研究院 2011年2月Wlan 802.11n外场测试总结外场测试总结 目录目录•测试情况简介测试情况简介•方案概述方案概述•测试结果分析测试结果分析•部署建议部署建议第第2 2页页 测试情况简介测试情况简介•测试时间–20112011年年1 1月月1010日－日－1 1月月2525日日•测试地点–上海、无锡、苏州•测试组织方–中国移动通信集团计划部–中国移动通信研究院、设计院–中国移动通信---上海、江苏公司•参测厂家•测试场景–大、中型会议室–大开间办公室–教学楼–学生宿舍•测试主要内容–覆盖能力–AP性能–AP容量–组网方案–抗干扰能力必选67项，可选15项 目录目录•测试情况简介测试情况简介•方案概述方案概述–测试目的测试目的& &内容内容–802.11n802.11n关键技术关键技术•测试结果分析测试结果分析•部署建议部署建议第第4 4页页 测试目的测试目的& &内容内容•测试目的–现网中是否应该引入802.11n–引入11n后将如何组网•测试内容–802.11n vs. 802.11g•明确802.11g、11n的覆盖（近、中、远点）•g、n用户渗透率不同时的总吞吐量、用户感知•AP容量•802.11n性能–单流、单双流自适应的性能对比–20M、40M带宽下的性能对比–20M、40M带宽下可支持的最大用户数–802.11n组网•非连续组网•连续组网•与其他运营商共存 802.11n 802.11n关键技术关键技术关键技术关键技术改进之处改进之处性能提升性能提升吞吐量提升吞吐量提升更多子载频802.11a/g使用一个OFDM符号中的48个数据子载频，而802.11n则使用了52个8%左右从54Mbps提升到58.5Mbps更高编码速率802.11a/g使用码率为3/4的FEC编码，而802.11n采用码率为5/6的FEC编码10%左右从58.5Mbps提高到65Mbps短GIOFDM符号保护间隔由802.11a/g的800ns缩短为802.11n的400ns10%左右从65Mbps提高到72.2MbpsMIMO系统的吞吐量随MIMO空间复用流数的增加而呈线性倍增。
2倍双流传输时使系统峰值吞吐量提高至144.4Mbps信道绑定802.11a/g的信道宽度是20MHz，802.11n提供了一个可选的40MHz信道宽度模式由于信道宽度加倍，其中所含的子载频数量也将从52个增加到108个，略多于倍数值2倍单流40M带宽可提供150Mbps的吞吐量，如结合双流MIMO，可实现300Mbps的吞吐量PHY层提升层提升帧聚合、RIFS（减少帧间间隔）等技术提升了MAC层的效率使得11n单流的实际传输速率也远高于11g•11a/g链路层速率为54Mbps，上层的吞吐量仅有26Mbps，54%的吞吐量被MAC层吞噬和消耗；•11n链路层速率为65Mbps，上层吞吐量为50Mbps，11n的MAC层吞噬和消耗的吞吐量下降到25% MAC层提升层提升 目录目录•测试情况简介测试情况简介•方案概述方案概述•测试结果分析测试结果分析–802.11n vs.802.11g802.11n vs.802.11g–802.11n 802.11n 组网方案组网方案•部署建议部署建议第第7 7页页 802.11n vs.802.11g---802.11n vs.802.11g---覆盖覆盖近点近点中点中点远点远点11n11n-30dBm-30dBm-50dBm-50dBm-70dBm-70dBm11g11g-75dBm-75dBm数据来源数据来源覆盖场景覆盖场景场景说明场景说明APAP位置位置覆盖范围覆盖范围BELLBELL会议室会议室办公室办公室可穿透室内一堵薄墙（穿损可穿透室内一堵薄墙（穿损5~8db））天花板距地面天花板距地面2.52.5米米30m*15m30m*15m弘浩明传弘浩明传大学宿舍大学宿舍可穿透宿舍门或玻璃（穿损为可穿透宿舍门或玻璃（穿损为6 6~8db 8db ）） 走廊桌子上走廊桌子上（距地面（距地面1 1米） 米） 4 4个寝室个寝室（（6 6人间）人间）•明确802.11n、11g的近、中、远点场强；•各厂商边缘处11n、11g的用户速率；•典型场景下的覆盖距离。
