TD-Fi在南寧民族大道公交演示中的應(yīng)用

（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司， 北京 100080）

TD-Fi在南寧民族大道公交演示中的應(yīng)用

范苑，任毅，盧紀(jì)宇

（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司， 北京 100080）

本文介紹了TD-Fi解決方案的組網(wǎng)、配置原理、關(guān)鍵技術(shù)以及在南寧民族大道公交演示專線中的實(shí)際部署建議、改造方案、效益分析，為公交演示覆蓋以及TD-Fi廣泛應(yīng)用提供了參考。

TD-Fi；TDL-Fi；公交演示；AP

1 引言

隨著城市網(wǎng)絡(luò)覆蓋的不斷完善，運(yùn)營(yíng)商對(duì)于移動(dòng)用戶“碎片時(shí)間”的利用逐漸重視，隨著公交車移動(dòng)媒體、視頻監(jiān)控、信息查詢等業(yè)務(wù)漸漸興起，對(duì)公交站車牌、公交車等場(chǎng)景的覆蓋迫在眉睫，但這類場(chǎng)景往往有線傳輸接入比較難或成本很高，僅通過(guò)目前單一的室外宏站覆蓋方式或Wi-Fi的無(wú)線覆蓋方式，已經(jīng)無(wú)法很好地解決公交車等移動(dòng)載體的無(wú)線上網(wǎng)問(wèn)題了，例如利用2G/3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)上網(wǎng)存在傳輸帶寬有限的問(wèn)題，利用Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)上網(wǎng)存在公交沿線的Wi-Fi信號(hào)覆蓋質(zhì)量變化大、上網(wǎng)速率不穩(wěn)定以及跨多個(gè)AP頻繁漫游切換的問(wèn)題，利用LTE網(wǎng)絡(luò)上網(wǎng)目前大多終端不支持LTE網(wǎng)絡(luò)，因此采用TD-Fi技術(shù)對(duì)公交車進(jìn)行Wi-Fi覆蓋，成為一種比較好的解決手段。由于本次民族大道公交演示專線主要采用TD-LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋，本文主要討論TDL-Fi技術(shù)的應(yīng)用。

2 TDL-Fi關(guān)鍵技術(shù)及解決方案

2.1 TDL-Fi技術(shù)

TDL-Fi是LTE與Wi-Fi融合的產(chǎn)品，相比于傳統(tǒng)WLAN，TDL-Fi集成WLAN AP與LTE CPE，利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)回傳，實(shí)現(xiàn)低成本W(wǎng)LAN覆蓋。相比于MiFi，TDL-Fi屬于運(yùn)營(yíng)級(jí)設(shè)備，由運(yùn)營(yíng)商部署，支持根據(jù)Wi-Fi用戶進(jìn)行認(rèn)證和計(jì)費(fèi)。

TDL-Fi主要包括兩部分功能：WLAN AP和LTE CPE，LTE CPE實(shí)現(xiàn)LTE信號(hào)的引入和回傳鏈路，WLAN AP提供Wi-Fi覆蓋，提供終端用戶的接入和網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)。該類產(chǎn)品主要利用移動(dòng)信道快速提供Wi-Fi覆蓋，從而滿足有線網(wǎng)絡(luò)資源缺乏而移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)良好區(qū)域的無(wú)線上網(wǎng)需求。

2.2 關(guān)鍵技術(shù)

2．2．1 MUE

MUE（Multi-UE）方案是在當(dāng)前UE只支持單載波的情況下，由無(wú)線接入側(cè)采用數(shù)據(jù)多通道方式來(lái)實(shí)現(xiàn)多載波方案。MUE使用多張單載波數(shù)據(jù)卡，每張數(shù)據(jù)卡單獨(dú)上傳、下載數(shù)據(jù)，在IP層進(jìn)行數(shù)據(jù)分裂和合并，加大TCP層數(shù)據(jù)吞吐量，從而提升上行、下行速率。TDL-Fi網(wǎng)絡(luò)中引入MUE功能，達(dá)到提升Wi-Fi回傳鏈路數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸速率的目的，具體工作原理如圖1所示。

圖1 MUE技術(shù)有效提升TDL-Fi吞吐量原理圖

TD-SCDMA和TD-LTE回傳能力對(duì)比分析情況如表1所示。

2．2．2 TD-SCDMA/TD-LTE雙模自適應(yīng)

目前TD-Fi采用雙插槽設(shè)計(jì)，可以支持TD-SCDMA和TD-LTE雙模，當(dāng)公交車移動(dòng)到TD-LTE覆蓋區(qū)域時(shí)，TD-Fi自動(dòng)切換到TD-LTE，提升用戶體驗(yàn)；當(dāng)公交車離開(kāi)TD-LTE覆蓋區(qū)域，TD-Fi自動(dòng)選擇TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)，確保業(yè)務(wù)可用性。

