更加方便快捷的登录点来进行网上活动,所以我们必须在校园无线网络中安装并运行关键性的应用,从而给学生的学习和娱乐提供方便,为学生的生活增加光彩。

3.5 做好校园无线网络的规划

在校园无线网络中,为了让师生充分享受网上活动的方便与快捷,在建设校园无线网络时,我们必须对校园无线网络进行规划,使校园无线网络能够给无线宽带应用做好铺垫,减少为了改造无线网络消耗的资金,并且无线网络在规划时要考虑到师生网上活动的需求,让师生能够利用多样的媒体进行工作和生活。

3.6 增加校园无线网络计费的透明度,并确保计费的准确性

根据对校园无线网络用户的调查结果可知,很多用户在使用无线网络的过程中,因为不了解无线网络的计费标准,对于购买的无线网络的满意程度总是很低,不利于校园无线网络的健康发展。为了改变这一不良影响,我们必须增加校园无线网络计费的透明度,对网络的使用费用进行准确的计算,促进校园无线网络的健康发展。

4 校园无线网络在安全管理上存在的问题

4.1 校园无线网络面临着网络入侵的威胁

由于校园无线网络具有开放性的特点,所以非法用户能够利用这一特点对无线网络的合法用户进行攻击,从而影响校园无线网络合法用户的使用,有的时候甚至会使整个校园无线网络出现大面积瘫痪的现象,影响教师的正常教学,机密文件缺乏安全保证,师生的个人信息会泄露。

4.2 高校内的学生使用非法的无线网络

校内的学生为了能够满足多数人对于网络的需求,会在学校现有的有线网络基础上私自建立不合法的无线网络,从而影响校园有线网络的使用,给校园的无线网络带来压力,学生的这种行为将会对校园无线网络的使用者带来影响,影响他们的用网速度,不利于提高校内学生对无线网络满意程度。

4.3 非法的校园无线网络用户对校园无线网络进行攻击

校园内存在很多外界不法分子感兴趣的项目研究和师生的学术论文,为了获得这些重要的资料,校园外部的非法用户会利用会话欺骗和拦截等手段来帮助其对无线网络进行攻击,窃取网络中重要的资料,不利于学校的发展。

4.4 校园内部的人员会对校园无线网络进行入侵

随着人们对知识的渴望逐渐加强,校园内部的人员也会对学校的资料产生兴趣,如果他们拥有比较先进的计算机技术,就有可能入侵校园无线网络,进而窃取校园内部的重要资料,给信息的使用者造成不便,影响校园的用网安全。

5 如何保障校园无线网络的安全

5.1 师生在使用校园无线网络时要进行资格认证

校园无线网络的开放性给师生的资料带来了威胁,为了将威胁降到最低,师生在进入无线网络时,要进行入网资格验证,从而避免其他非法用户的网络入侵,影响师生正常用网。

5.2 网络管理人员定期对校园无线网络进行检测

在校园内,为了解决学生私自建立无线网络的问题,校园内部的网络管理人员要定期对校园的无线站点进行检测, 如果搜索到未知的无线站点,要采取有效措施来禁止未经授权的网络设备的使用,从而保证合法校园无线网络用户的合法权益。

5.3 将重要的资料与无线网络分割开来,防止重要资料的泄露

由于非法用户会利用一些先进的手段来窃取网络的地址信息,从而攻击校园无线网络的系统,窃取校园内部重要的信息,影响校园无线网络用户信息的安全。为了消除这一影响我们要将重要信息与无线网络分割开来,防止非法用户入侵校内系统,对信息进行窃取或篡改,避免给校园无线网络的使用者造成巨大的损失。

5.4 在校园无线网络内部增设防火墙和追踪、记录系统

俗话说得好,“日防夜防,家贼难防”,为了防止校园内部人员的入侵,我们必须在校园无线网络的内部增设防火墙,还要在无线网络内部安装追踪记录系统,从而追踪非法入侵者的IP地址,将其非法入侵的过程进行记录,从而为抓捕非法入侵的用户提供证据。

6 结语

随着校内师生对校园内无线网络的要求的提高,我们必须对校园无线网络进行改进,让校园无线网络实现随时随地的使用,确保校园无线网络的安全,实现无线网络的实时管理以及使用的方便快捷,并能够应用多样的多媒体,为师生带来视觉和听觉方面的感受,在计费方面还要保证准确,让师生能够安心地使用校园无线网络。除此之外,我们还要对校园无线网络进行安全管理,从而实现校园无线网络的安全。

(山东省东营市委党校,山东 东营 257000)

参考文献

篇(4)

1 GPRS网络体系结构

图1给出了GPRS网络的基本网络体系结构框图。GPRS网络中新增两种重要的网元SGSN和GGSN。在GPRS阶段2(GPRSPhase2)中又引入一个重要的网元-点对多点服务中心(Point-To-MultipointServiceCenter-PTM-SC),它专门用于GPRS网络中的点对多点业务。为了增加安全性以及便于在PLMN网际之间的互联,另外定义了一个网元称为边际网关(Border Gateway-BG)。PLMN网内和PLMN网际间的骨干网都是基于IP网络的新网元。除此以外,GPRS中还有一些新的网关,如计费网关(Charging Gateway)和法定监听网关(Legal Interception Gateway-LIG)。

2 无线网络优化问题分析

GPRS网络从一期建设经过试商用期,到现在的正式商用阶段,网络优化工作中遇到了很多实际的问题,下面就其中一些主要问题进行列举。

2.1 PDP激活成功率低

(1)MS未送APN(接入点名称)或送上的APN错误,HLR中没有通配符;

(2)QoS协商失败;

(3)用户使用终端设备与网络不匹配,SGSN在收到其PDP context激活请求时立刻拒绝或不加处理。

2.2 随机接入和立即指配成功率低

(1)RACH(随机接入信道)或AGCH(允许接入信道)配置不合理;

(2)由于无线干扰(如直放站、信号屏蔽器等的干扰)或基站硬件设备故障导致无法解码消息;

(3)网络存在上下行频率干扰;

2.3 RLC(无线链路控制)重传率高

主要由C/I(信/干比)低引起,可能导致C/I太差的原因有:服务小区的信号功率弱、干扰信号太强、干扰小区的功率大、带外干扰严重、小区覆盖不合理、微蜂窝小区过密、直放站干扰、室内干放干扰、CDMA干扰等。需要注意的是,重传时各设备厂商策略的不同会导致时延差异较大,需要厂商提出具体解决方案。

