3.1 WiFi網(wǎng)絡(luò)容量

　　1）IEEE 802.11n

　　目前使用的主流IEEE 802.11協(xié)議為IEEE802.11n協(xié)議，IEEE 802.11n將IEEE 802.11g的54 Mbps最高發(fā)送速率提高到了300 Mbps，其中關(guān)鍵技術(shù)為：MIMO-OFDM、40 MHz頻寬模式、幀聚合、Short GI.

　　IEEE 802.11n最突出的特點(diǎn)當(dāng)屬M(fèi)IMO技術(shù)，或稱(chēng)為空間復(fù)用技術(shù)。該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)流，在一個(gè)信道上使吞吐量增加了一倍，條件為多個(gè)發(fā)射機(jī)，多個(gè)接收機(jī)，并且每個(gè)流間的路徑不相關(guān)。IEEE802.11n的其他技術(shù)有：采用40 MHz的信道（帶寬翻倍）、多天線(xiàn)的空時(shí)碼（STBC）和波束成形、更高的編碼速率（從而提高有效數(shù)據(jù)傳輸率）、更大的數(shù)據(jù)子載波比例以及更短的保護(hù)間隔等。

　　在各種配置下單AP的容量見(jiàn)表4.

　　表2室內(nèi)放裝型AP覆蓋能力表

　　表3室外型AP覆蓋能力表

　　表4 AP速率表

　　在實(shí)際工程規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，基本采用天線(xiàn)2×2的放裝型AP，在2.4 GHz頻段應(yīng)用20 MHz帶寬，5.8 GHz頻段可采用40 MHz帶寬。

　　a）在室內(nèi)分布型（單信道/ 20 MHz帶寬，天線(xiàn)1×1）的覆蓋方式下，實(shí)際帶寬30~40 Mbps，滿(mǎn)足用戶(hù)上下行單向速率660 kbps時(shí)，建議并發(fā)用戶(hù)為23人；滿(mǎn)足用戶(hù)上下行單向速率400 kbps時(shí)，建議允許接入最大并發(fā)用戶(hù)數(shù)37人。

　　b）在室內(nèi)放裝型AP或者室外型AP（單信道/20 MHz帶寬，天線(xiàn)2×2）的覆蓋方式下，實(shí)際帶寬70~80 Mbps，滿(mǎn)足用戶(hù)上下行單向速率1 Mbps時(shí)，建議并發(fā)用戶(hù)為35人；滿(mǎn)足用戶(hù)上下行單向速率400 kbps時(shí)，建議允許接入最大并發(fā)用戶(hù)數(shù)87人。c）在室內(nèi)放裝型AP或室外型AP（雙信道/ 40MHz帶寬，天線(xiàn)2×2）的覆蓋方式下，理論帶寬150Mbps，滿(mǎn)足用戶(hù)上下行單向速率2 Mbps時(shí)，建議并發(fā)用戶(hù)為37人；滿(mǎn)足用戶(hù)上下行單向速率400 kbps時(shí)，建議允許接入最大并發(fā)用戶(hù)數(shù)180人。

　　2）IEEE 802.11ac / IEEE 802.11ad

　　目前，在標(biāo)準(zhǔn)組織、設(shè)備廠(chǎng)商及運(yùn)營(yíng)商的共同推動(dòng)下，WiFi技術(shù)正在不斷革新，向著千兆時(shí)代邁進(jìn)。不僅IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)正在向著新一代IEEE802.11ac演進(jìn)，具備更短距離、更快速率的WiGig（無(wú)線(xiàn)千兆比特）技術(shù)也悄然興起。

　　為了適應(yīng)高帶寬數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)展及大數(shù)據(jù)時(shí)代的要求，并繼續(xù)保持WiFi網(wǎng)絡(luò)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，IEEE于2008年底啟動(dòng)了吞吐量可達(dá)千兆的新一代WLAN技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（IEEE 802.11ac和IEEE 802.11ad）的研制工作。IEEE 802.11ac工作在5 GHz頻段，是IEEE802.11n的直接演進(jìn)，是新一代WLAN的主流技術(shù)，預(yù)計(jì)將于2014年完成標(biāo)準(zhǔn)制定。根據(jù)當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展情況，IEEE 802.11ac將在IEEE 802.11n的基礎(chǔ)上支持更大信道帶寬、更高階MIMO和更高階調(diào)制編碼方式，理論最高傳輸速率高達(dá)6.93 Gbps.IEEE802.11ad工作在60 GHz頻段，面向極高速短距離應(yīng)用，目前剛剛完成標(biāo)準(zhǔn)制定工作。IEEE 802.11ad采用單載波、OFDM和波束賦形作為主要傳輸技術(shù)，支持高達(dá)2.16 GHz的信道帶寬，其理論最高傳輸速率高達(dá)6.76 Gbps.

