WLAN+3G混合組網(wǎng)研究

WLAN+3G混合組網(wǎng)研究 葉銀法 中國電信廣州研究院 2009年 8月 13日 2 目錄 一、背景 二、 WLAN和 3G技術(shù)的特點 三、 WLAN和 3G技術(shù)的商用情況 四、國內(nèi)電信運營商的選擇 五、無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)特點 六、 3G WLAN混合組網(wǎng) 中國電信廣州研究院 一、背景（一） 電信企業(yè)重組和 3G牌照發(fā)放，標(biāo)志中國進入 3G競爭時代 cdma2000 1x DO RevA TD-SCDMA TD-HSPA WCDMA HSPA 3 一、背景（二） 移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)持續(xù)快速增長，手機上 網(wǎng)成為趨勢 歐美發(fā)展情況 美國三大運營商移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) APRU年增長率 超過兩位數(shù) 歐洲移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)持續(xù)快速發(fā)展 中國互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展情況（ CNNIC， 2008.Q4） 中國網(wǎng)民 2.98億，普及率 22.6%，年增長 41.9% 手機上網(wǎng)網(wǎng)民 1.18萬人，年增長了 133% 農(nóng)村網(wǎng)民 8460萬人，年增長 60.8%，增速遠(yuǎn)超 城鎮(zhèn)（ 35.6%） 國內(nèi)三大運營商非話業(yè)務(wù)保持高速增長 （ 2008.Q4) 語音： 50% 語音： 80% 中國移動 中國聯(lián)通 中國電信 4 二、 WLAN和 3G技術(shù)的特點（一） WLAN和 3G的性能 3G在移動性管理、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 WLAN接入的用戶可以得到高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的體驗 對于 3G技術(shù)， HSPA吞吐量優(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（二） HSPA與 DO的覆蓋能力比較 隨著無線寬帶技術(shù)的發(fā)展，各種無線寬帶技術(shù)大多采用了高階調(diào)制（如 64QAM ）、 MIMO以及 OFDM（如 LTE、 WLAN）等技術(shù)，提高了無線寬帶技術(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)域即高吞吐量僅位于小區(qū)的中心區(qū)域 來源：朗訊 小 區(qū) 覆 蓋 范 圍 用戶 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 72%，運營商、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，但在國內(nèi)， TD-HSPA得到了最大 2G用戶 群的最強移動運營商的支持 DoB商用化進程遠(yuǎn)慢于 HSPA，僅中國電信在考慮中，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： 電子消費產(chǎn)品，包括數(shù)字電視、機頂盒、打印 機、掃描儀、數(shù)碼相機、筆記本電腦、移動上 網(wǎng)設(shè)備、音樂播放器、游戲機以及移動手機等 WLAN在 2008年得到了快速發(fā)展 ABI 配 WiFi移動手機： 5600萬，增長 52%， WiFi已經(jīng) 成為中高端手機的標(biāo)準(zhǔn)配置 筆記本、移動上網(wǎng)設(shè)備： 1.44億，增長 23% 相機、音樂播放器等便攜消費電子產(chǎn)品： 7100 萬，增長 33% WLAN發(fā)展趨勢 ABI 配置 WiFi的移動終端將得到高速發(fā)展 2009年將達(dá) 1.41億 2014年可達(dá) 5.2億 90%為智能手機 8 四、國內(nèi)電信運營商的選擇 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的多媒體化：上網(wǎng)沖浪、手機媒體、音樂、視頻、游戲、 國內(nèi)電信運營商的組網(wǎng)選擇 中國電信、中國移動： 3G+WLAN 中國聯(lián)通： HSPA WLAN TD-SCDMA 9 WLAN C+W DO Rev A 五、無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)特點（一） 國外運營商對移動業(yè)務(wù)分布情況的統(tǒng)計 日本 NTT DoCoMo統(tǒng)計，室內(nèi)話務(wù)量占比大于 70% 中國香港 SUNDAY統(tǒng)計， 3G業(yè)務(wù)的室內(nèi)話務(wù)量占比超過 50% 3G網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量分布特點 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，忙時流量達(dá) 9.5Gb，占基站忙時容量 73% 10 五、無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)特點（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 同一個基站不同扇區(qū)之間的不均衡。某個扇區(qū)忙時業(yè)務(wù)流量可達(dá)幾百兆的基站 ，其另外一個扇區(qū)的流量可能為 0 不同用戶流量之間的不均衡。激活用戶忙時平均流量一般在幾百兆，最高的基 站可達(dá)幾個 Gb，一些基站幾百兆的流量都是由單個用戶產(chǎn)生 華立學(xué)院 11 五、無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)特點（三） 無線局域網(wǎng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)特點 數(shù)據(jù)流量在熱點的分布極不均衡。