•从-25dbm开始，以5db为步长，记录11n、11g每个场强点单用户对应的吞吐量、覆盖距离；•分别绘制11n、11g下吞吐量的CDF曲线，15%以下的吞吐量值对应为边缘场强（远点），40%~60%的吞吐量值对应为中点，80%的吞吐量值对应为近点测试目的测试目的测试方法测试方法近中远点场强近中远点场强典型场景覆盖范围典型场景覆盖范围AP模式接收电平门限(dbm)关联速率（Mbps）11n-82.00 6.50 11g-88.00 6.00 频段频段APAP模式模式天线模式天线模式傲天傲天贝尔贝尔弘浩弘浩三元达三元达智达康智达康S S智达康智达康W W中兴中兴SHSH中兴中兴S S2.4GHz2.4GHz11g11g单流单流11.97811.97816.1516.1516.16616.1665.919 5.919 11.12211.12217.50517.50515.4315.4315.3715.3711n 20MHz11n 20MHz单流单流24.16824.16811.02511.025 7.239 7.239 20.84120.84131.88531.88519.6619.6623.1623.16autoauto51.38351.38323.87323.8735.0325.03221.510 21.510 28.11928.11938.40438.40432.3632.3627.7427.7411n 40MHz11n 40MHz单流单流62.33562.3351.251.25 3.395 3.395 30.48830.48854.11454.11429.5929.5929.5929.59autoauto82.82882.828<1M<1M18.83318.8339.608 9.608 28.73628.73638.41638.41670.0570.0549.4949.495.8GHz5.8GHz11n 20MHz11n 20MHzautoauto51.14751.14712.29112.29145.50845.50821.509 21.509 37.69837.69835.09635.09645.3645.3668.2668.2611n 40MHz11n 40MHzautoauto125.14125.145.2635.26326.6126.6127.108 27.108 3.263.2616.11316.11370.4470.4471.6171.61场强场强-70dbm时时11g、、11n单用户吞吐量（单用户吞吐量（Mbps））802.11n vs.802.11g---802.11n vs.802.11g---覆盖覆盖•场强在-65dbm及以上时，各厂商吞吐量均可满足：11n-40-11n-40-双流双流 > 11n-40-> 11n-40-单流单流 > 11n-20-> 11n-20-双流双流 > 11n-20-> 11n-20-单流单流 > 11g> 11g•场强在-70dbm及以下时，仅中兴、傲天动联仍满足以上规律。
其它厂商存在问题：•在2.4G的边缘区域，5.8G较其吞吐量略有提升（理论上2.4G应好于5.8G，但由于现网2.4G下存在较多干扰AP,且测试环境并无太多障碍物，导致边缘处5.8G吞吐量仍好于2.4G) 802.11n vs.802.11g---802.11n vs.802.11g---吞吐量吞吐量网络内随n用户比例上升，AP侧总吞吐量呈上升趋势，纯纯n n用户总吞吐量（（30~35Mbps30~35Mbps））比纯纯g g 用户吞吐量（（15~25Mbps15~25Mbps））增加80%80%左右左右室分室分---11n 20M---11n 20M单流单流 vs. 11gvs. 11g上行受终端网卡、11n上行受限影响，导致g、n混合模式总吞吐量可能高于纯n模式但纯纯n n模式下用户吞吐量比纯纯g g模式有所抬升，抬升比例为100%100%左右左右•多用户（g、n用户渗透率不同时）进行全下行、全上行业务的总吞吐量对比；•多用户（g、n用户渗透率不同时）g、n用户体验的对比•多STA（10台）工作在2.4GHz频段下按照3:4:3分布于近中远点，设置其工作在20M单流模式，终端设置为纯g模式、g:n=7:3、g:n=3:7、纯n模式时，进行全上行、全下行业务，记录各用户吞吐量及总吞吐量。
测测试试目目的的测测试试方方法法 • 用户为单纯模式时（纯g、纯n)，近、中点n用户速率为g用户2~32~3倍倍，远点n用户速率为g用户1~21~2倍倍；；• 用户为g、n混合模式时，n用户速率为g用户速率的5~105~10倍倍，远点甚至出现无法正常打流的现象802.11n vs.802.11g---802.11n vs.802.11g---用户感知用户感知傲天、贝尔、傲天、贝尔、三元达、智达康三元达、智达康中兴、中兴、弘浩明传弘浩明传• 远点g、n用户速率普遍很低（0~1Mbps0~1Mbps）；•傲天、三元达、中兴、弘浩明传n用户速率略高；•贝尔、智达康与g用户速率相当• 四种模式下，近、中点n用户速率为g用户2~32~3倍倍，远点n用户速率为g用户1~21~2倍倍下下行行g、、n速速率率差差距距大大下下行行g、、n速速率率差差距距小小傲天、三元达、傲天、三元达、中兴、弘浩中兴、弘浩贝尔、贝尔、智达康智达康上上行行 802.11n vs.802.11g---802.11n vs.802.11g---容量容量•非限速情况下，系统上、下行可支持的纯g模式用户或g:n=1:1<20<20；支持的纯n用户为2626个，用户最低速率为740kbps740kbps• 限速情况下，系统上、下行可支持的纯g模式用户或g:n=1:1<20<20；支持的纯n用户为2929个，用户最低速率为600kbps600kbps 备注：minmin为用户最低吞吐量，sumsum为多用户总吞吐量，单位均为Mbps;容量容量为多用户同时进行业务时（用户速率不低于512kbps)可接入最大用户数。
