无线组网的优化与技术难点

龙志广

摘 要：菲涅尔带障碍物的影响、信号质量的优化、对准天线的技巧，往往是平常施工中容易忽视的地方。也是无线网络施工中的技术难点。本文着重深入分析这三方面的原因，并提出解决措施，以助无线网络工作者。

关键词：信息技术；无线组网；技术难点；菲涅尔带；天线技巧

1 菲涅尔带障碍物的影响与解决方法

菲涅尔带的障碍物，像在穿过树林或者建筑的环境信号会产生衍射干扰，这种情况需要提高信号塔的高度。下面分析一下根据菲涅尔带的半径推算AP的安装方式。

从发射点AP1到接收点AP2之间，存在直线信号和反射信号，如果天线高度较低且距离较远时，直线信号路径与反射信号路径差较小，则反射信号将会产生破坏作用。实际传播环境中，在这些反射点上反射信号和直线信号的路径差小于半个波长。在长为d路径上某一点（到发射点AP1距离为d1，到接收点AP2距离为d2）的第一菲涅尔区的半径为

（λ为波长，f为频率）

例如：在两地距离为3km的路径上某点，假设该点离发射点AP为 1km，对于5800MHz频率而言该点第一菲涅尔区半径。为获得最理想的传输效果，对5.8G来说，在此距离的第一菲涅尔区半径约为5.88m，这意味着基站天线底部要高出周围环境5.88m。巧妙利用周边障碍物或者建筑物的高度，可以推算出AP的最佳安装方式。

2 信号质量的优化

长距离通信意味着信号大幅度的衰落，干扰信号更容易入侵系统造成信号质量恶化，严重的将导致通信中断或丢包严重。实践工程中，我们经常会考虑怎样才能使无线网络传得更远。但是通信距离长短跟发射机功率、接收机灵敏度、背景噪声、天线增益、天线方向调试对准、信号调制带宽选择、地理环境等诸多方面的因素。下面介绍两种比较常见且可操作性强的信号优化方法。

2.1 利用带宽换信噪比（著名的香农定理）

通常，速率越高的调制方式需要占用更多的带宽，而设备的带宽增益积始终是一个有限值，带宽越宽的信号选择性越差，且接收机解调对应的灵敏度也越差。需要的解调门限电平也越高。通常提升天线的增益来得简单绿色环保，成本相对也低廉，应该是首先策略。天线增益每增加3dB等效于发射功率或接收灵敏度性能提升一倍，每增加10dB则等效10倍，20dB为100倍。在没有任何外援的情况下，减小带宽也可以提高接收灵敏度或发射效率。

在有很强干扰或是背景噪声很大的情况下，一味提高增益可能会陷入误区。如果接收信号电平指示很强，通常大于-60dBm，但信号质量却很差，比如小于50%，而且两点间的距离较长，此时，很有可能是存在干扰。可以尝试修改信道或者减小信道带宽。事实上，只要看到信号质量值较小，都可以考虑减小信道带宽或更换其他频率。一味地去增加天线增益或加大功能其实收效甚微。减小工作带宽获得了较好的灵敏度，降低了带内噪声，躲避了强干扰。其本质依然是带宽换信噪比，提升了发射和接收信号质量。

2.2 利用天线选择性和增益改善信号质量

借助天线性能提高增益是无线网络优化效费比最高的手段。天线调整在无线网络优化工作中有很大的作用。

天线的重要参数有增益、频段（带宽）、方向性和驻波比等。其中优化网络可以从增益、方向性、带宽等3个方面入手。一般来说，对于固定的频率，天线的体积尺寸越大，其增益就越高；增益越高，其方向性就越尖锐。增益越高，传输的距离越远，但是覆盖的角度就越小。另外，天线的极化方向存在水平和垂直两个方向，其方向图也存在水平和垂直两个增益参数。对于天线方向图的副瓣增益，如果是避免干扰则是越少越好；若是兼顾覆盖，副瓣增益高也并不是一件坏事。比如，大多数的栅格天线都存在一个较大的副瓣，在沙漠的凹地进行中继时，可以利用栅格天线进行反射式MESH网中继。栅格天线主瓣正好对准15公里外的MPP（落地接入点）基站，而方向图60°位置的副瓣则正好覆盖近距离（3公里处）的另一个MAP（MESH接入点）。此时，坏处立刻变成了好处。

总之，天线的种类五花八门，特性也各异，应充分利用天线的这些固有特性，优化信号质量，不断拓展传输距离。

3 点对点安装AP时，对准天线的技巧

谷歌地球上确定两点的位置和距离后，确保可视无遮拦，找出两点间的大概参照物（这个很重要），以参照物为基准，把两边的网桥先大概对准方向，在一端的网桥上先水平角度缓慢移动，找到信号最强的位置，再缓慢调整垂直角度让信号最强，假如网桥收到信号太强的话，以1dBm为调整步进，同时降低两边网桥的发射功率，然后再反复重复以上调整步骤，直到功率最小时信号最强时即可认为是对准了！

然后在另一侧的网桥重复上述调整，确保两侧网桥都已经对准。

注意事项：

（1）在降低功率进行精细调整时，一次只调整链路的一端。不要两端同时调整。

（2）调整完成后确保链路两端的信号强度相差不能过大，最好能达到1dB以内。

（3）调整后使用时不能一味使用大功率，在传输距离，环境，带宽不变的情况下，盲目使用太大的发射功率对于增加传输带宽没有明显改善，相反还会对周边其他无线设备造成同频或是邻频干扰，应合理利用小功率进行可靠稳定的传输。

（4）确保架设的时候考虑进去15db的偏差，不要架设的时候就把信号做的太理想化，那么遇到天气原因你的网络就无法使用了。

总之，以上3点是我们在实际无线组网工程项目中遇到困难又很难准确考虑到的地方。经过在多种环境中的实际操作以及技术经验累积就能使得实施的无线组网工程更加稳定可靠。

参考文献

[1]罗卫兵.airMAX无线网络原理、技术与应用[M].陕西：西安电子科技大学出版社，2014.

[2]张西安.无线网络组网优化原理浅析[J].中国新通信，2014，（2）：7.

（作者单位：珠海力天电脑科技有限公司）