WLAN+3G混合組網(wǎng)研究

WLAN+3G混合組網(wǎng)研究 葉銀法 中國(guó)電信廣州研究院 2009年 8月 13日 2 目錄 一、背景 二、 WLAN和 3G技術(shù)的特點(diǎn) 三、 WLAN和 3G技術(shù)的商用情況 四、國(guó)內(nèi)電信運(yùn)營(yíng)商的選擇 五、無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)特點(diǎn) 六、 3G WLAN混合組網(wǎng) 中國(guó)電信廣州研究院 一、背景（一） 電信企業(yè)重組和 3G牌照發(fā)放，標(biāo)志中國(guó)進(jìn)入 3G競(jìng)爭(zhēng)時(shí)代 cdma2000 1x DO RevA TD-SCDMA TD-HSPA WCDMA HSPA 3 一、背景（二） 移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)持續(xù)快速增長(zhǎng)，手機(jī)上 網(wǎng)成為趨勢(shì) 歐美發(fā)展情況 美國(guó)三大運(yùn)營(yíng)商移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) APRU年增長(zhǎng)率 超過(guò)兩位數(shù) 歐洲移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)持續(xù)快速發(fā)展 中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展情況（ CNNIC， 2008.Q4） 中國(guó)網(wǎng)民 2.98億，普及率 22.6%，年增長(zhǎng) 41.9% 手機(jī)上網(wǎng)網(wǎng)民 1.18萬(wàn)人，年增長(zhǎng)了 133% 農(nóng)村網(wǎng)民 8460萬(wàn)人，年增長(zhǎng) 60.8%，增速遠(yuǎn)超 城鎮(zhèn)（ 35.6%） 國(guó)內(nèi)三大運(yùn)營(yíng)商非話(huà)業(yè)務(wù)保持高速增長(zhǎng) （ 2008.Q4) 語(yǔ)音： 50% 語(yǔ)音： 80% 中國(guó)移動(dòng) 中國(guó)聯(lián)通 中國(guó)電信 4 二、 WLAN和 3G技術(shù)的特點(diǎn)（一） WLAN和 3G的性能 3G在移動(dòng)性管理、安全性管理、大規(guī)模組網(wǎng)、覆蓋能力以及服務(wù)質(zhì)量控制等 方面優(yōu)于 WLAN 3G在靠近基站的范圍內(nèi)（ 50-100m）的吞吐量遠(yuǎn)低于 WLAN，尤其在靜止、半 靜止情況，通過(guò) WLAN接入的用戶(hù)可以得到高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的體驗(yàn) 對(duì)于 3G技術(shù)， HSPA吞吐量?jī)?yōu)于其他兩種制式，其他兩種制式較為接近 5 二、 WLAN和 3G技術(shù)的特點(diǎn)（二） HSPA與 DO的覆蓋能力比較 隨著無(wú)線(xiàn)寬帶技術(shù)的發(fā)展，各種無(wú)線(xiàn)寬帶技術(shù)大多采用了高階調(diào)制（如 64QAM ）、 MIMO以及 OFDM（如 LTE、 WLAN）等技術(shù)，提高了無(wú)線(xiàn)寬帶技術(shù)的覆蓋能力 和吞吐量 3G技術(shù)的高吞吐量主要在靠近基站區(qū)域即高吞吐量?jī)H位于小區(qū)的中心區(qū)域 來(lái)源：朗訊 小 區(qū) 覆 蓋 范 圍 用戶(hù) 速率 (Mbps) 高速數(shù)據(jù)僅在小 區(qū)的中心位置 6 三、 WLAN和 3G技術(shù)的商用情況（一） 3G技術(shù)商用情況 在 3G技術(shù)中， HSPA最為成熟，占 3G市場(chǎng) 72%，運(yùn)營(yíng)商、制造商、業(yè)務(wù)提供商已成規(guī)模， 產(chǎn)業(yè)鏈最為成熟， DoA次之， TD-HSPA排在末席，但在國(guó)內(nèi)， TD-HSPA得到了最大 2G用戶(hù) 群的最強(qiáng)移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的支持 DoB商用化進(jìn)程遠(yuǎn)慢于 HSPA，僅中國(guó)電信在考慮中，峰值速率 9.3Mbps（三載波捆綁）遠(yuǎn) 落后意大利 TIM已計(jì)劃在 2009.H2部署峰值速率可達(dá) 28Mbps的 HSPA+ 7 三、 WLAN和 3G技術(shù)的商用情況（二） WLAN商用情況 WLAN廣泛應(yīng)用于以下領(lǐng)域： 電子消費(fèi)產(chǎn)品，包括數(shù)字電視、機(jī)頂盒、打印 機(jī)、掃描儀、數(shù)碼相機(jī)、筆記本電腦、移動(dòng)上 網(wǎng)設(shè)備、音樂(lè)播放器、游戲機(jī)以及移動(dòng)手機(jī)等 WLAN在 2008年得到了快速發(fā)展 ABI 配 WiFi移動(dòng)手機(jī)： 5600萬(wàn)，增長(zhǎng) 52%， WiFi已經(jīng) 