WLAN+3G混合组网研究

WLAN+3G混合组网研究 叶银法 中国电信广州研究院 2009年 8月 13日 2 目录 一、背景 二、 WLAN和 3G技术的特点 三、 WLAN和 3G技术的商用情况 四、国内电信运营商的选择 五、无线数据业务特点 六、 3G WLAN混合组网 中国电信广州研究院 一、背景（一） 电信企业重组和 3G牌照发放，标志中国进入 3G竞争时代 cdma2000 1x DO RevA TD-SCDMA TD-HSPA WCDMA HSPA 3 一、背景（二） 移动数据业务持续快速增长，手机上 网成为趋势 欧美发展情况 美国三大运营商移动数据业务 APRU年增长率 超过两位数 欧洲移动数据业务持续快速发展 中国互联网发展情况（ CNNIC， 2008.Q4） 中国网民 2.98亿，普及率 22.6%，年增长 41.9% 手机上网网民 1.18万人，年增长了 133% 农村网民 8460万人，年增长 60.8%，增速远超 城镇（ 35.6%） 国内三大运营商非话业务保持高速增长 （ 2008.Q4) 语音： 50% 语音： 80% 中国移动 中国联通 中国电信 4 二、 WLAN和 3G技术的特点（一） WLAN和 3G的性能 3G在移动性管理、安全性管理、大规模组网、覆盖能力以及服务质量控制等 方面优于 WLAN 3G在靠近基站的范围内（ 50-100m）的吞吐量远低于 WLAN，尤其在静止、半 静止情况，通过 WLAN接入的用户可以得到高速数据业务的体验 对于 3G技术， HSPA吞吐量优于其他两种制式，其他两种制式较为接近 5 二、 WLAN和 3G技术的特点（二） HSPA与 DO的覆盖能力比较 随着无线宽带技术的发展，各种无线宽带技术大多采用了高阶调制（如 64QAM ）、 MIMO以及 OFDM（如 LTE、 WLAN）等技术，提高了无线宽带技术的覆盖能力 和吞吐量 3G技术的高吞吐量主要在靠近基站区域即高吞吐量仅位于小区的中心区域 来源：朗讯 小 区 覆 盖 范 围 用户 速率 (Mbps) 高速数据仅在小 区的中心位置 6 三、 WLAN和 3G技术的商用情况（一） 3G技术商用情况 在 3G技术中， HSPA最为成熟，占 3G市场 72%，运营商、制造商、业务提供商已成规模， 产业链最为成熟， DoA次之， TD-HSPA排在末席，但在国内， TD-HSPA得到了最大 2G用户 群的最强移动运营商的支持 DoB商用化进程远慢于 HSPA，仅中国电信在考虑中，峰值速率 9.3Mbps（三载波捆绑）远 落后意大利 TIM已计划在 2009.H2部署峰值速率可达 28Mbps的 HSPA+ 7 三、 WLAN和 3G技术的商用情况（二） WLAN商用情况 WLAN广泛应用于以下领域： 电子消费产品，包括数字电视、机顶盒、打印 机、扫描仪、数码相机、笔记本电脑、移动上 网设备、音乐播放器、游戏机以及移动手机等 WLAN在 2008年得到了快速发展 ABI 配 WiFi移动手机： 5600万，增长 52%， WiFi已经 成为中高端手机的标准配置 笔记本、移动上网设备： 1.44亿，增长 23% 相机、音乐播放器等便携消费电子产品： 7100 万，增长 33% WLAN发展趋势 ABI 配置 WiFi的移动终端将得到高速发展 2009年将达 1.41亿 2014年可达 5.2亿 90%为智能手机 8 四、国内电信运营商的选择 数据业务的多媒体化：上网冲浪、手机媒体、音乐、视频、游戏、 国内电信运营商的组网选择 中国电信、中国移动： 3G+WLAN 中国联通： HSPA WLAN TD-SCDMA 9 WLAN C+W DO Rev A 五、无线数据业务特点（一） 国外运营商对移动业务分布情况的统计 日本 NTT DoCoMo统计，室内话务量占比大于 70% 中国香港 SUNDAY统计， 3G业务的室内话务量占比超过 50% 3G网络数据业务流量分布特点 3G全网资源总体利用率低。