TD-Fi在TD-SCDMA/ TD-LTE網(wǎng)絡(luò)之間切換時(shí)是錨定AC的。TD-Fi上電后搜索TD-SCDMA或 TD-LTE信號(hào)，如果TD-LTE信號(hào)滿足最低門限要求則優(yōu)先通過(guò)TD-LTE與AC建立CAPWAP隧道，當(dāng)TD-Fi檢測(cè)到某一路回傳鏈路信號(hào)低于互操作門限且另一路回傳鏈路信號(hào)滿足切換要求時(shí)，通過(guò)新鏈路與AC建立CAPWAP隧道，使用相同的SSID，同時(shí)釋放老的CAPWAP隧道，觸發(fā)Wi-Fi終端在新的CAPWAP隧道中發(fā)起重關(guān)聯(lián)，確保用戶業(yè)務(wù)感知。

2.3 TDL-Fi網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)搭建

TDL-Fi網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)架構(gòu)如圖2所示。

表1 回傳能力分析表

圖2 TDL-Fi網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖

3 南寧民族大道公交演示專線覆蓋方案

3.1 南寧民族大道公交演示專線覆蓋思路

考慮到上述提到的利用2G/3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)和LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋的局限，本次采用TDL-Fi技術(shù)，對(duì)公交沿線進(jìn)行LTE連續(xù)覆蓋，同時(shí)對(duì)公交沿線的車站以及公交車內(nèi)進(jìn)行Wi-Fi覆蓋，從而可以實(shí)現(xiàn)CMCC普通WLAN的接入。

3.2 南寧民族大道公交演示專線基站設(shè)置情況

本次覆蓋的南寧民族大道區(qū)域，西起興寧區(qū)知音招待所，東止青秀區(qū)景升大酒店，共10 km，共設(shè)置31個(gè)站點(diǎn)，基本在民族大道兩旁，區(qū)域內(nèi)商業(yè)樓宇密集、政府機(jī)構(gòu)多，涉及竹溪立交、鳳嶺立交、南湖大橋，無(wú)線環(huán)境復(fù)雜，覆蓋民族大道LTE站點(diǎn)分布情況如圖3所示。

基站開(kāi)通后對(duì)該條路段進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果如表2所示。

從測(cè)試表2可以看出，RSRP及SIRN（50%網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷）均能夠滿足網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)要求。

3.3 南寧民族大道公交演示專線TDL-Fi方案

3．3．1 公交站臺(tái)Wi-Fi覆蓋

民族大道公交站臺(tái)本次計(jì)劃采用室外AP的方式進(jìn)行覆蓋，將AP置于周建筑物樓頂或外墻，或安裝在公交站臺(tái)附近的公交站牌等處，天線選用面向公交車道的定向天線。

圖3 南寧民族大道TD-LTE站點(diǎn)分布示意圖

表2 測(cè)試結(jié)果表

3．3．2 車內(nèi)Wi-Fi覆蓋

車內(nèi)Wi-Fi覆蓋，計(jì)劃在公交車上安裝天線，利用TDL-Fi中的CPE部分接收車外的LTE信號(hào)，而TDL-Fi中的WLAN AP覆蓋公交車內(nèi)，TDL-Fi設(shè)備布置在車內(nèi)合適的地方。

3．3．3 實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)類型

（1）公交乘客可以通過(guò)TDL-Fi接入CMCC Internet，享受Internet上網(wǎng)服務(wù)，也可以選擇公交公司在TDL-Fi本地存儲(chǔ)并提供的服務(wù)，如廣告信息等，公交公司可以通過(guò)植入式廣告等獲取收益。

（2）通過(guò)公交專用TDL-Fi，把公交車采集到的信息，如刷卡信息、視頻監(jiān)控信息等通過(guò)可靠的回傳路徑上傳到公交公司服務(wù)器。

（3）公交車熄火、停止運(yùn)營(yíng)情況下，TDLFi自動(dòng)關(guān)機(jī)而不是掉線，避免影響KPI指標(biāo)。

3．3．4 容量及輸出功率

支持4個(gè)SSID，每個(gè)SSID下可關(guān)聯(lián)用戶128。

TD-LTE信號(hào)最大輸出功率200 mW（23 dBm），Wi-Fi信號(hào)最大輸出功率50 mW（17 dBm）。

3．3．5 設(shè)備選型

本次計(jì)劃采用某廠家的TD-Fi700（公交型）規(guī)格設(shè)備，詳細(xì)參數(shù)如表3和表4所示。

3．3．6 改造方案（現(xiàn)網(wǎng)有EPC）

需要打通PGW與AC之間的傳輸， 如果EPC和AC部署在同一機(jī)房，采用直連的方式，如果AC和EPC不在同一機(jī)房，通過(guò)CMNET相連，需要在P-GW與AC/BRAS之間建立VPN隧道， HSS配置TDL-Fi所用SIM卡的APN、QoS等簽約信息。

