无线演讲方案

无线演讲方案（精选9篇）

无线演讲方案 篇1

随着数字技术、计算机多媒体技术和网络技术的发展,多媒体教室应运而生,语音实验室也如火如荼地应用于教育行业中。利用这些基础设施进行PowerPoint演示文稿的放映与演讲,图文并茂,有声有色,让人印象深刻,所以不单在学校,在公司企业、党政机关甚至个人家庭中,一对多PPT演讲都成为了不可或缺的一部分[1]。然而即便如此,现今的PPT演讲模式和环境仍有许多不尽人意之处[2,3,4,5],本文基于无线路由器,通过软件的方式设计并实现了一种PPT无线演讲新方案[6,7,8]。此方案包括2个方面的内容:1)演讲者和听众之间每人各持一台PC,通过无线路由器构成一个无线或有线网络环境,以服务器和客户机一对多的模式,客户机上跟踪显示服务器上对PPT的各种操作,包括翻页、涂鸦、画直线、画圆、画矩形、选定区域放大等各种操作,同时客户端也可以选择翻动控制服务器端的PPT,从而实现了无线的优势与互动性,这些操作不仅可以通过鼠标完成,也可以是用手指对PC触摸屏直接进行动作;2)在多媒体教室中,演讲者手持一个小巧轻便的Windows触摸式平板电脑,可以在教室的任何一个位置和多媒体计算机之间实现无线通信,两台PC之间的PPT实现如上所述的同步显示,从而间接地实现了演讲者对投影屏幕显示的控制,大大提高了演讲者位置的灵活性。

1 方案概述

本方案的实现需要软件和硬件等多个模块。软件模块包括打开及操作PPT的ActiveX控件,分为控制端和演示端两个;基于Windows套接字的网络通信程序,分为服务器端和客户端两个。硬件模块需要一个无线路由器,这里采用Tenda 腾达W311R无线宽带路由器;一个触摸式平板电脑,这里采用AOSON爱立顺R116电容屏平板电脑,10.1 in采用Windows XP/Windows 7操作系统。此方案的应用模式如图1所示。

2 各模块的设计与实现

2.1 ActiveX控件的开发

使用VB 6.0平台开发ActiveX控件[9],共有两个,分别对应演讲者和听众(或者叫观看者),所以称其为控制端和演示端,命名为PPtControl.PrstCtrl,PPtObj.Presenter。控件设计好后,还需进行注册,这样才能被VC程序找到并加载使用[10]。下面对控件的图形界面和代码部分以及如何注册进行详细介绍。

2.1.1 控制端控件

由于演讲者要对PPT进行各种操作,包括打开PPT演示文稿,选择画图类型,设置画图颜色,在加载了PPT文稿的图片框控件上画图,对所画的图选定部分删除或全部清屏、刷新、白屏、添加行线,选定PPT部分区域进行放大、放大后的还原,设置是否让演示端程序同步跟踪,幻灯片上下翻页以及关闭演示文稿等,所以控制端控件比较庞大复杂[11],内部包含的控件有:PictureBox,RichTextBox,Textbox,Timer,CommonDialog,CommandButton,OptionButton,CheckBox,Label,HScrollBar,VScrollBar等,控件的图形界面如图2所示。

控件图形界面右边主体部分是图片框控件,在IE浏览器中打开运行此控件,点击打开按钮,PPT全屏放映的同时也复制到此图片框;左上角是RichTextBox控件,用来显示打开PPT的备注或批注;左下角是操作面板,在面板上选择线型颜色后,便可以在图片框上通过鼠标进行各种画图了,也即在PPT幻灯片上画图了,可以在上面画任意线,直线、矩形、圆等。通过进行选择和相关设置,还可以实现用鼠标选定PPT某区域放大察看,放大后通过滚动条来查看全部内容,点击还原按钮即可原始显示;通过点击上页和下页按钮可以翻动PPT文稿,同时通过勾选同步或预览复选框来决定是否让演示端跟踪显示;清屏按钮用来擦除所有画线;删除按钮用来擦除选定的部分画线;页数静态标签显示当前是第几页幻灯片;行线用来增添幻灯片的炫丽[12]。

上述所有功能的实现是通过控件的代码来完成的,控件代码主要包括内部控件事件响应函数和ActiveX控件自定义事件两部分,后者是在前者中RaiseEvent触发的,还包括几个自定义公共函数,一个和演示端翻页互动的事件响应函数,在代码中还用到了Windows API函数。

控件对PPT的控制和响应是通过下面对象来实现的:PowerPoint.Application和PowerPoint.Presentation。

所以一开始就定义两条语句:

Public ppApp As PowerPoint.Application

Dim ppPres As PowerPoint.Presentation

在打开PowerPoint应用程序和PPT演示文稿时,分别将其赋值给ppApp和ppPres,然后就可以通过操作这两个变量来对放映的演示文稿进行控制处理了。由于VB和VBA某些方面的通用性,对这两个变量的操作代码可以通过PowerPoint应用程序自带的VBA功能获得,具体是通过录制宏的方式获得对PPT操作的命令代码[13]。

内置控件的事件响应函数构成代码的主体,包括命令按钮、单选按钮、复选框按钮的单击事件,定时器的Timer事件等,可以在图片框控件PictureBox上画图主要就是通过它的MouseDown,MouseMove和MouseUp事件来完成的。当然这些只能实现控制端自己对PPT的操作,要实现演示端跟踪,还必须定义许多事件并且在操作后进行触发,在这里定义的事件有:

Public Event PageNext() //翻到下一页

Public Event PageTo(ByVal nPage As Long) //翻到nPage指定的一页

Public Event Zooming(ByVal xw As Single, ByVal yh As Single, ByVal xAt As Single, ByVal yAt As Single) //放大某区域

Public Event DrawLine(ByVal x1 As Single, ByVal y1 As Single, ByVal x2 As Single, ByVal y2 As Single) //画线

Public Event EraseAt(ByVal x1 As Single, ByVal y1 As Single) //擦除

Public Event DrawRect(ByVal x1 As Single, ByVal y1 As Single, ByVal x2 As Single, ByVal y2 As Single) //画矩形

Public Event DrawCircle(ByVal x1 As Single, ByVal y1 As Single, ByVal r As Single, ByVal rxy As Single) //画椭圆或圆

Public Event WhiteScreen(ByVal b As Boolean) //白屏

Public Event ChooseColor(ByVal cl As Long) //设置颜色

Public Event ClearScreen() //清屏

在定义了这些事件后,然后在相应的操作代码后使用RaiseEvent语句触发事件,比如在图片框控件的MouseUp事件响应函数中完成画圆后有RaiseEvent DrawCircle(xp0,yp0,r,b)。

2.1.2 演示端控件

演示端的功能就是负责打开运行PPT,点击翻页,响应控制端的各种事件,所以控件图形界面相对比较简单,只有一个命令按钮控件CommandButton、一个图片框控件PictureBox、一个通用对话框控件CommonDialog,如图3所示。

控件在容器中(这里用IE浏览器)运行后,点击打开按钮便可选择PPT文件然后放映幻灯片,同时也将打开的幻灯片复制到图片框中,通过“Alt+Tab”组合键来切换窗口,这和控制端是相同的。点击图片框可以连续翻页,这一动作可以使控制端也翻页。演示端控件的主要功能就是使幻灯片跟踪显示控制端的各种操作,这是通过“工具—添加过程—子程序”操作添加Public函数然后在其中编写相应的事件响应代码来实现的,所以说演示端代码的绝大部分是事件响应函数,分别对应控制端定义的那些事件。除此之外,定义了一个翻页事件,还有打开按钮和图片框的单击事件响应函数,翻页事件就是在图片框的单击事件响应函数RaiseEvent中实现的。

演示端控件的代码编写思路和控制端类似,也是通过PowerPoint.Application和PowerPoint.Presentation两个对象来对PPT进行控制操作的。

2.1.3 控件的注册

VB6.0控件的注册采用如下方法:首先,在VB环境中通过“文件—生成ocx...”得到OCX文件,然后通过“开始—所有程序”找到VC工具ActiveX Control Test Container,最后通过“File—Register Controls...”找到相应的OCX文件从而完成注册。

2.2 Winsock网络编程

ActiveX控件集合了对PPT进行的所有操作,但是两个控件之间并不能相互通信,这里借助于网络套接字程序来完成这个功能[14]。套接字编程有基于TCP协议和基于UDP协议两种,这里选择前者。Socket通信是基于客户端和服务器模式,所以网络通信程序也分为两个:服务器程序和客户端程序。在这里要实现的功能类似于局域网聊天程序但不是为了聊天也没有相关的聊天界面,主要是为了实现局域网内部多台PC之间能够按照自定义的协议进行数据通信,程序界面上加载前面的ActiveX控件从而最终得到所需的VC程序,然后就可以交换数据进行通信[15]。下面分别加以介绍。

