无线网络技术原理、应用和实践：（七）设计与规划

我们在设计规划和部署验证无线网络的时候既要考虑客户端能力上的差异，也要考虑客户端行为上的差异。
客户端能力上的主要差异体现在（包括但不仅限于）：
◆ 客户端硬件外观和形式，内置网卡还是USB？
◆ 是否支持2.4GHz和5GHz双频段？
◆ 支持5GHz频谱的客户端具体支持那些频段(UNI1，2，3，ISM)？
◆ 客户端等效发射功率
◆ 客户端接收灵敏度
◆ 是否支持40MHz、80MHz信道宽度？
◆ 客户端发送和接收天线数量，支持的空间流数量？
◆ 客户端天线增益，布放位置？
◆ 客户端对于802.11协议(802.11a/b/g/n/ac/d/e/h/i/w/r/k/v)集的支持能力
◆ 客户端对于空口加密能力的支持
◆ 客户端是否具备配置优化工具
◆ 客户端是否可以单独升级无线的固件或驱动软件？
客户端行为上的主要差异体现在（包括但不仅限于）：
◆ 初次联网如何选择应该连接的无线接入点？
◆ 决定客户端漫游的条件，什么时候漫游？
◆ 客户端漫游判断条件，如何漫游？

四步搞定无线网络规划设计：
第一步，确定首要覆盖目标。当你在需要覆盖的区域部署无线接入点时，首要的规划设计目标包括：
● 提供高质量的无线覆盖信号。什么是高质量的无线覆盖信号？不是信号强度，是信噪比！
● 保证无线接入点和无线客户端之间可以建立高数据连接速率，也就是说：在单一信道的覆盖蜂窝内提升空口效率。这一步是为了实现高效的空口利用，强化密集客户端和应用的处理。
这就是我们为什么要关注信道利用率！需要注意的是，千万不要忽视了实现首要目标的两个重要前提，那就是：无线网络应该最大化实现覆盖信号的一致性，并且部署无线接入点的方法和位置不容妥协。
第二步，确定次要覆盖目标。对于无线客户端，保证至少有两个无线接入点可以为其提供提供高质量的无线覆盖信号且保证无线接入点和无线客户端之间可以建立高数据连接速率。这一步是为了实现无线接入点信号的冗余，并为无线客户端高效漫游打好基础，在无线客户端漫游时为实时应用提供安全和低延迟的漫游效果。
一个良好的实践经验：AP无线信号的重叠覆盖区域以达到10%~20%为宜，以实现更好的无缝漫游。
第三步，系统容量规划。您需要考虑以下事项：
● 5GHz频谱最佳保障，2.4GHz频谱尽力而为。不妨在计算系统容量时将重点放在5GHz频谱，将2.4GHz作为额外“奖励”。
● 调研、分析网络中客户端现状，考虑客户端自身能力。任何忽视客户端能力的设计规划都将部署失败！
● 了解什么是技术限制，按照网络在真实部署环境中的实际工作情况为前提测算系统容量。
● 根据应用需求量化流量模型，计算最终系统容量。下面简单说说如何测算系统容量。系统容量需要关注多客户端真实部署环境性能测试结果，也就是汇聚吞吐量，之前的一个误区是用峰值吞吐量规划网。
第四步，最大程度上避免干扰！
在无线网络中任何一个无线接入点都不是孤立存在的，它或多或少都会受到其它无线接入点和外来因素的干扰。同频干扰的影响可以通过合理规划实现高效信道复用来减轻，非Wi-Fi干扰需要无线网络系统自身具备过硬的智能频谱管理能力来应对。

实际部署中最容易陷入的误区：让无线接入点使用最大发射功率。
采用最大发射功率除了会引起同频干扰和邻频干扰外，忽视了现在主流的移动客户端设备的最大等效发射功率(EIRP)。考虑到电池续航能力，无线客户端的发射功率都不大，一般只有无线接入点的一半或者四分之一。另外现在无线客户端的物理尺寸很小，对于天线的布放非常不利，所以很多客户端的天线增益为0或者负值，这样，其等效发射功率(发射功率+天线增益)非常小。
这会造成无线接入点的下行信号虽然可以到达无线客户端，但是无线客户端的上行信号无法有效地到达无线接入点，即使到达，无线接入点也很难从噪音中将其恢复。尽管无线网络中主要的流量是下行，但是很多重要的流量是上行方向的，例如确认(Ack)消息，如果Ack消息在上行方向上无法被无线接入点收到，客户端将一直重传直到到达重传上限，此时丢包发生，应用可能会中断。另外对于在无线网络上传输实时语音和视频流量的应用，上下行流量基本一致，发射功率不匹配就会造成的实时应用的中断。
采用最大发射功率会造成的其它问题还有，容易造成系统容量过载和粘性客户端漫游问题，这是因为很多客户端由于自身驱动的原因对于连接和漫游的判断条件非常简单，只看接收信号强度，无线接入点发射功率越大，客户端接收的信号就越强，所以大量客户端关联在无线接入点上造成系统容量过载，或者无线客户端一直关联在这些无线接入点上，即使已经漫游到了另外一个无线接入点的蜂窝核心区域，也不发生漫游。

无线接入点部署的重要原则：那就是让无线接入点和客户端之间通信的电磁波射频信号可以很容易的到达对方即可。
1. 无线接入点的安装应该水平放置并保证稳固，以使其不会摇摆或移动。
2. 无线接入点的部署应该远离金属物体：无线射频信号遇到金属就像光线遇到镜子一样会产生强烈的反射效应，尤其是主波瓣信号在刚刚发射出无线接入点时就遇到金属，产生的强烈反射会大大抵消正常的信号。
3. 无线接入点不要部署太高(尤其是内置天线的无线接入点部署于4米以上高度)。
4. 选择正确的天线，使用同一种类型的天线，让天线的主波瓣覆盖保持一致。
5. 无线接入点彼此之间(即使工作在不同信道)的距离大于为3米(10英尺)：当前无线局域网已经从片面追求连接和覆盖演进到了以高容量接入为目标的阶段。此时在给定面积内部署无线接入点的数量要比单纯追求有信号覆盖要密集的多，一个实践经验是无线接入点之间的距离不应小于10米，在15-20米左右比较合适。此时无线客户端基本能够与无线接入点之间建立较高的数据连接速率。
6. 户外无线接入点在室外部署要考虑环境因素。