3 GPRS优化设计

在保障语音业务的质量和稳定性的前提下,全面提升GPRS无线性能和服务质量稳定性,改善用户满意感知度,以下结合实际工作情况对GPRS无线网络优化经验进行介绍。

3.1 容量优化

因需要与语音业务竞争无线资源,GPRS的容量问题逐渐成为严峻的挑战。IP吞吐率在很大程度上受到了容量短缺的限制。我们分析了容量受限主要影响因素(预清空参数、共享系数、PCU拥塞、GSL设备利用率、下行TBF时延等等),并提出了相应的优化方法和调整建议。

我们谈的PCU的处理能力问题,主要分为2个方面,一个是RPP上所能支持的GSL设备数的多少,一个是RPP对于PDCH信道数的处理能力。

另外要注意的是当处理GB口链路的设备数小于18(加上1个设备用于链路同步,共19个设备闭塞)时并不会比等于18时使用于PDCH处理的设备数增多。也就是说GB口链路的设备数小于18或等于18时对PCU在PDCH处理方面的资源是一样的。

3.2 干扰优化方法描述

第一、硬件问题

基站载波硬件或室内分布系统故障会造成干扰问题,在统计上表现为IP吞吐率低、无线层速率低等现象。另外一般还会伴随有GPRS/GPRS接入成功率、TBF建立成功率低,可以通过查看统计PREJTFI、PREJOTH和TBF建立成功率发现。

第二、网内频率干扰

像话音频率干扰影响一样,GPRS的频率干扰会造成C/I值低、无线块误码率高、重传多,最终影响传输速率。在统计上主要表现为无线层速率低,另外无线原因导致TBF非正常释放比例大,也就是统计LDISRR数较多。要解决频率干扰,可使用语音频率干扰优化的方法。

第三、网外干扰

通常由于网外干扰比较强,影响范围较大,可以比较容易辨认出。一般可以通过在终端使用指令“RLCRP:CELL=cell;”来查看上行干扰发现。统计上主要针对上行的无线层速率,另外当存在较大上行统计时IAULREL也会较多。对于这类问题,一般需要使用扫频仪器现场查找干扰源,待干扰源清除后就可以解决。

第四、过覆盖问题

小区过覆盖会造成较大的信号干扰,要检查小区是否过覆盖可通过分析MRR工具的TA值得出。当发现TA值较大时,小区过覆盖的可能性较大。另外一方面,小区重选参数设置不当也会造成小区的过覆盖,这时需要对小区重选参数,比如:CRO、CRH等参数作检查。

[参考文献]

[1]高疆,等.GPRS无线网络优化探讨,[会议论文].中国通信学会无线及移动通信委员会学术年会,2002年.

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1引言

人类全面进人信息化社会,世界发达国家高度重视信息技术对教育的影响和作用,高等教育必须适应信息化社会对教育的需求。但随着高校扩招的推进,各高校在校学生人数激增,教学资源紧张日趋严重,为使教学资源得到充分优化利用,有效的方法是建设无线校园网,营造数字化校园已是大势所趋、人心所向,创建数字化校园,实现超时空虚拟大学。

2数字校园

2.1数字化校园内涵

数字化校园是以数字化信息为基础,以计算机技术和网络系统为依托,支持学校教学和管理信息流,实现教育、教学、科研、管理、技术服务等校园信息的收集、处理、整合、存储、传输、应用,使教学资源得到充分优化利用的一种虚拟教育环境。

2.2数字化校园是传统校园的时空拓展

(1)空间拓展。传统意义上的教室不复存在,将校园的功能突破围墙的限制,成为一个可以覆盖网络可达范围的无疆域的大学。

(2)时间拓展。人们可以根据自己的需要自主安排学习时间,突破了传统上定时定点集中上课的束缚,在网络覆盖区任何角落,只要有一台笔记本电脑,便可以随意上网接受教育。这种不受时间和地点限制、不受电缆和网络线、布线限制的网络访问模式,就是无线上网。现在无线局域网络(WirelessLocalAreaNet-work,WLAN)在全球各地的数字化校园建设中已悄然兴起,成为教育网络发展的主要潮流。

3无线局域网

移动设备的发展催生了无线数据传输的应用。在此以前桌面机和服务器以及各种连接的电缆线还统治着市场,网络线,电话线们构筑起整个有线世界。随着Internet的飞速发展,无线网络还是被推上了日程。作为无线网络之一的WLAN,满足了人们实现移动办公的梦想。WLAN是利用无线通信技术在一定的局部范围内建立的网络,提供传统有线局域网的功能,能够使用户真正实现随时、随地、随意的宽带网络接人。WLAN可应用于办公、医院、校园、社区、厂房、监控、会议等,是当今网络发展的一个主要潮流。

3.1WLAN网络配置

在WLAN环境中要配置两种设备。一种是用来专门进行数据接收和发送被称作无线访问节点AP(AccessPoint)的设备见图1。一个AP能够在几十至上百米的范围内连接上百个无线用户。另一种就是提供给终端用户使用的无线网卡(WLANCard),通过无线网卡才能访问整个网络。

3.2WLAN特性

WLAN具有易安装、易扩展、易管理、易维护、高移动性、保密性强、抗干扰等特性。刚开始是作为有线局域网络地延伸而存在的,各单位广泛采用WLAN技术来构建其办公网络。但随着应用的进一步拓展,WLAN已发展成为公共WLAN,成为Internet宽带接人手段。

3.3WLAN应用范畴

WLAN应用包括:①休闲旅游。应用在生活社区、游乐园、旅馆、机场车站等游玩区域;②移动办公。应用在政府办公大楼、校园、企事业单位、医疗、金融证券等。③变化区域。难于布线及频繁变化的环境,临时需要的宽带接人,流动工作站等,建立WLAN是理想的选择。

3.4WLAN网络安全

用有线网络的安全措施可以满足其安全性需求,但对于安全性要求特高的用户,仍然存在着安全隐患,需要在无线接人点AP上加密即可达到安全要求。

4创建无线校园网络

随着高等学校大量扩招,教室、公共机房、电子阅览室、实验室等都无法满足教学的需要,教学资源相当紧张,造成这种困境的根本原因是教学受地点和时间的限制。改变这种局面的有效方法是建设无线校园网,人们可以根据自己的需要随时随地自主安排学习,实现教学不再受地点和时间的限制。

4.1安装、维护简单易行

无线校园网络系统可有效解决上述场所物理布线困难等难题,是目前局域网用户升级、改造现有网络最佳途径。既可用于物理布线困难的地方,调试也相对简单,更能节省大量的维护费用。其特点是有良好的先进性、开放性、可靠性、扩充性、管理性、实用性。

