無(wú)線寬帶接入的業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)需求

　　摘要：WiBro是由韓國(guó)電子通信協(xié)會(huì)和三星電子共同發(fā)起的HPI高速便攜式互聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目發(fā)展而來(lái)的，它完全兼容IEEE802.16e標(biāo)準(zhǔn)，并最早得到商業(yè)應(yīng)用。WiBro是世人所關(guān)注的MobileWiMAX市場(chǎng)開(kāi)拓者，它的成功與否將直接影響甚至決定了WiMAX技術(shù)的發(fā)展方向和IEEE802.16e的發(fā)展時(shí)機(jī)。為了更好地理解WiBro，本文著重介紹了WiBro項(xiàng)目的發(fā)展歷史，WiBro第一階段的業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)需求。

　　關(guān)鍵詞：WiBro、MobileWiMAX、三星電子、802.16e、業(yè)務(wù)需求、網(wǎng)絡(luò)需求

　　一、韓國(guó)無(wú)線寬帶接入網(wǎng)絡(luò)－WiBro的發(fā)展歷史

　　WiBro的名稱來(lái)源于WirelessBroadbandaccessservice的英文簡(jiǎn)稱，它最初是由韓國(guó)電子通信協(xié)會(huì)（ETRI）、三星電子和韓國(guó)主要運(yùn)營(yíng)商發(fā)起的HPI（Highspeed Portable Internet）項(xiàng)目發(fā)展而來(lái)的。

　　發(fā)展該項(xiàng)目的背景是由于韓國(guó)通信市場(chǎng)特別是移動(dòng)通信市場(chǎng)已經(jīng)出現(xiàn)了新的需求而現(xiàn)有的通信技術(shù)又難以滿足這種需求。到2005年1月，韓國(guó)固定寬帶市場(chǎng)普及率和移動(dòng)用戶的滲透率已經(jīng)達(dá)到76%，在移動(dòng)用戶中，無(wú)線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的使用率達(dá)到96%。但是從2003年起，固定寬帶用戶和移動(dòng)用戶的增長(zhǎng)就處于停滯，固定寬帶業(yè)務(wù)的ARPU值也增長(zhǎng)乏力。相比較來(lái)說(shuō)，雖然移動(dòng)用戶的ARPU值增長(zhǎng)不是很明顯，但無(wú)線數(shù)據(jù)用戶的ARPU值卻是在穩(wěn)步上升，在移動(dòng)用戶ARPU值中已經(jīng)達(dá)到20%的比例，而EV-DO用戶甚至達(dá)到了33%。

　　顯而易見(jiàn)的數(shù)據(jù)使得運(yùn)營(yíng)商的興趣和用戶一樣都集中到無(wú)線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)上來(lái)。問(wèn)題的關(guān)鍵是需要一種技術(shù)手段來(lái)保證數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的接入速率、降低接入成本同時(shí)兼顧安全、質(zhì)量等不同的業(yè)務(wù)需求。在現(xiàn)有的技術(shù)中，無(wú)線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的主要是采用WLAN或蜂窩技術(shù)。WLAN雖然有低成本、高速率的優(yōu)勢(shì)，但在覆蓋范圍、移動(dòng)能力方面有很大差距，而且在安全性和業(yè)務(wù)質(zhì)量保證方面難以到達(dá)運(yùn)營(yíng)商的要求，還有其不清晰的盈利模式也極大地影響了運(yùn)營(yíng)商的興趣；蜂窩系統(tǒng)主要是基于語(yǔ)音業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)，在移動(dòng)性和業(yè)務(wù)質(zhì)量上都有很好的保證，但較低的數(shù)據(jù)速率和較高的接入成本難以讓用戶接受。為此，韓國(guó)從2002年就開(kāi)始HPI項(xiàng)目，命名為WiBro。WiMAX技術(shù)在以面向移動(dòng)為終極目標(biāo)之后，開(kāi)始與WiBro進(jìn)行協(xié)調(diào)。韓國(guó)電信權(quán)衡利弊，最終決定WiBro和MobileWiMAX兼容。因此，WiBro將成為一個(gè)服務(wù)品牌，所采用的技術(shù)還將是WiMAX技術(shù)。

　　2002年底，韓國(guó)政府就開(kāi)始清理頻率，把原來(lái)用于WLL的2.3GHz頻段分配給便攜互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)。

