700MHz频段超级Wifi方案的探讨文档格式.docx

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3g，4g等无线牌照的拍卖，无线频谱的价值已经充分体现。

作为无线通信的黄金频段——700MHz（698MHz～806MHz）频段成为炙手可热的资源。

当前700MHz频段是广电使用的频段，如何利用700M黄金频段发展无线技术，把握未来的无线移动互联网时代中的机会，是当前广电人需要考虑的问题。

本文从700M频段中大家关注的700MLTE技术和700MHz超级Wifi方案上进行简单的分析和探讨，分析广电建设700MHz频段超级Wifi的优势，希望为广电700M无线网络建设方案讨论中抛砖引玉，为广电在未来的移动互联网竞争中建立技术基础。

限于作者的无线技术水平，本文不打算从详细的技术角度来阐述700MHz中LTE和Wifi的技术对比，而试图通过简单投资分析，广电对700MHz无线通信的定位，以及广电用户实际使用体验和竞争分析的角度，对两种技术进行简单分析，以期提供参考。

1700MHzLTE方案浅析

1.1LTE市场和技术简析

LTE（LongTermEvolution，长期演进）作为新一代（第四代）宽带无线移动通信的领军技术，经过几年的发展以及和WiMAX的竞争，已经是4G的主流技术，在全球运营商中获得大规模商用的验证和认可。

根据GSA全球移动供应商协会的统计，到2014年底，全球共有611家电信运营商在174个国家和地区投资LTE网络。

全球商业运营的LTE网络超过360张，LTE基站已经部署200万个，LTE用户数接近3亿。

中国LTE基站已经部署了77万个，占全球的40%，LTE用户数过1亿，超过1/3，并继续快速增长。

当前LTE主流的频段采用1.8GHz（45%以上）和2.6GHz（28%以上），中国移动主流也是采用2.6GHz频段。

1GHz以下低频频段700/800MHz频段，当前也有33个国家55张商用网络采用此频段，典型的日本DoCom采用800MHz频段，美国Verizon采用700MHz频段（超过2600万用户）。

由于700MHz频段穿透性能好，穿透衰减小，覆盖范围广，射频信号传输质量高等特点，越来越多国家和地区开放700MHz作为LTE通信的低频频段，以便运营商能够以较低的成本，完成较快速的覆盖。

从以上信息分析来看，LTE技术已经非常成熟，700MHzLTE虽然用户基数少于1.8GHz和2.6GHz主流频段，但700MHzLTE技术也是经过规模验证，也是成熟、稳定技术。

1.2LTE网络部署

LTE宏基站架构如下图，相比较2G/3G网络，LTE网络组网往全IP网络发展，网络架构趋向扁平化和简单化。

网络节点和层次减少，逐步往分布式系统靠拢，降低系统复杂度以及传输和无线接入时延，达到减小网络部署和维护成本目标。

LTE宏基站部署示意图

由于城市用户密集区域快速发展，智能终端/便携设备的进一步普及，高清视频，3D等高带宽应用的快速发展，导致每平方公里的站点密度大大提升，密集区域达10个站点/km²

，已经不能继续扩展。

因此，从网络发展的角度来说，必须发展小基站Smallcell（包含Femtocell，Picocell，metrocell等等），减小基站的覆盖范围和接入用户数量。