　　3.2 LTE網(wǎng)絡(luò)無(wú)線(xiàn)容量

　　吞吐率取決于MAC（媒體接入控制）層調(diào)度選擇的TBS（傳輸塊大?。碚摲逯低掏侣示褪窃谝欢l件下計(jì)算可以選擇的最大TBS.TBS由RB（資源塊）數(shù)和MCS（自適應(yīng)調(diào)制編碼方案）階數(shù)查表得到，具體計(jì)算思路如下：

　　a）針對(duì)每個(gè)子幀計(jì)算可用的RE（資源粒子）數(shù)，此處要根據(jù)協(xié)議物理層資源分布，扣除每個(gè)子幀里PDCCH（物理下行控制信道）、PBCH（物理廣播信道）、S-SS（輔同步信號(hào)）、P-SS（主同步信號(hào)）、CRS（小區(qū)專(zhuān)有導(dǎo)頻）（對(duì)于BF〔波束賦形〕還有DRS〔上行信道估計(jì)〕）等開(kāi)銷(xiāo)。這些開(kāi)銷(xiāo)中，PBCH，S-SS，P-SS是固定的，其他開(kāi)銷(xiāo)要考慮具體的參數(shù)設(shè)置（如PDCCH符號(hào)數(shù)、特殊子幀配比、4天線(xiàn)以上時(shí)映射到2端口還是4端口等）。

　　b）計(jì)算每個(gè)子幀RE可攜帶的比特?cái)?shù)，可攜帶比特?cái)?shù)＝可用RE×調(diào)制系數(shù)（64QAM為6）。

　　c）依據(jù)可用的RB數(shù)選擇滿(mǎn)足CR（碼率）不超過(guò)0.93的最大的TBS，其中CR = TBS/可攜帶比特?cái)?shù)。d）計(jì)算出每個(gè)子幀選擇的TBS后，根據(jù)時(shí)隙配比累加各個(gè)子幀的TBS，如果是雙碼字還要乘以2，計(jì)算出最終吞吐率。

　　由于LTE網(wǎng)絡(luò)不存在并發(fā)用戶(hù)數(shù)限制的情況，假定每個(gè)用戶(hù)都處于最佳的位置，可以均分峰值速率。這樣與WiFi網(wǎng)絡(luò)對(duì)比：并發(fā)用戶(hù)數(shù)37人，滿(mǎn)足用戶(hù)下行單向速率2.22 Mbps；并發(fā)用戶(hù)數(shù)180人，滿(mǎn)足用戶(hù)下行單向速率468 kbps.

　　3.3 LTE及WiFi容量對(duì)比

　　由以上分析可知，LTE在極端情況下，單用戶(hù)速率略高于WiFi（雙信道/ 40MHz帶寬、天線(xiàn)2×2），但考慮WiFi網(wǎng)絡(luò)AP設(shè)置的便利性及新一代標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.11ac（理論最高傳輸速率高達(dá)6.93 Gbps）、IEEE 802.11ad（支持高達(dá)2.16 GHz的信道帶寬，其理論最高傳輸速率高達(dá)6.76 Gbps）的優(yōu)越性，LTE網(wǎng)絡(luò)在容量能力上遠(yuǎn)低于WiFi網(wǎng)絡(luò)。

　　4 LTE及WiFi網(wǎng)絡(luò)終端情況分析

　　4.1 LTE的終端發(fā)展情況

　　對(duì)于新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在商用初期終端支持通常是最大的短板。在LTE發(fā)展的初期階段，由于LTE對(duì)終端芯片處理能力和功耗控制能力要求非常高，所以對(duì)終端芯片在材料、工藝等方面都提出了更高要求。受制于終端芯片技術(shù)的發(fā)展，終端一度被認(rèn)為是LTE發(fā)展中的短板。但LTE恰恰趕上了移動(dòng)通信終端發(fā)展最迅猛的階段，無(wú)論是平板電腦還是其他大尺寸移動(dòng)設(shè)備的快速普及，再加上多媒體以及社交網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的強(qiáng)勢(shì)，都促使各大廠(chǎng)商加大對(duì)LTE終端芯片技術(shù)的研究投入。

　　從GSA（全球移動(dòng)設(shè)備供應(yīng)商協(xié)會(huì)）發(fā)布的最新報(bào)告來(lái)看，截至2013年2月，97家制造商已經(jīng)宣布推出了821款支持LTE的用戶(hù)終端設(shè)備。過(guò)去一年，共有474款新LTE終端推出。在此期間，制造商的數(shù)量增長(zhǎng)了54%.