4.2实现动态管理

运用无线网络技术,笔记本电脑和服务器之间无需物理连接,通过AP实现与现有有线网络的连接,多人可同时上网;同时支持动态接人,在有效范围内,传输信号可以穿透墙壁等固体物质。

4.3教学资源利用充分

学校不必再投人大量的资金来建设许多公共机房;有笔记本学生用其笔记本上网,无笔记本的学生用现有PC上网,无需作更多的投资就能真正实现数字化校园的功能。教学不再受地点和时间的限制,缓解教学资源紧张的矛盾。

4.4节约经费

网络所需的基础设施不需再埋在地下或隐藏在墙里,节省大量的布线成本。而笔记本的价格正变得越来越平易近人,在笔记本上搭载无线连接技术也成了一块新兴的市场。教师和学生都使用笔记本电脑办公,学校就无需购置专用的教学PC,仅需购置无线网卡即可。

4.5易管理

无线校园网在安全维护上并不需要特殊的投资,在管理上则完全按照有线网络来管理。即通过服务器来给不同的用户设置权限,这样不同的用户只能访问特定的资源,即使是外来用户进人无线校园网的辐射区域,只能访问公开的信息。

5存在问题

5.1无线校园网未普及

全国虽然已经有很多高校建起了校园局域网,但使用无线校园网络的高校却不很多。因此,真正实现无线网络的数字化校园,还是任重道远。

5.2信息共享欠缺

校园内部网络安全防范与信息过滤欠缺,各个应用系统之间难以保证信息的一致和及时的数据交换,形成了很多“信息孤岛”,没有资源共享的平台,造成大量可用资源无法得到充分的使用。

5.3加密防火墙

对于无线网络来说,除存在有线网络存在的网络间黑客攻击和病毒侵袭以外,最大的问题是加密密码被泄露或破解问题,因此需安装二道防火墙,以确保关键系统不被人侵。

5.4信号接收不稳

无线网络虽然免去了布线的烦恼,但是它同样也给用户出了一个难题,AP放置地点、位置、无线网卡质量好坏、用户上网的地点、位置、方向、天气等都影响信号的接收以及信号的稳定。

6国内外高校应用实例

创建无线网络的数字化校园在国内外很多大学中已经启动,如斯坦福大学、麻省理工学院(MIT)、加州大学伯克利分校、纽约州立大学、德国亚深大学、北京大学、香港城市大学、香港中文大学、新加坡南洋理工学院等著名高等院校。

6.1北京大学

北京大学是中国率先进行校园无线局域网络建设的大学,而校园无线网络项目的投人使用,无疑使北大的教育网络建设在国内院校中率先走向了国际化。北京大学无线校园网共设计有250个节点,分布在办公区、教学区、学生宿舍区、图书馆、大讲堂、场、静园、勺园、朗润园、未名湖畔等处,覆盖了整个主校区。北大师生只要通过移动PC和无线网卡就可以在校园的任何地方上校园局域网或联接互联网,上网访问、查阅资料。无线网络的实施标志着北京大学将成为中国首家拥有校园WLAN的高校,也标志着中国高等院校教育网络建设在与国际接轨的道路上又迈出了重要一步。

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一、TD-LTE通信系统

LTE是以OFDM技术为核心,取消了无线网络控制器(RNC),采用扁平网络架构,由3GPP组织制定的全球通用标准。LTE包括频分双工(FDD)和时分双工(TDD)两种模式。

TD-LTE是指TD-SCDMA的长期演进,是TDD版本的LTE技术,采用了TDD(时分双工)、OFDM(正交频分复用)、MIMO(多输入/多输出)以及高阶调制等多项关键技术。

二、TD-LTE无线网络组成及其规划

2.1 TD-LTE无线网络组成

TD-LTE在组成方面同前代相比最大区别在于取消了RNC,eNB与EPC间通过S1接口直接相连,eNB与EPC节点多对多连接,形成网格网络,eNB之间通过X2接口直接相连。

EPC可分为控制面实体MME和用户面实体S-GW(SGW/ PGW)。

S1接口是eNB与EPC之间的接口,它分为用户面和控制面。S1的控制面接口(S1-MME)提供eNB和MME之间的信令承载功能。S1的用户面接口(S1-U)提供eNB和S-GW/ P-GW之间的用户数据传输功能。

X2接口是eNB和eNB之间的接口,该接口用于负载管理、差错处理以及终端的移动性管理,用户面接口称为X2-U,控制面接口称为X2-CP。

2.2 TD-LTE无线网络规划步骤

TD-LTE规划流程同样包括数据采集、规模估算、站址规划、网络仿真、性能评估和调整五个阶段。

数据采集,先根据建网策略提出建网指标,收集准确的现网基站、地理信息、业务需求等数据,用以明确建设区域及场景。规模估算主要是通过覆盖和容量来确定网络建设的基本规模。容量估算则是分析一定时隙及站型配置条件下,TD-LTE网络可承载的容量,计算是否可以满足用户容量需求。站址规划主要是依据链路预算的建议值,结合目前网络站址资源情况,进行站址布局,并在确定初步布局后,结合现有资料或现场勘测来进行可用性分析,确定目前覆盖区域可用的共址和新建站点。网络仿真是指在完成初步站址规划后,进一步将站址规划方案输入到TD-LTE规划仿真软件中进行覆盖及容量仿真分析。

通过分析仿真输出结果,可以进一步评估目前规划方案是否可以满足覆盖及容量目标,如存在部分区域不能满足要求,则需要对规划方案进行调整修改,最终满足规划目标。

2.4 TD-LTE无线网络规划要点

TD-LTE网络规划中,传播模型用于计算发射端到接收端的路径损耗。

目前采用COST231-Hata模型作为初始模型:

其中:

d单位为km,f单位为MHz;

L为城市市区的基本传播损耗中值;

hb、hm为基站、移动台天线有效高度,单位米;

a(hm)为移动台天线高度修正因子;

Cm为城市修正因子。

采用COST231-Hata模型计算(2.6GHz频段)典型城市链路预算结果如下:

现阶段TD-LTE容量规划主要考虑小区平均吞吐量,要求在每扇区1载波同频网络、20MHz、2:2子帧配置条件下:小区下行平均吞吐量达到20Mbps;小区边缘用户下行平均速率不低于500kbps;TD-LTE试验网容量仿真业务模型取定方式为单小区10个FTP用户。