小型基站数量未来将占到70%，移动宽带的竞争很大程度上依赖固定宽带网络的发展，才能满足无线用户对带宽的需求。

LTE的小型基站/家庭基站的部署，和宏基站基本保持一致：

小基站/家庭基站部署示意图

当前宏基站功率大，设备复杂，基站建设，天线建设等投入较大，一个LTE宏基站投入近百万，因此，4GLTE即使对于运营商也是大投入。

后续，通过小基站/家庭基站（类似WifiAP组网）进行室内、室外热点补网，解决盲区覆盖，提升单位区域的带宽和提高用户体验效果。

但小基站的建设成本也是数万元。

1.3LTE的技术优势简析

相比2G/3G网络，LTE优点明显：

a）带宽远高于2G/3G网络。

下行峰值速率大于100Mbps，上行达50Mbps（TD-LTE）。

比2G200Kbps的速率高500倍，比TD3G的2.8Mbps高了30倍。

b）组网简化。

时延小，控制面小于100ms，用户面小于5ms。

c）支持大于350km/h的高速移动。

d）频谱灵活。

带宽从1.4MHz，3MHz，5MHz，10MHz，15MHz到20MHz可选。

支持多个主流无线接入频段。

e）全IP数据网络，支持VoLTE，相比2G/3G语音数据分离，语音业务时，数据业务断线，可提供AlwaysonLine永远在线。

使得能快速接入和发起各种应用，接入速度快，用户体验好。

从以上4GLTE技术和方案看，从技术成熟度和先进性上700MHzLTE都是成熟和稳定可靠的方案。

但该方案成本高，建设难度较大，对广电的技术要求高。

1700MHz超级Wifi分析

当今互联网从PC时代进入了移动互联网的时代，Wifi以其便利性，高速，性价比高，已经成为各便携终端的首选联网技术。

随着智能终端的发展，逐步演进到“无Wifi不成终端”。

随着Wifi技术的进步，如低功耗，Fullmesh自组网，多用户接入，OFDMA，Mu-MIMO等技术的发展，。

Wifi不仅广泛应用在无线城市、运营商Wifi公共热点建设，家庭/中小商户Wifi路由器部署上，物联网IOT、无线传感器、智能家居等也越来越多的采用Wifi技术，Wifi已经成为应用最广的无线技术。

当前Wifi使用2.4GHz公共开发频段和5.8GHz受限开放频段。

随着无线宽带化的发展需求，以及IOT等技术发展的需要，Sub1GHz的Wifi技术，如TVWhiteSpace电视空闲信道，认知无线电（CognitiveRadio）发展的软件无线电（SoftwareDefineRadio），以及IEEE802.11ahSub1GHzWifi标准的推动，1GHz以下的Wifi技术也获得大大的发展，700MHz大规模商业Wifi技术指日可待。

以中国运营商公共Wifi建设部署为例，当前三大运营商合计拥有WLAN热点超过600万个，其中中移动早期因TD-SCDMA3G网络覆盖数据传输效果较差，需要采用Wifi作为3G数据通信的重要补充，其WiFi发展最快，WiFiAP数量部署超过450万个。

中国电信部署AP超过120万个，中国联通AP部署超过30万个。

但由于运营商Wifi热点部署中，存在以下问题：

一是站点选择规划困难，导致热点命中率低。

二是2.4GHz开发频段，没有约束和规范甚至运营商之间存在互相干扰恶性竞争情况，导致wifi干扰大，且Wifi功率远小于GSM/3G功能，导致信号传输太差，站点吸收容量，数据业务分流少。

三是运营商从运营角度考虑，Wifi业务认证繁琐，普遍采用WEB/Portal加短信认证，操作麻烦，且接入用户数多时，性能差，用户使用不方便，用户体验差，导致用户命中率低。

因此，运营商GSM/3G/WLAN三网协调建设，以期WLAN能很好弥补无线数据业务发展的目标没有达到，间接也推动了运营商加快LTE的建设进程，特别是中移动LTE建设进程。

但反观家庭Wifi路由器，Wifi网关使用。

当前由于智能手机，智能终端的普及，家庭采用Wifi连接宽带上网已经是非常普遍，在城市小区住户中，搜索到10～20个WifiRouter/AP是非常正常的。

由于家庭固网Wifi用户，相对静止，功率相对恒定，家庭覆盖、穿墙位置恒定，不影响日常使用。

且虽然也互相干扰，但由于家用设备功率小，相互干扰作为噪声处理，极端情况，通过更换Wifi信道，也可解决信号传输质量问题。

家庭Wifi基本即插即用，没有运营商认证带来的用户体验问题。

因此，家庭Wifi中使用良好，速率高，价格低，质量稳定，这也成就了Wifi成为终端首选联网技术。

广电如果采用700MHzLicense授权频段，则从频谱规划上，避免了当前运营商采用2.4GHz/5GHz开放频段带来的干扰严重问题，通过有序的网络规划，部署大功率700MHzWifiAP产品，提升AP覆盖，解决多用户接入，采用MIMO或者MU-MIMO等技术，提升带宽和用户接入数，通过FullMesh解决相邻站点同频干扰问题，700MHzWifi是可以作为运营产品的。

