横置天线在无线局域网通信系统中的应用

2013-05-15江苏省邮电规划设计院有限责任公司翟英鸿

江苏通信 2013年5期

江苏省邮电规划设计院有限责任公司翟英鸿

0 引言

随着网络的发展以及人们工作方式与生活方式移动性的增多，传统网络越来越显示出其局限性。在传统网络中，各终端设备必须要通过网线才能与网络建立起连接，这样就大大地束缚了移动办公的可能，也使笔记本电脑等移动终端的优势不能充分得到体现。同样，对于一些不能铺设网络的特殊场合，想在其中建立网络也是非常困难的，而在没有预留网线的房间中建立网络的话，也会使整个房间到处走线，非常凌乱，同时也需要为此花费大量的费用和精力。WLAN（无线局域网）作为无线上网的主体方式，能够使用户真正实现随时、随地、随意的宽带网络接入，既可满足各类便携机的入网要求，也可作为传统有线LAN（局域网）的补充手段，满足了人们实现移动上网的梦想，从而得到了广泛应用。

1 WLAN天线

1.1 WLAN天线的分类

选择合适的天线对于整个移动网络的质量是至关重要的。在选择天线时，必须根据不同场景选择不同的天线。常用的WLAN天线按照使用场合不同可以分为室内天线和室外天线。

室内天线常用类型：吸顶天线、桌面天线以及板状天线。

室外天线常用类型：全向天线、扇区天线、八木天线、背影天线以及蝶形定向天线等。

背影天线和蝶形定向天线常作为5.8GHz室外高增益天线使用，该类天线为室外部署网桥使用，可部署点到点和点到多点的网络。

1.2 现有WLAN室外天线的缺点

现网WLAN多采用竖置定向天线的方式解决室外覆盖场景，其存在以下缺点：

1）垂直方向无法满足全覆盖。

由于定向天线竖置，水平波瓣65°，垂直波瓣7°～14°，对于多层建筑，能够满足垂直覆盖需求，但是对于高层建筑（8层以上），就只能满足建筑上面部分楼层覆盖，下几层无法满足覆盖需求。

2）隐蔽性差。

定向天线长度1m左右，竖置于楼顶非常明显，隐蔽性差，容易引起居民投诉，对居民小区等整体环境美观有所影响。

2 横置天线在WLAN工程中的应用

2.1 WLAN天线横置应用场景

横置天线典型的室外覆盖主要应用于以下几方面：低矮密集房屋、大学城、机场近机位、生活小区，各类场景的覆盖方式根据具体情况而定。这里我们以生活小区为例子进行WLAN天线室外横置应用的介绍。

生活小区的特点是建筑物排列比较有规则，按楼层高度可以分为：高层住宅区，8层（24m）以上；多层住宅区，4～8层（12～24m）；别墅区和低矮住宅区，4层（12m）以下。对于高层住宅区，由于楼层较高、楼间距较小，这需要天线覆盖的垂直面高度较高，如果用常规的通信基站天线覆盖，即水平波瓣宽度较垂直波瓣宽度宽，则不能对整个楼宇垂直面进行覆盖，只能覆盖部分楼层，天线在选择和安装时，需尽量考虑到信号分布的均匀和整个楼层的覆盖。在这里，我们提出改变常规天线的使用方式，将天线横置放置，这样天线垂直波束较宽，能够达到整个楼宇的覆盖，如图1所示。

2.2 WLAN天线横置实际应用

在实际工程中，我们做过将天线横置应用的实际案例，所运用小区楼宇的平面布置图如图2所示，该小区共有11栋高楼组成，平均楼高为17层，楼层间距分布不均等，最宽的95m左右，窄的33m左右，在整个居民小区安装天线实现楼宇之间的对打，如图2中线条所示。

在安装过程中，主要将天线横直悬挂在女儿墙上方1m处（见图1右上方）。该天线具有15dBi的高增益，有更强的穿透力，使信号覆盖性能更稳定，100MHz的宽带宽，VSWR（电压驻波比）性能好，水平波瓣宽65°，垂直波瓣宽12°,垂直极化。天线安装过程中采用专用的墙体式安装夹码，安装方便，紧固牢靠。另外，夹码还具备大的机械可调性，可调角度达到±30°，使得天线的安装位置更加灵活，天线主要对对面楼层进行覆盖。

天线的具体安装位置我们通过实地查勘确定，同时我们还通过链路预算估算出对面楼宇各个方位的覆盖电平值，使用AP（接入点）的发射功率为500mw，即27 dBm。采用1/2馈线，馈线损耗为12 dB/100m。本次使用馈线最大长度为50m，馈线的损耗按照最大损耗6 dB计算。通过链路计算得出对面楼宇窗外电平值范围为－48～－57 dBm，考虑到信号穿墙的损耗，楼宇内的覆盖也能够满足需求。

该小区WLAN系统建设完成后，我们对该小区进行了WLAN覆盖效果的抽样测试。覆盖电平测试的结果显示，在203客厅中间的测试电平值都在－70 dBm左右，窗边信号强度约为－54 dBm；在3203房间测试情况为客厅中央电平值为－78 dBm，移到窗边后为－56 dBm；在701房间中间测试情况电平值均为－70 dBm，窗户旁为－62 dBm。从测试结果看，WLAN的覆盖能满足小区用户的无线宽带接入，天线横放能够让楼宇各个楼层和各个方向都能很好地覆盖。