TD-SCDMA网络CS64业务覆盖能力略强于LTE网,因此TD-LTE如果要达到邻区空载、10用户同时接入时、边缘单用户下行吞吐量大于1Mbps的覆盖目标,理论上需要在TD-SCDMA现网站距基础上增加少量站点。

三、小结

本文通过介绍TD-LTE技术,引出了TD-LTE网络规划设计,并详细介绍了TD-LTE网络组成及规划要点。但无线网络的规划设计、建设及优化是一个重复递归的过程,如何做好网络建设和优化,提高通信质量,需要我们不断的实践探索,总结完善。

参 考 文 献

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1. 前言

计算机的发展日新月异,其应用已经渗透到社会上各个领域。在高等院校,计算机机房为计算机专业学生提供了理论学习和动手操作的重要场所,在日常教学中扮演着重要的角色。我院软件学院成立至今,机房从原有的9个迅速增加到现有24个,足见机房在日常教学中不可或缺的地位。然而,随着旧机房电脑日益老化且配置相对较低,现已难以满足日常教学的要求,如何建设一批灵活高效的现代化网络机房成为我们机房工作人员急需思考的问题。

2. 机房现状以及机房建设方案设定

目前,我院计算机机房的使用率高,大部分机房一天需排课12节,承担着艰巨的教学任务。本人经过调查研究,就机房现存问题与建设方案分析如下:

(1)教学软件更新快,对硬件的要求越来越高。例如:运行网络虚拟机(VMware)、oracle数据库、SQL2005等软件机器根本运行不了,运行这些软件至少需要提供1G以上的内存,但我院有一半机房电脑内存只有512M,有些还是从256M升级来的。

(2)机房电脑反应慢。机房除了安装一些常用软件还要安装专业教学软件,由于机房资源紧张,往往几个不同专业的学生需要共用一个机房,为了提供不同专业的学生学习,需要安装各类专业教学软件,从而增加了机器的负担,导致系统反应过慢。另外,还有病毒、系统漏洞等引起。

(3)设备故障率高,直接影响教学效果,同时给机房工作人员增加很大的工作量。原因一方面是设备使用频率高,时间长,会自己出现各种故障;另外,学生上机操作不当是引起设备故障的重要原因之一。毕业论文,无线漫游。。

(4)学生携带笔记本电脑进入机房,对机房网络提出了新的要求。目前,随着笔记本电脑的普及,越来越多的学生上课时携带笔记本电脑进入机房,然而现机房里的电源插座、网线接口都是按信息接入点分配固定好的,笔记本电脑进入机房就需要为它们另外提供电源插座,网线接口。网线也都是机房建设时预埋好的,没有多余的接口,学生就只有从原来的信息点上把网线接口拨下插到自己的笔记本上来使用,这样来回插拨,容易引起网线头松动令网络不通畅。有时也不失有个别学生蓄意破坏机房网线,这也对机房的网络提出了更新更高的要求。

针对我院机房的现状,提出组建笔记本无线局域网机房,利用无线局域网技术(WirelessLocal-Area Network,WLAN),再结合笔记本电脑组建灵活高效的现代化网络机房,为我院教育信息化建设做好铺垫。本文将详细介绍组建无线局域网的全过程。

3.无线局域网机房的优势和特点

随着网络技术与无线通信技术的蓬勃发展,网络组建技术从传统有线网络发展到无线网络,而作为无线网络之一的无线局域网以其布线容易、组网灵活、移动性高等优势在网络中发挥重要的作用。与有线局域网相比无线局域网具有以下特点:

(1)无线网络建设更加便捷。相对于有线局域网来说,无线局域网免去或减少了大量布线工作,在建设时不需要挖地槽、穿墙。一般只需要安装一个或多个无线访问点(Access Point,AP)设备就可以覆盖到整个建筑。

(2)无线局域网具有高移动性,可实现漫游功能。在无线局域网的信号覆盖范围内,无线终端可以任意移动,在不同AP之间可以实现无线漫游功能,总是与网络保持连接状态,不受有线网络束缚。

(3)无线局域网组网灵活,终端接入简单。灵活组建临时无线网络,不需要布线,不会影响整个网络拓扑结构,无线终端接入只需简单的设置就可以接入网络。

4. 组建笔记本无线局域网机房实施方案探讨

4.1 设计原则

对机房内部进行无线信号的完全覆盖,以便无线终端在机房里能实现漫游。为给无线传输提供良好的质量与可靠性,需要合理布置AP,以便每个AP达到最佳功效,基本保证每个AP至多接入20—30个无线用户,在机房放置4个AP,最多可以接入80—120个用户。另外还需要宽带路由器,利用路由器的管理功能来控制流量、禁止学员访问不健康网站。

4.2 设计方案

学校的有线网络已有规模,因此可以利用原先的信息点,即路由器通过双绞线与校园网相连,其它的无线设备(AP)利用双绞线与路由器相连,无线用户就通过AP接入网络。其网络拓扑图如图1所示:

图1 机房网络拓扑图

4.3 无线网络基本配置

硬件安装完后,我们需要对路由器、AP和无线客户端进行配置。

(1)路由器设置

下面我们以D-Link DI-604+ 路由器为例。先来做好前序工作,首先,用双绞线一头接到电脑,一头接到路由器。设置电脑的IP地址为自动获取,然后,打开IE浏览器,在地址栏输入路由器的默认IP地址(请参阅你的产品说明书,一般都为192.168.1.1),接着会提示你输入用户名和密码。

现在开始配置路由器:

第一步:设置广域网IP地址即校园网内部地址;

第二步:设置允许访问路由器的局域网IP地址。本局域网需要为4个AP分配IP地址;

第三步:配置路由器包过滤、流量控制、网络安全等问题。

(2)无线AP配置

由于用到多个AP,就会遇到问题,当移动的用户在不同的无线AP之间切换时每次都要查找无线网络,重新进行连接,非常麻烦。为了解决这个问题我们引入了无线漫游这一概念。要实现无线漫游,首先,我们必须给每个无线AP分配好IP地址,并且保证所有无线AP的IP地址都在同一网段;然后,把每个无线AP的工作模式都设置成AP模式,并且它们的SSID必须设置相同。毕业论文,无线漫游。。

下面我们以D-Link DWL-2100无线AP为例。它跟配置路由器的前序工作差不多(默认IP地址为:192.168.0.50)。

现在开始配置AP:

第一步:设置AP的Mode选择为Access Point模式(即接入点模式),类似于有线网络中的交换机。毕业论文,无线漫游。。在这种模式下,无线AP即可以和无线网卡建立无线连接,用LAN口与前端的路由器相连;

第二步: 配置“SSID”和“Channel”,同时开启无线功能。4个AP的“SSID”必须相同,“Channel”选择不同的信道值;

第三步:为4 个AP分配固定的IP地址,使它们IP地址都在同一网段,并启动DHCP功能。

(3)设置无线客户端

客户端配置简单只需要无线网卡,开启无线网卡,它会自动搜索可用的无线网络,选中自己的无线网络点连接就OK。连接上后,会自动获得一个IP地址。

5. 结语

通过精心的设计,无线漫游、无线接入等技术都得以实现。伴随着人们对无线产品的需求俞来俞大,无线网络将在金融、教育、医疗等领域得到广泛的应用,技术的不断创新将会使无线网络的应用取得更好的效果。

参考文献:

[1]杨军,李瑛.无线局域网组建实战[M].电子工业出版社,2006.