2.2.1 服务器程序

这里是在一个基于对话框的MFC程序中进行网络套接字编程[16]。服务器端新建了一个派生类CLANSocket(基类为CSocket),此类中封装了对套接字的所有操作,包括非阻塞模式的接收连接请求void CLANSocket::OnAccept(int nErrorCode),建立连接后新套接字的有关操作,包括发送void CClientSocket::OnSend(int nErrorCode)和非阻塞模式的接收操作void CClientSocket::OnReceive(int nErrorCode),还包括void CClientSocket::Receive(…)和void CClientSocket::Send(…),这是从基类中继承得到的。服务器端的监听套接字和建立连接返回的套接字都是CLANSocket类对象,服务器端共有两个对话框,一个用来设置监听套接字的端口号,另一个主对话框负责群发控制命令或接收某个客户端发来的数据并立即转发给其他客户端,界面上加载如图2所示的控制端控件。在程序初始化时也就是在应用程序类的InitInstance()函数中一定要使用AfxSocketInit()初始化套接字加载套接字库。

2.2.2 客户端程序

客户端程序也创建了一个类CChatSocket,此类也派生于CSocket,封装了套接字的有关操作[17],包括发送数据Send接收数据Receive以及非阻塞模式的接收操作void CChatSocket::OnReceive(int nErrorCode),共有两个对话框,一个对话框用来输入用户的代号、需要连接服务器的IP地址和端口号,另一个主对话框负责和服务器进行数据交换,界面上加载如图3所示的控件。客户端程序同样要使用AfxSocketInit()初始化套接字。

2.2.3 ActiveX控件的使用

网络通信框架程序编写好以后,下面就要将控件导入到VC程序中了,分别是控制端控件加载到服务器程序,演示端加载到客户端程序。两端所做的工作类似,在VC 6.0环境中,通过“Project—Add To Project—Components and Controls...”然后选择前面注册的控件导入,VC会自动生成控件的类并问是否导入,选择导入控件类,此时打开控件工具栏,可以看到多了一个小图标,那就是导入的ActiveX控件,将此控件拖入程序的主对话框上面,从而得到所需的最终界面,接下来就是对代码进行编写了。

在服务器端,通过ClassWizard为添加的控件关联对象变量m_nsvr,对象的类型为上面刚添加的控件类,此时对控件的引用就可以通过此变量来完成,通过ClassWizard为控件变量添加消息响应函数,可以看到列出的消息就是开发控件时定义的事件。然后在控件的消息响应函数中发送字符,发送机理和局域网聊天程序发送字符一样,只不过这里发送字符串的前面部分是赋予了特定意义的控制信号,后面部分是事件的参数,将它发送到接收端后,接收端根据编写的一个简单协议(见表1),执行响应的操作,从而跟踪发送端演示文稿的操作变化。

在客户端,首先也须通过ClassWizard为添加的控件关联一个对象变量m_nclt,并且为其添加一个消息响应函数(只有一个翻页事件)。利用套接字和服务器端数据通信,接收到字符后,分离控制字符和参数字符,根据表1进行判断是控制端的哪个事件发生了,然后通过控件关联变量调用控件类相应的成员函数,这些函数就是开发控件时编写的Public子过程。在某个客户端翻页时,服务器也要接收一次数据,动作机制和上面一样。

2.2.4 通信机理

具体的通信过程如下所述:服务器端利用监听套接字接收N个客户端的连接请求后,产生N个新的套接字,每个套接字对应一个客户端,然后利用这些新套接字和客户端通信[18]。服务器对PPT进行操作,即对控件图片框上的PPT进行操作,比如画了一条直线后,鼠标弹起的瞬间,触发事件执行VC中相应的事件响应函数,在此函数中调用相关函数利用Send将控制字符串和事件参数绑在一起群发给各个客户端,客户端利用Receive函数接收数据并将其分离,然后按照协议执行对应的函数,从而实现了跟踪显示。为了实现互动性,客户端也可以控制服务器翻页,原理一样,只不过这时服务器接收到字符串数据后,还须将数据转发给其他客户端(不回发),从而实现所有PC跟踪显示。

3 组网实验

一切准备就绪后,下面就可以进行实验了,这里用到的主要设备包括1台Windows平板电脑,4台笔记本A,B,C,D,2台台式机E,F,1个腾达无线路由器G。

首先不用平板电脑,以A作为演讲者PC,运行服务器程序,B,C,D,E,F运行客户端,为观看者所用PC。打开无线路由器,将其连接到实验室的交换机,将A,B,C,D连接到G的无线网络中,E通过网线连接到无线路由的LAN口[19],F有线连接到交换机的端口。这里要保证A,B,C,D在同一个无线网络中,所有PC无线或有线都需在一个局域网中[20]。上述操作成功后,A打开运行服务器端VC程序,其他PC打开运行客户端程序,然后各自输入服务器的端口号与IP地址,确定即与服务器端进行连接,连接成功。

然后A通过控件的打开按钮选择打开一个PPT演示文稿,其他的PC打开同一个PPT。这时演讲者对图片框上PPT用鼠标进行操作,操作结果可以立即反应到各个客户端上全屏放映的幻灯片上。如图4、图5所示,分别为选定放大与画线的跟踪,服务器端的图片是通过对VC图形界面中的VB控件截屏得到,客户端的图片是通过PrintScreen抓取整个屏幕得到。同时某观看者也可以控制演讲者和其他观看者的PPT翻到某一页。将A换成平板电脑,操作步骤类似,只不过这时不是用鼠标操作而是用手指,实验效果和结果一样。

这里主要是针对无线这一特点,当然程序对于有线局域网也适用。另外,无线路由器理论上可以无线连接200多台PC,为了保证网络通信速率,需适当减少,不过此处网络通信只是交换一些控制字符和参数,数据量很少,所以可以连接的PC数还是很大的。

4 结束语

无论在学校教学、政府会议,或是公司项目讨论中,PPT演讲都是一种主流的方式,然后需要一个多媒体教室或语音教室,但是在这些应用模式下均具有许多缺点或需要改进的地方,比如多媒体教室里面演讲者位置固定;语音教室布线复杂,环境杂乱,观看者不能同时使用PC,灵活性不好。尤其是在人数不多的时候也必须占用一个教室,浪费资源。

据此,本文提出一种基于ActiveX控件的PPT无线演讲新方案,利用现在随处可见的无线路由器,能够实现无线局域网内部几十台PC之间演示文稿的跟踪显示,从而使得现今的演讲模式得到改进,演讲的丰富性和灵活性大大增强。

摘要：通过研究PPT演示文稿各种常用操作和VBA代码之间的对应关系,开发得到VB ActiveX控件,利用VC平台编写Winsock网络通信程序,两者结合再基于无线路由器便可得到对PPT进行操作的无线演讲方案。组网实验表明,此方案大大改进了传统PPT演讲的缺陷,加之演讲者使用平板电脑,更能显出它的优越性。

关键词：PPT演示文稿,VB ActiveX控件,Winsock网络通信程序,无线路由器,无线演讲方案

无线演讲方案 篇2

行进中的车队常常需要建立数据网络连接，构建车载无线局域网络成为首选，然而，由于车队行进中有以下许多特殊性，使得一般的网络构架和设备选型难以满足应用的需要：

1、车队行进中，不仅颠簸震动严重，而且常遇到高温、高寒、高海拔等恶劣地质环境以及各种恶劣气候条件，对设备稳定性要求很高

2、车队中车辆相对位置经常变动，无法使用高增益定向天线

3、行进速度不同，车队的排列顺序经常变化，网络中心位置不固定

4、行进中某些车辆可能超出网络连接的空间范围，当重新进入网络时，需要有自动建立连接的功能。

采用wuhe的MESH“网状网”无线网络设备，完全可以满足这种需求。该产品采用抗冲击铝压铸外壳全密封结构设计，适应各种恶劣环境条件：

◆采用符合军标的器件，可靠性高

◆可全天候工作

◆低温可达零下40度

◆海拔可到5000米

◆宽电压范围，交流100V～240V，直流12V到24V均可正常工作，

MESH “网状网”产品采用了最新的无线网络技术。与通常的“星型”网络和“树型”网络不同，“网状网”无线网桥之间可以利用无线信号形成“网状”的连接形态。任何两台无线网桥之间可以直接建立无线链路，在没有无线链路可以直接构成连接的时候，也可以自动寻找第三台无线设备间接构成连接。甚至，可以通过若干台“中转”建立连接。

“网状网”无线网络产品，组网方式非常灵活，完全消除了通常无线网络的所谓“必须有中心基站”的布局限制，网络结构可以根据需要自动灵活变更，非常适合于车队这种灵活机动的应用模式需求。

