Projecto de uma rede radio WiFi WiMa – Wireless Mapping

Projecto de uma rede radio WiFi

WiMa – Wireless Mapping

Mário Jorge M. Leitão Comunicações Móveis 2

Site SurveyMetodologia indispensável no planeamento (e manutenção) de uma rede Wireless.

Envolve um trabalho de campo exaustivo, de forma a analisar completamente um edifício nos diversos aspectos que condicionam o serviço a disponibilizar.

Destina-se a assegurar que os pontos de acesso projectados fornecem a cobertura requerida na área pretendida, com o máximo de desempenho e o mínimo de investimento.

Tem como resultado a definição precisa do número, da localização e da configuração dos pontos de acesso (canal e potência).


Site SurveyCanais e potências (802.11b/g)

X ——2484 14

13

12

11

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

Channel Identifier

2472

2467

2462

2457

2452

2447

2442

2437

2432

2427

2422

2417

2412

Frequency (MHz)

—

—

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X

X

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Americas

Regulatory Domains

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Europe

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X

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X

X

X

X

X

X

Japan Largura de banda do canal25 MHz

Combinações de canais sem interferência

1 - 6 - 111 - 7 - 13

Combinações de canais com interferência marginal

1 - 5 - 9 - 13

EIRP máximoAméricas - 4 WEuropa - 100 mW (*)Japão - 10 mW/MHz

(*) Ex: potência de 50 mW com dipolo (ganho de 2,2 dBi)


Soluções convencionaisTrabalho de campo excessivo

– Muitas medições reais no local → tempo despendido

– Flutuações de sinal → valores imprecisos

Análise de cobertura desadequada

– Obtida através de interpolação elementar

– Incapaz de lidar com obstáculos estruturais dos edifícios→ descontinuidades não incorporadas

Reduzida flexibilidade

– Alteração de AP's implica obter novos mapas através de novas medições


Soluções convencionaisProblema das flutuações de sinal


Soluções convencionaisMapa de cobertura convencional


Solução adoptadaTrabalho de campo reduzido

– Medidas reais estritamente necessárias para inferir as características de propagação dos obstáculos

– Atenuação dos obstáculos é optimizada → grande imunidade a flutuações das medidas

Análise de cobertura adaptada ao local

– Baseada em modelos de previsão de propagação tendo em conta os obstáculos reais

– Descontinuidades provocadas pelos obstáculos incorporadas na cobertura


Solução adoptadaMapa de cobertura que incorpora obstáculos físicos


Solução adoptadaFlexibilidade

– Análise de cobertura pode ser extrapolada para qualquer área,

desde que os obstáculos sejam idênticos aos utilizados na

optimização

– Alteração de APs não requer novo site-survey

– Permite análise interactiva de cenários de cobertura para

melhoria/expansão da rede


Princípio de funcionamentoEstrutura hierárquica

– Site (Sítio)

– Building (Edifício)

– Blueprint (Planta)(corresponde a um andar)

Site

Edifício A

Edifício B

Edifício C

Planta 1 Planta 2 Planta 3

Planta 1

Planta 1 Planta 2


Princípio de funcionamentoFontes de sinal

– Access-Points (APs)

– Indicados sobre a planta

Receptores de sinal

– Network Interface Cards (NICs)

– Qualquer posição definida sobre a planta

Medições reais

ObstáculosFontes de

sinalReceptores

de sinal

Perdas nos obstáculos

Perdas em espaço livre


Princípio de funcionamentoObstáculos à propagação de sinal

– Em cada andar• Vários tipos - paredes, caixas de elevadores, armários

• Atenuação pré-definida ou optimizável

• Desenhados sobre a planta

– Entre andares• Pavimentos

• Não considerados na versão actual

Medições reais

– Capturadas com equipamento convencional ou específico

– Indicadas sobre a planta

– Necessárias para optimizar obstáculos


Princípio de funcionamentoProcesso de optimização

– Entrada de dados - medições reais

– Modelo de propagação Multi-Wall [COST 231]

– Optimização multi-parâmetro

Perdas em obstáculos de um andar

Perdas em espaço livre

Perdas entre andares


Princípio de funcionamento

10 m

Pr = Pt + Gt - Lfs - Lparedes + Gr (dB)