[2]张圣.基于WLAN技术的无线校园网组网研究[J].信息技术,2005.

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二、覆盖范围选择

TD-LTE网络建设要以市场业务需求为导向,将网络建设到用户真正需求的地方。中国移动建设TD-LTE最大的可能是采用D频段(2570-2620MHz)或者F频段(1880-1900MHz),而TD-LTE覆盖范围与频段的选择是密切相关的。通常情况下,D频段覆盖室外热点区域,F频段进行室外全覆盖。选择TD-LTE覆盖范围时不应仅仅考虑网格测试区、主城区、城区等范围,建议综合考虑下面的因素:(1)覆盖范围应重点考虑数据热点区域与网格测试区。(2)在规划TD-LTE覆盖区域时应尽量连续,特别是规划D频段时,不能因为D频段是覆盖热点区域,而被划分成一个个的小区域,如果规划覆盖范围过小,会造成后期网络测试及TD-LTE业务推广均会出现很大的问题。(3)由于高校的数据流量一般较高,所以大学城等高校密集区域,应考虑在覆盖范围内。从现网TD-SCDMA的数据来看,虽然高校区域的TD-SCDMA载频更多,但高校区域的TD-SCDMA网络利用率仍高于非高校区域的TD-SCDMA网络利用率,高校区域也是TD-SCDMA网络首先需要扩容的区域,应优先建设TD-LTE。(4)对机场、重要的党政军机关、重要的酒店(例如处于郊区的但经常召开重要会议的酒店)应该包含在TD-LTE覆盖范围内。

图1是某城市的覆盖区域示意图,左图是数据密度仿真结果,右图是本次规划确定的TD-LTE覆盖范围。

D频段覆盖热点区域,可根据现网数据密度仿真及区域重要性划分为四个大的区域,包含了该城市中心城区、新城区、大学城等区域,如右图红色区域所示(包含蓝色区域)。F频段进行全覆盖,可根据TD-SCDMA覆盖区域及现网数据密度仿真来确定覆盖范围,如右图绿色+黄色区域所示,绿色为TD-SCDMA覆盖主城区范围,蓝色区域为主城区以外的热点区域。

三、宏站规模

通常根据覆盖预测来进行TD-LTE宏蜂窝站点数量的确定。根据理论计算,在达到同等覆盖质量的前提下,如果使用F频段可比使用D频段节省46%的建站资源(随传播模型不同,该值会不一样)。在进行TD-LTE规划时,D频段站点可略多于覆盖预测的站点。但由于TD-LTE D频段规划站点多于现网TD-SCDMA站点数,受限于选点难度,新选站点不宜太多。但在进行F频段的TD-LTE规划时,相对于覆盖预测,建议加大F频段的站点数量。因为在TD-LTE采用F频段时,站点数少与同覆盖区的TD-SCDMA站点数,站点可选择的余地较大,而且TD-LTE采用F频段的目的是进行连续覆盖,为了保证TD-LTE的网络质量,宜加大F频段的站点数量。

四、规划站点选择

在进行TD-LTE前期规划时,规划站点选择很重要,在不考虑现网实施条件的情况下,建议按以下原则进行规划站点选择:(1)TD-LTE站点不能仅仅在已建TD-SCDMA站点中选择,而应该综合GSM网络和TD-SCDMA网络的现有资源来选择。GSM网络站点数通常比TD-SCDMA网络更多,而且建设更早,综合GSM网络和TD-SCDMA网络现有和规划站址一起来规划TD-LTE站点,选择余地更大。(2)先考虑容量站点,再考虑覆盖站点。容量站点中优先选择高校站点和单站流量(G+T流量)比较高的站点。建设TD-LTE网络的目的是吸收高数据流量,高校站点通常数据流量比较高,而且发展潜力大,应优先选择。同理,单站流量(G+T流量)比较高的非高校站点也应该优先选择。(3)在容量站点确定后,才考虑覆盖站点的选择。覆盖站点优先选择建设单位标明的VIP站点,建设单位标明的VIP站点通常除了高流量站点外,大部分为需重点覆盖的站点,这些站点如果在TD-LTE覆盖范围内应全部选择。除了上述站点以外还需要挑选站点的,建议按下面的顺序考虑:①优先考虑已建TD-SCDMA/GSM共址站点;②其次考虑已建单GSM站点;③再次考虑已在前期规划但尚未建设的TD-SCDMA或者GSM网站点。

因为在TD-SCDMA/GSM共址站和单GSM站点中选择时,单GSM站点有可能不具备再增加一套系统的条件,所以优选TD-SCDMA/GSM共址站点。在已建、规划站点中选择时,应优先选择已建站点,因为TD-SCDMA或者GSM网规划的站点存在不确定性,后期可能会改址,会影响TD-LTE的规划。

五、天线选择

TD-LTE的天线选择也与其采用的频段密切相关。如果LTE采用F频段,可直接使用现网的F+A天线。如果LTE采用D频段,有两种选择,可选择新建单D天线,也可选择将原有F+A天线替换为FAD天线。

从业务发展趋势来看,中国移动TD-LTE宏基站网络最终会走向F/D频段共同组网,所以对于新建站点,建议一次建设到位,直接采用FAD天线,避免后期再进行改造。

对于D频段改造站点来说,建议优先采用新建单D天线的方式,因为更换现网天线会对原有网络质量造成影响,而且FAD天线单价远高于单D频段天线单价。在前期规划过程中,应优先选择天面条件较好的站点作为TD-LTE站点,只有对于天面新增天线施工困难的情况,才考虑替换原有天线。