利用“网状网”无线网络设备建立的无线网络系统，当任何一个节点的网络设备出现故障而失效时，网络会自动重新建立路由体系，保证网络畅通。因而大大提高整体网络的生存能力。而若某个结点由于运动而脱离原来的无线网络范围，当其重新进入覆盖范围时，可以自动重新连接进入网络。

无线演讲方案 篇3

1 医用无线终端的现有方案

1.1 MCA方案

MCA是英文mobileclini cal assis tan t (移动临床助理)的缩写,MCA方案以Intel为基础构架,属于医用专业的便携式电脑,主要应用于医疗业务中,具体包括RFID的标签阅读、临床记录与拍照、用药管理以及临床医嘱等。MCA方案具有性能稳定、便捷、待机时间长、设计人性化、防水等优势,但同时也具有价格昂贵、没有匹配的医疗系统与键盘功能等劣势,所以在医院的信息系统中一般不能直接使用。

1.2 EDA与PDA方案

EDA为企业服务,是英文enterprisedigitalassis tan t(企业数据助理) 的缩写,PDA为个人服务,是英文per son aldigitalassis tan t(个人数据助理)的缩写。EDA与PDA都具有方便携带、质量适中、可以摄影、扫描等功能,与PDA相比,EDA具有较强的处理效率、安全性、专业性与稳定性,因此,为了满足医疗业务的多样性与复杂性,EDA方案在医用的范围更广泛。但同时,两种方案都存在诸多缺陷,如解析度差、屏幕小、需使用触控笔等,因而无法实现护理操作的简单化。

1.3 无线查房车方案

在结构上,无线查房车主要包括活动车架、UPS、集成计算机、伸缩抽屉、伸缩键盘与鼠标、显示器等。医生的查房车会配置放病例的支架,护理的查房车则配置了污物桶、药盒抽屉与器械抽屉。无线查房车的内置电脑一般使用W ind ows的操作系统,与医院的信息系统可以通用,因此,此方案具有上手容易、系统延续性较好等优势,在各大医院中被广泛使用。同时,无线查房车也具有内置电脑维修困难、体积过大、电池损耗严重等劣势。

1.4 便携式电脑查房车方案

与传统的无线查房车相比,此方案具有结构简单、价格优惠、维护成本低等一系列优势,不仅用便携式电脑替换了原来的集成电脑,更有效改善了查房车的移动性与尺寸。

1.5 平板电脑

1)W ind ows方案

“平板电脑”的概念最早由微软创始人比尔·盖茨提出,但早期所使用的x86 版本中的W ind ows系统,具有待机时间短、耗能高、笨重。需使用点触笔等一系列劣势,没有将计算机的操作性与便携性充分体现出来,因而不被市场认可。随着微软系统的不断发展,现如今设计的W ind ows8 操作系统在待机时间与质量上有了十分明显的进步,并在国内许多医院中广泛使用,因而W ind ows方案在程序上具有超强的移植性。

2)Android方案

Android将Linux作为开发源代码的基础,最开始主要应用于手机中,随着开发与改良不断深入,涉及的领域也逐渐扩宽,现如今,Android系统的平板电脑已成为是i Pad的竞争者。在Android中利用了ARM的构架,使平板电脑在结构上更加轻薄,具有显著的便携性,同时Android系统的平板电脑也采用了开放性极强的开发环境与操作系统,在价格上也更具优势。另外,随着开发厂商的不断增多,使得Android系统的平板电脑在选择类型上也不断增多。与此同时,开发商也有针对性的开发了Android方案的医院信息系统。

3)i Pad方案

2010年,苹果公司推出了平板电脑—— i Pad ,被定位于便携电脑与智能手机之间。 i Pad具有便携性强、待机时间长、全屏触摸、速度快等优势,因而深受人们的喜爱,医疗领域在医疗与护理业务上也尝试使用i Pad ,国外的一些国家,i Pad被逐渐应用于各种各样的医疗现场,如家庭医疗、说明患者病情、手术等。与此同时,也出现了一些与医疗相匹配的应有程序,包括游览与检索医疗图像等。

2 对比医用无线终端的现有方案

2.1 操作性

便携式电脑查房车所采用的医院信息系统与台式电脑相同,并保留了鼠标与键盘的功能,使医护人员更容易适应与操作;EDA与MCA的界面十分有限,其输入方式为触控笔,因而操作性不强;平板电脑虽然尺寸有限,但质量与性能特别高,图像在屏幕上显示的效果非常好,其输入方式为手写触控,完全符合人们的操作习惯与使用需求,因而平板电脑具备较强的可操作性。

2.2 便携性与移动性

一般来说,医用无线终端设备是传统台式电脑的功能补充和延伸,其优势主要表现为较强的移动性与便携性。随着无线网络的普及,医护人员在查房诊断或记录病例的过程中,能够全面、准确、及时地掌握患者信息,并与患者进行有效的沟通与交流。便携式电脑查房车过于笨重,移动性较差;MCA、EDA以及平板电脑都可以随时携带,具有较强的移动性与便携式。

2.3 系统性能

MCA、移动查房车以及便携式查房车均采用了通用性高的W ind ows操作系统与性能极高的Intel处理器,因此,以上三种方案都具备较强的系统性能与程序移植性。 W ind ows平板电脑同时采用了ARM与Intel两种处理器,不仅系统性能得到保证,在程序移植方面也具有极强的优势;EDA与PDA由于采用了W ind ows Mobile操作系统与主频性能较低的Intel处理器,系统性能相较于其他方案来说比较低,同时,程序与需要另外开发,因而程序的移植性能也较差;Android平板电脑与i Pad均采用了ARM构架,不仅能充分保证其系统性能,还能使程序得以流畅运行,但其程序与医疗机构的信息系统不相同,也需要进行重新开发。

3 讨论

就目前而言,许多医院应用的无线终端方案为EDA、便携式电脑查房车与无线查房车。其中,查房车在移动性方面较弱,主要适用于医生工作站的移动系统;EDA具有较强的移动性与便携性,可广泛应用于临床护理系统与通用条码管理系统,包括物资管理、输液管理以及药物管理等,并且应用于医疗和护理之间的无线终端设备无法替换。MCA与EDA是结合医疗与护理的实际需求而专门设计的移动设备,但二者都需要使用触控笔,不仅操作不方便,价格也十分昂贵,因而并没有被广泛使用。平板电脑的价格较低,操作性极强,并能满足物资与药物管理、医疗以及护理等方面的不同需求,因而被广泛应用于医疗机构中。与此同时,平板电脑还有多种系统的选择,且各有优势,都能满足医疗机构中不同的应用需求,Android平台还具有一致性,能使医院实现无线管理系统之间的互用。

4 结束语

无线网络策划方案 篇4

一、网络排错的基本步骤

排除网络故障对于一些别较有经验、嗅觉灵敏的老工程师来说，可能很快就能找到问题的所在。但其实他们也是一点一点的积累经验，不断总结才能做得如此的迅速高效。所以对于新手来说，一定不能太过于着急，妄想一步到位，应该一步一步的落实到基础上，从基础中慢慢积累。这里首先必须要了解网络排错中的五大步骤：

(1)先看症状。

(2)列出引起该症状的尽可能多的原因。

(3)然后针对每个原因进行排查。

(4)找到原因。

(5)解决问题。

其中第二步是十分关键的，因为找到的可能原因越多，排错的成功率也就越大。

二、排错案例

顺序流程特别重要，它反映了一个人的逻辑思路，这里就用一个简单的例子来熟悉一下具体的步骤:

如图是客户的网络拓扑图，两个AP连接到一个POE交换机，POE交换机上连一台网关设备，网关上又连一个“猫“(调制解调器)。现在客户用手机只收到网络信号，却连不上网。

首先，我们排错时应该按照一定的顺序来进行，这里就用从下到上的顺序来举例。当手机连接Wifi如果没有信号时，我们从AP开始逐步往上分析：

AP：

(1)POE交换机不供电给AP，AP断电后，自然导致没信号。

(2)为了防止蹭网，AP的SSID被隐藏了，也导致搜索不到信号。

(3)AP的性能，AP性能包括硬件和软件两部分，硬件又分为CPU—功能—天线，如果其中任意一个部位出现问题，也可能导致AP性能不好，从而搜不到信号。

POE交换机：

(1)硬件故障，导致供电出现问题，AP没电，因此搜不到信号。

(2)网线的问题导致连接出问题。

(3)交换机端口的速率或者工作模式不匹配，有时流量过大时，速率不够，导致AP下线，搜不到信号网关：

网关：

(1)断电，POE交换机不供电。

(2)拨号不成功，可能是用户名密码不正确，也可能是网关自身配置原因导致拨号失败，还有可能是欠网费。

分析出这么多的原因，我们再一个一个去测试，问题就能很容易的解决。但是，现在客户的情况是有信号，不能上网，所以也得从下到上一步一步来。手机连网其实可以大概分为两步：

