1 、概述 受限于2G、2.5G無線網(wǎng)絡的能力，移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務發(fā)展受到了制約。最近，移動網(wǎng)絡技術發(fā)展迅速，3G已得到普遍的應用，HSDPA技術也已逐步得到應用，移動寬帶化成為移動通信發(fā)展趨勢，通信運營商對移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務也越來越重視。 隨著PDA和筆記本電腦的發(fā)展普及，用戶希望能夠隨時隨地上網(wǎng)，一個新的市場一“寬帶無線游牧/移動接入”正在興起。 寬帶無線接入技術面向一個固定和移動通信融合的新市場，它可提供與寬帶有線固定接入并行的寬帶無線接入業(yè)務，支持游牧和移動應用。它與寬帶固定接入使用共同的核心網(wǎng)、業(yè)務支持和AAA系統(tǒng)，其速率可達幾百千比特每秒甚至幾十兆比特每秒，終端主要是筆記本電腦和PDA。 但是，一項新技術是否能夠獲得成功，除了自身的先進性之外，很大程度上還是要看是否有好的業(yè)務形式和好的商業(yè)模式，市場用戶并不關心技術本身，而是要看推出的業(yè)務能否被用戶接受，能否給企業(yè)帶來盈利。而這恰恰是目前困擾包括無線寬帶接人技術在內(nèi)的諸多寬帶無線接入技術的最大問題。 2、無線寬帶的業(yè)務需求 無線寬帶接入技術的初衷就是移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務，它在傳輸速率、靈活性，以及成本方面都非常適合移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務。移動互聯(lián)網(wǎng)內(nèi)容和服務也能夠很好地發(fā)揮無線寬帶接入的技術優(yōu)勢，是運營商無線寬帶接入業(yè)務發(fā)展的戰(zhàn)略方向。 其他諸如VolP業(yè)務、互聯(lián)網(wǎng)接入服務等等，都應被視作運營商為了獲得近期利益而采取戰(zhàn)術行動。 當然，移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務并不會是固定互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務在移動網(wǎng)上的簡單復制，移動終端的移動性、隨身性以及個性化等特征賦予了移動互聯(lián)網(wǎng)更多的內(nèi)涵。 實際上，人手一部的私有終端將更有利于互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，更有利于體現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)人人參與發(fā)展、人人參與創(chuàng)新的理念，更加符合Web2.0的本質(zhì)特征。 因此，移動互聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務內(nèi)容將會更加豐富，更加人性化，將會比現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)更大地改變我們的生活方式。 毋庸置疑，提供無線互聯(lián)網(wǎng)接入服務的確是無線寬帶接入技術的一個重要的業(yè)務形式。此外，隨著新技術的發(fā)展，移動通信業(yè)務的重心正在從話音、互聯(lián)網(wǎng)接入等通道類業(yè)務向內(nèi)容和服務類業(yè)務轉移。無線寬帶接入技術將主要用于互聯(lián)網(wǎng)應用。 