Pt = 17 dBm(50 mW)

Lfs = 60,2 dB

Pr = -50 dBm

Lparede = 11,0 dB

Lfs = 20 log10(λ/4πd) (dB)

Admitindo antenas de dipolo (Gt=Gr=2,1 dB)


Medição de potênciasO equipamento de medida utilizado para a realização do Site Survey foi o Yellow Jacket da Berkeley Varitronics

Características

– Equipamento baseado num pocket PC - permite analisar e optimizar as redes WLAN 2.4 GHz

– Detecção de pontos de acesso a operar na sua vizinhança fornecendo ao utilizador informações como o endereço MAC de cada AP, os canais DSSS em que estão sintonizados e a potência de sinal recebida de cada um deles.

– Análise de propagação por multipercurso.

– Análise de espectro ocupado em cada canal.


Operation with Wi-Ma

System optimization

– New Site / Building / Blueprint• Select menu "Site" + sub-menu "New Site"• Select an empty directory for the site

• Select menu "Building" + sub-menu "New Building"

• Enter a name to identify the building

• Select menu "Blueprint" + sub-menu "Import New Blueprint"

• Select an image file

– Set Scale

• Press "Set Scale" icon

• Draw segment over blueprint

• Set the physical length

Set

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bjec

ts

Clo

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luep

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Dra

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fic

Obs

tacl

es

Limitation

Optimisation can only be done for one Floor, but results may be used to simulate coverage in all Floors and Buildings of the Site



System optimization (cont.)

– Add / edit Wall Types• Select "Site Obstacles" menu

• Select "Wall" sub-menu

• Add / edit wall types

– Draw Walls• Press "Draw Walls" icon

• Select wall type

• Draw walls over blueprint

• Change wall type if needed for other walls

• Double click wall to edit properties / delete

Set

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Add / Edit Wall Types


Edit / Delete Wall




– Add / Edit Access Point Types• Select "Site Devices" menu

• Select "Access Point" sub-menu

• Add / Edit access point types

– Insert Access Points• Press "Insert Access Points" icon

• Position AP over blueprint

• Configure AP (name, type, channel, colour)

• Double click access point to edit properties / delete

Set

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NIC

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fic

Obs

tacl

es



Add / Edit Access Point Types Edit / Delete Access Points




– Add / Edit Network Interface Card Types• Select "Site Devices" menu

• Select "Network Interface Card" sub-menu

• Add / Edit network interface card types

– Choose Network Interface Card• Press "Choose Network Interface Card" icon

• Select network interface card type

– Insert Field Measures• Press "Insert Field Measures" icon

• Position measurement point over blueprint

• Set measured powerS

et S

cale

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Obs

tacl

es



Add / Edit Network Interface Card Types

Select Network Interface Card



Insert Field Measures




– Optimize

• Select "Optimize" menu

• Select walls to optimize

• Optionally select free space optimization

Allows to verify free space propagation

Correction factor may de determined

• Optionally save optimized results

Optimized parameters are used in subsequent mappings

Set

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NIC

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Obs

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es



Obstacle Optimization



Simulation of coverage– Configure each floor

• Import New Blueprint

• Set Scale

• Draw Walls

• Insert Access Points

• Choose Network Interface Card

– Simulate coverage for each floor

• Select window with blueprint of the floor

• Select "Simulate" menu

• Select coverage

All AP's / by AP

All channels / by channel

• Select legend (press right button over coverage map)

Set

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Obs

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What-if analysis

Press "Insert AP's" icon, drag AP's to new positions to evaluate new coverage



Simulation results



Outputs– Field measures

• Select menu "Blueprint"

• Select sub-menu "Field Measures - Export"

– Mapping image• After simulation click right button over coverage map

• Select "Export Mapping Image"

– Mapping points• After simulation click right button over coverage map

• Select "Export Mapping Points"

Set

Sca

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fic

Obs

tacl

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Limitation

Do not maximize blueprint window when simulating, to avoid large size of mapping image

Documents

Projecto de uma rede radio WiFi WiMa – Wireless Mapping