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    WLAN室内定位场景部署建议(二)

    文/王森森

    上一期我们介绍了无线室内定位的应用介绍、系统组成和实施AP部署前的准备,本期将对无线室内定位场景的AP部署原则进行说明。

    AP部署——(2)AP部署原则

    说明: dbm_distance.png

    图13-18 信号强度的距离传输衰减模型

    在近距离时电磁波的强度衰弱很快,但到了一定距离后曲线变得平缓,对于定位有实际价值的是前面的一段(-75dbm以内为最佳区域)。因为当期的定位方法是基于每个地点的强度特征不同的假设,过了-80dbm之后,考虑到信号波动的因素,可能几十米内的信号都是相同的。

    说明: 信号分布.png

    图13-29 信号分布

    高度H一般在2.5~3m之间,如现场安装位置较高,需要考虑增加衰减预算。

    水平距离L这个圆周覆盖能力(AP的定位范围)是关键指标,直接决定AP部署的密度,不同的环境这个值存在差异。

    人体正反向:正反向的信号强度相差较大(有时多达20dbm),正向的覆盖范围较大,评估该点的强度大小,通常要综合考虑方向因素。

    实际定位系统对于信号强度都有最低阈值的要求,而信号强度又直接和部署密度、成本等正相关。因而,如何确保信号强度足够强,是工程实施AP部署时的核心和焦点问题。信号分布主要关注信号传输通路上的影响因素。

    说明: 天线安装方式.png

    图13-310 AP部署方式(辫状天线外露&吸顶天线&放置在天花板内)

    优先选择自带的辫状天线;装修有要求的场合使用吸顶天线,但吸顶天线的增益一般较低,馈线对信号有衰减;尽量避免直接放置在天花板内。

    图13-411 AP定位范围(一)

    AP定位范围:AP检测到无线终端的信号强度在对无线定位有效范围内(-75dbm以内为佳)。

    开放场景:较开放场景下AP的定位范围一般按20~30m计算。

    不同的场景AP定位范围存在差异;相同场景下,不同的AP部署方式也存在差异。

    图13-512 AP定位范围(二)

    AP进店部署时的定位范围:主要关注店铺内AP的定位范围是否包含对面和隔壁店铺。

    对于中小店铺(尤其门庭开阔),店铺内AP的定位范围一般包含对面和隔壁店铺。对于由墙壁隔开的中大型实体店,店铺内AP的定位范围一般仅包含本店铺和店铺外的行人道。

    说明: 布点原则.png

    图13-613 AP布点原则(一)

    Rule1+ Rule2+ Rule3 = AP均匀分布,任意一点至少存在3个强度大于-75dbm的信号。

    说明: ap线状和多点分布.png

    图13-714 AP布点原则(二)

    一维定位场景:适合隔离度高的道路,理论上只需要2个AP。

    一般定位场景(开放区域):AP呈三角均匀部署,需要3个或3个以上的AP。

    图13-815 AP布点原则(三)

    图13-916 AP工作模式及信道规划(一)

    Monitor ModeAP按照1、6、11信道周期切换的方式扫描周围信号,可以有效、及时的上报全信道扫描到的无线报文。此模式下无法做用户接入,且不支持终端侧导航(该模式AP不发送报文)。

    Access Mode此模式用户可正常接入,在打开定位功能后,AP同时上报周围扫描到的报文(包括周围AP、无线客户端发送报文)。该模式除了完成正常的报文转发工作外,还需要本地构造UDP报文并发上报定位引擎,相当于做了两份工作。

    Hybrid Mode此模式也按照1、6、11信道周期切换的方式扫描周围信号,不过工作信道外的两个信道驻留的时间非常短,能够上报的报文数量相对较少,因此在当前实现方式下,不推荐使用。

    AP的工作模式基于设备配置。实际部署时一般推荐Monitor和Access的混合使用。

    图13-107 AP工作模式及信道规划(二)

    同信道部署:网络侧定位的基本原理为AP接收周围终端的报文,而终端是否发送报文,以什么密度发送,在什么信道上发送,这个是终端的自主行为。根据实践经验,终端在未关联状态会快速扫描全信道,在关联状态时也会发起扫描(尤其是当前信号质量欠佳时)。同信道部署时,终端发出的报文会同时被周围AP探测到,定位引擎不需要等待即可算出坐标,因此响应速度会快很多。同信道部署的最大问题是同频干扰,尤其场景中接入用户较多且流量较大时,因此大面积地的同信道部署只推荐在接入需求小的场景,如停车场。

    混合部署:更多的情况下,需要考虑混合部署,即采用小块区域的同信道,以充分利用同信道的优势和减小大的冲突域; 再外加一定的Monitor部署,以平衡接入流量和定位功能。实际应用场景中,通常会提供免费接入的信号,因此有两种情况:一是用户接入网络,这种情况会产生一定的数据流量,且会漫游到新的信道上;二是用户未接入网络,此时手机会快速扫描周围的信号。基于以上考虑,实际场景中同信道、跨信道部署都会有一定的定位流量产生,不用太过担心定位流量太少。

    小结

    本期对无线室内定位场景的AP部署原则进行了说明,下一期将对实际场景案例进行分析。

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