TD-LTE转WIFI典型场景应用与实践

1、成果上报申请书成果名称TD-LTE转WIFI典型场景应用与实践关键词索引（35个）TD-LTE WIFI 典型场景 应用 实践对企业现有标准规范的符合度：符合成果来源：省公司自立项目专利情况：无成果简介：简要描述成果目的和意义，解决的问题，取得的社会和经济效益。中国移动董事长奚国华在2013年世界移动通信大会上发布了中国移动TD-LTE“双百”计划。针对目前现状，湖北移动积极响应集团加快TD-LTE 4G网络商用和武汉市政府加快“无线城市、智慧武汉”应用快速发展的号召，在武汉启动了TD-LTE试验网建设，拟定完成地铁、高校、政府、媒体、机场、火车站及公共热点区域等重要场所的4G网络建设。本创新

2、项目基于现在最领先的TRIZ创新原理中的预先作用原理及事先防范原理，以前瞻的视角，预先从安全性、可行性、合理性等多方面考虑，制定了公交、地铁、公共热点区域等典型场景的应用解决方案，并进行了相关的实践验证，能有效弥补建网初期终端普及率不高，满足了4G市场推广的需求，为广大市民抢“鲜”体验了中国移动4G的超快速度，扩大了社会影响；同时满足下一步大规模组网研究的需求，为湖北移动积累网络规划和建设的经验具有重要意义。省内试运行效果：描述成果引入后在本省试运行方案、取得的效果、推广价值和建议等。湖北移动积极响应集团和政府号召，在武汉开展了TD-LTE地铁、高校、政府、媒体、机场、火车站及公共热点区域等重

3、要场所的4G网络布局，4G试验网工作的开展满足市场推广的需求，为广大市民抢“鲜”体验了中国移动4G的超快速度，扩大了社会影响；同时满足了湖北公司下一步启动的大规模组网研究的需求，积累网络规划和建设的经验。其应用效果如下：一是基于TRIZ创新原理中的预先作用原理（prior action）和事先防范原理（cushion in advance），以前瞻的角度，预计到后期实际应用的各类需求，预先从安全性、可行性、合理性等多方面考虑，提出相应典型场景的应用解决方案，有效指导后期的工程安装及应用。二是充分利用4G网络无线方式回传，能有效弥补建网初期终端普及不高，有效解决了公交、地铁等移动场景和固定热点区

4、域场景有线传输资源难以到位的难题，从而快速抢占市场，实现低成本建站，有效解决WLAN网AP热装冷用，起到“热点探针”作用，这种做法可以让建设投资更加有效。三是满足了4G市场推广的需求，为广大市民抢“鲜”体验了中国移动4G的超快速度，扩大了社会影响；同时满足下一步大规模组网研究的需求，积累网络规划和建设的经验。文章主体（3000字以上，可附在表格后）： 一、背景情况2012年，湖北移动积极响应集团加快TD-LTE 4G网络商用和武汉市政府加快“无线城市、智慧武汉”应用快速发展的号召，在武汉“市民之家”、地铁二号线、湖北省博物馆、湖北省美术馆、湖北省图书馆率先建成4G网络，为广大市民抢“鲜”体验了

5、中国移动4G的超快速度。2013年，武汉市政府为加快“无线城市、智慧武汉”应用快速发展，把“公交上应用推广免费WiFi网络”列为“十件惠民实事”之一。湖北移动在武汉TD-LTE试验网拟定完成地铁、高校、政府、媒体、机场、火车站及公共热点区域等重要场所的4G布局，4G试验网工作的开展满足市场推广的需求，扩大社会影响，同时满足下一步大规模组网研究的需求，积累网络规划和建设的经验。同时，传统WLAN网络采用有线传输方式主要覆盖固定场所，而在移动性场景中，在TD-LTE部署初期终端产业链不成熟的情况下，利用TD-LTE转WIFI实现在公交、地铁移动场景及公共热点固定区域提供WIFI信号覆盖，将助力“无