六、分布系统选择

因为TD-LTE的频段较高,对于规划区内的TD-SCDMA物业点均建议建设TD-LTE系统。

TD-LTE室内分布系统建设方式包括单路建设方式和双路建设方式两种。双路分布系统相对于单路分布系统具有1.5~1.8倍的容量增益,对于提升小区吞吐量和用户峰值速率体验具有明显的性能优势,故在数据流量较大的区域,LTE应建设双路分布系统。

中国移动集团在《LTE扩大规模试验无线网建设指导意见》中建议:“对于新建场景,建议除物业点的地下室(无人员聚集)、停车场、电梯区域外,均建设双路分布系统。对于改造场景,优先采用单路室分系统改造方式,在容量需求较高或示范作用显著的物业点建设双路分布系统,覆盖除地下室(无人员聚集)、停车场、电梯外的区域。”

但实际规划设计中很难按此考虑。双路分布系统由于需要双路馈线和双倍天线,建设难度很大,特别对已建单路分布系统的物业点,再建设一路分布系统协调难度很大。对某地市的现网情况进行调研后发现,现网有双路分布系统的物业点不到1%,主要原因就是因为协调困难。而且从投资效益上说,双路分布系统投资接近翻倍,但是很多物业点并没有建设双路分布系统的必要。现网很多分布系统是为了解决TD-SCDMA网络的覆盖需求而建设的,并没有很高的用户数及数据流量,在这些物业点建设双路分布系统会造成投资浪费。

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WCDMA网络规划主要包括覆盖规划、容量规划、业务质量规划以及与之相关的无线网络资源的规划。WCDMA系统覆盖能力与系统容量、负载状况相关。系统负载的增加会导致覆盖范围的缩小,这就是WCDMA的“软”特性。同时由于WCDMA系统的目标是为用户提供包括话音业务在内的多种不同速率、不同QoS质量要求的业务,因此业务质量要求也与网络的覆盖和容量有密切关系。在同一小区内,不同的覆盖范围可以提供不同质量要求的业务。

WCDMA网络规划的目标是根据规划的无线网络特性以及网络规划的需求,通过对相应的工程参数和无线资源管理参数规划设计,使得在满足一定信号覆盖、系统容量和业务质量要求的前提下,综合建网成本最低,并能保证网络具有良好的可升级能力。因此,WCDMA无线网络规划一般需要关注以下几个方面。

(1)总体规划

WCDMA是一个自干扰系统,WCDMA无线网络规划的核心就是对系统干扰的控制。如果仍采用传统的GSM无线网络规划的分阶段规划和分阶段实施的原则,就会产生新加站对原有系统的强烈干扰,这一点在国内外的CDMA网络建设中已得到了证实。因此WCDMA网络规划一般采用全网总体规划,分阶段实施的原则,也就是通过合理的话务预测来得到未来几年WCDMA网络的用户数量和话务量,并据此对WCDMA无线网络进行规划。在实施过程中,根据预测的用户数量和话务量,在规划的基础上分阶段进行网络建设,这样将大大减少后期维护和优化成本,系统也将具有很好的可升级能力。

基于全网总体规划,分阶段实施的原则,需要对未来一段时间的用户数量和业务发展进行准确的预测,预测过高将会导致建设成本的增加,而预测过低将无法满足实际业务的发展需要。由于经济的发展、市场竞争格局的变化以及新技术的出现都可能对预测的准确性产生较多影响。因此,为了既能保证一定的预测前瞻性,又能适应各方面条件的变化,一般将预测时间设定为3~5年为宜。

(2)覆盖、容量规划

根据不同的自身发展战略、3G发展定位、可分配资源等情况,对WCDMA覆盖将有不

同的原则。一般包括:“孤岛型”覆盖,先满足热点地区需求,再逐步扩张3G覆盖与容量;“撒网型”覆盖,3G建设采取广覆盖、小容量形式,再逐步进行容量扩充;“全面型”覆盖,广覆盖,大容量,全面铺开,迅速实现3G规模化商用。

根据各种因素的博弈,WCDMA网络覆盖一般应该考虑各地的经济发展水平、市场需求等条件,在经济发达、市场需求较高的地区实现连续覆盖,在欠发达地区进行重点城市和区域的覆盖,即采取“撒网型”的覆盖方式。同时,随着WCDMA网络的发展,网络规划应实现在发达省市绝大部分乡镇的覆盖,在中等发达地区大部分乡镇的覆盖,在欠发达地区可实现少部分乡镇的覆盖,并最终实现全国范围内的覆盖。

容量规划应该根据覆盖区域的业务流量密度、可以利用的频谱以及对用户增长的预测等因素综合考虑。WCDMA具有“大覆盖,小容量”特点,因此容量规划与覆盖规划是相关联的。WCDMA无线网络覆盖规划一般是在一定的负载条件下进行规划,对于不同的建网阶段、不同的区域分别按照上行链路35%~75%的负载进行规划。

(3)室内规划

WCDMA网络由于其工作在2GHz的频段,因此其无线传播特性较之于GSM网络要差,并且由于WCDMA技术的自干扰特性等,传统的依靠室外来对室内进行覆盖的方式不再适用;同时,由于3G业务更多的是支持各种高速数据业务,而数据业务一般发生的区域是在室内,因此,WCDMA网络在规划初期就需要考虑较为完善的室内覆盖。国外3G网络的发展也证明了这一点。室内分布系统规划主要考虑室内外频率策略、切换策略、分区策略等方面。

(4)业务规划

在前面已经提到WCDMA网络的目标是为用户提供包括话音在内的多种不同速率、不同QoS质量要求的业务,因此,无线网络规划阶段须考虑未来WCDMA网络所要提供的业务类型、话务密度等因素。一般认为,WCDMA网络将是一个承载基本话音和多种不同速率业务的混和网络,即除了要提供与2G网络相同的基本话音业务之外,还要提供区别于2G网络的差异化业务,这包括CS64kbps可视电话业务,PS64/128/384kbps数据业务等。其中,CS64kbps可视电话业务是WCDMA系统区别于2G业务,也是区别于其他3G系统的特色业务,同时一般也被认为是未来3G中的较具有竞争力的业务,因此,WCDMA网络一般是以CS64kbps可视电话业务连续覆盖为原则,同时由于分组域数据业务的上行一般为PS64kbps,在此条件下也能较好的保证各种不同速率分组业务的进行。在数据业务热点地区,规划初期可以考虑PS128kbps或者PS384kbps连续覆盖,这样既能保证WCDMA系统有足够的容量,又能保证为用户提供各种不同QoS的业务。

