無線寬帶接入的業(yè)務和網(wǎng)絡需求

　　摘要：WiBro是由韓國電子通信協(xié)會和三星電子共同發(fā)起的HPI高速便攜式互聯(lián)網(wǎng)項目發(fā)展而來的，它完全兼容IEEE802.16e標準，并最早得到商業(yè)應用。WiBro是世人所關注的MobileWiMAX市場開拓者，它的成功與否將直接影響甚至決定了WiMAX技術的發(fā)展方向和IEEE802.16e的發(fā)展時機。為了更好地理解WiBro，本文著重介紹了WiBro項目的發(fā)展歷史，WiBro第一階段的業(yè)務和網(wǎng)絡需求。

　　關鍵詞：WiBro、MobileWiMAX、三星電子、802.16e、業(yè)務需求、網(wǎng)絡需求

　　一、韓國無線寬帶接入網(wǎng)絡－WiBro的發(fā)展歷史

　　WiBro的名稱來源于WirelessBroadbandaccessservice的英文簡稱，它最初是由韓國電子通信協(xié)會（ETRI）、三星電子和韓國主要運營商發(fā)起的HPI（Highspeed Portable Internet）項目發(fā)展而來的。

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

　　顯而易見的數(shù)據(jù)使得運營商的興趣和用戶一樣都集中到無線數(shù)據(jù)業(yè)務上來。問題的關鍵是需要一種技術手段來保證數(shù)據(jù)業(yè)務的接入速率、降低接入成本同時兼顧安全、質量等不同的業(yè)務需求。在現(xiàn)有的技術中，無線數(shù)據(jù)業(yè)務的主要是采用WLAN或蜂窩技術。WLAN雖然有低成本、高速率的優(yōu)勢，但在覆蓋范圍、移動能力方面有很大差距，而且在安全性和業(yè)務質量保證方面難以到達運營商的要求，還有其不清晰的盈利模式也極大地影響了運營商的興趣；蜂窩系統(tǒng)主要是基于語音業(yè)務的網(wǎng)絡，在移動性和業(yè)務質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，韓國從2002年就開始HPI項目，命名為WiBro。WiMAX技術在以面向移動為終極目標之后，開始與WiBro進行協(xié)調。韓國電信權衡利弊，最終決定WiBro和MobileWiMAX兼容。因此，WiBro將成為一個服務品牌，所采用的技術還將是WiMAX技術。

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

　　2004年，發(fā)布WiBro第一階段的標準。

　　2005年初，選定運營商并發(fā)放牌照。

　　準備在2005年第三季度發(fā)布第二階段標準。

　　二、無線寬帶接入業(yè)務和網(wǎng)絡需求

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

　　2.1業(yè)務需求

　　WiBro中定義業(yè)務是指在靜止或移動的環(huán)境中，任何時間、任何地點都能通過PSS（便攜移動終端）提供高速無線互聯(lián)網(wǎng)接入的便攜互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務。

　　在WiBro中，這些業(yè)務分為三類：

　　實時業(yè)務：需要保證資源，滿足時延要求的業(yè)務。如流媒體業(yè)務、交互式游戲等。

　　非實時業(yè)務：一些后臺處理，沒有時延要求的業(yè)務。如：FTP，MMS，聊天，e-commerce等。

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

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

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

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

　　Pico:100m，

　　Micro:400m，

　　Macro:1km。

　　在移動性方面應支持不小于60km/h的移動速度。

　　所有基于IP的業(yè)務在小區(qū)之間應無縫切換。

　　支持鑒權和加密功能。

　　根據(jù)不同的業(yè)務級別提供不同的QoS。

　　根據(jù)用戶需求提供不同的計費費率。

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

　　其它需求：

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

　　2.2接入網(wǎng)絡需求

　　頻率復用因子

　　在WiBro中，頻率復用因子FRF=1。也就是說在多小區(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)務質量的量化參數(shù)，包括：抖動、延遲、丟包率、數(shù)據(jù)傳輸速率。

　　在WiBro中根據(jù)不同的業(yè)務類型對以上幾個參數(shù)的要求都分別進行定義。

　　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間，也就是切換過程中數(shù)據(jù)包暫停傳輸?shù)臅r間間隔。WiBro定義幾種切換時間要求都要小于150ms。

　　2.3核心網(wǎng)需求

　　核心網(wǎng)需求包括以下幾個方面：

　　鑒權和加密

　　系統(tǒng)支持基于EAP的鑒權/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的鑒權并提供用戶和終端多種鑒權功能。

　　互操作

　　當發(fā)生業(yè)務的終端在網(wǎng)絡之間移動時必須支持切換和漫游。在此過程中應該支持其它網(wǎng)絡的鑒權功能、其它網(wǎng)絡的計費功能和IP的移動性等。在IP子網(wǎng)之間切換時間不大于1s。

　　網(wǎng)絡管理

　　系統(tǒng)能夠通過SNMP提供網(wǎng)絡管理功能（錯誤管理，配置管理，性能管理等）。

　　移動性支持

　　支持L2和L3的切換功能。

　　計費管理

　　針對不同用戶業(yè)務，系統(tǒng)應該提供以下基本數(shù)據(jù)以支持不同的計費管理：

　　連接時間和非連接時間，

　　包的數(shù)量，

　　基站，用戶和終端的ID，

　　服務級別（業(yè)務類別；GoS）和QoS，

　　連接中斷原因和錯誤。

　　接入控制功能

　　為了保證終端接入網(wǎng)絡，應該支持以下功能：

　　網(wǎng)絡接入控制，

　　鑒權，

　　登陸和地址分配，

　　計費開始，

　　業(yè)務信道連接控制，

　　業(yè)務信道連接設置，

　　業(yè)務信道連接改變，

　　業(yè)務信道連接終止，

　　接入終止控制，

　　登陸撤銷和地址收回，

　　計費終止。

　　傳輸控制功能

　　核心網(wǎng)應該根據(jù)基于接入網(wǎng)QoS設置的業(yè)務特征提供不同的QoS。

　　2.4PSS終端需求

　　終端需求定義包括：

　　省電功能

　　為了支持移動性，PSS終端必須支持省電功能以確保電源消耗最低。

　　移動性支持

　　PSS應該支持基于L2、L3的切換。

　　廣播/多播

　　PSS能夠接收廣播/多播消息。

　　網(wǎng)絡間互操作功能

　　PSS在網(wǎng)絡間互操作時應該能夠提供合適的方法控制連接。

　　鑒權和加密

　　PSS應該支持基于EAP鑒權/加密協(xié)議。必要時，應該支持基于PKI的加密協(xié)議。應支持多種鑒權功能和加密功能。

　　三、結束語

　　HPI項目的目標是從2003年初到2005年底，完成無線接口標準的制訂，包括終端、基站和接入分組路由器的研發(fā)以及調制解調器等關鍵部件的研發(fā)。

　　目前三星電子系統(tǒng)和終端設備研發(fā)工作已經(jīng)告一段落，現(xiàn)場測試的結果比預想的要好。韓國運營商正準備在今年11月份APEC會議上實際展示W(wǎng)iBro的性能和商用化成果。


----《通信世界》