成為中高端手機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)配置 筆記本、移動(dòng)上網(wǎng)設(shè)備： 1.44億，增長(zhǎng) 23% 相機(jī)、音樂(lè)播放器等便攜消費(fèi)電子產(chǎn)品： 7100 萬(wàn)，增長(zhǎng) 33% WLAN發(fā)展趨勢(shì) ABI 配置 WiFi的移動(dòng)終端將得到高速發(fā)展 2009年將達(dá) 1.41億 2014年可達(dá) 5.2億 90%為智能手機(jī) 8 四、國(guó)內(nèi)電信運(yùn)營(yíng)商的選擇 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的多媒體化：上網(wǎng)沖浪、手機(jī)媒體、音樂(lè)、視頻、游戲、 國(guó)內(nèi)電信運(yùn)營(yíng)商的組網(wǎng)選擇 中國(guó)電信、中國(guó)移動(dòng)： 3G+WLAN 中國(guó)聯(lián)通： HSPA WLAN TD-SCDMA 9 WLAN C+W DO Rev A 五、無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)特點(diǎn)（一） 國(guó)外運(yùn)營(yíng)商對(duì)移動(dòng)業(yè)務(wù)分布情況的統(tǒng)計(jì) 日本 NTT DoCoMo統(tǒng)計(jì)，室內(nèi)話(huà)務(wù)量占比大于 70% 中國(guó)香港 SUNDAY統(tǒng)計(jì)， 3G業(yè)務(wù)的室內(nèi)話(huà)務(wù)量占比超過(guò) 50% 3G網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量分布特點(diǎn) 3G全網(wǎng)資源總體利用率低。由于 3G業(yè)務(wù)處于發(fā)展初期，用戶(hù)規(guī)模小，業(yè)務(wù)量 不大，使得網(wǎng)絡(luò)資源利用率偏低 3G網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量分布極不均衡 在地域上分布不平衡，主要分布在密集市區(qū)、市區(qū)的熱點(diǎn)區(qū)域 主要分布于密集市區(qū)的 CBD、商業(yè)中心、辦公區(qū)域：如體育中心、天河北、匯景新城、珠 江新城、環(huán)市路等 對(duì)于郊區(qū)校園，由于缺乏其他接入手段， 3G流量較大，如廣州華立學(xué)院，忙時(shí)流量達(dá) 9.5Gb，占基站忙時(shí)容量 73% 10 五、無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)特點(diǎn)（二） 基站之間的不均衡。不同基站負(fù)載不均衡， 20%基站占 70%流量，基本符合二八 分布規(guī)律 同一個(gè)基站不同扇區(qū)之間的不均衡。某個(gè)扇區(qū)忙時(shí)業(yè)務(wù)流量可達(dá)幾百兆的基站 ，其另外一個(gè)扇區(qū)的流量可能為 0 不同用戶(hù)流量之間的不均衡。激活用戶(hù)忙時(shí)平均流量一般在幾百兆，最高的基 站可達(dá)幾個(gè) Gb，一些基站幾百兆的流量都是由單個(gè)用戶(hù)產(chǎn)生 華立學(xué)院 11 五、無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)特點(diǎn)（三） 無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)特點(diǎn) 數(shù)據(jù)流量在熱點(diǎn)的分布極不均衡。目前 ， 10%熱點(diǎn)承擔(dān)了近 90%的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量 無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量的地域分布 特征與 3G流量分布基本吻合，主要分布 于密集市區(qū)、發(fā)達(dá)市區(qū) 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量占比較高的熱點(diǎn)類(lèi)型主要 是政企樓宇、連鎖餐飲、酒店以及高檔 樓盤(pán)，占 85%以上 數(shù)據(jù)流量主要分布于熱點(diǎn)中的會(huì)議室、 客戶(hù)聚集區(qū)等 12 六、 3G WLAN混合組網(wǎng)（一） 3G+WLAN混合組網(wǎng)優(yōu)勢(shì) CDMA和 TD-SCDMA應(yīng)對(duì)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的有效手段 大幅降低運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò) 建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本 有效解決數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)熱點(diǎn)區(qū)域 3G網(wǎng)絡(luò)的容量與需求之間的矛盾 提高了 3G用戶(hù)的接入速率，兼顧非 