第一步，手机通过无线wifi上网原理的就是扫描SSID，也就是找信号名称和加密方式，也就是找WIFI的名称，输入密码加入进去。

第二步，手机尝试连接网络：

(1)连接过程中如果出现信号不稳定，可能是AP的性能问题，AP性能包括软件部分+硬件部分，也有可能是受到了干扰造成信号不稳定

(2)若连接过程中显示的是IP获取中，意味着手机能访问AP，也就是AP有电，且工作正常，那么AP和POE交换机正常;

(3)若能够成功获取IP，也就意味着网关内网部分的DHCP功能，也就是动态分配IP地址功能正常，那么网关内网部分也是没问题的。但是，网关的外网部分还不能定义。那么就只剩下网关外网部分到“猫“这一段了，能收到信号却无法上网，分析原因，可能是网线插错了，应该插网关的外网接口(Wan口)，不然无法访问到外网，自然就上不了网。

校园无线网络方案探讨 篇5

现有的有线校园网络

基于有线局域网架构的校园网在现有的实际教学活动中已经显露出诸多不足, 首先由于学校大量开展网络化教学需要通过访问网络来实现, 学生希望能在校园任何地点方便地访问校园网来获取学习资源。其次是信息点数量有限, 现有的有线校园网如在教室、图书馆、会议室等地方不可能布设太多信息点, 但随着现代化教学的普及这些地方可能在同一时刻存在大量设备 (包括电脑和手机) 接入而有线网络无法满足这些设备同时上网, 而采用无线方式通过端口连接无线接入点无需另外布线就可以轻松地从一个端口扩展, 满足多设备的上网需求。除此之外, 学校每年也都会有一些大型活动, 例如每年一次的迎新任务, 此时人员流动量很大, 且场地要求很高, 现有的有线网络无法覆盖场地区域, 造成诸多不便。

无线局域网简介

无线局域网 (Wireless Local Area Network) 简称WLAN, 主要技术有蓝牙 (Bluetooth) 、IEEE802.11a/b/g/n、HiperLAN和WiMax技术等。其中, 蓝牙技术的安全性最好, 但是传输速率慢, 仅有1Mbps, 而且传输距离短, 只有10米左右, 并不适合用在校园环境中。HiperLAN是一种在欧洲应用的无线局域网通讯标准, 是目前性能最高的WLAN技术, 但是在欧洲以外没有应用。WiMax即全球微波互联接入, 是一项新兴的宽带无线接入技术, 能提供面向互联网的高速连接, 数据传输距离最远可达50km, 具有QoS保障、传输速率高、业务丰富多样等优点。它的技术起点较高, 采用了代表未来通信技术发展方向的OFDM/OFDMA、AAS、MIMO等先进技术, 缺点是投资较大, 且目前支持WiMax的设备还比较少。IEEE802.11标准是目前应用最广泛, 使用最多的无线局域网标准, 目前已经由早期的802.11a标准发展到的目前的802.11n标准, 并且被绝大多数的设备支持且建设成本较低, 本着采用先进的成熟技术、满足校园应用需求、追求高品质的性能和合适的建设成本的原则, 802.11技术是建设无线校园网络的理想选择。

无线校园网方案实施

1. AP布设设计

无线校园网应该依赖在原有的有线网络基础上设计, 目标是作为现有网络的重要补充和扩展。总体建设目标应以现有校园网络为依托, 利用IEEE802.11无线网络标准, 将校园网延伸到校内各个区域之中, 实现校园内所有区域与校园网及互联网的高速访问, 解决校园内部分区域网络信息点不足的问题, 使得全校师生可以在任何地点、任何时间都能方便高效地使用信息网络, 促进学校的教学和科研水平的提高。

建设校园无线网络可以通过接入点AP (Access Point) 实现和有线网络的无缝连接, 我们可以依据学校的需求和实际情况灵活的设置接入点, 运用多种覆盖方式, 来达到无线网络的全校园覆盖。通过AP完成覆盖后, 无论在学校的任何一个角落, 只要支持Wi-Fi, 任何设备都可以通过接入点接入到校园网, 进而可以通过认证连接到Internet。在具体设置接入点时, 我们可以依据校园的需求分为以下几种情况:

(1) 在已经有有线网接入的办公楼内:由于原来设计时楼内的各个办公室已经部署了较多的信息点, 无线网的建设主要是作为有线网的一种补充扩展, 理论上每层楼只需要部署一个AP就可以满足上网需求, 只需要确定AP的安装位置, 确保楼层内每个办公室都能接收到无线信号即可。

(2) 在教室、多媒体会议室之类原先没有部署或者只部署了很少网络信息点的区域:首先要确定需要部署AP的数量, 理论上每个AP最多可以同时支持254个设备同时上网, 但是考虑到AP的实际负载能力以及多用户情况下对网络带宽、速率的要求, 每个AP的最大负载应当低于30个。确定了AP的数量后, 接着需要确定AP的安放位置, 在室内通常情况下, 一个AP覆盖范围是30～100m。根据教室或者会议厅的实际布局和大小, AP的间距应在20～50m之间, 来保证较好的使用效果。

(3) 在户外原先没有网络覆盖的区域:在校园区室外的情况要比室内复杂一些, 由于户外的区域相对室内较大, 除AP外, 可能还需要利用无线全向天线或者无线定向天线来实现信号增益, 全向天线在所有水平方位上发射信号和接收信号, 而定向天线在某个特定的方向上发射和接收大部分的信号。在学校的实际应用中, 当两栋楼相距较远的时候, 我们可以在两栋教学楼顶架设无线定向天线, 而在楼群密集或者类似操场的开阔区域, 我们可以选择一栋楼的楼顶架设全向天线, 用来覆盖这些区域, 同时采用无线蜂窝覆盖, 确保使多个AP形成的无线信号覆盖区域进行交叉覆盖, 以确保所有覆盖区域之间的无缝对接。所有AP通过网线与校园主干网络连接, 无线终端设备可以通过就近的AP接入网络, 进而访问整个校园网络资源。

2. 无线网络标准选择

本文之前已经提到过, 在架设无线校园网时需要基于现有的校园网, 同时考虑校园自身的应用特点, 因此在无线网络构架、网络安全、费用和分布范围上应该采用成熟的标准, 同时还应考虑到产品的兼容性和维护问题, 采用支持802.11技术的设备是建设无线校园网络的理想选择。802.11是IEEE在1997年为无线局域网制定了第一个版本标准, 在1999年提出了修订标准802.11a, 虽然802.11a标准的传输速率达到了54Mbps, 但是这个标准工作在5Ghz频段, 与现有的许多设备存在兼容性问题, 因此不予考虑。后续的802.11b/g/n标准都工作在2.4Ghz频段, 由于2.4GHz的ISM频段为世界上绝大多数国家通用, 因此这些标准得到了最为广泛的应用, 不存在兼容性问题。其中802.11b标准支持的速率为11Mbps, 802.11g标准支持的速率为54Mbps, 最新的802.11n标准采用了新的MIMO技术, 最大的传输速度可以达到300Mbps, 已经达到并且超过了现有常用有线网络的速度, 当采用双倍带宽时, 速度甚至可以达到600Mbps。考虑到学校的实际应用环境, 应当优先考虑支持802.11n协议的产品, 这样在理想状态下上网速率可以达到100Mbps以上, 完全可以和有线网络相媲美。并且802.11n协议向下兼容802.11b/g协议, 现有的手机和笔记本等终端不存在任何兼容问题。

3. 无线网络安全

最后无线网络的安全问题也是大家所最关心的问题。在校园网中, 我们可以对所有的AP实行统一的加密, 即使用无线时需要输入正确的密码后才能访问校园网中的内容, 具体的加密方式可以选择采用128bit密钥的WEP2加密方式。而对于一些安全级别要求较高的应用, 则需要建立专门的虚拟专用网络VPN。通过用户和关键应用之间建立一种关系连接来进行加密通信, 通过这样的点对点的模式, 可以屏蔽掉物理层和链路层的不安全因素, 但是采用这样的VPN链接方式也会消耗掉网络上额外的15%～20%的带宽负载。

对于访问互联网的安全认证, 所有AP会接入校园网的核心交换机, 因此互联网的认证安全机制与原本有线网络的安全认证机制相同。以高校内广泛使用的Dr.COM认证计费平台为例, 只需要更改Dr.COM控制台的设置, 允许用户通过web的方式认证, 这样无论用户使用何种设备, 只需要链接AP访问指定的web认证页面, 输入自己的帐号密码, 即可访问互联网。Dr.COM控制端通过账户名实现对用户上网行为的统一管理。