　　821款LTE終端中大部分為FDD制式。有166款終端支持TD-LTE制式，頻段38（2.6 GHz）和頻段40（2.3GHz）的數(shù)量最多。TD-LTE設(shè)備種類(lèi)涵蓋全部形式，包括智能手機(jī)、dongle、路由器、便攜式熱點(diǎn)、嵌入式模塊和平板電腦。在報(bào)告中，GSA呼吁半導(dǎo)體和終端制造商支持全球許多正在3.5 GHz頻段（頻段42、43）部署TD-LTE系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)商，及時(shí)提供可用的用戶(hù)終端。 GSA總裁Alan Hadden表示：用戶(hù)使用一款雙頻段1800 MHz / 2600 MHz FDD-LTE終端，可能能在超過(guò)55個(gè)國(guó)家的約100張LTE網(wǎng)絡(luò)上使用，也即目前推出商用LTE終端市場(chǎng)的83%.

　　4.2 WiFi的終端發(fā)展情況

　　當(dāng)前受到人們對(duì)設(shè)備無(wú)線(xiàn)連接功能需求的影響，WiFi將席卷整個(gè)電腦市場(chǎng)，而消費(fèi)電子市場(chǎng)對(duì)WiFi功能的需求也將日益旺盛?；旧纤械?a href="http://www.brongaenegriffin.com/v/tag/1252/" target="_blank">無(wú)線(xiàn)通信智能手機(jī)均帶有WiFi模塊，滿(mǎn)足用戶(hù)的多樣性需求。同時(shí)，其他電子產(chǎn)品也將WiFi模塊作為其產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)配件。

　　目前所有的WiFi移動(dòng)電子設(shè)備中，手機(jī)銷(xiāo)量所占據(jù)的比重最大，預(yù)計(jì)2014年WiFi設(shè)備的產(chǎn)品將達(dá)到5.15億部。同期具備WiFi功能的平板電腦（如蘋(píng)果iPad等）銷(xiāo)量則可能突破4600萬(wàn)部，上網(wǎng)本的銷(xiāo)量則有望達(dá)到2.65億部。索尼PPS等掌上游戲機(jī)的同期銷(xiāo)售有望突破3000萬(wàn)臺(tái)?？偟目磥?lái)，到2014年前，所有具備WiFi功能的電子產(chǎn)品設(shè)備的銷(xiāo)量有望突破35億臺(tái)。WiFi終端產(chǎn)品數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于通信終端。

　　4.3 LTE與WiFi的終端發(fā)展情況對(duì)比

　　由以上分析可知，WiFi終端產(chǎn)品數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于通信終端，基本上90%以上的通信終端都具備WiFi功能，但受制于移動(dòng)性能力，用戶(hù)基本都是在靜止或低速率情況下使用WiFi.而LTE終端隨著產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展及運(yùn)營(yíng)商的推動(dòng)，已經(jīng)邁入飛速發(fā)展的時(shí)期，同時(shí)大部分LTE終端都將具備WiFi功能。由此可見(jiàn)，LTE及WiFi終端都不會(huì)制約網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，反而會(huì)成為網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的一大助力。

　　5結(jié)束語(yǔ)

　　通過(guò)以上對(duì)LTE與WiFi網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、覆蓋能力、容量、終端等多方面的比較可以看出：LTE作為下一代網(wǎng)絡(luò)首選的移動(dòng)通信制式在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、覆蓋能力、特有技術(shù)上均全面領(lǐng)先WiFi網(wǎng)絡(luò)，但WiFi網(wǎng)絡(luò)在容量、AP性?xún)r(jià)比、終端普及率上的優(yōu)勢(shì)決定了在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)、在特定場(chǎng)景下WiFi網(wǎng)絡(luò)仍然是 LTE網(wǎng)絡(luò)的有效補(bǔ)充。