虚拟和物理WLAN站点调查

许多使用射频(RF)的设计人员都有甚高频(VHF)频谱(30至300 Mhz)的经验。VHF的表现与Wi-Fi运行的C和S波段的RF有很大不同。Wi-Fi被认为是微波辐射，在视距应用中传播最好。这个频谱中的射频波长非常短:在2.4 GHz，波长约为2.5英寸。而在5ghz频谱中，波长约为2英寸。长。这是射频的一个特点，较低的频率(波长较长)有更大的范围和“冲击”-较低的频率在单位时间/功率下传播得更远，并且在相同的时间/功率下比较高的频率更容易穿透致密材料。虽然RF遵循传播行为的基本规则，但它确实根据频率进行修改。

由于上述原因，甚高频在远距离通信中是有效的。为了确定适当的天线和发射机配置，进行“路径研究”以确定通信设备之间最短传播路径的传播特性。如果一个设施有广泛分离的设施，必须进行监测或控制，则必须分析射频路径是否有任何干扰或菲涅耳区障碍物，以确保可靠的通信。没有路径研究，实际上是不可能保证可靠的无线电链路的。大多数提案请求(rfp)将路径研究列为必需的可交付成果。

在Wi-Fi频谱中，进行了一项经过极大修改的专门路径研究，称为“站点调查”。现场调查与路径研究的不同之处在于，现场调查局限于一个小得多的区域——通常是在一个设施内。路径研究涉及距离，通常超过几英里。在这个较小的区域内，有几个因素在起作用:建筑材料、其他无线局域网、微波炉、人和反射表面。所有这些都是衰减和干扰的来源，必须加以识别。设计师可以使用两种类型的调查:虚拟调查和物理调查。

一个虚拟的，或预测的，调查允许设计师预测网络的传播和覆盖范围，而无需踏入设施。这种类型的调查使用复杂的软件来模拟整个设施的传播，基于已知的建筑材料特性。大多数软件包允许以图像文件(JPEG、BMP)、PDF或DXF文件的形式导入平面图。然后用材料数据填充图纸，确定墙壁、桌子、电梯井、外墙等。材料数据介绍了该特定建筑材料的已知衰减特性。在对图进行充分注释后，将接入点(ap)放置在图上所需的位置。然后运行仿真，可以观察到期望功率水平下的预期传播。下面是一个使用两个ap对水处理厂进行预测调查的示例。

在图1中，射频能量以可预测的方式下降，并被存在的结构遮蔽。该图是2.4 GHz ISM频谱，显示了超过一半的工厂工艺区域具有足够的覆盖。如果我们的目的是覆盖整个工厂区域，那么从这次调查中可以明显看出，需要额外的ap，或者，现有的ap需要重新定位。相反，让我们再添加三个ap:

此图显示了在相同的占用空间上安装5个ap的效果。不幸的是，这个预测软件包不允许模拟天线的传播，所以预测有些偏差。使用定向天线来“雕刻”覆盖范围可以消除至少一个AP的需要，同时仍然为整个工厂区域提供射频覆盖。值得注意的是，本次调查是在所有ap以100mw (20dbm)发射(模拟)的情况下进行的。所显示的覆盖区域也可以通过降低功率来修改和缩小。结合定向天线，射频覆盖几乎可以精确地放置在工艺区域内。

物理或现场调查要求技术人员或工程师在现场实时测量射频传播。这些调查通常是为了证明虚拟调查的预测。预测调查用于获得系统预期传播模式的初步图像，而物理调查测量现场存在的实际RF传播模式。这就需要购置和使用某些设备进行调查。许多相同的预测包可用于输入现场观察和测量的实时数据。根据客户的要求或应用，物理测量可以变得非常复杂。对于涉及库存控制或保管转移的应用程序，无线电链路的故障可能导致损失和昂贵的诉讼。你的声誉不值得在设备和软件上吝啬;如果没有可靠的观测数据，无线网络不可靠的风险就会成倍增加。

为了进行物理调查，设计师需要至少有一个可调节功率输出的AP(两个更好);频谱分析仪，用于检测任何其他射频源的存在和强度，以及测试ap的信号强度(返回信号强度指示器(RSSI))。还有一些Wi-Fi实用程序是免费的，或者收费很低，它们允许设计人员绘制测试ap的覆盖范围和RSSI，在此过程中生成覆盖范围图。