3G用戶(hù)（筆記本用戶(hù)、 PDA用戶(hù)）的無(wú)線(xiàn) 寬帶接入，改善了用戶(hù)體驗(yàn) 通過(guò) 3G網(wǎng)絡(luò)與 WLAN網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同發(fā)展，提高了 3G或者 WLAN資源投放的精確性 ，從而提升網(wǎng)絡(luò)資源效率 3G WLAN混合組網(wǎng)研究?jī)?nèi)容 組網(wǎng)策略 覆蓋目標(biāo) 建設(shè)策略 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 設(shè)計(jì)流程 融合演進(jìn) 13 六、 3G WLAN混合組網(wǎng)（二） 混合組網(wǎng)策略：分層結(jié)構(gòu) 3G網(wǎng)絡(luò)提供中高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)， WLAN在局部范圍內(nèi)提供高速數(shù)據(jù)接入，以疏導(dǎo)熱點(diǎn)的數(shù)據(jù) 流量，提升網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，改善用戶(hù)體驗(yàn) 室外以 3G網(wǎng)絡(luò)覆蓋為主，局部熱點(diǎn)區(qū)域輔以 WLAN網(wǎng)絡(luò)覆蓋，室內(nèi)則 3G和 WLAN覆蓋并重， 兩者應(yīng)統(tǒng)一規(guī)劃、同步建設(shè) 對(duì)于公共場(chǎng)所的室內(nèi)覆蓋， 3G網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍應(yīng)不小于熱點(diǎn)內(nèi)的 WLAN覆蓋范圍， WLAN則根 據(jù)熱點(diǎn)的業(yè)務(wù)需求確定目標(biāo)覆蓋范圍，其覆蓋范圍與 3G覆蓋范圍無(wú)需一致； 對(duì)于住宅樓宇、高檔小區(qū)等生活區(qū)，重點(diǎn)做好 3G網(wǎng)絡(luò)覆蓋， WLAN覆蓋應(yīng)與家庭解決方案 統(tǒng)籌考慮 2G 3G WLAN 3G+WLAN混合組網(wǎng)的關(guān)鍵：精確篩選出高價(jià)值熱點(diǎn) 14 六、 3G WLAN混合組網(wǎng)（三） 覆蓋目標(biāo)的確定 覆蓋目標(biāo)：覆蓋熱點(diǎn)覆蓋區(qū)域 熱點(diǎn)類(lèi)型：如右表所示 政府機(jī)關(guān) 賓館酒店 餐飲連鎖 工業(yè)園區(qū)、校園（包括大學(xué)城） 交通樞紐 專(zhuān)業(yè)市場(chǎng) 熱點(diǎn)功能區(qū)域：重點(diǎn)覆蓋熱點(diǎn)的高價(jià)值區(qū)域即客戶(hù)停留時(shí)間較長(zhǎng)的活動(dòng)區(qū)域 ，如機(jī)場(chǎng) VIP候機(jī)室、普通候機(jī)廳、咖啡廳，酒店的會(huì)議室、多功能廳、休閑 區(qū)域，寫(xiě)字樓的會(huì)議室，校園的學(xué)生宿舍、教學(xué)樓、圖書(shū)館、休閑區(qū)域，火 車(chē)站的候車(chē)室等 15 六、 3G WLAN混合組網(wǎng)（四） 覆蓋目標(biāo)確定流程 收集、分析 2G/3G網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行數(shù)據(jù)，篩選出移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中高話(huà)務(wù)的基站（包括語(yǔ)音和數(shù) 據(jù)業(yè)務(wù)） 充分利用城市 GIS系統(tǒng)，結(jié)合市場(chǎng)部門(mén)的基礎(chǔ)資料，提出高話(huà)務(wù)基站覆蓋范圍的可 能熱點(diǎn) 通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘察，進(jìn)一步縮短擬建熱點(diǎn)清單并初步確定擬建熱點(diǎn)的覆蓋區(qū)域 深入分析 WLAN網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行數(shù)據(jù)，根據(jù)資源使用情況（如設(shè)備利用率高、質(zhì)量差等）， 提出擬優(yōu)化調(diào)整的熱點(diǎn)，并提出 3G網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化補(bǔ)盲 覆蓋目標(biāo)確定遵循的原則 初期選點(diǎn)應(yīng)注重注重規(guī)模，兼顧效益，隨著規(guī)模的擴(kuò)大，則應(yīng)規(guī)模、效益 并重 優(yōu)先部署多載波 3G基站、平均流量排名靠前的 3G基站覆蓋區(qū)域內(nèi)的熱點(diǎn) 逐步覆蓋位于發(fā)達(dá)城區(qū)的 3G流量超過(guò)均值的基站的覆蓋范圍的熱點(diǎn) 重點(diǎn)覆蓋標(biāo)志性建筑 (場(chǎng)所 )、一 /二類(lèi)機(jī)場(chǎng)、政企樓宇、極具發(fā)展?jié)摿Φ?