由于 3G业务处于发展初期，用户规模小，业务量 不大，使得网络资源利用率偏低 3G网络数据业务流量分布极不均衡 在地域上分布不平衡，主要分布在密集市区、市区的热点区域 主要分布于密集市区的 CBD、商业中心、办公区域：如体育中心、天河北、汇景新城、珠 江新城、环市路等 对于郊区校园，由于缺乏其他接入手段， 3G流量较大，如广州华立学院，忙时流量达 9.5Gb，占基站忙时容量 73% 10 五、无线数据业务特点（二） 基站之间的不均衡。不同基站负载不均衡， 20%基站占 70%流量，基本符合二八 分布规律 同一个基站不同扇区之间的不均衡。某个扇区忙时业务流量可达几百兆的基站 ，其另外一个扇区的流量可能为 0 不同用户流量之间的不均衡。激活用户忙时平均流量一般在几百兆，最高的基 站可达几个 Gb，一些基站几百兆的流量都是由单个用户产生 华立学院 11 五、无线数据业务特点（三） 无线局域网数据业务特点 数据流量在热点的分布极不均衡。目前 ， 10%热点承担了近 90%的数据业务流量 无线局域网的数据业务流量的地域分布 特征与 3G流量分布基本吻合，主要分布 于密集市区、发达市区 数据业务流量占比较高的热点类型主要 是政企楼宇、连锁餐饮、酒店以及高档 楼盘，占 85%以上 数据流量主要分布于热点中的会议室、 客户聚集区等 12 六、 3G WLAN混合组网（一） 3G+WLAN混合组网优势 CDMA和 TD-SCDMA应对市场竞争的有效手段 大幅降低运营商的网络 建设和运营成本 有效解决数据业务热点区域 3G网络的容量与需求之间的矛盾 提高了 3G用户的接入速率，兼顾非 3G用户（笔记本用户、 PDA用户）的无线 宽带接入，改善了用户体验 通过 3G网络与 WLAN网络的协同发展，提高了 3G或者 WLAN资源投放的精确性 ，从而提升网络资源效率 3G WLAN混合组网研究内容 组网策略 覆盖目标 建设策略 网络架构 设计流程 融合演进 13 六、 3G WLAN混合组网（二） 混合组网策略：分层结构 3G网络提供中高速数据业务， WLAN在局部范围内提供高速数据接入，以疏导热点的数据 流量，提升网络质量，改善用户体验 室外以 3G网络覆盖为主，局部热点区域辅以 WLAN网络覆盖，室内则 3G和 WLAN覆盖并重， 两者应统一规划、同步建设 对于公共场所的室内覆盖， 3G网络覆盖范围应不小于热点内的 WLAN覆盖范围， WLAN则根 据热点的业务需求确定目标覆盖范围，其覆盖范围与 3G覆盖范围无需一致； 对于住宅楼宇、高档小区等生活区，重点做好 3G网络覆盖， WLAN覆盖应与家庭解决方案 统筹考虑 2G 3G WLAN 3G+WLAN混合组网的关键：精确筛选出高价值热点 14 六、 3G WLAN混合组网（三） 覆盖目标的确定 覆盖目标：覆盖热点覆盖区域 热点类型：如右表所示 政府机关 宾馆酒店 餐饮连锁 工业园区、校园（包括大学城） 交通枢纽 专业市场 热点功能区域：重点覆盖热点的高价值区域即客户停留时间较长的活动区域 ，如机场 VIP候机室、普通候机厅、咖啡厅，酒店的会议室、多功能厅、休闲 区域，写字楼的会议室，校园的学生宿舍、教学楼、图书馆、休闲区域，火 