基于大型会场WIFI网络无线覆盖性能的检测与分析
1. 引言
WLAN（Wireless Local Area Network无线局域网）属于一种短距离无线通信技术，它是以无线信道为传输媒介构成的计算机局域网络，通过无线射频技术（RF）在空中传输数据、话音和视频信号。WIFI作为使用最普及的WLAN技术，在室内网络覆盖中得到广泛的应用，智能终端的迅速普及，用户对无线网络的需求旺盛，网络覆盖质量面临挑战。目前国内大型会议、展览、运动会、演唱会等活动日益增多，现场人员密度和流动率大，智能终端密集，对网络质量要求较为苛刻，能够提供大范围接入、高带宽、高容量的便捷和灵活的WIFI网络覆盖，已成为高密度场景下用户最为关注的。
移动用户通过WiFi 享受移动互联网带来的各种便利时，Wifi的下载速度、响应时间和信号强度是用户感受最为敏感的指标，各种移动应用，如移动办公、虚拟会议、视频点播、网络游戏、网上购物等等热门应用体验与这三个指标息息相关。因此，本文主要通过测试这三个指标评估大型会场WIFI覆盖质量，并对测试结果进行分析，提出大型会场WIFI覆盖改进建议。
2. 测试方案
以通信网络大会为场景进行测试，会议召开区域遍布官方布置的WIFI热点，参会嘉宾需要使用手机号验证登录，一次认证全网无感知无缝漫游。本次测试场景选取人员相对集中、终端密集的会议室和主会场，使用个人手机终端进行测试，以模拟普通用户在会场的使用感知。个人手机终端中安装WIFI测试软件和IXchariot测试软件，通过测试WIFI下载速率、网络时延验证WIFI热点覆盖质量是否达到预期目标，扫描会场中WIFI信号种类、信道、信号强度等参数分析原因。网站时延以测试网站相应时间衡量，根据会议期间经常使用的移动应用，选取会议期间大量登录的搜索类、新闻类、视频类、购物类、邮箱类五类主流网站，分别为百度、优酷、新浪、淘宝、189、163。采用的测试标准见表1。
表1 会场WIFI测试项目和指标要求
序号 | 测试项目 | 指标要求 |
1 | WiFi下载速率 | ≥1024kB/s（相当于8Mb/s） |
2 | WiFi网络时延 | ≤50ms |
3 | WiFi信号强度 | ≥-70dBm |
3. 现场测试与分析
3.1 会议室WIFI测试与分析
选取常用的会议室进行现场测试，会议室大约100平方，能同时容纳80人。根据人员座位安排和路由器布置情况在会议室选取6个测试点，通过使用手机终端测试下载速率，每个测试点位测试3次，并依次测试6个网站响应时间。可以发现所有测试点都能联网，网站响应比较快，5号点位的下载速率多次未达到1280kB/s（10Mb/s），需要进一步优化，第3号和第6号点位性能最佳。
图1 会议室测试点位下载速率和网站响应时间
针对会议室中5号测试点位WIFI信号不合格的情况，采用IXchariot软件扫描空中WIFI数量、信号强度、信道等参数分析造成下载速率不合格的原因。从图3中可以明显看出2号会议室区域AP信号很强，而且数量众多，但是私装AP太多，很难避免干扰。
图2 会议室WIFI信号扫描情况
3.2 主会场WIFI测试与分析
主会场大约有600平方米，主要举办开幕式和大型报告会，能同时容纳300-400人，是整个会议中人员最密集的区域，对WIFI设备的承载能力和抗干扰能力提出了很高的要求。根据现场WIFI路由器布局和座次安排选取均匀分散的12个测试点，
可以明显看出所有测试点都可以联网，没有盲点，网站响应时间达到标准要求，1~4号和6号点位网速能达到1280kB/s（10Mb/s）以上，而其他位置不能保证每次都能达到标准要求，7号和11号点位均低于标准要求，在该速度下，某些移动应用，比如视频点播将受到影响。由于本次测试时间在下午六点过后，大楼其他部门单位已经下班，可以排除网络拥塞问题。
图3 主会场测试点位下载速率和网站响应时间
采用IXchariot软件进一步测试，从测试可以看出该区域的无线网络较多，且使用了相同或相近的信道，而且主会场也发现私装AP的现象，所用的信道与官方AP信道相同，由于Wi-Fi易受到来自同频和邻频干扰，势必影响该处AP正常信号覆盖，导致下载速度下降。此外主会场较为空旷，信号不易受到障碍物的阻挡，在距离较远的地方也能以较低的速率进行覆盖，这些较弱的无线网络无法支持正常下载速率，个人终端接入这类AP，将会占有过多带宽，拉低整个AP性能。
图4主会场WIFI信号扫描情况
4. 整改与验证
针对主会场测试中发现的问题制定了深度优化的整改措施。首先关闭私装AP、优化信道，使用2.4GHz的频段的11个信道中互相不重叠的信道，比如选用1、6、11或2、7、12或3、8、13信道，并尽可能互不重叠地覆盖起来。其次实地部署无线网络时采用高增益天线，优化每个AP的发射功率，使其覆盖区域基本与规划的区域吻合，防止由于多径干扰出现死角。然后设置AP接入规则，通过AP测量到的个人终端信号强度判定是否接入，保证原有设备带宽需求，信号偏弱的区域额外接入AP来弥补。最后关闭部分2.4G路由器，更换5G路由器，开启Band Steering / Band Select功能，降低无线信道的拥塞程度。
经过以上整改措施后重新测试会议室和主会场WIFI覆盖状况,从测试结果中发现所有测试点位的下载速率都达到标准要求，没有发现私装AP，信号强度和网络时延都满足标准要求，证明问题分析准确，整改措施有效。
测试点 | 下载速率（Kb/s） | 信号强度(dBm) | 网络延时(ms) | SSID名称个数 |
1 | 2201 | -51 | 21 | 1 |
2 | 2119 | -52 | 17 | 1 |
3 | 2303 | -49 | 31 | 1 |
4 | 1972 | -47 | 26 | 1 |
5 | 2193 | -51 | 19 | 1 |
6 | 1961 | -50 | 13 | 1 |
图5（a） 整改后会议室WIFI信号状况
测试点 | 下载速率（Kb/s） | 信号强度(dBm) | 网络延时(ms) | SSID名称个数 |
1 | 1857 | -56 | 18 | 1 |
2 | 2320 | -55 | 7 | 1 |
3 | 2429 | -48 | 11 | 1 |
4 | 2608 | -40 | 7 | 1 |
5 | 2694 | -49 | 12 | 1 |
6 | 2595 | -43 | 8 | 1 |
7 | 1863 | -48 | 35 | 1 |
8 | 1920 | -42 | 44 | 1 |
9 | 2657 | -35 | 8 | 1 |
10 | 2576 | -40 | 24 | 1 |
11 | 1751 | -49 | 64 | 1 |
12 | 2396 | -35 | 8 | 1 |
图5（b） 整改后主会场WIFI信号状况
5、结论
因此大型高密度会议场馆的WIFI设备的优化技术是关键，需要具备自动功率调整、信道优化，抑制同频干扰、5G优先接入、禁止弱信号接入等功能，提高路由管理系统智能化水平，自动完成信道、功率、速率集等多项关键参数的调优将是未来无线路由器发展趋势。