校園（包括大學(xué)城）、三星以上酒店、連鎖餐飲、會(huì)議中心 /會(huì)展中心等 充分利用 3G數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的分布，精確投放資源，提高資源效率，降低建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本 16 六、 3G WLAN混合組網(wǎng)（五） 建設(shè)策略 通過(guò)自建、共建共享、租用、分成等多種方式進(jìn)入重 要公共場(chǎng)所。如機(jī)場(chǎng)、校園等 對(duì)于新建或者改造分布系統(tǒng)，應(yīng)統(tǒng)籌考慮 3G以及 WLAN 網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)需求，統(tǒng)籌規(guī)劃、同步設(shè)計(jì)、同步施工、 同步驗(yàn)收、同步投入運(yùn)行。合路點(diǎn)的位置應(yīng)同時(shí)滿(mǎn)足 3G和 WLAN的接入需求 WLAN網(wǎng)絡(luò)是 3G網(wǎng)絡(luò)的補(bǔ)充，主要是解決熱點(diǎn) 3G容量不 足，因此，其覆蓋方式應(yīng)以 AP直接覆蓋并為主，輔以 AP接入室內(nèi)分布系統(tǒng)、 小型分布系統(tǒng)、室外 AP覆蓋 室內(nèi)等覆蓋方式 設(shè)備應(yīng)根據(jù)覆蓋區(qū)域環(huán)境、用戶(hù)分布及組網(wǎng)方式等情 況，選擇合適的設(shè)備類(lèi)型（ AP和 AC類(lèi)型）和設(shè)備配置 （包括 AP和 AC數(shù)量、設(shè)置位置等） WLAN網(wǎng)絡(luò)與 3G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)統(tǒng)一認(rèn)證、統(tǒng)一鑒權(quán)、統(tǒng)一計(jì)費(fèi)、 統(tǒng)一客戶(hù)端、統(tǒng)一標(biāo)識(shí) 對(duì)于無(wú)線(xiàn)城市，應(yīng)與政府信息化建設(shè)緊密結(jié)合，因地 制宜地采用多種接入手段（ 3G+WLAN）對(duì)城市進(jìn)行無(wú) 縫覆蓋 六、 3G WLAN混合組網(wǎng)（六） 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 組網(wǎng)以集中控制型網(wǎng)絡(luò)（ AC+瘦 AP)為主，以胖 AP和 MESH組網(wǎng)為輔，并能通 過(guò)集中設(shè)置的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)進(jìn)行跨廠(chǎng)家系統(tǒng)的管理 AP通過(guò) LAN、 PON和 xDSL等方式接入承載網(wǎng)，并通過(guò)承載網(wǎng)與 AC、 WAG連接 由于目前不同廠(chǎng)家 AC之間、 AC與 AP無(wú)法實(shí)現(xiàn)管理及控制的互連，因此，一 個(gè)本地網(wǎng)選擇的廠(chǎng)家數(shù)量不宜過(guò)多，應(yīng)盡量控制在 1家 AC位置 18 六、 3G WLAN混合組網(wǎng)（七） 設(shè)計(jì)流程 容量規(guī)劃 對(duì)于熱點(diǎn)功能區(qū)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量，需要同時(shí)考慮 3G網(wǎng)絡(luò)和 WLAN網(wǎng)絡(luò)承載的業(yè)務(wù)量，通過(guò) 3G網(wǎng)絡(luò)的 運(yùn)行數(shù)據(jù)分析決定移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量和 WLAN網(wǎng)絡(luò) 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量的比例，從而確定 WLAN網(wǎng)絡(luò)承載的 業(yè)務(wù)量 根據(jù)所選用 AP的吞吐量及功率等級(jí)，確定滿(mǎn)足預(yù) 測(cè)的熱點(diǎn)業(yè)務(wù)量及業(yè)務(wù)量分布所需要的 AP數(shù)量 若 802.11g設(shè)備無(wú)法滿(mǎn)足小范圍內(nèi)的容量需求，應(yīng) 考慮疊加 801.11a設(shè)備或者使用 801.11n設(shè)備 19 六、 3G WLAN混合組網(wǎng)（八） 融合演進(jìn)：集中管理、提升用戶(hù)體驗(yàn) 多種接入方式并存及統(tǒng)一接入管理將成為趨勢(shì)， 3G和 WLAN將從松耦合步向 緊耦合 有線(xiàn)寬帶的 AAA、 WLAN網(wǎng)絡(luò)的 AAA以及 3G認(rèn)證之間的融合，實(shí)現(xiàn)有線(xiàn)寬帶、無(wú)線(xiàn)寬 帶和 3G的統(tǒng)一認(rèn)證 AAA與 HSS之間的融合，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的用戶(hù)管理 MME/SGW、 WAG、 BRAS以及 PDSN/SGSN之間的融合，實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)寬帶的融合 多模終