无线频率规划与信道优化

涵盖频段选择（2.4 GHz、5 GHz、6 GHz）、信道宽度优化、干扰缓解和覆盖策略的 RF 设计指南。包括对架空与座椅下接入点布置的详细分析、信道规划方法以及最大容量的信道重用技术。

所使用的频段将直接影响系统总吞吐量（TST），具体取决于每个国家根据其监管法规采用的频段中可用信道的数量。

虽然在大多数国家已批准使用 2.4 GHz 频段，但该频段中非重叠信道的数量使得 2.4 GHz 在 LPV 部署中不可用。2.4 GHz 不在任何 LPV 规划中考虑范围内。

大多数 HPE Aruba Networking 接入点都配备有 2.4 GHz 无线电，但建议在大型公共场所部署中禁用此无线电以供客户端使用，因为在高密度环境中非重叠信道不足。虽然 2.4 GHz 频段可以在特定区域作为 IoT 设备或手持扫描仪等专业应用的备用频段，但应保持禁用以供一般客户端访问。遗留的仅支持 2.4 GHz 的客户端应逐步退役，转而使用支持 5 GHz 的设备。

客户应利用 5 GHz 和 6 GHz 频段以增加容量。5 GHz 频段提供的非重叠信道比 2.4 GHz 多，而 6 GHz 提供的信道更为丰富，减少干扰，允许更多的同时连接。

当前的技术状态基于 Wi-Fi 7。最新的 802.11be 标准在 802.11ax 标准基础上发展，可以在 2.4 GHz、5 GHz 和 6 GHz 频段上运行。

HPE Aruba Networking 通常建议在 LPV 部署中采用 20 MHz 信道宽度。在某些环境和场地规模下，可以使用更宽的信道宽度，但需进行额外的规划和考虑，超出本文件的范围。请联系您的客户团队，以获得关于此主题的更深入的讨论。

使用 5 GHz

自 1999 年 802.11a 发布以来，5 GHz 频段已在全球范围内广泛采用。该频段现可提供多达 28 个非重叠的 20 MHz 宽信道（包括 U-NII-4）。

使用 6 GHz

支持 6 GHz 的接入点提供显著增加的容量，利用 6 GHz 频段可以同时处理更多设备而不影响性能，非常适合会议中心、体育场和其他公共场所等高密度环境。

Wi-Fi 6、Wi-Fi 6E 或 Wi-Fi 7 接入点具有更高的数据速率、改善的效率和降低的延迟。Wi-Fi 6E 将这些优势扩展到 6 GHz 频谱，提供更多信道和更少的拥塞。Wi-Fi 7 也可以利用 6 GHz 频段。

此前未使用的 6 GHz 频段提供了大量干净、无拥塞的频谱。这意味着更宽的带宽、更少的干扰和更低的延迟，从而实现更快的速度和更可靠的连接。

6 GHz 提供更宽的信道，最高可达 320 MHz，能够在单一碰撞域中提供多吉比特速率，无其他基本服务集（BSS）重叠。在 LPV 设置中，将存在许多使用相同碰撞域的基本服务集，阻碍扩展和部署更宽的信道宽度。

这意味着，为大型公共场所的数万用户优化 Wi-Fi 性能时，必须在选择信道宽度（从 20 MHz 到 320 MHz）时，谨慎平衡吞吐量、容量和干扰。

信道宽度

5 GHz

信道可以绑定以增加信道带宽，但历史上任何 LPV 部署都应使用 20 MHz 信道。这包括在单一区域内部署超过 14 个接入点的情况。主要目标是为客户端提供独立的碰撞域，以改善在 LPV 环境中的性能和用户体验。

6 GHz

信道宽度的选择取决于多种部署特定因素，需在每次实施时进行仔细评估。根据具体用例、AP 密度、监管限制和环境中的可用频谱，选择合适的信道宽度（20、40、80、160 或 320 MHz），在增加吞吐量的同时控制潜在干扰。

