WLAN无线工勘工具介绍

文/ 刘洪发 张继

——网络老爬虫（无线新技术专题） 

1         WLAN无线工勘工具

H3C无线WLAN网规平台是H3C公司推出的无线工勘仿真软件。用户通过导入工勘图，并对图纸进行相关的比例尺设定，通过对AP进行部署和现场环境中障碍物的绘制，可以最大程度的模拟出现场的无线信号覆盖强度，大大提高了无线项目现场工勘的效率。

1.1         工勘目的

• 为设备选型提供准确依据
  

准确确定设备型号和数量，为市场人员报价和产品采购提供依据。

• 为技术方案设计提供准确依据
  

为设计人员设计合理的网络结构及技术方案提供依据。

• 为工程实施提供准确依据
  

准确确定设备安装位置，为后期工程实施提供依据。

1.2         设计原则

1.         整个系统应做到结构简单，实施容易，不影响目标建筑物原有的结构和装修。

2.         目标覆盖区域内信号应避免与区域外信号之间过多的干扰，避免对室外AP布局过多的调整，同时应综合考虑设备的布点及数量。

3.         系统拓扑结构应易于拓展与组合，便于后续改造引入移动业务、增加AP等。

1.3         WLAN射频性能计算模型

天线发出的电磁波在介质中传播的时候，随着距离的增加以及其他因素的影响，能量逐渐分散，也就是信号强度逐渐降低。以目前主要使用的移动通讯技术所使用的1.9G中心频率和WLAN标准中802.11g所使用的2.4G~2.5G频率为例，信号在自由空间中传播时的衰减大致如下：

1.3.1        WLAN射频覆盖经验公式

PathLoss(dB) = 46 +10* n*Log D（m）

其中，D为传播路径，n为衰减因子。针对不同的无线环境，衰减因子n的取值有所不同。在自由空间中，路径衰减与距离的平方成正比，则衰减因子为2。在建筑物内，距离对路径损耗的影响将明显大于自由空间。一般来说，对于全开放环境下n的取值为2.0～2.5；对于半开放环境下n的取值为2.5～3.0；对于较封闭环境下n的取值为3.0～3.5。

以室内50m距离计算，n取值为3，则衰减情况为：PL=46+10*3*log50=97dB，以天线输出口功率20dBm计算，则经过室内50m衰减后，信号强度为：20dBm-97dB= -77dBm。

1.3.2        WLAN射频信号接收电平估计公式

Pr[dB]=Pt[dB]+Gt[dB]-Pl[dB]+Gr[dB]

其中：Pr[dB]为最小接收电平，即为AP在不同传输速率下的接收灵敏度；

　　Pt[dB]为终端/AP最大发射功率；

　　Gt[dB]为终端/AP发射天线增益；

　　Gr[dB]为AP/终端接收天线增益；

　　Pl[dB]为路径损耗；

因为AP的发射功率一般大于网卡，因此主要瓶颈在网卡到AP方向的传输，即网卡发的报文AP是否能收到。假设天线发射和接收增益为零，网卡在天线口的发射功率为10dBm。按照一般WLAN设备的接收灵敏度计算，理论上室内传播最大距离如表1所示：

表1 室内传播距离列表

1.4       AP部署

1.4.1        AP类型

按产品的部署形态可分为5大类，如表2所示：

表2 AP类别

其中，X-Share类型，将AP的信号通过馈线和天线延伸。馈线长度不超过10米，一台AP可接8根天线。

图3 X-Share类型

终结者AP，“本体”承担接入交换机并且给“分体”供电，“分体”才是AP。规格方面，本体和分体通过网线连接，长度可达100米，一台本体可连接20台分体。

图4 终结者类型

1.4.2        障碍物的绘制

为了更好的模拟出真实的现场环境，工具对障碍物的类型进行了划分，大体分为以下类型：

图5 障碍物分类

同时，工具提供对障碍物以下三种形状的绘制：

图6 形状分类

1.5         系统设置

1.5.1        环境设置

针对不同的现场环境，工具提供以下4种环境下的衰减系数设置：

图7 衰减系数举例

1.5.2        高级设置

无线信号本质是电磁波，在整个频谱资源中使用了2.4G和5G这两部分。

图8 频段划分

通过选择不同的频段，可以得到对应频段信号的仿真效果图。

1.6         展示模式

1.6.1        点位设计

此模式下，用户可以对工勘图进行AP的部署，障碍物的绘制，以及其他环境属性的设置。整个设计流程图9如示：

图9 位图设计流程图

例如，以下是对某公司室内无线工勘的设计方案：AP水平放置于地面，使得天线垂直于地面，同时AP的位置尽量选择在走道内，已达到最好的信号覆盖效果。同时，采用-70dB作为信号的边界，这样可以保证在今后的所有区域，无线信号的质量都是良好的。