结论：边缘用户速率相同时，结论：边缘用户速率相同时，11n11n支持用户数多于支持用户数多于11g.11g.•在多STA（20/30台）分别为纯n、纯g、g/n混合模式下，测试验证单AP可支持活跃用户数目及吞吐量测试目的测试目的•多STA（20/30台）按照3:7的比例分布于近点、中点，用户最低速率小于512kbps时，剔除该用户测试方法测试方法终端模式终端模式下行下行上行上行非限速非限速限速限速非限速非限速限速限速min min sumsum用户数用户数min min sumsum用户数用户数min min sumsum用户数用户数min min sum sum 用户数用户数纯纯g g0.2740.27416.48316.48320200.9090.90918.15718.15720200 03.017 3.017 6 60 04.575 4.575 6 6g:n=1:1g:n=1:10.1740.17421.777 21.777 20200.1090.10911.167 11.167 20200 07.992 7.992 14140 08.546 8.546 1414纯纯n n0.7360.73628.528.526260.6620.66234.688 34.688 29290.6040.60422.91322.91326260.550.5530.98530.9852929智达康智达康（无锡）（无锡） 802.11n---802.11n---单流单流 vs.vs.双流双流• 20M、40M共性结论：• 双流总吞吐量>单流总吞吐量• 全下行吞吐量>上下行混合>全上行• 20M带宽下• 全上行时，双流平均(38.04Mbps)比单流(25.43Mbps) 提升49.6%49.6%；• 全下行时，双流平均（53.76Mbps）比单流（33.95Mbps）提升58.3%58.3%；• 40M带宽下•全上行时，双流平均（ 49.36Mbps ）比单流（33.94Mbps）提升45%45%；•全下行时，双流平均（67.45Mbps）比单流（ 55.64Mbps ）提升21%21%。
•比较多用户同时进行业务时单流、双流的吞吐量；•比较多用户同时进行业务时20M、40M的吞吐量测试目的测试目的•多STA（10台）工作在2.4GHz频段下按照3:4:3分布于近中远点，分别设置工作在20M、40M单流、双流模式，进行上下行不同比例业务时吞吐量的对比测试方法测试方法 802.11n---20M vs.40M802.11n---20M vs.40M• 进行全下行业务时，40M比20M总吞吐量平均提升25.5%25.5%（仅智达康略有下降）• 进行全上行业务时，40M比20M总吞吐量平均提升29.8%29.8%（仅中兴略有下降）由于由于AP40MAP40M与与20M20M工作时发射功率相同，工作时发射功率相同，40M40M的功率谱密度低于的功率谱密度低于20M20M，造成，造成40Mhz40Mhz提升未达到提升未达到20Mhz20Mhz的的2 2倍倍 802.11n---802.11n---容量容量带宽上行吞吐量min（Mbps）下行吞吐量min （Mbps）非限速限速（2Mbps）非限速限速（2Mbps）20M0.434 0.550 0.641 0.662 40M0.521 0.615 0.605 0.926 • AP 配置为40M双流时，用户进行全上行、全下行业务限速、非限速时，可支持的最大用户数均多于20M时的用户数；• 使用限速后，AP侧总吞吐量上升或下降幅度不大，但用户最低吞吐量有提升，从而可支持更多用户数(>30)(>30)；• g、n用户同时存在时，容量急剧下降，且g用户速率无保障（与20M单流时情况相同）。