　　2004年，發(fā)布WiBro第一階段的標(biāo)準(zhǔn)。

　　2005年初，選定運(yùn)營(yíng)商并發(fā)放牌照。

　　準(zhǔn)備在2005年第三季度發(fā)布第二階段標(biāo)準(zhǔn)。

　　二、無(wú)線寬帶接入業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)需求

　　本篇所介紹的業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)需求是WiBro的第一階段需求，主要包括業(yè)務(wù)、系統(tǒng)和終端三個(gè)方面

　　2.1業(yè)務(wù)需求

　　WiBro中定義業(yè)務(wù)是指在靜止或移動(dòng)的環(huán)境中，任何時(shí)間、任何地點(diǎn)都能通過(guò)PSS（便攜移動(dòng)終端）提供高速無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)接入的便攜互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)。

　　在WiBro中，這些業(yè)務(wù)分為三類：

　　實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)：需要保證資源，滿足時(shí)延要求的業(yè)務(wù)。如流媒體業(yè)務(wù)、交互式游戲等。

　　非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)：一些后臺(tái)處理，沒(méi)有時(shí)延要求的業(yè)務(wù)。如：FTP，MMS，聊天，e-commerce等。

　　Best-effort業(yè)務(wù)：沒(méi)有資源保證的業(yè)務(wù)。如：Web瀏覽，e-mail等。

　　通過(guò)多媒體終端，如：手機(jī)、筆記本電腦、PDA和智能電話，提供多媒體服務(wù)。

　　所有業(yè)務(wù)都能支持靜止、游牧和中速移動(dòng)用戶，并滿足不低于1Mbit/s無(wú)線數(shù)據(jù)速率。

　　業(yè)務(wù)覆蓋區(qū)域根據(jù)不同的小區(qū)類型在以下范圍內(nèi)必須支持每用戶最低速率要求：

　　Pico:100m，

　　Micro:400m，

　　Macro:1km。

　　在移動(dòng)性方面應(yīng)支持不小于60km/h的移動(dòng)速度。

　　所有基于IP的業(yè)務(wù)在小區(qū)之間應(yīng)無(wú)縫切換。

　　支持鑒權(quán)和加密功能。

　　根據(jù)不同的業(yè)務(wù)級(jí)別提供不同的QoS。

　　根據(jù)用戶需求提供不同的計(jì)費(fèi)費(fèi)率。

　　支持與其它系統(tǒng)如：WLAN、其它移動(dòng)通信系統(tǒng)之間的漫游。

　　其它需求：

　　支持廣播和多播業(yè)務(wù)；提供用戶/終端/基站國(guó)際識(shí)別碼；上/下行速率比例可調(diào)。

　　2.2接入網(wǎng)絡(luò)需求

　　頻率復(fù)用因子

　　在WiBro中，頻率復(fù)用因子FRF=1。也就是說(shuō)在多小區(qū)環(huán)境中所有扇區(qū)都使用相同的載波。

　　頻譜效率

　　頻譜效率包括最大頻譜效率（指單小區(qū)環(huán)境中，一個(gè)基站物理層所能提供的最大數(shù)據(jù)容量與信道帶寬的比值(bps/Hz/cell或bps/Hz/sector)）和平均頻譜效率（多小區(qū)環(huán)境中，一個(gè)基站物理層所能提供的平均數(shù)據(jù)容量與信道帶寬的比值(bps/Hz/cell或bps/Hz/sector)）。WiBro中根據(jù)上行和下行定義為不同的頻譜效率需求

　　最大的頻譜效率：DL/UL(6/2)

　　平均的頻譜效率：DL/UL(2/1)。

　　數(shù)據(jù)傳輸速率

　　數(shù)據(jù)傳輸速率包括每用戶最低數(shù)據(jù)傳輸速率和每用戶最大數(shù)據(jù)速率。WiBro中要求每用戶最低數(shù)據(jù)速率為：

　　上行：128kbit/s

　　下行：512kbit/s。

　　每用戶最大數(shù)據(jù)速率為：

　　上行：1Mbit/s

　　下行：3Mbit/s。

　　QoS參數(shù)