6、线城市、数字湖北”的快速发展。二、技术方案 TD-LTE转WIFI总体部署方案（二）典型场景应用及实践1、公交车场景TD-LTE转WIFI最主要应用公交车场景，湖北公司在武汉选取537公交线路作为应用试点。武汉537路公交线路全长约25公里，沿途停靠26座站。全线共配置33台车，其中单层车29台，双层车4台。本次试点主要在33台车上安装TD-LTE转WiFi热点网关设备实现全线WIFI信号覆盖。 （1）武汉537公交WIFI设备安装方案 根据对武汉537路车现场勘查，单层在车头区域有2种可实施方案，一是隐蔽式安装，二是壁挂安装；双层车分别在下层和上层有一种实施安装方案。具体如下:车型安装方案方

7、案描述优点缺点单层隐蔽式安装设备安装至LED广告仓右侧，靠近车门侧，可以就近从电子广告板的24V车载电源空余供电端子供电设备不直接暴露在外面，不影响整车美观，乘客不能直接接触设备，设备意外损坏的概率低设备藏到车头区域顶部LED广告仓内，设备维护时需要打开边厢，不便于操作壁挂式安装设备安装在司机座椅后部挡板上部，采用套管走线，从电子广告板的24V车载电源空余供电端子供电设备放置在司机座椅后部挡板上部，安装操作简单、设备维护相对方便设备安装位置前端，后期如果安装液晶显示屏，对Wifi信号存在一定阻挡。此设备外置，安全性较差双层下层安装在司机座椅后部挡板下区域，进行壁挂式安装，挡板上部预留给液晶显示

8、屏。采用套管沿扶手走线，从电子广告板的24V车载电源空余供电端子供电设备放置在司机座椅后部挡板上部，安全性较高信号仅能覆盖下层，上层部分区域不能满足覆盖要求上层安装在前部上层楼梯口处LED显示屏下方，可以安装定制挡板，在挡板上进行设备壁挂安装，电源线采用套管走线，沿扶手接入上方显示屏的供电端子中，此方案需要定制安装挡板由于在前部上层楼梯口处，信号可以通过楼梯口有效兼顾到下层，在并发用户不超过20人上限的运营初期，可以采用一台设备满足全车覆盖需求需要特别订制与公交车上层护栏相匹配的挡板，且设备不在司机视野范围内，安全性较差（2）武汉537公交WIFI设备取电安全方案TDFI设备整机按照车载24V

9、电源系统设计，输入电压范围和负极搭铁可以满足国内主流公交场景应用，整机最大功率不超过15W，最大电流小于1A。 为保证TDFI设备与车载电源系统的安全可靠，避免电源线在施工中和运行中的意外短路，设计中创新提出在车载电源端24V+线上串接防水型保险座和Mini 插片保险丝（5A），确保设备运行安全。电气接线示意图和具体实物图如下图所示： （3）武汉537公交WIFI设备防盗方案 WIFI设备通过网络侧将SIM卡与WIFI设备编号绑定，保证SIM卡被盗后不能使用于其他终端上；同时通过小区绑定功能在网络侧将WIFI设备编号与537公交沿线TD-LTE基站小区绑定，保证WIFI设备被盗后不能使用于其他

10、非授权场所。（4）武汉537公交WIFI覆盖容量估算根据到公交集团的实地调查情况，武汉537线路早上6点发车、晚上9点20分收班。单层车一般乘客为50人，高峰期一般乘客为70人，双层车一般乘客为60人，高峰期一般乘客为90人。依据湖北WLAN热点应用模型中最高的50%渗透率及50%并发率计算，容量估算如下：车型一般乘客数高峰乘客数用户渗透率用户并发率最大用户数建议设备数量备注单层507050%50%181台双层609050%50%231台考虑到初期用户量不大，暂时安装一台设备（5）安装及测试情况 目前，上述方案已经通过武汉公交集团的认可，已完成本线路车辆内WIFI设备安装。具体安装及测试情况如