3．3．7 TDL-Fi移動(dòng)熱點(diǎn)收益分析

以南寧公交用戶模型為例進(jìn)行TDL-Fi移動(dòng)熱點(diǎn)收益分析，詳細(xì)情況如表5所示。

WLAN流量收益： 平均每車每天WLAN時(shí)長(zhǎng)：93×0.4×20/60=12.4 h，全市全年時(shí)長(zhǎng)543.12萬(wàn)小時(shí)

全市全年公交TDL-Fi系統(tǒng)WLAN流量總收入累計(jì)678.9萬(wàn)元（543.12×50/40=678.9萬(wàn)元）

廣告收益： 假定平均每用戶每次瀏覽廣告時(shí)長(zhǎng)為30 s，每車每天時(shí)長(zhǎng)0.31 h （93×0.4×0.5/60）

全市全年公交TDL-Fi系統(tǒng)廣告時(shí)長(zhǎng)累計(jì)13.58萬(wàn)小時(shí)（5 000×0.4×0.31×365=13.58萬(wàn)小時(shí))。

表3 設(shè)備參數(shù)表

表4 配置需求表

表5 公交用戶業(yè)務(wù)模型

6 結(jié)束語(yǔ)

TD-Fi技術(shù)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)回傳解決了公交車、公交站、地鐵等移動(dòng)熱點(diǎn)的WLAN覆蓋難題，為運(yùn)營(yíng)商、政府、公交提供多業(yè)務(wù)平臺(tái)和多種商業(yè)盈利模式；可解決有線傳輸接入難、建設(shè)成本高、周期長(zhǎng)的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)快速部署；利用現(xiàn)有大量帶WIFI功能的GSM終端有效分流GSM流量，提高3G和4G的網(wǎng)絡(luò)利用率；彌補(bǔ)目前3G網(wǎng)絡(luò)缺乏明星終端、4G網(wǎng)絡(luò)部署初期終端匱乏、2G/3G手機(jī)終端不兼容LTE的問(wèn)題，將會(huì)成為運(yùn)營(yíng)商的一種重要建設(shè)模式。另外，TD-Fi除了應(yīng)用到公交行業(yè)領(lǐng)域以外，還可以應(yīng)用于智慧城市、數(shù)字城管應(yīng)急系統(tǒng)、平安城市等信息化建設(shè)中，也可進(jìn)一步推廣到城市和農(nóng)村的無(wú)線寬帶中使用，但考慮到對(duì)基站帶寬資源的占用，需要做好網(wǎng)絡(luò)容量的規(guī)劃。

[1] 羅航建，彭四斌，鄭智．LTE-Fi在公交等場(chǎng)景的無(wú)線寬帶建設(shè)中的應(yīng)用分析[J]．移動(dòng)通信，2013(9)．

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在全球最大的通信運(yùn)營(yíng)商中國(guó)移動(dòng)TD-LTE二期招標(biāo)中， 諾基亞通信是唯一一家獲得2位數(shù)份額(按產(chǎn)品數(shù)量計(jì)算)的外資廠商， 進(jìn)一步鞏固了其最大的外資廠商地位。根據(jù)此合同，諾基亞通信將進(jìn)一步擴(kuò)展其在中國(guó)的4G業(yè)務(wù)范圍，覆蓋31個(gè)省市自治區(qū)中的18個(gè)，包括首都北京、上海、廣東等特大城市和省份。雙方進(jìn)一步延續(xù)了超過(guò)20年的成功合作。

諾基亞通信已經(jīng)為中國(guó)移動(dòng)部署的TD-LTE網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量表現(xiàn)優(yōu)異。在最近中國(guó)移動(dòng)的商用TD-LTE網(wǎng)絡(luò)部署質(zhì)量評(píng)估中，福州在所有10大省會(huì)城市中網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量排名第一， 諾基亞通信是福州TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的最大供應(yīng)商。

通過(guò)諾基亞通信，諾基亞成為全球移動(dòng)寬帶專家。從第一個(gè)GSM呼叫到第一個(gè)LTE網(wǎng)絡(luò)呼叫，我們始終處于每一代移動(dòng)技術(shù)發(fā)展的最前沿。我們遍布全球的專家不斷銳意創(chuàng)新，以滿足客戶網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的需求。我們提供全球最高效的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，以智能的方式實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)價(jià)值最大化，同時(shí)我們的服務(wù)支持所有網(wǎng)絡(luò)無(wú)縫協(xié)作。

Application of TD-Fi in Nanning National Avenue bus demonstration

FAN Yuan, REN Yi, LU Ji-yu
(China Mobile Group Design Institute Co., Ltd., Beijing 100080, China)

This document describes the TD-Fi network, conf guration principle, key technology, actual deployment suggestion in Nanning National Avenue bus demonstration, reconstuction scheme and benef t analysis,providing a reference for the coverage of bus demonstration and wide application of TD-Fi.

TD-Fi; TDL-Fi; bus demonstration; AP

TN929.5

A

1008-5599（2014）07-0081－05

2014-04-09