•AP布放在如图所示1、2、3位置，两AP边缘处场强为-70dbm左右；•信道配置如下表•每个AP下10用户按近中远点3:4:3分布802.11n802.11n组网组网------非连续覆盖非连续覆盖123无干扰无干扰APAP存在条件下，存在条件下，2.4G2.4G、、5.8G5.8G建议使用建议使用40M40M交叠组网方案交叠组网方案信道配置AP1AP2AP33个20M16112个20M，1个40M16向上13个40M1向上6向上1向上三个AP非连续覆盖图•三个AP非连续覆盖时，应如何设置AP工作模式测试目的测试目的测试方法测试方法• 相同覆盖区域、无干扰AP存在的条件下，三个40M交叠组网性能最好，下行总吞吐量可达220Mbps220Mbps• 较三个20M组网性能提升107%107%；• 较两个20M一个40M组网性能提升60%60% •布放AP如图所示，保证公共区域的场强为-60dbm左右；•AP模式，信道配置如下：•记录两个AP下两个STA分别位于A、B；A、C；B、B； B、C点时的吞吐量；AP2不在AP1的覆盖范围内但二者有公共覆盖区域802.11n802.11n组网组网------连续覆盖（连续覆盖（1 1））- 60dbm•两AP有少部分重叠覆盖区域时(连续覆盖），应如何设置频点及AP工作模式。
测试目的测试目的测试方法测试方法AP1、 AP2下B点吞吐量（Mbps）AP1AP2模式信道模式信道g1n-20 1/6g1n-40 1/6n-201n-20 1/6n-201n-401向上/6向上n-401向上n-401向上/6向上100.006100.00640.75540.75559.25159.251n40-n40n40-n4053.45653.45626.93526.93526.52126.521n40-n40n40-n40157.407157.40799.15199.15158.25658.256n20-n40n20-n4064.05664.05635.68935.68928.36728.367n20-n40n20-n40127.005127.00567.05667.05659.94959.949n20-n20n20-n2066.87366.87332.16332.16334.7134.71n20-n20n20-n2098.88798.88774.66974.66924.21824.218g-n40g-n4034.38734.38717.76717.76716.6216.62g-n40g-n4083.41783.41759.11959.11924.29824.298g-n20g-n2036.09336.09320.68920.68915.40415.404g-n20g-n20总总STA2STA2STA1STA1两两APAP异频异频总总STA2STA2STA1STA1两两APAP同频同频163.10398.97825.204n40n40n20n20g g单单APAP 802.11n802.11n组网组网------连续覆盖（连续覆盖（2 2））•两AP连续覆盖配置为邻频时，B点两个STA总吞吐量比同频提升提升120%120%左右。
故运营商自身组网时，建议相邻AP配置为邻频•2.4G频段下，两个40M连续布放时频谱有交叠，导致其总吞吐量低于两个20M或一个20M、一个40M组网方案；建议干扰AP较少或仅允许独立运营商布网时，采用一个20M、一个40M组网方案•5.8G频段下，总带宽为125MHz，有两个无交叠40M；建议干扰AP较少或仅允许独立运营商布网时，采用两个40M组网方案 •布放AP如图所示，保证两AP之间公共区域的场强为-35dbm左右；•AP模式，信道配置如下：•记录两个AP下两个STA分别位于A、B；A、C；B、B； B、C点时的吞吐量；- 35dbmAP2在AP1的覆盖范围内 •两AP重叠覆盖区域较多时(与其他运营商共存），应如何设置频点及AP工作模式测试目的测试目的测试方法测试方法AP1、 AP2下B点吞吐量（Mbps）802.11n802.11n组网组网------与其他运营商共存（与其他运营商共存（1 1））单单APAPg gn20n20n40n4025.0199.146164.221两两APAP同频同频STA1STA1STA2STA2总总两两APAP异频异频STA1STA1STA2STA2总总g-n20g-n2014.86914.86926.01326.01340.88240.882g-n20g-n2023.77823.77860.3160.3184.08884.088g-n40g-n4014.22514.22523.11423.11437.33937.339g-n40g-n4021.54421.54458.46958.46980.01380.013n20-n20n20-n2033.08233.08228.35628.35661.43861.438n20-n20n20-n2060.32360.32357.25857.258117.581117.581n20-n40n20-n4026.23326.23331.09231.09257.32557.325n20-n40n20-n4060.06960.06987.76687.766147.835147.835n40-n40n40-n4023.11123.11124.27224.27247.38347.383n40-n40n40-n4055.57255.57248.84348.843104.415104.415 •AP布放位置较近，两AP配置为邻频时，B点两个STA总吞吐量比同频提升提升110%110%左右。