车站的候车室等 15 六、 3G WLAN混合组网（四） 覆盖目标确定流程 收集、分析 2G/3G网络运行数据，筛选出移动网络中高话务的基站（包括语音和数 据业务） 充分利用城市 GIS系统，结合市场部门的基础资料，提出高话务基站覆盖范围的可 能热点 通过现场勘察，进一步缩短拟建热点清单并初步确定拟建热点的覆盖区域 深入分析 WLAN网络运行数据，根据资源使用情况（如设备利用率高、质量差等）， 提出拟优化调整的热点，并提出 3G网络的优化补盲 覆盖目标确定遵循的原则 初期选点应注重注重规模，兼顾效益，随着规模的扩大，则应规模、效益 并重 优先部署多载波 3G基站、平均流量排名靠前的 3G基站覆盖区域内的热点 逐步覆盖位于发达城区的 3G流量超过均值的基站的覆盖范围的热点 重点覆盖标志性建筑 (场所 )、一 /二类机场、政企楼宇、极具发展潜力的 校园（包括大学城）、三星以上酒店、连锁餐饮、会议中心 /会展中心等 充分利用 3G数据业务的分布，精确投放资源，提高资源效率，降低建设和运营成本 16 六、 3G WLAN混合组网（五） 建设策略 通过自建、共建共享、租用、分成等多种方式进入重 要公共场所。如机场、校园等 对于新建或者改造分布系统，应统筹考虑 3G以及 WLAN 网络的建设需求，统筹规划、同步设计、同步施工、 同步验收、同步投入运行。合路点的位置应同时满足 3G和 WLAN的接入需求 WLAN网络是 3G网络的补充，主要是解决热点 3G容量不 足，因此，其覆盖方式应以 AP直接覆盖并为主，辅以 AP接入室内分布系统、 小型分布系统、室外 AP覆盖 室内等覆盖方式 设备应根据覆盖区域环境、用户分布及组网方式等情 况，选择合适的设备类型（ AP和 AC类型）和设备配置 （包括 AP和 AC数量、设置位置等） WLAN网络与 3G网络应统一认证、统一鉴权、统一计费、 统一客户端、统一标识 对于无线城市，应与政府信息化建设紧密结合，因地 制宜地采用多种接入手段（ 3G+WLAN）对城市进行无 缝覆盖 六、 3G WLAN混合组网（六） 网络架构 组网以集中控制型网络（ AC+瘦 AP)为主，以胖 AP和 MESH组网为辅，并能通 过集中设置的网络管理系统进行跨厂家系统的管理 AP通过 LAN、 PON和 xDSL等方式接入承载网，并通过承载网与 AC、 WAG连接 由于目前不同厂家 AC之间、 AC与 AP无法实现管理及控制的互连，因此，一 个本地网选择的厂家数量不宜过多，应尽量控制在 1家 AC位置 18 六、 3G WLAN混合组网（七） 设计流程 容量规划 对于热点功能区的数据业务流量，需要同时考虑 3G网络和 WLAN网络承载的业务量，通过 3G网络的 运行数据分析决定移动数据业务流量和 WLAN网络 数据业务流量的比例，从而确定 WLAN网络承载的 业务量 根据所选用 AP的吞吐量及功率等级，确定满足预 测的热点业务量及业务量分布所需要的 AP数量 若 802.11g设备无法满足小范围内的容量需求，应 考虑叠加 801.11a设备或者使用 801.11n设备 19 六、 3G WLAN混合组网（八） 融合演进：集中管理、提升用户体验 多种接入方式并存及统一接入管理将成为趋势， 3G和 WLAN将从松耦合步向 紧耦合 有线宽带的 AAA、 WLAN网络的 AAA以及 3G认证之间的融合，实现有线宽带、无线宽 带和 3G的统一认证 AAA与 HSS之间的融合，实现统一的用户管理 MME/SGW、 WAG、 BRAS以及 PDSN/SGSN之间的融合，实现无线宽带的融合 多模终