另一方面,随着WCDMA技术的发展,HSDPA技术也逐渐成熟,各个WCDMA系统设备和终端厂商将能陆续提供商用HSDPA系统和终端设备。因此,在进行业务规划的时候,也需要考虑到可以承载更高数据速率业务的HSDPA规划。

(5)2G/3G协同规划

2G网络是运营商所具有的宝贵资源,这不仅包括2G系统的基站站址、室内分布系统、机房、天馈等设施和场所,也包括经由2G网络所获得的关于用户的话务密度、用户分布等重要数据。因此在进行WCDMA无线网络规划时,应该充分、合理利用2G网络的各种资源。

WCDMA无线网络规划流程介绍

WCDMA无线网络规划一般包括无线网络设计需求的确定、传播模型校正、初始无线网络设计、详细无线网络设计以及初始网络调整等几个阶段,其中每个阶段有不同的工作重点。下面分别予以介绍与分析。

(1)无线网络设计需求的确定

无线网络设计的初期,需要根据具体服务区对覆盖的要求、容量的要求以及服务的种类及质量要求并参考服务区的话务密度等情况来确定网络设计的需求。

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随着网络应用日益丰富,传统局域网络已经不能满足师生对移动网络的要求,无线局域网作为有线网络的补充手段,被更多的师生所认同和接受。众多师生开始在无线局域网中开展各种应用业务,教学、科研、管理、生活正在悄悄地改变。虽然如今无线局域网还不能完全脱离有线网络,但近年来,随着无线局域网技术业趋向成熟,无线局域网与有线网络的无缝连接,无线局域网正在以它的较高传输能力和很好的灵活性在高校各项应用中发挥日益重要的作用。

1 无线局域网基础知识与架构

1.1 无线局域网

无线局域网(Wireless Local Area Network,WLAN)是指以无线信道作为传输媒介的计算机局域网络,是计算机网络与无线通信技术相结合的产物,它以无线多址信道作为传输媒介,提供传统有线局域网的功能,能够使用户真正实现随时、随地、随意的宽带网络接入。

1.2 无线局域网的技术标准

无线局域网是利用射频技术实现无线通信的局域网络。该技术产生于20世纪80年代,WLAN主要是作为传统布线LAN的延展和替代,它能支持较高数据速率(1~300Mbit/s)、采用微蜂窝、微微蜂窝结构的,自主管理的计算机局部网络。还可以采用无线电或红外线作为传输媒质,采用扩展频谱技术,移动的终端可通过无线接人点来实现对Internet的访问。无线局域网有以下常用标准:

1)IEEE802.11b

802.11b(通常又称Wireless Fidelity,WI-FI),是现在最普及的无线标准之一。设备工作在2.4GHz的范围内,带宽可以达到11Mbps。

2)IEEE802.11a

802.11a标准是一个获得正式批准的无线以太网标准。它工作在5GHz频段上,使用正交频分复用技术,将5GHz分为多个重叠的频率,在每个子信道上进行窄带调制和传输,以减少信道之间的相互干扰,使带宽可以达到54Mbps。

3)IEEE802.11g

802.11g是一种混合标准,能向下兼容传统的802.11b标准。IEEE802.11g的54Mbps高数据吞吐量比802.11b快出5倍,将改善已有的应用性能,使高带宽数据应用成为可能。802.11品可以在同一个网络中与802.11b产品结合使用。

4)IEEE802.11n

IEEE802.11n将WLAN的传输速率从802.11a和802.11g的54Mbps增加至108Mbps以上,最高速率可达320Mbps。与以往的802.11标准不同,802.11n协议为双频工作模式(包含2.4GHz和5GHz两个工作频段)。这样11n保障了以往的802.11a、b、g标准兼容。另外,天线技术及传输技术使无线局域网的传输距离大大增加,可以达到几公里(并且能够保障100Mbps的传输速度)。

2 校园无线网络应用与优势

无线局域网以其灵活布设、高带宽和无线接人的优势,可以突破有线网络节点限制、实现多人同时上网的问题,大大地增加了校园网络信息点,方便在校师生获取信息,进一步提升学校的信息化水平。

2.1 无线局域网的优点

1) 安装维护方便无线局域网的安装简单,无需破墙、掘地、穿线架管,这样避免对建筑物及周边环境影响,减少网络布线工作量,一般只要安装一个或多个接入点AP设备,就可建成覆盖整个建筑或地区的局域网络。一旦发生事故,不必寻找损坏路线,只要检查信号发送端与接收端的信号是否正常即可。

2) 易于扩展

无线局域网技术有对等模式、中心模式、中继组网模式等多种配置方式,能够根据需要灵活选择。

3) 经济节约

由于有线网络缺少灵活性,这就要求网络规划者尽可能地考虑未来发展的需要,这就往往导致预设大量利用律较低的信息点。而一旦网络的发展超出了设计规划,又要花费较多费用进行网络改造。而无线局域网可以避免或减少以上情况的发生。

4) 使用灵活在有线网络中,网络设备的安放位置受网络信息点位置的限制。而一旦无线局域网建成后,在无线网的信号覆盖区域内任何一个位置都可以接入网络。

5) 传输速率高

无线局域网技术能够提供高速数据带宽,其中IEEE802.11g能提供的数据传输速率现在已经能够达到54Mbit/s。可以满足用户上网的实际需要。

2.2 无线校园网的网络应用

1)电子网络课堂教学。可以通过无线网络进行教学,拓展了知识空间。

2)移动教学。上课不用再聚集于教室,打破了空间的限制,拓展了地域空间。

3)随时互动辅导。师生不必在课堂上直接对话,拓展了教学空间。

4)科研与教学。校园师生可以随时、随地地从网上获取学术信息,获取无限的网络资源。

5)无线多媒体业务。无线活动教室;虚拟现实的学习环境;无线视频监控;校园语音电话及网上视频点播。

3 校园无线网络的规划与设计

3.1 网络需求分析

本文所讨论的无线校园网的规划是以江阴职业技术学院为对象,本学院地处江阴市南郊,占地500亩。校园内共有大小建筑27幢,师生员工9000余人,地理环境简单,考虑满足以下几个方面的需求:

1)建设一个满足教学和工作需要的安全可靠的无线校园网络;

2)无线与有线的统一:高校网络一般已经建设了有线网络,无线网络建设必须在原有的有线网络上进行,并实现网络互联、认证计费、安全防御等方面与有线网络进行良好的兼容和互补。这就要求校园有线网络的架构不需要任何改变,只需用原有的网管、认证、计费系统就可以对无线网络进行管理和统一认证。