互聯(lián)網(wǎng)的價值還是在于無邊界的海量信息，同時具有開放性、對等性、透明性，因此核心網(wǎng)絡、無線接入網(wǎng)絡作為互聯(lián)網(wǎng)基礎設施的一部分也需要符合這一原則，從這幾個原則可以看出未來互聯(lián)網(wǎng)只有一個，WAP只是終端與網(wǎng)絡能力不足時的過渡，不會為無線互聯(lián)網(wǎng)復制一個系統(tǒng)，但在互聯(lián)網(wǎng)中針對用戶的無線特征，增加新的個性應用。 同時也可以看出無線寬帶接入技術和移動互聯(lián)網(wǎng)有一個很好的匹配，將廣泛在網(wǎng)絡建設中充當重要角色。 3、無線寬帶技術的進展 無線寬帶接入技術主要有兩類技術體系，一類是蜂窩移動通信技術，以3G、HSDPA、HSUPA、LTE、AIE、4G等方向發(fā)展;另一類無線技術是以MMDS、WiFi、WiBro、WiMAX、MCWill技術。 適合游牧/移動寬帶無線接入應用的系統(tǒng)基本采用OFDMA。OFD—MA結合了時分和頻分多址技術，客戶終端可以在上行鏈路中只使用幾個子載頻，所以將發(fā)射功率集中在這幾個子載頻內(nèi)，能夠提高信噪比十幾分貝，滿足筆記本電腦0dB天線室內(nèi)接收需求。 3.1 移動蜂窩寬帶接入技術 移動數(shù)據(jù)業(yè)務基本是一個專網(wǎng)，下載速率在lOOkbit/s以下。智能手機可以接入互聯(lián)網(wǎng)，但是性能不理想沒有形成主流應用。3GPP和3GPP2都已認識到他們目前的系統(tǒng)提供互聯(lián)網(wǎng)接入業(yè)務的局限性，試圖在原來的體系框架內(nèi)，首先在下行鏈路中采用分組接入技術，大幅度提高IP數(shù)據(jù)下載和流媒體速率。 3G系統(tǒng)在支持IP數(shù)據(jù)業(yè)務時頻譜效率低的原因是，其面向連接固定帶寬的結構不適應突發(fā)式IP數(shù)據(jù)業(yè)務的需求。 為此，3GPP在R5系統(tǒng)中增加了高速下行分組接入(HSDPA)(被稱為3.5G)，速率可以達到10Mbit/s以上，隨后將進一步在R6中增加高速上行分組接入(HSUPA)，核心網(wǎng)也在向全IP網(wǎng)演化。為了能夠與WiMAX競爭，3GPP在2004年底發(fā)展了長期演化(LTE)計劃(被稱為3.9G)。 3.2無線寬帶接入技術 寬帶無線接入(Broadband Wireless ACCess，BWA)技術目前還沒有通用的定義，一般是指把高效率的無線技術應用于寬帶接入網(wǎng)絡中，以無線方式向用戶提供寬帶接入的技術。IEEE 802標準組負責制定無限寬帶接入BWA各種技術規(guī)范，根據(jù)覆蓋范圍將寬帶無線接入劃分為：無線個域網(wǎng)WPAN(Wireless Personal Area Network)、無線局域網(wǎng)WLAN、無線城域網(wǎng)WMAN、無線廣域網(wǎng)WWAN。 其中比較有代表性的是WiFi和WiMAX技術，雖然在商業(yè)上還不成功，WiFi已經(jīng)有了大規(guī)模的應用，這里就不作介紹，其中相關技術有Wibro和WcWill技術。 McWiLL(Multi—Carrier Wireless Internet LocalLoop)是信威公司的專有技術，目前正在開發(fā)屬于SCDMA R4和R5版本的McWiLL，它是繼SCDMA無線本地環(huán)路接入系統(tǒng)之后針對高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰_發(fā)的一種無線寬帶城域網(wǎng)接入系統(tǒng)。該標準在網(wǎng)絡設備和用戶設備都已經(jīng)有比較成熟的應用，但是私有標準預計會阻礙發(fā)展，而WiBro就已經(jīng)作為WiMAX的一個子集加入到了WiMAX陣營。 3.3兩類無線寬帶技術的比較 WiMAX面向的是寬帶無線接入市場，3G移動通信面向的是以手機為主的蜂窩移動通信系統(tǒng)，一般來說它們之間是互補的關系。