　　QoS參數(shù)是指為了保證業(yè)務(wù)質(zhì)量的量化參數(shù)，包括：抖動(dòng)、延遲、丟包率、數(shù)據(jù)傳輸速率。

　　在WiBro中根據(jù)不同的業(yè)務(wù)類型對(duì)以上幾個(gè)參數(shù)的要求都分別進(jìn)行定義。

　　切換

　　切換包括：扇區(qū)切換、小區(qū)切換和跨載頻切換。切換的要求就是定義切換時(shí)間，也就是切換過(guò)程中數(shù)據(jù)包暫停傳輸?shù)臅r(shí)間間隔。WiBro定義幾種切換時(shí)間要求都要小于150ms。

　　2.3核心網(wǎng)需求

　　核心網(wǎng)需求包括以下幾個(gè)方面：

　　鑒權(quán)和加密

　　系統(tǒng)支持基于EAP的鑒權(quán)/加密協(xié)議，如果需要，系統(tǒng)必須支持基于PKI的協(xié)議。系統(tǒng)支持基于RADIUS或者Diameter的鑒權(quán)并提供用戶和終端多種鑒權(quán)功能。

　　互操作

　　當(dāng)發(fā)生業(yè)務(wù)的終端在網(wǎng)絡(luò)之間移動(dòng)時(shí)必須支持切換和漫游。在此過(guò)程中應(yīng)該支持其它網(wǎng)絡(luò)的鑒權(quán)功能、其它網(wǎng)絡(luò)的計(jì)費(fèi)功能和IP的移動(dòng)性等。在IP子網(wǎng)之間切換時(shí)間不大于1s。

　　網(wǎng)絡(luò)管理

　　系統(tǒng)能夠通過(guò)SNMP提供網(wǎng)絡(luò)管理功能（錯(cuò)誤管理，配置管理，性能管理等）。

　　移動(dòng)性支持

　　支持L2和L3的切換功能。

　　計(jì)費(fèi)管理

　　針對(duì)不同用戶業(yè)務(wù)，系統(tǒng)應(yīng)該提供以下基本數(shù)據(jù)以支持不同的計(jì)費(fèi)管理：

　　連接時(shí)間和非連接時(shí)間，

　　包的數(shù)量，

　　基站，用戶和終端的ID，

　　服務(wù)級(jí)別（業(yè)務(wù)類別；GoS）和QoS，

　　連接中斷原因和錯(cuò)誤。

　　接入控制功能

　　為了保證終端接入網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)該支持以下功能：

　　網(wǎng)絡(luò)接入控制，

　　鑒權(quán)，

　　登陸和地址分配，

　　計(jì)費(fèi)開(kāi)始，

　　業(yè)務(wù)信道連接控制，

　　業(yè)務(wù)信道連接設(shè)置，

　　業(yè)務(wù)信道連接改變，

　　業(yè)務(wù)信道連接終止，

　　接入終止控制，

　　登陸撤銷和地址收回，

　　計(jì)費(fèi)終止。

　　傳輸控制功能

　　核心網(wǎng)應(yīng)該根據(jù)基于接入網(wǎng)QoS設(shè)置的業(yè)務(wù)特征提供不同的QoS。

　　2.4PSS終端需求

　　終端需求定義包括：

　　省電功能

　　為了支持移動(dòng)性，PSS終端必須支持省電功能以確保電源消耗最低。

　　移動(dòng)性支持

　　PSS應(yīng)該支持基于L2、L3的切換。

　　廣播/多播

　　PSS能夠接收廣播/多播消息。

　　網(wǎng)絡(luò)間互操作功能

　　PSS在網(wǎng)絡(luò)間互操作時(shí)應(yīng)該能夠提供合適的方法控制連接。

　　鑒權(quán)和加密

　　PSS應(yīng)該支持基于EAP鑒權(quán)/加密協(xié)議。必要時(shí)，應(yīng)該支持基于PKI的加密協(xié)議。應(yīng)支持多種鑒權(quán)功能和加密功能。

　　三、結(jié)束語(yǔ)

　　HPI項(xiàng)目的目標(biāo)是從2003年初到2005年底，完成無(wú)線接口標(biāo)準(zhǔn)的制訂，包括終端、基站和接入分組路由器的研發(fā)以及調(diào)制解調(diào)器等關(guān)鍵部件的研發(fā)。

　　目前三星電子系統(tǒng)和終端設(shè)備研發(fā)工作已經(jīng)告一段落，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的結(jié)果比預(yù)想的要好。韓國(guó)運(yùn)營(yíng)商正準(zhǔn)備在今年11月份APEC會(huì)議上實(shí)際展示W(wǎng)iBro的性能和商用化成果。


----《通信世界》