3.1 WiFi網(wǎng)絡容量

　　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最突出的特點當屬MIMO技術(shù)，或稱為空間復用技術(shù)。該技術(shù)實現(xiàn)了兩個流，在一個信道上使吞吐量增加了一倍，條件為多個發(fā)射機，多個接收機，并且每個流間的路徑不相關(guān)。IEEE802.11n的其他技術(shù)有：采用40 MHz的信道（帶寬翻倍）、多天線的空時碼（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間隔等。

　　在各種配置下單AP的容量見表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

　　在實際工程規(guī)劃設(shè)計時，基本采用天線2×2的放裝型AP，在2.4 GHz頻段應用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1×1）的覆蓋方式下，實際帶寬30~40 Mbps，滿足用戶上下行單向速率660 kbps時，建議并發(fā)用戶為23人；滿足用戶上下行單向速率400 kbps時，建議允許接入最大并發(fā)用戶數(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2×2）的覆蓋方式下，實際帶寬70~80 Mbps，滿足用戶上下行單向速率1 Mbps時，建議并發(fā)用戶為35人；滿足用戶上下行單向速率400 kbps時，建議允許接入最大并發(fā)用戶數(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2×2）的覆蓋方式下，理論帶寬150Mbps，滿足用戶上下行單向速率2 Mbps時，建議并發(fā)用戶為37人；滿足用戶上下行單向速率400 kbps時，建議允許接入最大并發(fā)用戶數(shù)180人。

　　2）IEEE 802.11ac / IEEE 802.11ad

　　目前，在標準組織、設(shè)備廠商及運營商的共同推動下，WiFi技術(shù)正在不斷革新，向著千兆時代邁進。不僅IEEE 802.11標準正在向著新一代IEEE802.11ac演進，具備更短距離、更快速率的WiGig（無線千兆比特）技術(shù)也悄然興起。

　　為了適應高帶寬數(shù)據(jù)業(yè)務的發(fā)展及大數(shù)據(jù)時代的要求，并繼續(xù)保持WiFi網(wǎng)絡的競爭優(yōu)勢，IEEE于2008年底啟動了吞吐量可達千兆的新一代WLAN技術(shù)標準（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，是新一代WLAN的主流技術(shù)，預計將于2014年完成標準制定。根據(jù)當前標準進展情況，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6.93 Gbps.IEEE802.11ad工作在60 GHz頻段，面向極高速短距離應用，目前剛剛完成標準制定工作。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2.16 GHz的信道帶寬，其理論最高傳輸速率高達6.76 Gbps.

　　3.2 LTE網(wǎng)絡無線容量

　　吞吐率取決于MAC（媒體接入控制）層調(diào)度選擇的TBS（傳輸塊大小），理論峰值吞吐率就是在一定條件下計算可以選擇的最大TBS.TBS由RB（資源塊）數(shù)和MCS（自適應調(diào)制編碼方案）階數(shù)查表得到，具體計算思路如下：

　　a）針對每個子幀計算可用的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）、P-SS（主同步信號）、CRS（小區(qū)專有導頻）（對于BF〔波束賦形〕還有DRS〔上行信道估計〕）等開銷。這些開銷中，PBCH，S-SS，P-SS是固定的，其他開銷要考慮具體的參數(shù)設(shè)置（如PDCCH符號數(shù)、特殊子幀配比、4天線以上時映射到2端口還是4端口等）。

　　b）計算每個子幀RE可攜帶的比特數(shù)，可攜帶比特數(shù)＝可用RE×調(diào)制系數(shù)（64QAM為6）。

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

　　由于LTE網(wǎng)絡不存在并發(fā)用戶數(shù)限制的情況，假定每個用戶都處于最佳的位置，可以均分峰值速率。這樣與WiFi網(wǎng)絡對比：并發(fā)用戶數(shù)37人，滿足用戶下行單向速率2.22 Mbps；并發(fā)用戶數(shù)180人，滿足用戶下行單向速率468 kbps.

　　3.3 LTE及WiFi容量對比

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

　　4 LTE及WiFi網(wǎng)絡終端情況分析

　　4.1 LTE的終端發(fā)展情況

　　對于新的網(wǎng)絡技術(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對終端芯片處理能力和功耗控制能力要求非常高，所以對終端芯片在材料、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，終端一度被認為是LTE發(fā)展中的短板。但LTE恰恰趕上了移動通信終端發(fā)展最迅猛的階段，無論是平板電腦還是其他大尺寸移動設(shè)備的快速普及，再加上多媒體以及社交網(wǎng)絡應用的強勢，都促使各大廠商加大對LTE終端芯片技術(shù)的研究投入。

　　從GSA（全球移動設(shè)備供應商協(xié)會）發(fā)布的最新報告來看，截至2013年2月，97家制造商已經(jīng)宣布推出了821款支持LTE的用戶終端設(shè)備。過去一年，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)備種類涵蓋全部形式，包括智能手機、dongle、路由器、便攜式熱點、嵌入式模塊和平板電腦。在報告中，GSA呼吁半導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)的運營商，及時提供可用的用戶終端。 GSA總裁Alan Hadden表示：用戶使用一款雙頻段1800 MHz / 2600 MHz FDD-LTE終端，可能能在超過55個國家的約100張LTE網(wǎng)絡上使用，也即目前推出商用LTE終端市場的83%.

　　4.2 WiFi的終端發(fā)展情況

　　當前受到人們對設(shè)備無線連接功能需求的影響，WiFi將席卷整個電腦市場，而消費電子市場對WiFi功能的需求也將日益旺盛?；旧纤械?a href="http://m.sdkjxy.cn/soft/data/43-45/" target="_blank">無線通信智能手機均帶有WiFi模塊，滿足用戶的多樣性需求。同時，其他電子產(chǎn)品也將WiFi模塊作為其產(chǎn)品的標準配件。

　　目前所有的WiFi移動電子設(shè)備中，手機銷量所占據(jù)的比重最大，預計2014年WiFi設(shè)備的產(chǎn)品將達到5.15億部。同期具備WiFi功能的平板電腦（如蘋果iPad等）銷量則可能突破4600萬部，上網(wǎng)本的銷量則有望達到2.65億部。索尼PPS等掌上游戲機的同期銷售有望突破3000萬臺。總的看來，到2014年前，所有具備WiFi功能的電子產(chǎn)品設(shè)備的銷量有望突破35億臺。WiFi終端產(chǎn)品數(shù)量遠遠大于通信終端。

　　4.3 LTE與WiFi的終端發(fā)展情況對比

　　由以上分析可知，WiFi終端產(chǎn)品數(shù)量遠遠大于通信終端，基本上90%以上的通信終端都具備WiFi功能，但受制于移動性能力，用戶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)展及運營商的推動，已經(jīng)邁入飛速發(fā)展的時期，同時大部分LTE終端都將具備WiFi功能。由此可見，LTE及WiFi終端都不會制約網(wǎng)絡的發(fā)展，反而會成為網(wǎng)絡發(fā)展的一大助力。

　　5結(jié)束語

　　通過以上對LTE與WiFi網(wǎng)絡的技術(shù)標準、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)絡首選的移動通信制式在技術(shù)標準、覆蓋能力、特有技術(shù)上均全面領(lǐng)先WiFi網(wǎng)絡，但WiFi網(wǎng)絡在容量、AP性價比、終端普及率上的優(yōu)勢決定了在很長一段時間內(nèi)、在特定場景下WiFi網(wǎng)絡仍然是 LTE網(wǎng)絡的有效補充。