但是當3GPP面向寬帶無線接入市場發(fā)展HSDPA，尤其是發(fā)展LTE之后就出現(xiàn)了競爭關系。 從上面的分析中我們可以看到WiMAX和3GPP LTE面對的是同一市場，指標是相近的，采用技術也是類似的，可以說是殊途同歸。 3GPP決定發(fā)展LTE是一次有戰(zhàn)略意義的決定，對于其未來的發(fā)展有深遠影響。盡管目前LTE的發(fā)展能否擺脫原來體系結構的束縛還有疑問，但是其成員是目前3G的主流運營商，力量雄厚又擁有3G頻率使用許可證，他們發(fā)展的LTE即使性能差一些，在寬帶無線接入市場上仍然擁有很強的競爭力，而且他們一旦擁有LTE就不會再考慮使用WiMAX等競爭的技術。 此外，LTE使用3G的頻率，甚至可以使用2G的頻率，有較好的穿透能力，保障系統(tǒng)有較高的性能價格比。 WiMAX是由IT界發(fā)展的寬帶無線接入技術，由于沒有原體制的束縛，最符合寬帶接入市場的需求。由于LTE的出現(xiàn)，可能采用WiMAX的運營商主要是固網(wǎng)運營商和新運營商。 Intel等IT設備制造商是WiMAX堅定的、強有力的支持者，他們希望通過WiMAX進入寬帶無線接入市場。Intel在未來筆記本電腦中捆綁WiMAX的承諾增強了WiMAX的競爭能力。 4、無線寬帶網(wǎng)絡的網(wǎng)絡部署 WiMAX和LTE的核心技術基本一致，在網(wǎng)絡能力和網(wǎng)絡部署上也接近，前一段時間，WiMAX技術的發(fā)展情況比較占優(yōu)一些，但目前LTE的前景又更看好。但未來具體會用什么樣的技術，什么樣的技術會成為主流，將取決于設備產(chǎn)商的力量和產(chǎn)業(yè)鏈的完善程度。本文以WiMAX技術為例來進行網(wǎng)絡部署討論。 4.1 網(wǎng)絡能力 目前WiMAX帶寬靈活性強和頻段尚不確定，假定一種參數(shù)配置來分析IEEE 802.1 6e的網(wǎng)絡覆蓋能力，以2.5GHz頻段、10MHz帶寬為例。鏈路預算時考慮以下幾方面因素：由于存在陰影衰落的影響，為了保證一定的覆蓋概率，必須保留一定的陰影衰落裕量，取陰影衰落儲備6dB;快衰落儲備是為功率控制預留的功率裕量，功率控制可以在一定程度上抵抗快衰落，因此需要給功控預留功率裕量。 在802.16e網(wǎng)絡中，由于終端可以移動接入，而移動會帶來一定的衰落，通過功控可以彌補這個衰落，因此需要給功控留一定的裕量，但是由于802.16e網(wǎng)絡功控的頻率比較低，所以不需要預留太多的快衰落儲備，這里取2dB; WiMAX網(wǎng)絡存在小區(qū)間的鄰頻和同頻干擾，干擾的大小與站距的大小、頻率的規(guī)劃、天線的朝向等因素有關，為了使小區(qū)內(nèi)干擾嚴重的區(qū)域能正常通信，就要留一部分裕量。如果頻率復用模式為1/3/1，上行預留干擾儲備3dB，下行2dB; 如果頻率復用模式為1/3/3，干擾儲備可以減小為0.2dB，但是這樣會帶來頻譜效率降低的后果。鏈路預算中采用COST-231 Hata模型。 802.16e下行鏈路的總增益(QPSKl/2)為148.67dB，如果不考慮儲備視距傳輸?shù)那闆r下，假設終端天線高度為1.5m，基站天線高度32m，用COST-231模型預測韻小區(qū)半徑為1.70km，如果考慮了9.6dB的儲備，計算出來的小區(qū)半徑為0.90km。對于非視距環(huán)境，考慮10dB的穿透損耗，系統(tǒng)允許的最大路徑損耗為129.1ldB，預測小區(qū)半徑為0.47km。 上行鏈路的總增益(QPSKI/2，1/16子信道化)為148.41dB，如果不考慮儲備和視距傳輸?shù)那闆r，假設終端天線高度為1.5m，基站天線高度32m，用COST-231模型預測的小區(qū)半徑為1.67km，如果考慮了9.6dB的儲備，計算出來的小區(qū)半徑為0.83km;對于非視距環(huán)境，考慮10dB的穿透損耗，系統(tǒng)允許的最大路徑損耗為126.8dB，預測小區(qū)半徑為0.43km。 