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移除书签5.1 2.4GHz频段频率规划
5.1.1 工作频率范围
IEEE 802.11b/g使用2.4GHz的ISM频段，工作频率范围为2 400～2 483.5MHz。该频段为Wi-Fi、宽带无线接入系统、蓝牙技术设备、点对点或点对多点扩频通信系统等各类无线电台站的共用频率。
5.1.2 信道划分
2.4GHz频段可用带宽为83.5MHz，划分为13个信道，每个信道带宽为22MHz。
具体信道配置方案见表5-1。在实际建网进行频率规划时，相邻小区应尽量使用互不交叠的信道以减小彼此干扰。
表5-1 2.4GHz频段信道配置表
从下面的信道带宽图可以看出，IEEE 802.11b/g的13个信道中心频率以5MHz间隔分布。
5.1.3 不交叠信道
IEEE 802.11b/g使用2.4GHz频段上的13个信道，在2.4～2.483 5GHz频段中无法容纳11个并行不交叠的22MHz的信道，因此IEEE 802.11b/g的13个信道中心频率以5MHz间隔分布。IEEE 802.11b/g都具有3个不交叠的信道（第1、6、11信道）。下面介绍不交叠信道的概念。
图5-2 2.4GHz频段发射频谱模板（DSSS、CCK方式）
图5-2显示了对于DSSS、CCK方式，2.4GHz频段发射频谱模板。由图可以看出，传输能量在信道中心旁边±11MHz处减少了30dB，离信道中心±22MHz的能量减少了50dB，这是理论上的能量衰减，中心频率的能量最大。
图5-3 两个相邻的信道频谱图
图5-3显示的是两个相邻信道1和2的频谱图，阴影部分显示出信道2主要信号交叠进入信道1主区域（主瓣），可以看出信道2的主要能量区域和信道1的主要能量区域相互交叠，因此所有信道的通信都会受到严重影响。
图5-4显示的是信道1、6和11的频谱图，它们依然交叠在一起。可以看到信道1的信号衰减了30dB之后才同信道6信号的主区域交叠，这样信道1信号对于信道6信号的影响会比前面的情况小得多。因此，信道1、6和11之所以被称为“不交叠”是因为它们主要的功率部分不会交叠，并非完全不交叠。
图5-4 互不交叠的信道频谱图
当然，这并不意味着在一个Wi-Fi系统中无法同时使用两个相邻的信道。考虑到不同的设备之间的距离不同，信号的衰减程度也就不同，那么不同信道信号之间的干扰会比图5-4所示的情况小得多。
5.1.4 Wi-Fi频率干扰分析
由于有限的频谱和无线介质的特性，系统容量并不是和AP数目的增加成正比的。由于AP间的相互干扰，整个系统的吞吐量也会受到影响。
（1）同频干扰
Wi-Fi采用的扩频码是基于统一规范的，系统内的设备有可能使用相同的扩频码，因此相邻小区不能使用相同频率，否则将造成同频干扰。所以，在有限范围内单纯采用增加AP的办法是无法提高网络容量的。
（2）邻频干扰
两信道中心频率小于25MHz时，信道之间存在重叠区域，会有部分干扰。
使用邻频可以增加可用频点数，但会引入干扰，工程上习惯为相邻小区配置1、6、11信道，这样既可以充分利用频点资源，又避免了干扰。
5.1.5 2.4GHz频段频率规划
和移动通信网一样，为了扩大覆盖范围和提高频谱利用率，Wi-Fi也必然需要引入蜂窝结构。在Wi-Fi组网中，可以通过频率重用来增加网络容量，解决频率有限的问题。同频干扰是无线通信组网中的主要干扰源，因此选择合适的重用频率集是使用频率重用方式的关键。
同频干扰会带来单AP性能的下降，所以一般来说，规划设计AP频点时，需尽量将两个相邻AP设定在频率不相交叠的信道上，以确保增加了AP以后在覆盖增加的同时，网络容量也同比增加。当室内隔断不规则分布时，应依靠隔断物划分覆盖区域，按照上述原则合理规划频率，减少同频干扰。
