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摘 要： 论述了基于C#和3D建模技术，采用Eclipse开发工具，设计并开发了实现WLAN规划监测优化系统的过程。重点介绍了无线勘察、规划、监测、专家优化模块。经过实践证明，该系统能3D化显示空间WLAN布局，高性能地计算最佳的WLAN规划设计，从而提高了规划布局效率，节约了成本。
关键词： WLAN规划； 数据库； C#
中图分类号：TN925 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2013）09-11-03
0 引言
无线局域网（WLAN）以高带宽和低成本的优势，正迅速成为除GSM/CDMA/LTE之外的第四大网络。目前，国内各电信运营商、企业和个人对WLAN的应用与日俱增，在“无线城市”和“智能城市”建设和应用中，Wi-Fi已成为手持设备无线接入的重要方式。预计未来三年中，仅仅电信级WLAN的热点建设，将有近千万个AP（Access Point）建成，2012年开始市场将以55%以上的速度增长。WLAN网络的急剧发展，势必推动其建设和维护的规范化、专业化和标准化，因此WLAN规划、设计、监测和网优工具软件的市场需求是迫切的，市场前景非常广阔。
通过调研无线通信运营商、设备集成商、通信研究院、通信设计院以及相关高校，查阅大量无线网络规划方面的资料和文献，可以收集和总结出市场上具有代表性的产品，针对产品的功能特点，可对相关产品具有的功能作归类划分。网络规划：提供无线网络系统建设推荐方案，仿真预测网络性能等功能；网络设计：提供无线网络系统施工布局和系统拓扑连接等图纸设计等功能；网络监测：收集、监测无线网络各类性能指标和参数；优化建议：提供网络性能预警和优化建议等功能。
1 系统架构及功能分析
1.1 系统架构设计
系统体系结构如图1所示。系统在数据层有着安全的体系，采用轻量级的MySQL，为了确保系统的安全，通过Mysqldump导出备份数据库，完善数据库的底层机制，系统采用C#为开发平台，可支持多种控件给应用层软件开发提供技术支持。
在服务器端我们采用高性能的云，作为应用层上传数据的处理与分析，其核心处理的内容为多墙模型，光线发射，光线追踪。
1.2 系统功能分析
项目组经过大量调研和分析，将WirelessNet系统的功能分为四个功能模块：无线勘察、规划设计、监测分析、优化建议。
1.2.1 无线勘察模块
为WLAN无线网络规划和设计提供基础数据。主要实现网络建设中建筑场景的3D建模，场景中电磁场频谱的测量，建筑与勘察结果的3D可视化呈现。
⑴ 数据准备与导入
建筑场景的3D建模，利用3Ds Max 建模，其支持AutoCAD图纸与图像的导入，方便建模工作；完成后系统导入3Ds建筑场景。
⑵ 无线频谱路测
测量空间各位置的电磁场强度S[x][y][z][f]， 其中x、y、z为空间坐标，f为某一通道的频率。
⑶ 测量值自动录入和存贮
对应2D地图上的点，测量结果S[x][y][z][f]的输入，并将数据的持久化，存入数据库。
⑷ 2D/3D可视化化
3D建筑模型场景与无线电磁场强度信号的2D/3D可视化。
1.2.2 规划设计模块
规划设计WLAN无线网络建设方案，分析预测网络性能，提供设计报告和施工方案。
⑴ 获取基础数据
建筑场景的3D模型。
⑵ WLAN网络天线布局优化方案搜索
确定广义的天线参数，指天线数量、位置（XYZ）、发射功率，XY面上朝向，Z轴仰角，Pattern参数等；搜索优化的标准是信号覆盖、信噪比、通信容量、天线数量最少。
⑶ 无线覆盖信号计算
确定天线参数后，根据无线传播模型算法，计算空间各栅格点上信号强度。
⑷ 无线传播模型算法实现
成熟算法，多墙模型、射线发射法与射线追踪法实现。
⑸ 手动天线参数设置
设计师也可以通过交互，手动设置天线参数，允许人工调整处理。
⑹ 2D/3D可视化化
3D建筑模型和场景，预测建成后的电磁场强度信号（最佳小区，即每个天线，作为施主天线作用的范围）分布，天线参数，预测的信噪比/带宽等。
⑺ 性能预测与统计分析报表
WLAN网络规划设计方案，各项性能指标汇总报表，递交网规部门审核。
⑻ 施工图纸
导出规划后的WLAN施工图纸，交给施工人员建设。
1.2.3 监测分析模块
监测网络各项指标参数，保证网络的运行质量，确保网络运行安全可靠。
⑴ 测量WLAN网络常见性能参数
AP通信通道、SSID、MAC地址、通信协议、信号强度、噪声、加密方式、通信带宽、吞吐率、调制模式、连接速度、漫游切换。
⑵ 测量WLAN网络扩展性能参数
AP设备完好率、WLAN掉线率、上/下行速率、网络ping时延。这些参数的定义如下：
（a） AP设备完好率
AP设备完好率={1-[AP非运作时间长总和/（AP总数x统计时长）]}x100%
（b） WLAN掉线率