故与其他运营商共存组网时，建议相邻AP配置为邻频•2.4G频段下，两个40M近距离布放时频谱有交叠，导致其总吞吐量低于两个20M或一个20M、一个40M组网方案：• 建议干扰AP较少或仅有两个运营商布网时，采用一个20M、一个40M组网方案；• 建议三个运营商在同一位置布网时，采用三个20M异频组网方案•5.8G频段下，总带宽为125MHz，有两个无交叠40M；建议干扰AP较少或三个运营商在同一位置布网时，采用两个40M、一个20M组网方案 802.11n802.11n组网组网------与其他运营商共存（与其他运营商共存（2 2）） 室分合路布放性能（室分合路布放性能（2.4G2.4G））注：厂家仅具备大功率(500mw)11n单流室分合路AP设备，暂无11n双流室分合路大功率AP设备，本次测试采用100mw单独布放的双流AP接入双路室分系统•对于11n场景，由于采用大功率AP，室分合路场景与单独布放场景下吞吐量性能相近•采用100mw双流AP接入室分系统，在相同接收场强情况下，单流室分合路场景吞吐量与单独布放场景相近；双流室分合路场景吞吐量略低于单独布放场景，但下降程度不明显•室分合路场景下AP性能没有明显下降，考虑覆盖范围等因素，建议开发针对建议开发针对室分合路场景下的大功率双流室分合路场景下的大功率双流APAP设备。
设备模式模式单独布放场景下单独布放场景下1010用户吞吐量用户吞吐量MbpsMbps室分合路场景下室分合路场景下1010用户吞吐量用户吞吐量MbpsMbps全上行全上行全下行全下行全上行全上行全下行全下行minminmaxmaxsumsumminminmaxmaxsumsumminminmaxmaxsumsumminminmaxmaxsumsum11n11n单流单流(20M)(20M)0.07 0.07 5.46 5.46 25.90 25.90 0.97 0.97 5.78 5.78 38.98 38.98 0.34 0.34 6.26 6.26 24.42 24.42 0.75 0.75 5.66 5.66 36.12 36.12 11n11n单流单流(40M)(40M)0.04 0.04 6.28 6.28 28.86 28.86 0.35 0.35 8.94 8.94 56.94 56.94 0.95 0.95 4.82 4.82 33.15 33.15 1.72 1.72 10.01 10.01 53.57 53.57 11n11n单双流自单双流自适应适应(20M)(20M)1.04 1.04 7.76 7.76 47.56 47.56 1.37 1.37 8.63 8.63 58.96 58.96 0.47 0.47 10.21 10.21 40.15 40.15 1.10 1.10 11.53 11.53 54.01 54.01 11n11n单双流自单双流自适应适应(40M)(40M)0.55 0.55 10.95 10.95 49.28 49.28 1.09 1.09 11.46 11.46 61.08 61.08 0.73 0.73 7.39 7.39 40.51 40.51 0.71 0.71 10.56 10.56 58.41 58.41 部署建议部署建议AP类型单独布放室分合路单流/双流建议配置为单双流自适应模式因多数室分系统只支持单流，建议初期配置为单流模式；下一步推荐建设双路室分系统及开发室分500mw双流设备。
2.4G/5.8G2.4G频段：•建议干扰AP较少或仅允许独立运营商布网时，采用一个20M、一个40M组网方案；•三个运营商在同一位置布网时，采用三个20M异频组网方案5.8G频段：•建议干扰AP较少或仅允许独立运营商布网时，采用两个40M组网方案•三个运营商在同一位置布网时，采用两个40M、一个20M组网方案室分系统尚不支持5.8G频段，目前只可用2.4G下的11n设备建议网络内引用11n设备，可将现网11g设备直接进行替换 产品建议产品建议•单双流切换算法，保证单双流自适应在任意场强点的吞吐量均高于单流；•提高40M发射功率，保证其与20M功率谱密度相同；•建议开发室分500mw双流设备。