对网络预期用途的慎重考虑将有助于影响此设计决策。以下列出一些主要考虑点。

利用较窄的信道可以最小化重叠信道的干扰，从而提升整体网络的稳定性和性能。虽然更多的信道有助于容量，但每个单独信道的吞吐量低于宽信道，可能不适合高带宽应用。

通常在高密度区域（如大型公共场所）不建议使用绑定信道。

以一个拥有超过 50,000 名访客的大型公共场所为例，6 GHz 上的 20 MHz 非重叠信道明显优于 80 MHz 绑定信道，因为：

容量与密度——在如此密集的环境中，主要挑战是用户密度，而不一定是单个用户的原始速度。20 MHz 信道允许同时服务更多用户。可以将其比作高速公路上的车道。更多、更窄的车道（20 MHz）比少、更宽的车道（80 MHz）能同时容纳更多车辆（用户），即使宽车道理论上速度更快。在拥有超过 5 万用户的情况下，最大化同时连接数至关重要。
干扰缓解 - 在拥挤的 6 GHz 频谱中，干扰是一个重要问题。20 MHz 信道比 80 MHz 信道更不易受到干扰。较窄的信道不太可能受到邻信道干扰或其他射频噪声的影响。使用 80 MHz 信道时，单一干扰信号可能会扰乱更大范围的频谱，影响更多用户。
减少信道竞争 — 通过使用更多、更窄的信道，信道竞争（多个设备同时尝试使用同一信道）的可能性降低。这带来更流畅、更可靠的用户体验。
简化的网络管理——在密集环境中，管理大量20 MHz信道的网络通常比管理较少但更宽的信道更容易。它为网络优化提供了更细粒度的控制和灵活性。
低延迟 - 虽然 80 MHz 在理想条件下可以提供更低的延迟，但在实际的高密度场景中，增加的竞争和干扰很可能导致许多用户的延迟变高。20 MHz 信道，虽然单个速度不如前者快，但由于拥塞较少，可能为大多数用户提供更稳定、更低的延迟体验。

40 MHz 信道介于 20 MHz 和 80 MHz 之间，虽然看起来像是折中方案，但对于拥有 50,000+ 同时用户的大型公共场所来说，它们仍然不如 20 MHz 信道合适。

请考虑以下几点：

容量仍然是一个问题 - 虽然使用 40 MHz 信道比 80 MHz 提供更多容量，但仍然比 20 MHz 信道少。在用户密度如此高的场所，最大化并发连接数仍然是首要任务。40 MHz 信道在 Wi-Fi 线路上根本无法提供足够的“车道”来高效处理如此多的用户。
增加的干扰风险 - 40 MHz 信道仍然比 20 MHz 信道更容易受到干扰。在拥挤的 6 GHz 频谱中，这种增加的风险可能导致性能下降和大量用户连接中断。
设备兼容性——虽然更多的 6 GHz 设备可能支持 40 MHz 而非 80 MHz，但仍可能存在一些设备仅支持 20 MHz。坚持使用 20 MHz 可以确保最广泛的兼容性，并允许最多的用户连接。
收益递减——虽然40 MHz在理论上比20 MHz提供更快的速度提升，但在密集环境中实际的好处可能微乎其微。增加的竞争和干扰很可能抵消任何潜在的速度提升，甚至可能导致许多用户的整体性能下降。
网络管理复杂性——在管理包含20 MHz和40 MHz信道混合的网络时，可能会增加网络规划和优化的复杂性，尤其是在大型场馆中。保持一致的信道宽度（20 MHz）简化管理，并实现更可预测的性能。

其他考虑因素：

增加重用距离——使用80 MHz或40 MHz信道通过捆绑它们来减少无线电信道的数量。
热噪声底随着信道宽度每加倍而增加 3 dB。这意味着更高的信噪比 - 20 MHz 信道在相同数据速率下，信噪比比 80 MHz 信道高出最多 6 dB，比 40 MHz 信道高出最多 3 dB。
更高的性能——将每个用户分布在四个不同的20 MHz信道上，效果优于将100个用户放在单一的80 MHz信道上。

在拥有50,000+用户的大型公共场所中，优先考虑容量和可靠性胜过纯粹的速度至关重要。20 MHz信道在这些因素之间提供了最佳平衡，确保绝大多数访客都能获得可用且稳定的Wi-Fi体验。虽然80 MHz在纸面上看起来具有吸引力，但对于如此密集的用户基础，这种方法既不实际也不可扩展。

40 MHz信道可能看起来是一个不错的折中方案，但最终仍难以满足拥有50,000+用户的大型公共场所的需求。在这种环境中，优先考虑的是最大化容量并确保大多数用户的连接可靠性。20 MHz信道仍然是实现这一目标的最有效方案。

空间效率至关重要。当大量用户同时存在时，优化信道利用率并提供尽可能密集的覆盖，要求方案架构师考虑使用较小的信道尺寸。

HPE Aruba Networking建议除非预期的网络和信道重用需求要求，否则不要在高密度区域使用绑定信道。

考虑到拥有50,000用户的大型公共场所场景，选择合适的信道宽度取决于使用模式和网络目标：

如果重点是最大化带宽，满足少量但带宽密集型应用的吞吐量，则选择40 MHz信道。40 MHz非常适合需要高速互联网接入的流媒体和多媒体应用，并且可以通过管理限制干扰。然而，我们不能选择40 MHz，因为在40 MHz信道宽度下容量过高，难以实现有效的信道重用。在比场景规模更小的场地中，可以进行仔细考虑，评估是否可行使用40 MHz信道宽度。如需深入讨论此话题，请联系您的客户团队。
选择20 MHz信道，因为目标是最大化用户容量并确保在高度密集的用户基础中实现稳健的连接，减少干扰并改善整体用户密度管理。这种设置可以更好地应对大量执行较少数据密集型活动的设备，如浏览和社交媒体使用。