考慮非視距因素下，在大都市的城區(qū)環(huán)境里覆蓋距離約為500m左右，這實際上是能夠滿足實用要求的。無線網(wǎng)絡設計時，不能單純考慮覆蓋距離，還要考慮網(wǎng)絡容量、網(wǎng)絡帶寬，在為寬帶接入的目的下，后者通常比前者重要。如果3G以及B3G在密集城區(qū)提供寬帶的數(shù)據(jù)業(yè)務時，其站間距也不會小于500m。 4.2網(wǎng)絡成本 因為WiMAX技術比蜂窩網(wǎng)絡系統(tǒng)更加簡潔，WiMAX的全IP技術架構是其獲得成本優(yōu)勢的一個重要因素。 目前，WiMAX成本較其他3G系統(tǒng)要低的主要因素有以下分析： 1.統(tǒng)一的國際標準 WiMAX具有統(tǒng)一的國際標準，在全球市場的條件下，既促進了技術的發(fā)展，又保證了市場規(guī)模，同時降低了產(chǎn)業(yè)鏈各級產(chǎn)品的成本。同時又具有成本低、易實施的優(yōu)勢，從而使新興運營商有機會快速切人市場，可帶給運營商一個能降低網(wǎng)絡部署和運營成本并加速性價比提升的公共平臺。 2.不同的發(fā)展思路 WiMAX不必為保持與以前系統(tǒng)的兼容而付出不菲的成本。在系統(tǒng)網(wǎng)絡結構方面，不必拘泥舊的業(yè)務限制，可以采用完全適應未來通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡架構。這種架構將極大地提高系統(tǒng)設備和終端的軟硬件規(guī)模經(jīng)濟性，同時也降低運營商的投資風險和運營成本。 3.專利使用費用 目前WiMAX還沒有完全明確其IPR政策，但WiMAX專利分散，不會出現(xiàn)一家或少數(shù)幾家掌控核心技術，漫天要價的局面。 4.3政策頻率因素 就頻率資源配置而言，WiMAX與3G、3G擴充及演進頻段和Wi-Fi等已規(guī)劃的使用頻段及即將規(guī)劃的4G頻段都存在沖突，從而必然會面臨嚴峻的頻率規(guī)劃與協(xié)調(diào)問題。戰(zhàn)略定位是WiMAX頻率配置的前提，任何戰(zhàn)略定位一定與本國的產(chǎn)業(yè)發(fā)展及競爭格局緊密相連。如果將WiMAX定位為3G的補充，則表明WiMAX進入了夢寐以求的中國主流市場，但是卻給WiMAX的頻率配置和監(jiān)管帶來新的難題。 根據(jù)中國的頻率分配現(xiàn)狀，WiMAX的頻率規(guī)劃將集中在3.5GHz頻段上。在此頻段中，有3300。3399.5MHz和3531～3600MHz共168.5MHz尚未分配的通信頻率，如果考慮到已招標分配的3399.5。3531MHz地面固定接入頻率，從3300～3600MHz共300MHz頻率，成為業(yè)界注目的WiMAX的目標頻率。 5、商業(yè)模式分析 并不是所有受到用戶歡迎的業(yè)務都能夠給企業(yè)帶來盈利。固定互聯(lián)網(wǎng)上的很多業(yè)務，如即時通信、P2P業(yè)務雖然發(fā)展很好，但是因為缺乏有效的商業(yè)模式，迄今為止固網(wǎng)運營商沒有獲得應有的收益。WLAN在全球爆炸式的增長，受到了公眾廣泛的歡迎，但是曾大張旗鼓建設WLAN熱點覆蓋的運營商也沒有從中直接獲利。 為此，無線寬帶接入業(yè)務的設計也必須要有合理有效的商業(yè)模式的保障，否則也將面臨類似互聯(lián)網(wǎng)和WLAN進退維谷的尷尬境地。 我們以北京為例介紹網(wǎng)絡建設、業(yè)務開展分析，假設在北京部署2.5GHz的WiMAX網(wǎng)絡，覆蓋四環(huán)以內(nèi)(暫不包括西南角)的中心城區(qū)、機場以及機場高速路。