高速铁路无线覆盖方案研究 篇6

关键词：高速铁路,无线覆盖

0 引言

高速铁路正处于高速发展阶段, 如何根据高铁建设与运营的发展历程, 以科学发展观为指导, 建设针对高铁的通信网络, 是现阶段电信运营商网络规划的重要任务之一。高速铁路覆盖的特点是速度快、穿透损耗大、切换频繁, 这对移动通信网络提出了更高的要求。

1 无线网建设方案

1.1 小区重选/切换交叠区要求

手机在服务小区的信号强度衰落到一定程度, 会触发小区重选 (idle模式) 或者切换 (Active模式) 过程。在高铁覆盖中, 必须保证在手机顺利进入新小区之前, 信号不会进一步衰落到门限值以下, 否则空闲的手机可能进入No Service Mode (即脱网) 或者Active 模式的手机切换失败而掉话。因此需要控制重叠区域的大小, 来保证重选或者切换的完成。

一般认为小区重选需要5 s以上时间, 而切换一般3～5 s内可以完成, 所以满足重选需求的交叠区可满足切换需求。小区间的重叠覆盖区域要求跟移动终端的移动速率成正比, 终端移动速率越快, 需要的重叠区域便越大。以下是2个小区的覆盖重叠示意图:

“O”为小区A和小区B信号相等处;

“A”为小区A的覆盖边界, 覆盖边界即小区最小接入电平;

“B”为小区B的覆盖边界, 覆盖边界即小区最小接入电平;

从“O”点到“A”点需要5 s的覆盖重叠区域, 而从“O”点到“B”点也需要5 s的覆盖重叠区域, 所以总的重叠覆盖区域是“A”点到“B”点。

根据上图, 可以计算出终端在不同速率下的最小覆盖重叠区域要求:

1.2 频段、频率规划、穿损及信号强度要求

1.2.1 频段

高铁GSM覆盖频段的选择主要考虑两个因素, ①多普勒频移对覆盖性能的影响;②不同频段的覆盖能力。

工作频率越高, 多普勒频移越大, 相同车速时, 1 800 MHz比900 MHz多普勒频偏大一倍, 性能损失更大;另外, 900 MHz频段覆盖能力比1 800 MHz频段大6～10 dB;因此, 高铁G网覆盖, 应优先选择900 MHz频段。

1.2.2 频率规划

通常情况下, 高铁专网的覆盖区域会与周围的公网有一定的重合, 即有些公网的信号可能会覆盖到专网的区域, 此时为避免同频干扰, 对于专网需要分配单独的频点。专网采用专用频点的方式, 将专网频点分为3～4组, 每组在铁路线上交替使用, 尽量提高频点利用率和降低干扰。

1.2.3 穿透损耗

高速铁路运行的车辆一般为CRH车型, 分为CRH1、CRH2、CRH3和CRH5共4种。

1.2.4 信号强度要求

中国移动对普通铁路巡检测试的接收电平值要求为-94 dBm, 但DT测试的结果表明, 高铁车厢内电平达到-90 dBm才能保证正常通话, 因此, -90 dBm为高铁网络的边缘覆盖电平指标的最低要求。在京石武客运专线覆盖工程中, 取边缘覆盖电平设计目标值为-85 dBm。

1.2.5 天线选型、传播模型与覆盖半径

1) 天线选型。

对高铁进行专网覆盖, 主要目的之一就是提高动车内覆盖电平, 同时控制专网对铁路沿线现有网络的干扰。因此, 针对覆盖区域呈线形的特点, 在天线选型上, 市区主要选用17 dBi或18 dBi增益天线, 同时内置电下倾或可调电下倾角, 控制对周边区域干扰, 农村、山区主要选用21 dBi高增益天线, 提高对动车的覆盖效果。

同时, 应该注意站址与铁路线的垂直距离, 如果距离过大, 选用21 dBi高增益天线时, 由于其水平半功率角过小, 可能会造成两个天线夹角方向上覆盖电平达不到要求的情况。此时应选用较低增益、水平半功率角较大的天线。

2) 传播模型与覆盖半径。

采用以下Okumuru-Hata模型计算高铁专网覆盖半径以农村为例, 采用21 dBi增益天线, Hm=20 m, 发射功率15W/载频时, 计算得到的覆盖半径如下:

可见, 在高铁覆盖场景下, GSM系统覆盖半径主要受限于下行, 为1.23 km。

同样的方法可以得到在市区采用18 dBi增益天线, Hm=10 m, 发射功率15W/载频时, 覆盖半径为0.52 km。

考虑到实际工程中选址过程中可能出现的站址变动等情况, 覆盖高速铁路单站点覆盖半径在农村取为1.1 km, 在市区取为0.42 km。

1.2.6 容量配置

由于高铁闭塞区间的设置, 同一小区内最多只会出现相向行使的两列列车。

动车路线上最大容量的列车编组有16节车厢, 其中有2节头车。普通车厢容量75人, 头车容量50人。

按列车上座率90%, 移动用户渗透率70%考虑, 在两列动车并排的情况, 移动用户数为:2* (2*50+14*75) *75%*60%=1 449。

按呼损2%, 综合单机话务量0.025 Erl考虑, 总话务量为36.2 Erl, 需配置6载频。

在LAC区边界的小区, 为保证同时出现大量的位置区更新请求, 应增加载频应对SDCCH资源的消耗。

1.2.7 站址选择

站址选择需要考虑以下因素:

1) 安全性要求

①基站选址不宜在大功率无线电发射台、大功率电视发射台、大功率雷达站、磁悬浮列车轨道等附近;②基站选址不宜选择在生产过程中散发有害气体、多烟雾、粉尘、有害物质的工业企业附近;③基站选址不宜选择在易燃、易爆建筑物场所附近, 比如加油站, 爆竹生产厂等;④为保证国家规定电磁辐射指标 (0.4 W/m2) , 天线沿主瓣方向距离住宅10 m以上;⑤基站选址在高速公路周边时, 根据河北高速公路管理办法规定, 在高速公路两侧修建永久性构造物或设施, 其建筑设施边缘与高速公路边沟外缘的最小间距为:全幅高速公路两侧各为30 m, 考虑基站铁塔的倒伏距离, 要求基站与高速公路边沟外缘安全距离大于铁塔的高度。⑥基站选址在铁路周边时, 根据交通部规定, 路外单位设置铁塔时, 铁塔内缘至铁路线自闭线的水平距离不小于铁塔高加5 m。⑦基站选址在高压线和变电站附近, 必须考虑基站铁塔的倒伏间距及防雷间距, 要求基站与高压线的水平安全距离大于100 m。⑧基站选址在机场附近, 为保证基站挂高, 应尽量选择在机场跑道的两侧。站址初步选定后, 应将站址的经纬度、塔高等建站需求上报机场管理部门, 经机场管理部门核准后才能正式进行该站址的建设。

2) 覆盖效果要求

①尽量避免站址选在路边的乔木绿化带内, 如果无法避免, 要求天线挂高须高出树木高度。②平直路段站址尽量“之”字形在铁路两侧选择, 弧形路段站址选择在内侧。③动车路线站址距铁路距离不超过500m, 以300米以内为宜;客运专线站址距铁路距离不超过300 m, 以200 m以内为宜。④铁路覆盖会受到入射角、多径效果的影响。现网穿透损耗测试表明掠射角对穿透损耗的影响至关重要。

可以看到, 掠射角在10°以内时, 穿透损耗明显增加。因此为保证对高铁良好的覆盖。掠射角应该不小于10°。

在此基础上, 站址与铁路线之间的距离关系应满足:

arcsin (d/r) =θ≥ (10*3.14/180) rad

取θ为10°。对应于各单站点覆盖半径的站点与铁路线之间的距离要求为:

从以上计算中可以看出, 站点距铁路的距离并不是越近越好。在只考虑穿透损耗时, 市区场景下距铁路的距离为70 m左右, 在农村场景下是200 m左右。

实际上, 除要考虑穿透损耗的影响外, 还要考虑专网对公网的干扰, 铁路两侧建筑物分布等情况。

关于站点距铁路的最远距离, 参考工程经验及相关案例, 动车路线一般不超过500 m, 客运专线一般不超过300 m。

2 设备选择及基站建设方式

2.1 设备选型

应选用分布式基站设备。采用多RRU共小区技术能够显著降低土建、铁塔、电源等的配套投资, 因此该技术应该是设备选型时应该考虑的重要因素, 同时“高速覆盖”新技术能有效改善高速铁路覆盖质量。

2.2 基站建设

采用拉远方式, 只建设铁塔, 将射频部分 (RRU) 安装在铁塔上, 基带部分 (BBU) 安装在现网机房中, 这样可以节省机房及电源投资。适当考虑体积小, 重量轻的一体化基站。

3 结语

总之, 高速铁路无线网络覆盖非常复杂, 需要网络规划设计和优化人员根据实际情况及设备性能, 通过充分实际勘察、理论计算和测量, 合理制定解决方案, 在保证覆盖要求的基础上, 严格控制网络成本, 减少投资。

参考文献

[1]通信行业标准《900MHzTDMA数字蜂窝通信系统设备总技术规范》 (第二册基站子系统 (BSS) 设备技术规范) GF015.2-1995.