目前 ， 10%熱點承擔(dān)了近 90%的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量 無線局域網(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類型主要 是政企樓宇、連鎖餐飲、酒店以及高檔 樓盤，占 85%以上 數(shù)據(jù)流量主要分布于熱點中的會議室、 客戶聚集區(qū)等 12 六、 3G WLAN混合組網(wǎng)（一） 3G+WLAN混合組網(wǎng)優(yōu)勢 CDMA和 TD-SCDMA應(yīng)對市場競爭的有效手段 大幅降低運營商的網(wǎng)絡(luò) 建設(shè)和運營成本 有效解決數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)熱點區(qū)域 3G網(wǎng)絡(luò)的容量與需求之間的矛盾 提高了 3G用戶的接入速率，兼顧非 3G用戶（筆記本用戶、 PDA用戶）的無線 寬帶接入，改善了用戶體驗 通過 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)研究內(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)計流程 融合演進 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)熱點的數(shù)據(jù) 流量，提升網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，改善用戶體驗 室外以 3G網(wǎng)絡(luò)覆蓋為主，局部熱點區(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) 對于公共場所的室內(nèi)覆蓋， 3G網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍應(yīng)不小于熱點內(nèi)的 WLAN覆蓋范圍， WLAN則根 據(jù)熱點的業(yè)務(wù)需求確定目標(biāo)覆蓋范圍，其覆蓋范圍與 3G覆蓋范圍無需一致； 對于住宅樓宇、高檔小區(qū)等生活區(qū)，重點做好 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：精確篩選出高價值熱點 14 六、 3G WLAN混合組網(wǎng)（三） 覆蓋目標(biāo)的確定 覆蓋目標(biāo)：覆蓋熱點覆蓋區(qū)域 熱點類型：如右表所示 政府機關(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 專業(yè)市場 熱點功能區(qū)域：重點覆蓋熱點的高價值區(qū)域即客戶停留時間較長的活動區(qū)域 ，如機場 VIP候機室、普通候機廳、咖啡廳，酒店的會議室、多功能廳、休閑 區(qū)域，寫字樓的會議室，校園的學(xué)生宿舍、教學(xué)樓、圖書館、休閑區(qū)域，火 車站的候車室等 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)運行數(shù)據(jù)，篩選出移動網(wǎng)絡(luò)中高話務(wù)的基站（包括語音和數(shù) 據(jù)業(yè)務(wù)） 充分利用城市 GIS系統(tǒng)，結(jié)合市場部門的基礎(chǔ)資料，提出高話務(wù)基站覆蓋范圍的可 能熱點 通過現(xiàn)場勘察，進一步縮短擬建熱點清單并初步確定擬建熱點的覆蓋區(qū)域 深入分析 WLAN網(wǎng)絡(luò)運行數(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，并提出 3G網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化補盲 覆蓋目標(biāo)確定遵循的原則 初期選點應(yīng)注重注重規(guī)模，兼顧效益，隨著規(guī)模的擴大，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 逐步覆蓋位于發(fā)達(dá)城區(qū)的 3G流量超過均值的基站的覆蓋范圍的熱點 重點覆蓋標(biāo)志性建筑 (場所 )、一 /二類機場、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、會議中心 /會展中心等 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)和運營成本 16 六、 3G WLAN混合組網(wǎng)（五） 建設(shè)策略 通過自建、共建共享、租用、分成等多種方式進入重 要公共場所。如機場、校園等 對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、同步施工、 同步驗收、同步投入運行。合路點的位置應(yīng)同時滿足 3G和 WLAN的接入需求 WLAN網(wǎng)絡(luò)是 3G網(wǎng)絡(luò)的補充，主要是解決熱點 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、用戶分布及組網(wǎng)方式等情 況，選擇合適的設(shè)備類型（ AP和 AC類型）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)一計費、 統(tǒng)一客戶端、統(tǒng)一標(biāo)識 對于無線城市，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）對城市進行無 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 過集中設(shè)置的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)進行跨廠家系統(tǒng)的管理 AP通過 LAN、 PON和 xDSL等方式接入承載網(wǎng)，并通過承載網(wǎng)與 AC、 WAG連接 由于目前不同廠家 AC之間、 AC與 AP無法實現(xiàn)管理及控制的互連，因此，一 個本地網(wǎng)選擇的廠家數(shù)量不宜過多，應(yīng)盡量控制在 1家 AC位置 18 六、 3G WLAN混合組網(wǎng)（七） 設(shè)計流程 容量規(guī)劃 對于熱點功能區(qū)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量，需要同時考慮 3G網(wǎng)絡(luò)和 WLAN網(wǎng)絡(luò)承載的業(yè)務(wù)量，通過 3G網(wǎng)絡(luò)的 運行數(shù)據(jù)分析決定移動數(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，確定滿足預(yù) 測的熱點業(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)備無法滿足小范圍內(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：集中管理、提升用戶體驗 多種接入方式并存及統(tǒng)一接入管理將成為趨勢， 3G和 WLAN將從松耦合步向 緊耦合 有線寬帶的 AAA、 WLAN網(wǎng)絡(luò)的 AAA以及 3G認(rèn)證之間的融合，實現(xiàn)有線寬帶、無線寬 帶和 3G的統(tǒng)一認(rèn)證 AAA與 HSS之間的融合，實現(xiàn)統(tǒng)一的用戶管理 MME/SGW、 WAG、 BRAS以及 PDSN/SGSN之間的融合，實現(xiàn)無線寬帶的融合 多模終