3)所有教学楼及实训实验大楼:各层走廊和教室均要求信号覆盖;所有学生宿舍楼:鉴于各宿舍都有有线接通,尽量覆盖各宿舍(不做要求);篮球场及足球场:信号要求完全覆盖;室内体育馆:信号要求完全覆盖;各建筑周围的草坪和场所:信号要求完全覆盖;行政楼:要求信号完全覆盖;学生食堂:要求信号完全覆盖;教师宿舍楼:要求信号完全覆盖;要求能提供1000并发用户能力;

4)各信号输出点信号强度10-15dbm;将按照2.4G工作频段2.412~2.462GHz(FCC)分为channel1、channel6、channel11三个完全不干扰频段设计;要求室内容许最大覆盖距离为35—100米,室外容许最大距离100—400米。

5)校园无线网络在支持数据转发的同时支持数据、语音等多种业务,网络应该具有其它智能业务扩展的能力,满足学院的多功能发展需求;

6)现在建设高校无线网络,除了要考虑对现有IPv4网络终端的无线接入,还要支持高性能的IPv6的用户接入,以适应网络发展趋势,并保护网络投资。

3.2 无线校园网的设计

3.2.1 校园无线网络拓扑结构设计

对于局部无线网络,主要采用的是以AP或者无线交换机等为中心结点的星型结构,其目的是为了满足多用户的需求。而如果建设全局无线校园网,可将网络划分为核心层、分布层、接入层进行设计,在整体上一般采用以树型和星型混合的拓扑结构。

3.2.2 校园无线网络物理结构设计

本校已经建成了“千兆主干,百兆交换到桌面”,信息点覆盖教学、办公、图书和实验等大楼主要部分的校园网,在目前的校园网环境下,借助于轻型AP模式架构,可以在现有校园有线网络的基础上建立逻辑独立的无线网络。

通常模式下所有无线数据及控制流量均交由无线控制器来处理,所以我们采用现有校园网的交换机/路由器组成集中控制管理的“覆盖式”(Overlay)无线网络设计,如图1所示。

修改现有校园网交换机的VLAN参数设置、路由设置,使得AP尽量不与一般有线网络设备混合在同一个VLAN中,避免有线设备的异常流量阻断AP和无线控制器之间的通讯;将连接在同一交换机端口下的所有AP放置在一个受保护的VLAN中,设计时统一分配给这些AP静态IP地址,以便于管理;采用核心交换机搭配无线控制模块的方式,进一步减小AP和无线控制器的AP-Manager之间端到端环回延迟,保证AP能够顺利连接在现有的校园网接入交换机上。

3.2.3 无线校园网的构建方法

校园无线网络构建的两种方法。第一,阀值法。通过调整AP的阀值设置,控制AP接入覆盖范围,从而在相同覆盖面积条件下,通过增加AP数量,提高系统容量。第二种,频率复用。学校人群主要由管理人员、教师、科研人员和大量学生构成,以上人群工作和学习生活分布在以下区域:图书馆、教学楼、办公楼、实验研究楼、学生宿舍、运动场以及各类休闲场地(草坪广场等)。

因此,在同一覆盖范围内的多个AP利用802.11g规定的13个可用信道中相互干扰最小信道1、6、11三个信道进行设计,客户端无线网卡根据各AP信号强度,选择不同信道工作,从而提高系统容量。

3.2.4 室内网络组建

室内的范围主要包括所有的教室、实验室、办公室等,在这些场合中主要需要解决两大问题,即AP的覆盖范围和AP的容量问题。由于AP是通过微波来进行数据传输的,室内要考虑的首要问题就是信号覆盖的问题。由于办公室、教室、实验室被各种墙面分割,这对信号的衰减影响很大,因此在室内构建无线局域网时必须对建筑物的信号强度进行详细测试。在合理地分析各个AP的容量与覆盖面后,还需考虑信号衰减因素,适当地增加AP个数来减少数据盲区。室内组建简图见图2。

两个AP的放置要保证AP覆盖区域无间隙并且AP重叠区域最小。相邻AP工作在不同频道,以1、6、11三个频道实现全方位的覆盖。根据经验值,当相邻AP设定相同频点时,要求间隔25米以上;当相邻AP设定相邻频点时,要求AP间隔16米以上;当AP设定相隔频点时,要求间隔12米以上。

对于房间多、用户数量不多但分布较分散的楼宇,如教学楼等,用户主要为学生、教师,因此应用肯定会比较频繁,由于楼长、墙体结构厚、房间多等特点,所以在该环境下覆盖AP安装在楼道内,通过内置天线覆盖楼道两侧房间,微波通过房间的门窗传输到室内,实现了比较细腻的覆盖环境,AP通过有线接入到楼层交换机。

3.2.5 室外无线网络组建

室外设备的AP使用数量基本也遵循室内的条件,但室外AP的放置和设计又有它自己的特点。由于室外环境的特殊性和不确定性,我们放置的设备必须是在密封盒内的,天线布置应该增加避雷器防止雷击,不提供本地供电的场所选用远程供电设备。我们通过室外无线接入点外接增益天线的方式覆盖室外区域,体现覆盖范围最大化的覆盖原则来保证无线用户需求。

从整体上对学院室外部分进行规划,通过室外建设WLAN射频基站对室外和室内用户进行无线覆盖。室外射频基站由室外型AP、外接天线(全向、扇区)以及配套避雷设备组成。根据复杂的室外建筑结构,外接天线的选择更加尤为重要。选择天线型号时应根据现场环境考虑增益、水平波束宽度、垂直波束宽度、极化方式、视觉效果(尺寸、外形、重量)等因素。

学校体育场、足球场、教学楼宇间公共区域等,一般是学校需要实现无线覆盖的室外公共区域。根据需覆盖的室外区域的实际情况,可以设计建立多个无线覆盖基站,采用重叠交叉无线覆盖的方式,完成区域的无缝无线覆盖。选用室外型无线路由器,在空旷地方,信号传输距可以达到300M~600M左右,视空间大小可以使用多个,或者使用室外无线AP,配合室外大夹角定向天线,成功实现系统设计目标。简单设计如图3所示。

4 无线校园网的网络安全设计

当一个无线局域网组建成功后,用户最关心的是无线局域网的安全问题。为了保证网络安全,我们可以从以下几个方面考虑:

1)用户接入认证控制:原有线校园网络已经部署了用户认证系统,建成后的无线网络必须完全融合进该认证系统中。

2)基于用户的访问策略:不同的用户可能有不同的上网行为,包括HTTP、FTP、语音等,针对不同的应用,应加以配置不同的行为控制权限,保障不同用户的网络互访的安全性。

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