珠海移动无线WLAN运营方案 篇7

随着珠海移动WLAN无线城域网的不断建设和完善,在WLAN无线城域网运营过程中遇到一些各地移动运营商经常面临的问题,如省WLAN集团认证的资费不够灵活且资费偏高,无法满足不同客户群体的灵活需求;对客户管理以及客户的人性化服务需求无法满足,特别是不同的客户群体无法实现有区别的认证和计费需求。

根据市场部的本地营销方案,可以灵活对区域用户进行认证服务,并给客户制定个性化的Portal页面,对不同用户群体实现差异化服务。

收费的对象是一个十分重要的问题,是向企业用户收费还是向个人用户收费呢?珠海移动采用了向企业收费,在该企业的区域内(例如高新科技园),向珠海的所有移动运营商(包括电信和联通)的手机用户免费开放,只要用户在移动的WLAN Portal业务输入自己的手机号码,通过手机短信获得上网的密码就可以免费上网。移动集团为全国的“星巴克”提供WLAN接入服务也是采用这种业务模式。

2 业务支撑需求

(1)客户群体的分类收费;

(2)短信端口业务功能(符合移动业务行为);

(3)对不同用户群体实现个性化认证页面开发;

(4)对部分网站开放免费访问功能,争取政府支持,加强与各行业的合作,加快产业链运作;

(5)客户自助WLAN网上营业厅。

3 珠海移动WLAN认证平台组成

1.珠海移动本地WLAN用户RADIUS认证计费平台

WLAN用户接入到Dr.COM 2166 B-RAS认证计费网关后,系统支持本地认证和二次认证,当本地用户发起互联网连接请求时,Dr.COM 2166 B-RAS自动截获后,转发给Portal服务器并强制推送珠海移动集团用户个性化Portal,用户通过Portal页面上提示信息输入手机号码并点击获取动态密码,Portal服务器会判断其手机号是否珠海移动号码段,如果满足条件为其完成账户开通,用户手机会接收到短信接口网关下发动态密码,用户通过其手机号和动态密码完成认证流程;Dr.COM 2166 B-RAS采集到用户的账号和原始账单信息后,发送到Dr.COMRadius Server进行认证和计费处理,从而生成账单并采集其账号访问日志等日志信息;

2.珠海移动集团WLAN用户二级平台转发省移动公司RADIUS认证计费平台

完成本地Portal推送,并根据相关规则完成本地认证、计费;如果该用户是省公司集团随E行用户,则通过省公司集团登陆窗口完成登陆,并转发至集团Radius进行身份认证;

完成本地WLAN业务的认证、计费和区域控制、个性化Portal推送、生成计费话单、强制下线等功能。

3.Dr.COM专用Portal服务器平台

完成本地集团用户或省公司集团用户的Portal推送,并根据本地集团不同区域(VLAN ID)进行判断,为不同的本地集团用户推送不同的认证界面并完成身份校验;

完成本地WLAN业务的认证、计费和区域控制、个性化Portal推送、生成计费话单、强制下线等功能。

4.短信接口服务器

完成与移动SP短信接口网关对接,本地用户账号申请和动态密码下发,与Dr.COM数据库服务器后台业务系统对接。

4 珠海移动WLAN本地认证计费网络拓扑

网络拓扑图如图1所示。

5 总结

电信运营商在城域网宽带运营和建设是比较有优势的,ADSL家庭宽带用户的基数也比较大,WLAN无线宽带也是要向最终用户收费的,珠海移动采用面向区域的集团用户收费,而对最终用户免费的方式,对于提升移动用户品牌自豪感,削弱竞争对手的优势,因为起到一个很重要的示范和体验的作用。

轨道宿营列车无线组网方案研究 篇8

随着社会的发展与时代的进步, 网络已经覆盖到了社会生产和生活的各个角落, 如家庭网络、公司网络、电子商务网络, 成为社会生产和生活不可或缺的组成部分。网络一方面方便管理、提高管理效率, 如生产指令的下达、数据信息的统计、危急情况下的人员疏散管理、特殊场景下的安全监控等;另一方面改变了生产、生活方式, 发挥网络在生产要素配置中的优化和集成作用, 将网络的创新成果融合于社会生产的各个环节中, 提升创新力和生产力, 形成更广泛的以网络为基础的新生产和创新模式。同时, 改变了人们的沟通方式, 进一步提升了生活水平。

某公司作为煤炭铁路轨道维护公司, 承担着整个运煤铁路系统的轨道维护工作, 对整个集团运输系统正常运转起到报价护航的作用。大型养路机械是公司日常轨道维护工作的重要工具, 日常主要在铁路沿线作业。工作人员以及工作班组随大型机械长期在铁路沿线工作, 移动性大, 工作地点不固定, 主要的工作及休息场所都在轨道宿营列车上。由于煤炭铁路施工作业沿线多数处于偏远山区, 工作性质是野外作业, 工作班组长时间无法回到办公楼, 且目前各单个运营商无法保证铁路沿线存在稳定的网络信号, 甚至手机通讯2G信号也不能确保顺畅, 给轨道维护作业管理以及员工生活带来极大不便。因此, 从生产管理需要以及对员工的人文关怀角度出发, 实现大型养路机械以及宿营列车的无线网络覆盖至关重要。既可以满足野外工作人员对公司办公资源的访问及办公系统的使用需求, 方便列车网络的管理, 加强野外工作人员与总部的信息沟通, 又能改善野外工作人员的生活质量, 丰富业余文化生活。综上, 打通公司办公网络与轨道宿营列车之间的联网壁垒, 建立轨道宿营列车无线组网成为迫切需要解决的问题之一。

本文基于对无线桥接技术的研究, 首先分析煤炭铁路宿营列车无线组网难点;从局域网部署、广域网桥接两个方面入手分析轨道宿营列车无线组网形式, 进而统筹考虑打通从宿营列车到公司核心办公机房之间的网络壁垒, 设计整体组网解决方案;其次组织进行入网接入测试, 记录并分析测试结果, 验证方案效果;最后, 给出组网管理方案, 确定宿营列车组网方案。从而通过运用无线桥接技术全面解决公司野外作业宿营列车网络问题。

一、轨道维修宿营车无线组网难点

煤炭铁路轨道慢速作业列车主要有两类车型组成, 分别是作业车和宿营车, 一般情况下, 每列作业列车由一个轨道作业队管理, 当队里开展作业时, 作业车会拆分成单个车节分头参与作业, 作业完毕后, 作业人员回到宿营车上办公、休息, 宿营车根据铁路维修工作需要进行慢速移动, 国内煤炭铁路的主要铺设位置一般在人烟稀少的地区, 因此宿营车停放位置也处于偏远地区, 周围环境恶劣, 无线信号不稳定再加上车皮铁皮结构等特殊性问题, 煤炭铁路轨道宿营车的无线组网覆盖成为一个长期难以解决的网络部署难题, 其组网技术难点主要包括以下几个方面:

1. 车体外壳屏蔽无线信号。轨道维护公司的宿营车是以25G型空调软卧车为基础改造而来, 采用25T型铝合金车窗和25K型车内装修及设施, 通体使用铁皮外壳结构, 对运营商无线信号产生很大屏蔽。

2. 车厢连接及构造给局域网络部署带来困难。宿营车定员有16 人和18 人两种车型, 每个住宿房间设1 上2 下三个铺位, 卧铺宽分为800mm和900mm两种, 车厢长约35 米, 两节车厢之间的过道为客运列车通用的“冂”形, 由于包间结构会对无线信号的传输造成很大损耗, 且车厢的金属结构也会影响无线信号的有效传输, 无线网信号互联困难。同时因轨道作业配置需要, 车厢与车厢之间相对位置无法长期固定, 导致车体间无法衔接网线。现有条件下无线网络和有线网络部署环节严苛, 局域网互联不易实现。

3. 运营商信号覆盖不全导致广域互联网接入困难。轨道作业列车所处位置多数偏远, 运营商信号覆盖环节差别很大, 不同运营商信号覆盖的区域也有区别, 导致广域互联网接入效果不稳定。同时, 铁皮外壳结构导致普通的3G天线无法在室内收取到信号。车体内外部信号效果关联性较差, 车内无线信号效果只能通过封闭式玻璃车窗实现。宿营车局域网与广域互联网的连接不易实现。

