日期:2024-05-24 點擊: 關鍵詞:WiFi,無線
當今互聯網從PC時代進入了移動互聯網的時代,Wifi以其便利性,高速,性價比高,已經成為各便攜終端的首選聯網技術。
隨著智能終端的發展,逐步演進到“無Wifi不成終端”。隨著Wifi技術的進步,如低功耗,Fullmesh自組網,多用戶接入,OFDMA,Mu-MIMO等技術的發展。
Wifi不僅廣泛應用在無線城市、運營商Wifi公共熱點建設,家庭/中小商戶Wifi路由器部署上,物聯網IOT、無線傳感器、智能家居等也越來越多的采用Wifi技術,Wifi已經成為應用最廣的無線技術。
當前Wifi使用2.4GHz公共開發頻段和5.8GHz受限開放頻段。隨著無線寬帶化的發展需求,以及IOT等技術發展的需要,Sub1GHz的Wifi技術,如TVWhiteSpace電視空閑信道,認知無線電(CognitiveRadio)發展的軟件無線電(SoftwareDefineRadio),以及IEEE802.11ahSub1GHzWifi標準的推動,1GHz以下的Wifi技術也獲得大大的發展,700MHz大規模商業Wifi技術指日可待。
以中國運營商公共Wifi建設部署為例,當前三大運營商合計擁有WLAN熱點超過600萬個,其中中移動早期因TD-SCDMA3G網絡覆蓋數據傳輸效果較差,需要采用Wifi作為3G數據通信的重要補充,其WiFi發展最快,WiFiAP數量部署超過450萬個。中國電信部署AP超過120萬個,中國聯通AP部署超過30萬個。但由于運營商Wifi熱點部署中,存在以下問題:
一是站點選擇規劃困難,導致熱點命中率低。
二是2.4GHz開發頻段,沒有約束和規范甚至運營商之間存在互相干擾惡性競爭情況,導致wifi干擾大,且Wifi功率遠小于GSM/3G功能,導致信號傳輸太差,站點吸收容量,數據業務分流少。
三是運營商從運營角度考慮,Wifi業務認證繁瑣,普遍采用WEB/Portal加短信認證,操作麻煩,且接入用戶數多時,性能差,用戶使用不方便,用戶體驗差,導致用戶命中率低。
因此,運營商GSM/3G/WLAN三網協調建設,以期WLAN能很好彌補無線數據業務發展的目標沒有達到,間接也推動了運營商加快LTE的建設進程,特別是中移動LTE建設進程。
但反觀家庭Wifi路由器,Wifi網關使用。當前由于智能手機,智能終端的普及,家庭采用Wifi連接寬帶上網已經是非常普遍,在城市小區住戶中,搜索到10~20個WifiRouter/AP是非常正常的。由于家庭固網Wifi用戶,相對靜止,功率相對恒定,家庭覆蓋、穿墻位置恒定,不影響日常使用。且雖然也互相干擾,但由于家用設備功率小,相互干擾作為噪聲處理,極端情況,通過更換Wifi信道,也可解決信號傳輸質量問題。家庭Wifi基本即插即用,沒有運營商認證帶來的用戶體驗問題。因此,家庭Wifi中使用良好,速率高,價格低,質量穩定,這也成就了Wifi成為終端首選聯網技術。
廣電如果采用700MHz License授權頻段,則從頻譜規劃上,避免了當前運營商采用2.4GHz/5GHz開放頻段帶來的干擾嚴重問題,通過有序的網絡規劃,部署大功率700MHzWifiAP產品,提升AP覆蓋,解決多用戶接入,采用MIMO或者MU-MIMO等技術,提升帶寬和用戶接入數,通過FullMesh解決相鄰站點同頻干擾問題,700MHzWifi是可以作為運營產品的。
1、700MHzWiFi解決方案分析
如上圖,早期WLANMAC基帶處理芯片和RF芯片分開,采用零中頻(基帶)IQ信號和RF調制芯片對接,把RF芯片內部的頻率合成器和壓控振蕩器適配到700MHz頻段,根據實際需要,適當調整Wifi信號間隙等參數,即可在當前大規模WLAN方案基礎上,發展700MHzWifi技術。
當前Wifi技術發展,成本低,更多采用SOC芯片,一是如上圖所示中,MAC和RF集成在同一芯片中,修改RF芯片,使之適配到700MHz頻段。二是采用外掛混頻電路,把2.4GHz/5GHz降頻到700MHz。原理框圖如下:
5GWiFi轉700MHz原理框圖
在現有的2.4GHz/5GHzSOCwifi基礎上,采用頻率合成器把2.4GHz和5GHz轉換為700MHz,后級可增加700MHzPA和LNA,提高發送功率和接收靈敏度,保證覆蓋范圍需求。
2、700MHzWiFi特性
700MHzWifi基本可以完全繼承2.4GHz/5GHz802.11n/802.11ACWifi的先進特性,可以支持2×2,3×3,4×4MIMO802.11n最高速率可達600Mbps物理速率,802.11AC3*3MIMO可達1.3Gbps物理數率,超過1Gbps的MAC速率。
工作頻帶可選工作在5MHz,10MHz,20MHz,40MHz和80MHz等多種帶寬。當前主要采用CSMA/CA方式接入,也可考慮選擇TDMA/TDD方式。支持Fullmesh智能自組網。
Wifi新技術上逐步擴展MU-MIMO(多用戶多入多出技術)和OFDMA(802.11ax)等。MU-MIMO可以支持多用戶同時接入,大大提升了一個站點的接入用戶數,減小了Wifi沖突避免,使用競爭帶來的低效率。同樣,OFDMA可獲得LTE一樣的多用戶接入能力和提高數據傳輸效率。Wifi新的標準和技術上還會持續引進功率控制,減小同頻干擾,提升Fullmesh自組網的能力,使得Wifi越來越適合無線接入網解決方案。
3、700MHz超級WiFi網絡部署分析
700MHz超級Wifi網絡部署中,需要解決當前電信運營商Wifi熱點部署中存在的三個問題,這樣才能提升用戶體驗效果,達到運營目的:
a)站點覆蓋和選址問題。解決Wifi覆蓋和干擾問題,統一SSID,方便用戶自動識別700MHzWifi信號。
b)合理規劃頻段,頻率使用范圍,信號發射功率,做好網優工作。解決當前wifi開放頻段帶來的強干擾問題和用戶爭用問題。
c)簡化用戶接入認證,自動認證。提升用戶體驗,吸引用戶使用。
在解決當前運營商問題的基礎上,采用云平臺進行設備管理和維護,引入AP/WLAN設備自動配置,業務自動開通,零配置安裝等網管對接問題。通過云平臺統一監控和配置Wifi站點的發射功率和使用頻段,解決干擾問題。不再采用AC集中器等,扁平化設備管理。后續考慮WLANMesh組網,MU-MIMO擴展,解決多用戶接入。
集中控制AC方式和云平臺分布式方式700MHz超級WiFi組網對比
如上圖所示,采用云平臺管理無AC控制器系統架構上面有以下優勢:
a)沒有U型轉彎、沒有AC控制器集中轉發帶來的性能瓶頸、沒有AC控制器帶來的網絡單點故障
b)擴展靈活,即插即用。通過云平臺方便擴展
c)優越的分支機構性能和生存力
d)可以實現Mesh網絡,方便功率控制,頻段分配,解決干擾問題。
e)高可靠性、低成本(沒有控制器的成本)
f)豐富的增值功能