一种混合方法可能是最有效的，根据覆盖区域类型、用户分布、使用模式和实时网络状况动态调整信道宽度。然而，网络设计必须在整个ESS中保持一致的信道宽度。不一致的信道宽度会导致客户端偏好信道较宽的BSS，而不是信号质量更好的BSS，因为信道宽度在BSS选择标准中的优先级高于信号强度。

大型公共场所的不同区域在覆盖和容量需求方面可能差异很大。售票区、闸口、餐饮区、走廊和观众区都具有不同的需求。先进的网络管理工具和周密的规划可以在如此大型的场馆中有效优化信道利用率。

信道计划

所有信道计划可以根据三个标准进行分类。

动态与静态
- 动态信道计划是指能够响应外部事件（如干扰或系统负载）而进行变化的信道计划。
- 在静态信道计划中，信道编号是固定的，不应更改。
全球与本地
- 全球信道计划为所有终止在系统上的接入点使用相同的信道列表。
- 本地信道计划为同一系统中的不同组AP使用不同的信道列表。
重复与非重复
- 如果在同一覆盖区域内多次使用相同的信道编号，则信道计划是重复的。
- 信道计划是非重复的，如果在同一覆盖区域内不能重复使用相同的信道编号。

大多数室内 WLAN 是动态的、全局的且可重复的。

高密度的典型示例。

全局且非重复
大学建筑内有多个相邻的讲堂，所有信道都可用，但每个讲堂不能重复使用相同的信道。根据具体的配置方法，信道可以是静态的或动态的。
本地和重复
室外体育场的碗区使用仅限室外的信道，套房和走廊区域使用仅限室内的信道。
大型竞技场碗区，采用固定信道分配，利用 DFS 信道提供容量，而设施的其他部分仅使用非 DFS 信道。
静态、本地、非重复
一个音乐厅，在入口门设有两个专用的售票AP，信道为36和149。每个门都配备了相同的设置。
体育场新闻发布厅配备四个专用接入点（AP），这些接入点被硬编码到在看台座位区无法使用的信道。
一个会议中心，设有一个“会场”信道，专门用于演讲者，该信道存在于每个会议室前端的一台接入点（AP）上（且仅存在于此）。
动态的、全球的、非重复的
一个拥有六个AP的新闻区，可以使用任何信道，但每个信道不得重复使用。

覆盖策略

将根据所采用的覆盖策略做出额外假设。如前所述，本指南和在线 LPV rough order of magnitude calculator 工具仅考虑架空或座椅下部署。然而，由于大型公共场所的变化，必须考虑一些特殊情况。每个LPV区域都必须单独评估，并且建议每个区域仅采用一种覆盖策略。

几乎在每个高密度部署中都存在邻道干扰（ACI）和同频干扰（CCI）。只要遵守最小间距，ACI在座位数不超过10,000的高密度区域中大多数情况下可以安全忽略。

记住，在使用定向天线时，AP之间的间距，AP之间的距离不应少于2米或6.5英尺。利用集成天线的接入点应相距不少于5米或16英尺。

AP应安装在天花板、吊顶、屋顶或其他直接位于服务用户上方的安装面上。根据高度差，可以使用集成天线的AP或带有专用外置天线的连接式AP。在任何情况下，最大增益方向应向下，且不得超过30米（100英尺）。

AP应安装在墙壁、梁、柱或空间内的其他结构支撑上。通常，AP应不高于被服务人群头顶4米（13英尺）。可以使用定向天线或下倾全向天线，最大增益方向应侧向，带有浅角下倾。

这种设计通过在覆盖区域的地板内、下方或正上方安装AP，创建了微型蜂窝。此策略是唯一可以在面积为1,000平方米（10,700平方英尺）或更小的房间内实现信道的RF空间复用的方法。通常，微型蜂窝使用集成天线的AP，以最小化座椅下的空间需求。