图10 设计方案图

1.6.2        仿真模式

部署完成后，通过模拟仿真可以生成最终的仿真效果图。

图11 仿真效果图

1.7         导出热图

为了保存最终的效果图，工具提供导出热图的功能，导出的热图如图12所示：

图12 热图

2         WLAN无线性能评估工具

2.1         WLAN无线性能评估工具背景

无线性能评估工具是H3C公司推出的基于C/S架构的无线网络性能检测软件，用于验证无线网络的性能（传输效率、稳定性等），极大方便了用户对所处无线网络的性能进行健康评估。通过无线性能评估工具简洁的管理界面和人性化的设计，用户可以灵活的配置网络性能测试项（STA关联测试、Portal认证、Ping测试、HTTP网站访问、FTP下载，FTP上传等），并可通过性能测试结果与用户给出的标准（报表配置）进行对比，识别出无线网络性能是否合格。报表统计功能提供用户分类查看及导出评估结果来保证用户更好的了解网络状况。无线性能工具将为您的无线网络保驾护航。

无线性能评估流程如图13所示：

图13 WLAN无线性能评估流程图

2.2         WLAN无线性能评估工具功能模块

2.2.1        热点配置管理

提供用户管理热点和采样点的功能，包括对热点和采样点进行创建、修改及删除操作。

图14 热点配置管理

2.2.2        测试配置管理

提供用户对评估项进行配置的功能，包括对STA管理测试配置项、Portal认证配置项、Ping测试配置项、HTTP网站访问配置项、FTP下载及FTP上传配置项进行属性配置。

图15 测试配置图

2.2.3        测试评估管理

提供用户对网络采样点（即测试点）进行性能测试评估的功能，包括STA管理测试、Portal认证测试、Ping测试、HTTP网站访问测试、FTP下载测试及FTP上传测试。

图16 测试评估图

2.2.4        报表配置管理

H3C无线性能评估工具提供对评估测试生成的报表进行配置的功能，主要用于配置STA关联测试、Portal认证、Ping测试、HTTP网址访问、FTP下载及FTP上传检查项的成功率等。用户可以根据对网络性能的期望值配置报表中的阈值，工具将根据报表的配置对测试结果进行分析并判断评估测试结果是否合格。报表配置界面如图17所示：

图17 报表配置

2.2.5        报表统计管理

提供用户查看采样点报表结果的功能，为方便用户查看，工具支持汇总及导出报表的功能。报表统计管理用于管理所有性能评估测试的结果。通过选择不同的条件（热点、采样点、报表类型）可查看不同的评估结果，同时可根据需要对评估结果进行导出操作。报表统计管理界面如图18所示：

图18 报表统计

2.3         WLAN无线性能评估工具测试项

2.3.1        STA关联

STA关联测试用于评估客户端接入无线AP的性能情况。用户可根据已经设置的测试配置对热点下的采样点执行STA关联评估。STA关联测试界面如图19所示：

图19 STA关联测试

2.3.2        Portal认证

Portal认证测评用于模拟客户端通过认证方式接入无线AP的性能情况。当在Portal认证配置中确保配置无误后，用户可对热点下的采样点执行Portal认证测试。Portal认证测试界面如图20所示：

图20 Portal认证

2.3.3        Ping测试

Ping测试评估是通过连通性的维度验证客户端接入无线AP的性能情况。用户可根据已经设置的测试配置对热点下的采样点执行Ping测试评估。Ping测试根据用户的测试配置分别可以进行单IP测试和多IP测试。Ping测试评估界面如图21所示：

图21 Ping测试

2.3.4        HTTP网站访问

HTTP网站访问测试用于验证客户端通过无线AP访问网站端请求和应答的性能情况。用户可根据已经设置的测试配置对热点下的采样点执行HTTP网站访问评估。HTTP网站访问测试界面如图22所示：

图22 HTTP网站测试

2.3.5        FTP下载

FTP下载评估用于测试访问对端服务器下载文件的性能情况。用户可根据已经设置的测试配置对热点下的采样点执行FTP下载评估。FTP下载测试界面如图23所示：

图23 FTP下载

2.3.6        FTP上传

FTP上传评估用于测试访问对端服务器上传文件的性能情况。用户可根据已经设置的测试配置对热点下的采样点执行FTP上传评估。FTP上传测试界面如图24所示：

图24 FTP上传

3         总结

随着WLAN无线勘测技术的发展，无线工勘工具在勘测过程中发挥的作用也越来越大。勘测过程中经验非常重要，除了AP的数量和AP的位置，需要有选择性的测试。部署环境千变万化，要充分考虑部署环境中墙体的厚度，障碍物的属性对无线信号的吸收、折射、反射、损耗、衰减等。同时，其他射频设备也会对部署设备产生干扰。

结合WLAN无线性能评估工具，对部署后的无线设备进行性能评估，能更精确的反应出设备的信号覆盖范围和强度。

通过这两种工具的结合，可以方便地设计出更好的无线部署方案。