掉线事件定义为用户正常访问网络期间，异常原因导致的掉线。WirelessNet系统提供握手功能，对用户在线情况进行实时监测。
（c） 上/下行速率
传输测试用的文件应大于5MB，平均下载速度要求达到100KB/s以上。
关键词： WLAN规划； 数据库； C#
中图分类号：TN925 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2013）09-11-03
0 引言
无线局域网（WLAN）以高带宽和低成本的优势，正迅速成为除GSM/CDMA/LTE之外的第四大网络。目前，国内各电信运营商、企业和个人对WLAN的应用与日俱增，在“无线城市”和“智能城市”建设和应用中，Wi-Fi已成为手持设备无线接入的重要方式。预计未来三年中，仅仅电信级WLAN的热点建设，将有近千万个AP（Access Point）建成，2012年开始市场将以55%以上的速度增长。WLAN网络的急剧发展，势必推动其建设和维护的规范化、专业化和标准化，因此WLAN规划、设计、监测和网优工具软件的市场需求是迫切的，市场前景非常广阔。
通过调研无线通信运营商、设备集成商、通信研究院、通信设计院以及相关高校，查阅大量无线网络规划方面的资料和文献，可以收集和总结出市场上具有代表性的产品，针对产品的功能特点，可对相关产品具有的功能作归类划分。网络规划：提供无线网络系统建设推荐方案，仿真预测网络性能等功能；网络设计：提供无线网络系统施工布局和系统拓扑连接等图纸设计等功能；网络监测：收集、监测无线网络各类性能指标和参数；优化建议：提供网络性能预警和优化建议等功能。
1 系统架构及功能分析
1.1 系统架构设计
系统体系结构如图1所示。系统在数据层有着安全的体系，采用轻量级的MySQL，为了确保系统的安全，通过Mysqldump导出备份数据库，完善数据库的底层机制，系统采用C#为开发平台，可支持多种控件给应用层软件开发提供技术支持。
在服务器端我们采用高性能的云，作为应用层上传数据的处理与分析，其核心处理的内容为多墙模型，光线发射，光线追踪。
1.2 系统功能分析
项目组经过大量调研和分析，将WirelessNet系统的功能分为四个功能模块：无线勘察、规划设计、监测分析、优化建议。
1.2.1 无线勘察模块
为WLAN无线网络规划和设计提供基础数据。主要实现网络建设中建筑场景的3D建模，场景中电磁场频谱的测量，建筑与勘察结果的3D可视化呈现。
⑴ 数据准备与导入
建筑场景的3D建模，利用3Ds Max 建模，其支持AutoCAD图纸与图像的导入，方便建模工作；完成后系统导入3Ds建筑场景。
⑵ 无线频谱路测
测量空间各位置的电磁场强度S[x][y][z][f]， 其中x、y、z为空间坐标，f为某一通道的频率。
⑶ 测量值自动录入和存贮
对应2D地图上的点，测量结果S[x][y][z][f]的输入，并将数据的持久化，存入数据库。
⑷ 2D/3D可视化化
3D建筑模型场景与无线电磁场强度信号的2D/3D可视化。
1.2.2 规划设计模块
规划设计WLAN无线网络建设方案，分析预测网络性能，提供设计报告和施工方案。
⑴ 获取基础数据
建筑场景的3D模型。
⑵ WLAN网络天线布局优化方案搜索
确定广义的天线参数，指天线数量、位置（XYZ）、发射功率，XY面上朝向，Z轴仰角，Pattern参数等；搜索优化的标准是信号覆盖、信噪比、通信容量、天线数量最少。
⑶ 无线覆盖信号计算
确定天线参数后，根据无线传播模型算法，计算空间各栅格点上信号强度。
⑷ 无线传播模型算法实现
成熟算法，多墙模型、射线发射法与射线追踪法实现。
⑸ 手动天线参数设置
设计师也可以通过交互，手动设置天线参数，允许人工调整处理。
⑹ 2D/3D可视化化
3D建筑模型和场景，预测建成后的电磁场强度信号（最佳小区，即每个天线，作为施主天线作用的范围）分布，天线参数，预测的信噪比/带宽等。
⑺ 性能预测与统计分析报表
WLAN网络规划设计方案，各项性能指标汇总报表，递交网规部门审核。
⑻ 施工图纸
导出规划后的WLAN施工图纸，交给施工人员建设。
1.2.3 监测分析模块
监测网络各项指标参数，保证网络的运行质量，确保网络运行安全可靠。
⑴ 测量WLAN网络常见性能参数
AP通信通道、SSID、MAC地址、通信协议、信号强度、噪声、加密方式、通信带宽、吞吐率、调制模式、连接速度、漫游切换。
⑵ 测量WLAN网络扩展性能参数
AP设备完好率、WLAN掉线率、上/下行速率、网络ping时延。这些参数的定义如下：
（a） AP设备完好率
AP设备完好率={1-[AP非运作时间长总和/（AP总数x统计时长）]}x100%
（b） WLAN掉线率
掉线事件定义为用户正常访问网络期间，异常原因导致的掉线。WirelessNet系统提供握手功能，对用户在线情况进行实时监测。
（c） 上/下行速率
传输测试用的文件应大于5MB，平均下载速度要求达到100KB/s以上。