额外的覆盖考虑因素

场馆设计——场馆的物理布局和建筑材料会影响哪种方法更有效。
用户密度与行为 - 高用户密度可能有利于座下安装，因为它们能够最小化干扰，而在较少密集的场景中，头顶AP可能更优。
成本与可扩展性——座下解决方案可能因所需的接入点数量和安装复杂性而成本更高，但在对容量要求较高的环境中可能提供更优的服务。
临时部署——座下放置比悬挂接入点更容易在临时覆盖区域使用。
未来保障 - 天线解决方案可能更容易适应未来技术更新的集成，带来更少的干扰。

一般而言，天线和座下AP的选择应根据场地的具体需求和条件量身定制。在许多情况下，采用在战略位置结合两种方法的混合方案，可以提供最强大和最全面的覆盖，平衡覆盖质量和容量，同时考虑安装和维护的后勤。

天线覆盖

天线覆盖在希望在整个区域内实现信号均匀的情况下是一个不错的选择。
当区域的天花板高度低于 10 米或 33 英尺时，可以使用内置天线的接入点。对于信号衰减较小的开放空间，建议考虑使用内置定向天线，以更好地控制信号传播。
如果天花板高度超过15米/50英尺，应使用外置天线。如有疑问，请与您的账户团队联系以获取进一步咨询。
由于天线方向宽和多径反射，覆盖范围内无法实现射频空间复用。
在多层场所中，将接入点错开布置在每个房间的不同位置，避免将接入点直接垂直堆叠。
地板通常比墙壁吸收更多的射频能量（10-15 dB 是一个典型范围）。

优势：

视线覆盖 - 头顶安装通常能确保更好的视线覆盖，减少家具或人员等信号阻挡。
更广的覆盖范围 - 通常提供更广泛的覆盖区域，使天线覆盖在覆盖大型开阔空间时更为有效。
减少物理干扰——不太可能被物体或人员阻挡，这在使用如 5 GHz 和 6 GHz 等更高频段时尤为有利。
减少反射 - 更高的安装位置有助于最小化信号反射和折射，这在信号与固定装置、家具或人员交互时很常见，由于高频信号穿透能力有限，这是一个重要的考虑因素。
更便捷的维护访问 - 更容易进行维护和升级，而不干扰座位或人流动线。

缺点：

潜在的竞争增加 - 如果规划不充分，可能导致覆盖区域重叠增多，从而增加竞争和干扰。
安装复杂度——在天花板较高或具有其他建筑限制的场所可能需要复杂的安装。

侧面覆盖

在高密度区域，墙面、梁和柱子上的侧面覆盖安装非常常见。
为了减少邻道干扰（ACI）以及同频干扰（CCI），将所有的接入点（AP）安装在同一面墙上，朝向相同的方向。
信号在超出预期覆盖区域的泄漏相较于天线覆盖是浪费的。
当进行背靠背安装时，确保信道间有适当的隔离以避免干扰。对于配置为 20 MHz 信道宽度的接入点，信道之间至少保持 40 MHz 的间隔。例如，使用信道 36 和 44，而不是 36 和 36 或 36 和 40。
信号强度在房间中央会低于边缘。

安装在墙上的AP需要考虑墙另一侧安装的AP。

座下覆盖

应用于座位数超过10,000的高密度区域。
座下位置的接入点（AP）创建微基站（Picocells），这使得无线电密度远高于天线覆盖或侧面覆盖方案。
微型基站设计利用人体自然造成的 RF 信号损耗（也称为“人群损耗”或“人群效应”），当信号穿过人群时发生。
由于射频空间复用的增加，总系统吞吐量可以实现显著提升。
由于可以实现更高的接入点密度，单元大小可以小至60-75个座位之间。本指南和在线 LPV rough order of magnitude calculator 使用60个座位作为座位下设计的默认值。
接入点应均匀分布和间隔，以提供更为均匀的信号覆盖。努力使接入点之间的距离尽可能相等。
使用外置定向天线时，最小的 AP 与 AP 之间的间距绝不应少于 2 米（6.5 英尺）。
使用内置天线时，最小的 AP 到 AP 的间距绝不应少于 5 米（16 英尺）。

优势：

接入用户的距离 - 将设备放置得更接近用户可以通过缩短信号路径长度和减小信号衰减来提升连接质量。
减少同频干扰（CCI）——信号更具封闭性，减少与周围小区的干扰，有效实现覆盖的隔离。
目标覆盖 - 适用于座位布局固定且密集的环境，便于进行精确的覆盖规划。

缺点：

物理障碍物 - 信号可能受到人体、家具和其他物理屏障的阻碍，尤其对更高频段影响较大。
维护挑战——由于可能会中断座位安排或需要在无人占用时进行特殊调度，维修或升级变得更加困难。
更小的小区尺寸——每个接入点（AP）通常覆盖的区域较小，需要精心规划以确保全面覆盖且无盲区。

最后修改时间：2025年6月18日（9ee346a）