2、H3C智能天線技術

2.1、實現方式

H3C采用了新一代終端感知型智能天線陣列技術，它結合了“On-Chip”和“On-Antenna”的優勢特點，對于WA3600系列AP，其天線陣列由12個天線振子構成，最高可形成多達4000個以上的天線輻射圖型。每一個天線振子都精心調配，協同工作，使可能產生的輻射圖達到接近于完美的覆蓋（如圖5所示）。同時AP會運行H3C專利的天線選擇算法，針對不同位置的終端，從若干天線振子中選擇出不同的振子來進行報文的發送或接收，在選擇的同時，會加入相位和延時的整體考量，進一步加強了對終端行為的探測感知和天線陣列的快速收斂。

圖5 天線陣列中的不同天線具有不同的定向性

整個系統具有如下特征：
1.      逐包選擇發送天線，對于每個發送的報文都能使用不同的發送天線；
2.      保證選擇的天線最優，對于每個移動終端維持一個數據庫，數據庫中記錄著各天線的歷史信息，從而能從數據庫中選擇最優天線；
3.      數據庫收斂速度快，天線選擇算法根據天線的輻射圖及歷史信息，定時選擇特定的天線進行探測，從而能快速適應環境變化，選擇出新的天線；
4.      與速率、相位、延時及功率等發送參數進行結合，實現發送參數的非線性變化；
5.      相對于傳統Beamforming來說，不需要終端過多參與，不需要協議報文交互以獲取信道參數，對于數據流數和發送天線數相等的情況也可以獲得多天線的增益。

2.2  高速率覆蓋范圍

覆蓋范圍

H3C硬件H3智能天線技術能成倍的擴大高速率的覆蓋范圍，根據實際測試，同環境下最高速率可獲得范圍倍增。

非視距性能

圖6  某實際測試環境

如圖6所示。在Pos6測試得到的傳統天線性能為150M，硬件智能天線測試得到的性能為170M。在Pos4和Pos5使用傳統天線測試得到的性能為140M，而硬件智能天線測試得到的性能為180M。
在Pos7和Pos8出處的信號強度為-80左右，使用傳統天線的性能為4M以下，而使用硬件智能天線性能在10M左右。

2.3  吞吐量穩定性

單STA不同位置吞吐量的穩定性

如圖6所示，單個STA在AP周圍進行較緩慢的移動，從Pos1處沿路線移動到Pos2處，硬件智能天線和傳統天線設備的吞吐量曲線分別如7和圖8所示，可以看出傳統天線的抖動明顯大于智能天線的抖動，傳統天線在220M-300M之間抖動，硬件智能天線在260M-300M之間浮動。

圖7  傳統天線的吞吐量曲線

圖8  硬件智能天線的吞吐量曲線

多STA不同位置吞吐量的穩定性

如圖9所示，4個STA分別處在離AP具有一定距離的4個位置上，利用硬件智能天線和傳統天線設備分別進行4個STA的吞吐量測試，曲線分別如10和圖11所示，表1是最終的吞吐量數據。從表1中可以看出，智能天線無論是在最高性能還是各個STA性能的均勻性上都明顯好于傳統天線。

圖9  4個STA所處的不同位置

圖10  傳統天線4個STA吞吐量曲線圖

圖11  硬件智能天線4個STA吞吐量曲線圖

	STA1	STA2	STA3	STA4
傳統天線下行	4	11	19	2
硬件智能天線下行	21	23	24	19

2.4  抗干擾能力

如圖12所示的干擾環境中，干擾源是一個在“野蠻發送”的AP，干擾源出于一個房間之內和正常AP相距大約8m的范圍，正常AP放置在房間的門口，STA和干擾源不可見，圖11和圖12傳統天線和硬件智能天線在開啟干擾源到關掉干擾源的情況下，吞吐量的變化曲線如圖13、圖14所示。從兩個曲線中可以看出，智能天線整體性能在有干擾的情況下比傳統天線少下降15%左右。

圖12 干擾場景

圖13  非智能天線干擾性能下降曲線

  

圖14  智能天線干擾性能下降曲線

3、智能天線技術的特點

經過實驗證明，通過智能天線技術，WiFi網絡將獲得以下優勢：
l    收發信號強度全面提升，并且當AP或STA的位置、角度、方向改變時，仍能保持最佳覆蓋效果；
l    衰落和多徑效應的優化改善，提升終端用戶在非視距環境下的信號獲取能力，看不見也能傳；
l    優化噪聲影響，抵抗局部干擾源，保證終端用戶最小工作帶寬，降低斷線幾率；
l    降低因遮擋或距離增加引起的信號質量下降幅度，保證STA有一定的帶寬工作，使得性能不會大幅衰落；
l    同步的上下行鏈路增益，提升單AP和整網容量，再擠也不怕。

4、結束語

可以預見，隨著越來越多的WiFi設備進入醫療行業，滿足了基本覆蓋的要求之后，更優良的信號質量、更穩定的連接服務將成為無線醫療網發展的新的課題。