二、轨道宿营车无线组网方案设计

本次组网方案的设计目标是构建煤炭铁路轨道宿营车 (以下简称宿营车) 到公司局域网以及互联网之间的网络通道。主要技术手段包括: (1) 利用WDS无线网桥技术与同频不同BSSID组网技术实现宿营列车车厢之间局域网互联, 为轨道作业队内管理提供信息化手段。 (2) 利用专业的RG-MTFI设备, 内插不同运营商的VPDN (Virtual Private Dialup Network) 网络卡, 实现宿营列车到公司内网之间的内网互联, 打通全公司工作区域间的内网信息化管理通道。

1. 局域网组网方案。在车厢长度较长、中间间隔铁皮框架结构的环境中, 车体阻挡导致无线路由局域信号较弱或存在信号盲点。因此考虑充分利用目前国内最先进的WDS无线网桥技术与同频组网 (同频不同BSSID) 技术解决列车场景网络部署的问题。选择具有WDS的无线AP产品, 经过配置WDS无线网桥, 实现宿营车厢之间网络的互联。无线WDS桥接功能可以将无线网络通过无线进行扩展, 经过路由器之间的桥接设置即可实现无线信号的局域环节扩展甚至漫游需求。同时, 采用同频不同SSID的技术将整个列车组成一个局域网, 在牺牲微小漫游性能的条件下, 实现局域网整体性能的提升。

宿营列车整节列车的长度约35 米, 局域网覆盖AP设备RG-AP530-I放置在车厢中间位置, 并向外伸出3 个天线, 天线依次位于列车的车头、车尾以及列车中央, 从而覆盖整个车厢。车厢结合处放置无线桥接接入AP设备, 设备相对放置, 并配置为桥接结构, 以实现不同车厢之间的互联。此外, 每列车厢需配置2 层普通交换机一台, 以实现无线AP、桥接AP之间的互联。

列车内部单个车厢的工业交换机与覆盖AP或桥接AP的互联采用M12 转M12 的屏蔽网线, 工业交换机与网关或路由器的互联采用M12 转RJ45 的网线。

2. 广域网接入方案。轨道作业列车所处位置多数为偏远地区, 目前国内主流运营商为移动、联通、电信, 三大运营商信号覆盖区域各不相同, 且均未做到全国区域3G信号全覆盖。轨道维修宿营列车的用途决定了其停放位置必须在列车经过不频繁的偏远山区地点, 那里3G/4G信号覆盖效果更加无法得到保障, 甚至同一运营商的手机信号都无法确保稳定。因此, 方案采用的移动型3G/4G转WIFI设备必须定制为同时支持TD-LTE、FDD-LTE、TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000 模式, 且能够易于切换入网制式的设备, 设备具有多个卡槽, 能同时安装2-3 个不同运营商的3G/4G流量卡, 从而保证LTE在现网应用中更加游刃有余。

此外, 为使广域网接入能够同时实现公司内网接入和互联网接入两种效果。方案采取在列车的网络出口部署两台RG-MTFI作为接入互联网的入口, 一台放置两张不同运营商的VPDN (Virtual Private Dialup Network) 网络卡, 以确保宿营车上用户在任何地点都能够通过4G/3G网络无缝、安全连接到企业内网;另一台RG-MTFI设备放置两张不同运营商的普通3G/4G流量卡, 以满足宿营车用户接入互联网的需要。两台MTFI设备均连接到一台三层交换机, 由这台交换机负责决定局域网访问需求的具体去向。RG-MTFI与列车内部署的EG2000 网关或路由器的互联使用M12 转RJ45 的网线。

3. 微功率信号放大方案。为避免车体的铁皮结构对运营商信号产生屏蔽, 可以使用信号放大设备。研究中, 我们选择型号为TJSZ-W2G1-17-KZ的信号放大设备。该设备属于微功率直放站, 由天线、射频双工器等元器件及模块组成, 设备天线通过宿营车电气室地胶下面的线孔通出, 贴放在车厢外面尽量高的位置, 用以实现基站与移动台 (MTFI设备信号) 之间的双向通信, 达到增强无线信号的目的。其工作原理如下图:

此类设备的业务优点在于组网灵活、信号增强效果好, 但使用地点最好是固定位置, 且基站间的越区切换对使用效果有影响。此外目前的信号放大器是将无线信号增强为无线信号, 3G、4G信号所需设备不能通用, 且不同网络制式的设备也不同。因此, 我们研究的组网方式需要确定运营商及3G或4G信号的具体规格, 同时使用3 个运营商的不同信号网络, 需要使用至少3 种信号放大设备。

三、宿营车无线入网测试

为了验证上述组网覆盖设计的效果, 2015 年8 月, 在河北省保定市平安县古月火车站, 针对轨道维修宿营车场景开展了相关测试。

1. 测试位置:清筛一队宿营列车中部选取连接着的两节车厢。

2. 测试结构拓扑图:经过上述设计, 局域网及广域网车厢平面结构图如下图1.1:

图1.2 中, 每节车厢配置三台RG-AP530-I设备, 其中:中间一台作为车厢无线信号覆盖设备, 两边两台作为WDS桥接“对打”接入设备。鉴于本次测试对象仅为两节车厢, 图1.1 中两端位置的RG-AP530-I设备暂不做配置。每列车厢配置一台二层交换机用于设备互联, 列车上配置一台三层交换机做网关及域名转发设备, 三层交换机上接入两台RGMTFI作为接入互联网的入口, 分别放置内网回传VPDN卡和互联网卡。

3. 测试设备列表:

4. 测试模型:

5. 测试记录:

1) 桥接打流测试。列车静止, 分别桥接车头和车尾, 在机房放置两台PC、列车的1 车厢和2 车厢分别放置两台PC, 用列车上的两台PC分别打流, 测试结果如下:

过网桥, 上传速率为476 M bps, 过网桥测试下载速率为498 M bps

2) 桥接ping包测试。分别在两节车厢的交换机上连接1 台PC, 通过两台PC机ping包, 结果如下:

本端ip:192.168.100.9;对端ip:192.168.100.10. 测试良好, 丢包率为0, 最大延时10ms。

3) 连接无线ping包测试。Ping网关 (192.168.100.1) :

终端连接无线, 分别进行ping网关、公司内网地址和外网, ping包结果良好。连接无线, 可正常上互联网和公司内网。

四、轨道宿营车组网效果

自2015 年8 月开始, 在某轨道维修宿营列车两节车厢上部署无线组网设备并完成相关配置至今, 经过3 个多月的测试, 该方案顺利实现宿营列车车厢之间的局域网互联效果。

1. 宿营车局域网运行良好, 内部文件传输顺畅。完成组网测试后, 在网络管理员的指导下, 用户在车厢MTFI设备旁放置了一台PC电脑, 作为FTP服务器, 管理人员只需在PC机服务器上传作业队共享文件, 两节车厢内的用户只需在终端输入服务器的IP地址即可自行访问文件内容, 并可自行浏览下载文件, 使用方便。

2. 实现宿营车到公司内部网络间的互联, 提高作业队信息化作业效率。通过MTFI-MM设备中安装的运营商VPDN网卡, 我们实现了从轨道宿营车到公司内部网络间的互联, 宿营车到公司机房形成了一个大的局域网络, 从而确保公司信息到作业人员的正常传递。简单、可靠、高效地提高了公司作业队的信息化作业效率。

3. 实现互联网访问, 提升野外作业人员生化质量。通过另一台MTFI-ST设备, 宿营车作业人员可方便、快捷访问互联网, 生活质量得以提高。

五、公司整体组网管理展望

本文目前仅针对轨道宿营列车组网给出一种方案, 并开展了针对性的网络连接测试。未来可考虑在现有方案基础上, 实现公司整体从总部到各作业队的全网络覆盖, 进一步提升作业信息化水平。

本次测试只用了相关的交换机、AP及出口设备, 如要实现出口网关设备的管理, 需要在总部搭建一套云AC平台实现对所有列车网关设备的管理控制, 或利用公有云AC平台来管理出口网关设备 (无需费用) 。自建云与公有云的区别主要在于安全性和费用方面, 自建云AC平台所需费用较高, 但安全性可以得到保障, 而公有云所需费用要低很多, 但是信息安全受设备供应商制约。