11、下： 1）单层车安装及施工工艺单层车经与公交集团协商，最终确认采取隐蔽式安装方式，在车头部的电子广告仓后方打孔，采用6mm*12mm的螺丝将设备固定安装在车头部电子广告版内部，为此专门定制了150mm*150mm*2mm的钢制安装挡板便于固定和防震，设备安装件及安装位置图如下： 设备电源线并入车载电子广告版的24V电源线中，并在24V+线上串接防水型保险座和Mini 插片保险丝（5A），提高了安全性。如下图： 2）双层车安装及施工工艺双层车经与公交集团协商，最终确认在层LED显示屏下方，通过安装定制挡板，在挡板上进行设备壁挂安装的方案。为此专门定制了700mm*500mm*2mm的钢制安装挡板

12、便于固定和防震,设备安装件及安装位置图如下：设备电源线并入车载电子广告版的24V电源线中，并在24V+线上串接防水型保险座和Mini 插片保险丝（5A）。3）测试情况设备安装好后，经测试可以正常接入TD-LTE网络，全车内信号场强良好，普遍在-60dBm以上，FTP下载平均速率可达25M/s以上，完全满足覆盖要求。测试终端测试部位测试场强（dBm)目标场强（dBm)FTP下载平均速率（M/s)是否达标 公交车前部-40-70是公交车中部-46-70是公交车后部-53-70是笔记本公交车前部-30-70是公交车中部-39-7029.5是公交车后部-45-7027.3是2、地铁场景湖北移动率先在武

13、汉地铁二号线实现了4G信号覆盖，由于受终端普及及安全因素影响，目前还未能实现用户用体验。湖北移动正积极探索研究满足地铁运营安全的TD-LTE转WIFI应用解决方案。1）地铁二号线TD-LTE网络覆盖场强图2）地铁TD-LTE转WIFI覆盖应用方案研究武汉地铁二号线现有的DCS（Distributed Control System集散控制系统）信号控制系统是实现CBTC系统车载与轨旁信号设备之间的连续的冗余的无线通信系统。DCS系统利Hz公用频段，采用红、蓝两套互为冗余的无线网络，红、蓝网分别选用CH2(2417MHz)，CH13(2472MHz)频点，每个频点各占用5MHz频宽。占用的频段和带

14、宽如下图所示。图一 DCS信号系统位置图图二 DCS占用的频段和带宽地铁WIFI设备，上行采用TD-LTE回传，下行采用WLAN做覆盖。WLAN在使用的频段为2.4GHz-2.4835GHz，收发采用相同的频率，能提供13个可选频点。在WLAN覆盖中，每个信道占用20M带宽，为了避免相邻小区的无线干扰，覆盖选用的相邻信道两个中心频率的间隔，至少应为25MHz。一般选用1、6、11三个频点，完成平面区域的覆盖。对于地铁“一”字覆盖场景，为密闭车间，目前只能选择一个信道，规避对地铁现有DCS信号控制系统的影响。具体的13个频点如下图所示：频点从地铁的DCS信号控制系统分布可以看出，DCS占用了2、

15、13两个子信道，这两个信道正好占用WLAN公用频点。由于DCS信号控制系统是地铁最重要的控制系统，它承载着地铁安全运营的重要任务。乘客携带大量带有WIFI功能的智能 和平板电脑乘坐地铁，是不可避免的，为了地铁DCS信号控制系统的安全运行，以及TD-LTE转WIFI覆盖的顺利实施，经过分析以下两种方案可供参考：方案1：建议DCS控制系统更换到其他频段，以保证地铁DCS信号控制系统的安全运行。比如北京等地铁运行线路，采用5.8G的频段运行DCS控制系统，可以从根本上避免上述问题。方案2：经与地铁信号设计单位了解，地铁DCS信号控制系统信号覆盖在车厢外部，主要部署在车头和车尾，不涉及到车厢内部的覆盖

16、。因此，地铁二号线WIFI信号覆盖采用CH7(2442MHz)或CH8(2447MHz)信道进行同频组网，通过WLAN设备的功率控制，以及车体本身的隔离来实现DCS信号控制系统与WLAN覆盖足够的空间隔离度，避免相互的干扰。这个方案的实施，需要与地铁业主方、DCS系统设计的卡斯柯信号公司进一步测试论证。3、公共热点固定区域湖北移动在武汉“市民之家”、湖北省博物馆、湖北省美术馆、湖北省图书馆等热点区域率先建成4G网络，通过TD-LTE转WIFI信号方式，为广大市民抢“鲜”体验了中国移动4G的超快速度。在以上公共热点区域，参照WLAN独立AP布放的原则对TD-LTE转WIFI热点网关设备进行布放，