重要的是在AP覆盖区域的极限处保持足够的信号电平，这是实际的限制因素。相邻的接入点覆盖区域应相互重叠，以确保有足够的信号强度和信噪比，从而实现接入点之间的无缝漫游。当客户端设备从一个覆盖区域移动到另一个覆盖区域时，客户端设备与第一个AP分离并与第二个AP关联时，就会发生漫游。这是由信噪比触发的，当信噪比低于一个特征值时，发生转移。

尽可能在正常工作时间进行物理调查，特别是在铺有地毯、有许多尸体的环境中。回想一下，水是一种非常有效的射频衰减器;人体含有55%到75%的水。一个放置良好的主体可以减少多达3db的信号。礼堂或教室里的一群人可以显著地衰减射频。通过将ap放置在房间每个角落的天花板上，而不是直接阻挡放置在桌子或墙上的设备，ap的适当放置和数量可以缓解这个问题。

在工业环境中，当白班加工机械和人员处于活动状态时，进行物理调查将使设计师能够确定存在的电磁干扰(EMI)的数量以及由于移动设备和工人造成的衰减。电动机是非常嘈杂的设备，如果使用变频驱动器(vfd)，如果隔离不当，它们可能会对无线网络(实际上是任何网络)造成严重破坏。桥式起重机和重型移动设备也给设计师带来了独特的挑战;由于这些移动的障碍物具有移动性，因此有时无法绕过它们进行设计。一个可能的解决方案是提供几个备用传播路径。最重要的是，每个安装都是独一无二的，需要进行物理确认以确保正常操作，这与任何其他系统设计没有什么不同。

然而，放弃预测性调查和仅基于经验现场数据设计WLAN是可能的。使用上面列出的相同设备，设计人员或技术人员可以根据现场观察到的情况放置ap。一个历史悠久的技术是将AP放置在设施或房间的角落，在观察RSSI时远离AP;例如，当RSSI达到-85 dbm时，应该将第一个AP放置在那里(而不是角落)。下一个AP可以放置在第一个AP信号达到-75 dbm的位置，以允许重叠并远离第一个AP。此外，每个AP应分配到不同的信道，以避免干扰。

根据您想要承担的风险大小，或由于预算限制，在此操作期间(或在调查期间)不应将AP功率级别设置为最大值。应该使用最大值的75%的设置，以便在配置因任何原因发生变化时为以后的移动提供一些空间，但可能需要额外的ap来影响总覆盖率。理解这是一种“快速而肮脏”的网络设计方法，充满了可能的失败。这里提到它只是为了说明如何使用调查方法来建立网络并在需要时快速运行。它不是一种可靠的设计方法，不能被认为产生一个鲁棒和可用的网络。一个人可以简单地把AP放在房间的中央，然后期待最好的结果——但这样做是有风险的。

进行全面的预测和后续物理调查是设计可靠和稳健网络的可靠方法，可以明确识别所有干扰和衰减源，并确保整个设施的足够覆盖和容量。从这些过程中收集的数据可用于证明设计更改或增强的合理性，并且通常会通过显示最有效的设计配置来节省资金。目标是准确预测给定设施内的射频传播模式，以实现最大有效覆盖，从而转化为足够的容量，同时最大限度地减少对邻近空间的溢出并造成可能的干扰。

Daniel E. Capano，康涅狄格州斯坦福德多元化技术服务公司的所有者和总裁，是一名认证无线网络管理员(CWNA);dcapano@sbcglobal.net。Chris Vavra编辑，CFE Media制作编辑，控制工程，cvavra@cfemedia.com。

网上临时演员

www.globalelove.com/blogs有其他来自Capano的关于以下主题的无线教程:

WLAN设计准备及需求分析

WLAN设计基础和无线网络注意事项

IEEE 802.11ah，节能，延长无线设备的电池寿命

www.globalelove.com/webcasts有无线网络广播，其中一些是PDH信用。

控制工程有一个无线页面。

您是否具有本内容中提到的主题的经验和专业知识?您应该考虑为我们的CFE媒体编辑团队做出贡献，并获得您和您的公司应得的认可。点击在这里开始这个过程。