可用频点的选择可以参照以下原则：
（1）一般情况下，推荐使用1、6、11频点进行复用；
（2）当选用的AP杂散指标较差时，可采用1、7、13频点进行复用；
（3）在频率复用困难或者网络容量需求很高的情况下，也可采用1、5、9、13频点进行复用。
在一些特殊应用场合，也可以将AP都配置成同一频点，当无线中继使用，以简单扩大覆盖范围。
基于上述原则，考虑以下几种Wi-Fi频点使用策略。
1．未新建Wi-Fi网络的热点
（1）中小型无遮挡的开阔空间
此类区域内最多布放3个AP即可满足覆盖及容量需求，每个AP可使用1、6、11任意一个子信道。
（2）超大型无遮挡的开阔空间
对于一些超大规模无遮挡的热点区域需使用3个以上的AP时，为最大限度地减少信道之间的重叠和干扰，应避免相邻AP使用相同的信道。在IEEE 802.11b/g中，最好是使用信道1、6和11，可以有规划地排列蜂窝，交替使用不同的信道，如图5-5所示。
图5-5 交替使用IEEE 802.11b/g信道时出现的盲区
然而，在这些信道交叉的中央区域有一个没有被Wi-Fi信号覆盖的盲区。如果客户端漫游时经过这个覆盖盲区，可能立刻失去无线信号。另外，如果缩短蜂窝之间的距离，以覆盖这个盲区，两个使用信道1的蜂窝将重叠，进而相互干扰。
在这种情况下，为了扩大覆盖范围和减小干扰，Wi-Fi网络也需要引入蜂窝结构，如图5-6所示。采用图5-6所示的模式使用信道时，可以有多种不同的组合方式，但结果基本相同。
图5-6 交替使用IEEE 802.11b/g信道的模式
注意，图中显示在使用信道1的蜂窝内的客户端移动时，将漫游到使用不同信道的相邻蜂窝中。为确保能正常漫游，客户端必须从一个信道切换到另一个信道。
交替使用信道可避免重叠，这常被称为信道复用。可重复图5-6所示的基本模式，以覆盖更大的区域，如图5-7所示。
图5-7 重复IEEE 802.11b/g信道使用模式
（3）对于有阻挡物的热点区域，应充分利用热点区域的阻挡物实现1、6、11信道的重复使用。
（4）多层大楼的覆盖区域
前面只讨论了二维区域的信道布局。下面将讨论设计一个多楼层Wi-Fi网络覆盖时的信道规划。
天线发射的RF信号实际上是在三维空间内传播的。对于全向天线，其辐射图是一个以天线为中心的圆环。信号向外传播，使得蜂窝在楼面上类似于一个圆；信号也将向下和向上传播（虽然传播距离没有水平那么远），这将影响位于相邻楼层中的Wi-Fi信号传播。
考虑一座两层大楼，如图5-8所示。在一楼使用的是图5-7所示的二维信道布局。在这种情况下，在楼层平面内以及楼层之间都需要交替使用信道。一楼的信道1不能与二楼的信道1相互重叠。
图5-8 IEEE 802.11b/g三维信道布局
考虑规划Wi-Fi网络建设所涉及的每项任务时，必须对每个AP的蜂窝大小、发射功率和使用的信道进行协调。如果允许客户端跨越整个园区无线网进行漫游，漫游也将是一个问题。
2．已建有Wi-Fi网络的热点
（1）1、6、11三个子信道未全部被占用的无遮挡开阔空间
此类热点区域布放AP时选用1、6、11三个子信道中未使用的子信道进行覆盖。
（2）1、6、11三个子信道己全部被占用的无遮挡开阔空间
两个相重合的频段是存在同频干扰的。但是，当双方信号强度不是非常大的时候，这种干扰对双方的信号质量是不会产生非常明显的影响。选择1、6、11子信道是为了从根源上避免出现同频干扰的情况，但并不能代表绝对不能出现1、6、11以外的频点。
事实上，有较多AP的热点区域中，1、6、11号信道会被重复使用，这时只需要避免信号强度相近的AP信号的频点重复就可以了。
