医疗专用无线网络覆盖解决方案的研究

医疗专用无线网络覆盖解决方案的研究

徐中丞

（瑞金医院；上海200025）

摘要：医疗专用无线网络由于其应用的特殊性，对带宽稳定性的要求极高，将对医疗专用WIDS室内信号分布系统和通用无线网络进行研究和比较，分析WIDS室内信号分布系统的优势和特点。

关键词：医疗专用WIDS室内信号分布系统；带宽稳定

Abstract：Duetothespecializedapplicationofmedicalwirelessnetwork,Itneedshighdemandsofstablebandwidth.ThisarticlewillresearchTheWIDS（WirelessIndoorDistributionSystem）,comparewithcommonwirelessnetwork,analyzestheadvantageandcharacteristicsofWIDS

Keywords：MedicalSpecializedWIDS；StableBandwidth

一、问题提出

医疗专用无线网络由于其应用的特殊性，对带宽稳定性的要求极高，现在国内外大多数公司给出的覆盖解决方案，与通用无线网络覆盖的解决方案差别不大，这就不得不考虑在覆盖密度足够大的情况下，AP之间的信道干扰问题，这些干扰势必会影响到带宽的稳定性。如果考虑病区内和上下楼层间可能存在的干扰，在一个病区内不可能铺设很多AP，因此存在降低干扰和覆盖密度的矛盾，病区内存在信号不足的区域。WIDS（多频合路信号分布系统）无线覆盖方案解决了此问题，将对其进行研究和分析，并总结出其相对于通用无线网络覆盖在医疗专用无线网络覆盖上的优势和特点

二、WIDS介绍

1.简介

室内信号分布系统WIDS（WirelessIndoorDistributionSystem）是一套针对结构复杂、隔断较多的室内环境所采用的无线信号覆盖系统。它用于覆盖一个物理病区（一般是一个楼面，可覆盖面积达1500平方米），信号覆盖均匀，双频合路。它有效地解决了传统多AP覆盖模式下近频、同频干扰，以及AP间切换所导致的数据传输掉包、延时、带宽降低等后果。该系统通过提高有效信号的信噪比来降低误码率，减少数据时延；在单个WIDS系统的覆盖范围内，移动终端在移动过程中不存在AP间切换的问题，从而达到“零切换”、“零丢包”、“带宽恒定”等效果[1]。另外，整套设备还具有高稳定性，高物理安全性，可升级，易维护等特点。

2.WIDS组成

WIDS系统主要由WIDS基站、WIDS天线、WIDS功分，耦合器、WIDS功放以及WIDS馈线组成。除WIDS基站外，其他都是无源设备，这种设计思路使WIDS各功能部件可以适应复杂的外界运行环境，使用寿命长，故障率低。

如“图2-2-1WIDS逻辑结构图”所示，两路WIDS，每路包含一个WIDS基站，若干个WIDS天线、WIDS功分和耦合器。

三、研究方法及测试方案：

1、吞吐量测试

测试说明：

AP1和AP2同时工作，用两台11b/g标准终端分别连接AP1和AP2，AP有线网口同时连接到一台交换机，第三台PC机（或笔记本）通过有线网口连接到交换机。同时开启Chariotcontrol程序，在默认数据包状态下，运行测试两台无线终端同AP的通信效率，持续测试2分钟。

测试数据包大小：100000字节模式：udp

考虑到会有干扰，周围的无线网络环境是一项重要的指标

以下是环境图：

四、专用医疗无线网络相比通用无线网络的优势：

专用医疗无线网络由于其专门的设计，如果仅仅是在医用的条件下，与通用无线网络相比，它的优势还是很明显的：

医疗专用无线网络，在信号覆盖方面采用的是WLAN多频合路室内信号分布系统技术（WIDS），其组网及管理模式可以十分灵活，既可以采用无线交换机＋“瘦”AP方式，也可以采用“胖”AP+无线网络接入控制系统（AC）方式；通用无线方案，是指AC(无线交换机)＋“瘦”AP是一种组网和管理的形式，在信号覆盖方面采用的是“零散”AP覆盖方式。

医疗专用无线网络主要由无源设备构成，非常可靠，有源设备在设备间或弱点井内运行，运行环境有保障，无线网络接入控制系统（AC）和WIDS系统可同时实现冗余备份；通用无线方案主要由有源设备构成，故障率较高，有源设备分布在病区吊顶或墙面的不同位置，运行环境没有保障，无线交换机控制器可以冗余备份，但用于无线覆盖的瘦AP无法进行冗余备份[2]。

医疗专用无线网络在病区内无线带宽稳定性好、波动小，由于整个病区都在一个多频合路专用基站的覆盖下，因此没有AP间切换所带来的带宽波动影响，设计足够多的天线，使病区内每个地方都有足够的信号灵敏度，保证高带宽和低传输时延，每个病区都选用互不干扰的无线信道，同时还保证上下楼层间信道互不干扰，因此没有同频干扰所带来的带宽下降、传输时延加长，甚至丢包问题；通用无线网络在病区内AP数量较多，相邻AP信道干扰不可避免，导致可用带宽降低，客户端在多AP间切换频繁，导致带宽下降。

医疗专用无线网络支持所有基于IEEE802.11标准的PDA、MCA(MobileClinicalAssistant，移动临床助理)、COW（Computer-On-Wheel，移动信息车）、LAPTOP、TabletPC等，也支持医疗遥测设备，如移动心电图仪等；通用无线网络对PDA等信号灵敏度低、没有主动信道扫描能力、运算能力较差的移动终端，支持比较差，不能够作为医疗设备使用，也不支持心电遥测设备，如移动心电图仪、移动patientmonitor等。

参考文献：

[1]《医疗专用无线网络系统的规划设计》，刘乃运

[2]《无线网络中的干扰攻击》，孙言强