17、设备多采用暗装的方式，每台设备约可覆盖1000平方米左右的空旷区域，可同时支持20个并发用户。同时在醒目的位置设置宣传版和展示区便于用户进行接入体验。 三、主要效果和解决的问题1、基于TRIZ创新原理的典型场景应用方案，科学、合理、有效TRIZ是“发明问题解决理论”的俄文缩略词的英译，是基于知识的、面向设计者的创新问题解决系统化方法学，共有40种创新理论。本项目基于其中的预先作用原理（prior action）和事先防范原理（cushion in advance），以前瞻的角度，预计到后期实际应用的各类需求，预先从安全性、可行性、合理性等多方面考虑，提出相应典型场景的应用解决方案。典型场景应用

18、方案TRIZ创新原理原理描述公交设备安装方案预先作用原理从不同安装位置的优缺点预先判断比较，提出最可行和合理的安装方案设备防盗方案事先防范原理从后期被盗的可能性考虑，提出针对的防范性防盗措施设备取电方案事先防范原理从取电可能导致的问题入手考虑，提出相应的安全取电方案地铁频段设置方案事先防范原理/预先作用原理从现有的地铁系统控制频段与WIFI频段的对比，从后期可能导致的问题入手，预先提出相应的频段设置策略进行规避公共热点区域设备布放方案预先作用原理预先借鉴WLAN独立AP的布放原则，提出相应适用的TD-LTE转WIFI设备布放方案2、快速抢占市场，做好“热点探针”TD-LTE转WIFI典型场景应

19、用解决方案，充分利用4G网络无线方式回传，能有效弥补建网初期终端普及不高，有效解决了公交、地铁等移动场景和固定热点区域场景有线传输资源难以到位的难题，从而快速抢占市场，实现低成本建站，有效解决WLAN网AP热装冷用，起到“热点探针”作用，这种做法可以让建设投资更加有效。3、扩大社会影响，积累网络规划及建设经验TD-LTE转WIFI典型场景应用解决方案，满足了4G市场推广的需求，为广大市民抢“鲜”体验了中国移动4G的超快速度，扩大了社会影响；同时满足下一步大规模组网研究的需求，积累网络规划和建设的经验。四、应用推广情况湖北移动积极响应集团和政府号召，在武汉开展了TD-LTE地铁、高校、政府、媒体

20、、机场、火车站及公共热点区域等重要场所的4G网络布局，4G试验网工作的开展满足市场推广的需求，为广大市民抢“鲜”体验了中国移动4G的超快速度，扩大了社会影响；同时满足了湖北公司下一步启动的大规模组网研究的需求，积累网络规划和建设的经验。湖北公司充分利用TD-LTE转WIFI在公交、地铁移动场景及公共热点固定区域提供WIFI信号覆盖，加快了4G网络全省部署及业务渗透，有效地提升了四网协同数据分流效果，助力了“无线城市、数字湖北”快速发展。“成果上报申请书”的填写说明：1、“成果专业类别”指：核心网、无线、传输、IP、网管、业务支撑、管理信息系统、市场研究、数据业务、数据网络、通信电源、空调、其他。2、“成果研究类别”指：超前研究、新产品开发、相关网络解决方案、现有业务优化、其他。3、“所属专业部门”指：完成该成果的单位在省公司或地市分公司所属的专业部门线条。可填写：规划计划线条、网络线条、业务支撑线条、管理信息系统线条、数据线条、市场线条、集团客户线条、其他。4、“省内评审结果”指：优秀、通过。5、“对企业现有标准规范的符合度”指：列举该成果使用并符合的中国移动统一发布的企业标准的名称和编号，详细描述该成果在现有的企业标准基础上所需新增的功能要求（如业务流程的改变、设备新增的功能要求等）。6、成果来源指：如果该成果来源于研发项目，请填写研发项目的年度