3G网络与WLAN协同规划之探讨

　　1 WLAN技术发展概况

　　WLAN是一种无线局域网技术，主要指IEEE 802.11标准系列。自1997年问世以来，WLAN技术在不断发展演进中，速率持续提高，从802.11b的11 Mbit/s到802.11a/g的54 Mbit/s，直至802.11n的300 Mbit/s。网络安全性能不断提高，除了WPA、802.11i安全标准外，我国也在无线局域网国家标准GB 15629.11-2003中提出了采用WAPI机制来实现无线局域网的安全。覆盖范围也从室内小范围视距内覆盖到室外大范围热区覆盖，以至于组建无线城市，如802.11s标准。无线网络的可管理性继续增强，设备配置管理、终端平滑切换等特性相继引入，网络性能也逐步具备了QoS、切换、漫游等移动性管理功能，如802.11e、802.11r、802.11f等标准。无线接入设备也从小规模组网的自主管理型FAT AP向大规模组网的集中管理型FIT AP+AC发展。近几年来，在国际巨头INTEL等的推动下，普通笔记本电脑也内置了Wi-Fi上网功能，WLAN技术得到了广泛应用，特别是企业、宾馆酒店等的无线宽带互联网接入。WLAN设备的价格也不断下降，1个AP只要1 000元左右，很多家庭也自购AP进行无线上网。

　　由于WLAN技术具有低成本、高速率、布设灵活的特点，WLAN组网逐步从热点、热区，向无线城市方面发展。自2004年7月美国费城首次提出了基于802.11b标准的“无线费城计划”，全球在建和规划中的无线城市已经超过1 000个，国内也有诸多无线城市的应用案例。例如杭州华数，和杭州市政府合作，利用WLAN技术组建了无线城市，除了市民无线上网应用外，主要服务于政府行业应用，如无线城管停车收费系统、公安交警无线应用(现场事故信息回传、视频监控回传)、公众交通应用等。运营商也越来越关注WLAN技术。国内早在2002年就由中国电信推出名为“天翼通”的Wi-Fi无线网络服务，原中国网通也推出了“无限伴旅”无线互联网接入服务，中国移动WLAN业务于2003年8月正式推出，业务品牌为“随e行”，提供GPRS+WLAN双模方式，面向商务人士和企业用户。2008年，中国移动在6大奥运城市进行了大规模的WLAN建设。

　　自2008年5月24日国内电信行业重组以来，特别是2009年1月7日，工业和信息化部批准了中国电信、中国移动和中国联通的3G业务经营许可，国内三大基础电信运营商正式进入了全业务运营时代。移动数据业务，特别是移动互联网业务，将是3G业务的主要内容之一。在3G时代， WLAN技术凭借其低成本、高速率的特点，将再次在3G网络建设和业务应用中发挥独特的作用。

　　2 国内3G网络建设的挑战

　　经过2009年1年时间的建设，三大运营商的3G网络将初具规模，具备在全国范围内提供3G业务的能力。随着3G网络的建成，三大运营商的3G业务竞争将进一步加剧，3G用户和3G业务将迅速提升，移动数据业务收入占比日益增大，并成为进一步发展的关键。与2G时代不同，除了语音业务外，3G更注重移动数据业务，移动互联网将成为移动通信发展的新趋势，数据业务流量迅速增长。例如，欧洲成熟的3G运营商中，移动数据业务已经占总流量的80%以上，语音业务则少于15%。随着3G数据业务的不断增长，国内3G网络建设将面临新的挑战。

　　2.1 用户需求无限性和无线资源有限性之间的矛盾

　　使用移动数据业务的用户，特别是一些下载类和视频类业务，总是希望速率越高越好，然而无线资源是有限的，特别是频谱资源和站址资源，并不能无限地满足用户的需求。频率资源是发展移动通信业务的重要资源，表1为国内三大电信运营商移动通信频率分配现状表。从表1可知，中国移动拥有243 MHz频率资源，扣除2 300～2 400 MHz频率，有143 MHz频率资源。扣除PHS频率资源，中国联通拥有62 MHz频率资源，中国电信拥有50 MHz频率资源。为了克服多径干扰，支持高速移动性，移动通信的编码调制效率远低于有线通信。依据现有3G技术，在广覆盖、快速移动和多径的环境下，小区下行平均吞吐量的频谱效率大致为1 bit/s/Hz。就中国联通而言，可用的WCDMA频率仅为15×2 MHz，即使全部利用，单小区下行平均吞吐量也就15 Mbit/s左右，而该小区的覆盖范围可以高达几平方公里，覆盖的用户成千上万。基于PON的FTTH家庭有线宽带，单个家庭普遍具备提供大于20 Mbit/s的下行带宽能力。因此，和有线宽带相比，移动宽带能力还是十分有限的。有限的频谱资源，不足以完全承担热点区域的高速数据业务，不足以满足用户的无限需求。

　　表一：我国移动通信频率分配现状