為個人和企業(yè)用戶提供高速、廉價的數(shù)據(jù)業(yè)務，包括互聯(lián)網(wǎng)接入，數(shù)據(jù)傳輸和多媒體服務。同時為政府提供一些公共安全應用的支持。 該網(wǎng)絡由25個基站構成，每個基站覆蓋半徑為2.0km，面積10.8千平方米的區(qū)域。四環(huán)內(nèi)部署21個基站，機場1個，每基站3個扇區(qū)。從四元橋到機場共16kin的公路上部署3個基站，每基站2個扇區(qū)。整個網(wǎng)絡共需要72個扇區(qū)。每個扇區(qū)通過E1線路與核心網(wǎng)聯(lián)接。 根據(jù)不同城區(qū)業(yè)務需求的不同，30%的扇區(qū)配5條E1線路，40%的扇區(qū)配3條E1線路，其余30%配一條E1線路，共計216條E1線。核心網(wǎng)部分在利用原有系統(tǒng)的基礎上，進行升級和改造，以適應WiMAX網(wǎng)絡的需求。假定基站設備及天線、饋線，以平均每扇區(qū)78 000元計算，共72個扇區(qū);設計、施工、監(jiān)理及基礎建設費用按照基站等設備的15%計算。傳輸線租金包括租用216根E1線路租金(每年年初支付)，則總費用為1500萬左右。 網(wǎng)絡投入使用后，每年的現(xiàn)金流包括流人用戶的使用費和流出運營維護費用。其中設備維護費用按照基站設備成本的1%計算;加上傳輸線路等一年約900萬左右。 網(wǎng)絡部署后，主要提供接入服務。整個WiMAX網(wǎng)絡的業(yè)務分為個人數(shù)據(jù)業(yè)務和企業(yè)數(shù)據(jù)業(yè)務。就個人數(shù)據(jù)業(yè)務來說，第一年假設13700個人用戶。參考ADSL及隨E行的交費，推出如下五種套餐：5元/月、10元/月、50元/月、100元/月、180元/月;預計用戶分別為5 000、5 000、2 000、1 000、700。 另一方面考慮企業(yè)數(shù)據(jù)業(yè)務，估計企業(yè)用戶數(shù)為個人用戶的1/200，而企業(yè)用戶使用數(shù)據(jù)業(yè)務的資費高于個人用戶，收入占比為2比3。第一年共計收入約為900萬左右。 假設每年通過發(fā)展更多的用戶，收入每年增加，之后四年增長率為10%、12%、15%和15%。網(wǎng)絡的運營維護成本保持不變。假設資本的年投資回報率為12%，截至第五年凈現(xiàn)值總和超過本項目部署投資。 6、結束語 在20，世紀90年代末的時候，固定通信服務還是通信運營商收入的主要支撐，也是主要的通信方式，但是移動通信取代固網(wǎng)已經(jīng)露出了端倪，未來的十年迎來了移動通信的大發(fā)展，雖然移動話音業(yè)務一直是移動運營商的支撐，移動數(shù)據(jù)業(yè)務更有取代之勢，但是移動數(shù)據(jù)業(yè)務始終難以逃出實質(zhì)性贏利少的宿命，以前看足球比賽久攻不下時，常招挫敗，但愿移動數(shù)據(jù)業(yè)務不會如此。 今天我們看到互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)容和應用成為了我們生活工作中不可缺少的一部分。或許隨身多媒體服務、信息服務才是最終的需求，追求隨時隨地的信息服務和快樂體驗是人類的本能，而通信的永遠在線并非必需。這為隨時隨地提供互聯(lián)網(wǎng)接入的無線寬帶接入技術贏得了發(fā)展機會。 |
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無線寬帶接入技術及應用分析
2017-03-16 10:49 出處：其他 作者：佚名 責任編輯：李顯梅
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