此外, 由于出口设备不支持VPN功能, 为了管理宿营列车上所有AP和交换机设备, 需要在出口设备下端添加一台VPN设备, 给总部端配置一台EG设备, 支持NAT转发性能, 同时集成流控、智能选路、上网行为管理、安全防护、Web认证、VNP几大功能。如果总部有EG这台VPN设备, 我们只需要有一个公网IP地址, 并且能够让列车上的EG设备访问到即可打通VPN通道。通道打通后, 从神维总部即可管理列车中的任意一台网络设备, 国内主流网络设备品牌锐捷的RG-EG1000S设备目前可以支持防火墙、上网行为管理审计、VPN、流控、认证 (本地认证, 不是列车内部的人不能用) 等, 并且还拥有AC的管理功能, 使列车无需再单独采购AC设备, 减少投资。如下图5.1 所示:

六、总结

多种无线系统合路方案的选择 篇9

在各运营商进行共分布系统的建设时, 各运营商会引入多个无线系统, 这些无线系统产生的无线信号的非线性和频段相近, 系统间会存在相互干扰, 主要是杂散、阻塞、互调这三种干扰。

1.1 杂散干扰

杂散干扰:是一种加性干扰, 是干扰源产生在被干扰频段的噪声。当这种干扰信号电平超过被干扰系统的接收灵敏度一定比例时, 会导致其接收机的接收灵敏度下降, 从而导致被干扰系统QoS指标下降。

CDMA系统是目前各运营商中所用频段中最低的, 其下行信号最容易对邻近的移动GSM上行信号产生干扰, 故800～900M频段的问题主要集中在CDMA系统对GSM系统的干扰上。

依据原信息产业部 (原信部无[2002]65号) 对于CDMA基站杂散发射提出要求:

依据CDMA的杂散要求, 算出其与GSM系统最低隔离度要求, 计算过程如下:

CDMA载波带宽1.25 MHz, 而GSM载波带宽200 kHz, CDMA发射功率只有部分落入GSM带内, 故对其干扰功率只能是其总功率的一部分, 一般称其为带宽转换因子 (Bandwidth Conversion Factor) 。

带宽转换因子的计算公式为10*lg (工作带宽/测试带宽) =10*lg (200/100) =3.01 dB。

杂散指标=杂散值 (测试带宽) +转换因子=-67+3.01=

最低隔离度要求=杂散指标-系统原始噪声+基站噪声系数=-67- (-121) +5=59 dB

(其中系统原始噪声=-121dBm, 基站噪声系数=5dB)

根据上面的计算过程我们得出:CDMA对GSM的干扰隔离度为62dB。

WCDMA对于GSM上行和CDMA上行的杂散很小, 在此不做分析, 杂散比较大的主要分布在2000MHz频段附近的系统, 因此着重分析该工作频段内的系统。通过计算可看出, WCDMA对TD的隔离度要求为68dB。

1.2 阻塞干扰

任何接收机都有一定的接收动态范围, 在接收功率超过接收动态允许的最大功率电平时, 会导致接收机饱和阻塞。系统A的基站发出的信号功率落在系统B的基站接收滤波器通带之外, 却仍然进入B系统接收机而带来的额外干扰。当此干扰大于B系统接收机的阻塞门限时, 接收机被推向饱和, 无论有用信号质量多好都无法被接收。

1.3 互调干扰

当有两个以上不同的频率信号作用于非线性电路或器件时, 非线性变换将产生许多组合频率, 其中一部分可能落到某一系统接收机带内, 成为对有用信号的干扰。

在发射机中会存在二阶和三阶组合频率, 其中部分落入接收系统频段的组合频率便构成组合频率干扰, 更高阶数的组合频率同样存在, 但由于其功率电平分量远远小于二阶和三阶分量, 可忽略而不用考虑。

三阶互调干扰的结果主要表现为移动通信接收系统将受影响, 降低系统接收灵敏度, 信噪比下降和服务质量恶化, 更加严重的甚至让接收机饱和而无法工作, 整个系统因此瘫痪。

首先, 设系统中存在以下信号:

电信CDMA下行 (283信道) F1=878 MHz, 联通GSM下行F2=955 MHz, 移动GSM下行F3=940 MHz

通过合路系统就会产生落在移动GSM上行频段内的组合频率。

F1+F2-F3=878+955-940=893 MHz

如果系统中只有GSM信号, 设系统存在以下信号:

联通GSM下行F1=955 MHz, 移动GSM下行F2=935MHz

2F1-F2=2×935-955=915 MHz

同样也存在组合干扰, 刚好落入联通GSM上行接收频段。

互调干扰主要在下行传输链路中产生, 包括下行POI、分布系统设备等。分布系统设备会存在多种系统不同制式、不同频段施主信号的相互激励, 产生更多、更为复杂的组合频率分量。

2 三种合路方案介绍

下面列举了三种常用的合路方式, 在选用合路方案的时候需要根据具体的情况加以选择。

2.1 采用高性能的多频分/合路器设备

采用阻带抑制度超过80dB以上的分/合路器设备是解决多网信号间相互阻塞干扰和杂散干扰的主要方法。

比如, 高阻带抑制度的下行带通滤波器可以有效抑制基站发射信号对其他网接收机的杂散干扰。高阻带抑制度的上行带通滤波器可以有效抑制其他网基站下行主发射信号对本网接收机的阻塞干扰。

2.2 POI的方案

POI (POINT OF INTERFACE) 即多系统合路平台, 利用频率分隔技术及频率合成技术将多个频段的信号进行合路。POI性能较好, 能够提供较高的隔离度, 适合多系统接入。POI系统采用模块化设计, 扩容性好;满足不同系统、频段的个性需求;系统具有整体监控功能, 维护方便;信号合路损耗小;功率容量大;三阶互调性能好;可以预留端口, 方便升级。

POI设备可根据需要提供一个接口, 或二个接口;提供上下行共缆, 或上下行分缆。

收发共缆和收发分缆主要的问题在于多个频段的互调干扰对其他系统的上行干扰, 收发共缆存在的干扰主要是CDMA800下行对GSM900上行的干扰, TD-SCDMA (F) 频段对WCDMA、CDMA2000频段的干扰, 合路器虽然由无源滤波器组成, 非线性失真很小, 但是不可能没有非线性失真, 仍然会存在三阶互调失真。如果多载频的下行强信号经合路器后产生的三阶互调分量频率正巧落在某网络的上行频带内, 由于收、发为同一根缆, 该网络的上行信号很容易受到干扰, 并且无法予以消除。采用上、下行共缆的方式, 与收发分缆相比少了至少30dB的隔离度, 对系统间的隔离度更高, 对POI的性能要求更高, 只能采用高互调、高选择性合路器、滤波器, 同时增加了POI内部结构复杂性和定制成本。

(1) 在中小型建筑内多系统合路室内覆盖, 可以采取POI系统加收发共缆的方式加以解决。首先要求设计者需做互调干扰的分析计算。根据业主要求传输的网络进行互调干扰的计算, 包括互调频率和干扰电平的计算。根据总的互调干扰指标, 确定室内覆盖所用部件必须达到的互调衰减指标要求。

(2) 在大型建筑或地铁等环境, 可采用收发分缆的方式加以解决。由于二根电缆分开, 两电缆间有比较高的隔离度, 当多网下行强信号合路后产生的互调分量, 经过二根电缆间的高隔离后才能传到基站接收机, 造成有互调却形不成干扰的局面, 从而达到彻底消除互调干扰的目的。大型室内覆盖场景, 话务量大, 各网信号载波多, 各种频段信号组合的互调干扰频率多, 用收发分缆分别传送上、下行信号, 可以消除所有的互调分量, 稳定性好, 可靠性高。因此, 这个方案特别适合于大型室内覆盖的场景。

2.3 间隔远的频段进行合路

国内的三家运营商中, 电信和联通的频段间隔较远, 互相间的干扰较小, 两个运营商的系统进行合路时隔离度要求不高, 对合路设备的要求较小。

在常见的室内覆盖系统建设中, 移动的GSM、DCS、TD等系统自建一套分布系统, 这样可以避免CDMA系统对GSM系统的干扰, 避免WCDMA对TD的干扰。

而电信和联通合建一套分布系统, 两家运营商多网信号可以实现用一根馈线和同一个宽带天线覆盖, 避免重复建设。

3 三种合路方案的比较

下表列出了三种方案的对比。

在选择无线系统的合路方案时, 需根据具体情况进行选择。POI系统的扩展性较好, 但投资较高, 常用于多系统接入的大型建筑, 如大型展馆、地铁、火车站。

4 结语

在进行分布系统的建设时, 应该根据实际情况选择合适的无线系统的合路方案, 有效避免干扰, 避免分布系统建设的重复投资, 提高电信基础设施利用率。

参考文献

[1]华为技术有限公司.CDMA20001x无线网络规划与优化[M].北京:人民邮电出版社, 2005:312-317

[2]谢骥.多系统合路平台 (POI) 测试方法探究[J].移动通信, 2012 (16) :52-55