1.1700MHzWifi解决方案分析

早期的WLAN芯片MAC基带芯片和RF射频是分开的，因此，此类Wifi芯片方案中，仅需把2.4GHz或者5GHz的RF芯片换成700MHz频段即可。

框图如下图所示：

如上图，早期WLANMAC基带处理芯片和RF芯片分开，采用零中频（基带）IQ信号和RF调制芯片对接，把RF芯片内部的频率合成器和压控振荡器适配到700MHz频段，根据实际需要，适当调整Wifi信号间隙等参数，即可在当前大规模WLAN方案基础上，发展700MHzWifi技术。

当前Wifi技术发展，成本低，更多采用SOC芯片，一是如上图所示中，MAC和RF集成在同一芯片中，修改RF芯片，使之适配到700MHz频段。

二是采用外挂混频电路，把2.4GHz/5GHz降频到700MHz。

原理框图如下：

2.4GHzWifi转700MHz原理框图

5GHzWifi转700MHz原理框图

在现有的2.4GHz/5GHzSOCwifi基础上，采用频率合成器把2.4GHz和5GHz转换为700MHz，后级可增加700MHzPA和LNA，提高发送功率和接收灵敏度，保证覆盖范围需求。

1.2700MHzWifi特性

700MHzWifi基本可以完全继承2.4GHz/5GHz802.11n/802.11ACWifi的先进特性，可以支持2×

2，3×

3，4×

4MIMO802.11n最高速率可达600Mbps物理速率，802.11AC3*3MIMO可达1.3Gbps物理数率，超过1Gbps的MAC速率。

工作频带可选工作在5MHz，10MHz，20MHz，40MHz和80MHz等多种带宽。

当前主要采用CSMA/CA方式接入，也可考虑选择TDMA/TDD方式。

支持Fullmesh智能自组网。

Wifi新技术上逐步扩展MU-MIMO（多用户多入多出技术）和OFDMA（802.11ax）等。

MU-MIMO可以支持多用户同时接入，大大提升了一个站点的接入用户数，减小了Wifi冲突避免，使用竞争带来的低效率。

同样，OFDMA可获得LTE一样的多用户接入能力和提高数据传输效率。

Wifi新的标准和技术上还会持续引进功率控制，减小同频干扰，提升Fullmesh自组网的能力，使得Wifi越来越适合无线接入网解决方案。

1.3700MHz超级Wifi网络部署分析

700MHz超级Wifi网络部署中，需要解决当前电信运营商Wifi热点部署中存在的三个问题，这样才能提升用户体验效果，达到运营目的：

a）站点覆盖和选址问题。

解决Wifi覆盖和干扰问题，统一SSID，方便用户自动识别700MHzWifi信号。

b）合理规划频段，频率使用范围，信号发射功率，做好网优工作。

解决当前wifi开放频段带来的强干扰问题和用户争用问题。

c）简化用户接入认证，自动认证。

提升用户体验，吸引用户使用。

在解决当前运营商问题的基础上，采用云平台进行设备管理和维护，引入AP/WLAN设备自动配置，业务自动开通，零配置安装等网管对接问题。

通过云平台统一监控和配置Wifi站点的发射功率和使用频段，解决干扰问题。

不再采用AC集中器等，扁平化设备管理。

后续考虑WLANMesh组网，MU-MIMO扩展，解决多用户接入。

集中控制AC方式和云平台分布式方式700MHz超级wifi组网对比

如上图所示，采用云平台管理无AC控制器系统架构上面有以下优势：

a）没有U型转弯、没有AC控制器集中转发带来的性能瓶颈、没有AC控制器带来的网络单点故障

b）扩展灵活，即插即用。

通过云平台方便扩展

c）优越的分支机构性能和生存力

d）可以实现Mesh网络，方便功率控制，频段分配，解决干扰问题。

e）高可靠性、低成本（没有控制器的成本）

f）丰富的增值功能

2700MHzLTE和700MHz超级Wifi方案简单对比

下面拟在几个方面对700MHzLTE和700MHz超级Wifi方案做一个简单对比：

a）成本对比。

LTE当前的建网成本要求高，是在Wifi建网成本的10倍以上。

b）组网优点。

LTE作为下一代首选的移动通信技术，最具有优势的是通过ICIC（小区间干扰协调）技术能够实现同频组网。

通过时域，频域，功率控制等方便减小不同站点的相互干扰。

Wifi也可以通过频率划分，功率控制等手段，但当前效果不如LTE。

c）覆盖范围。

LTE宏基站由于发送功率大，覆盖范围远大于WifiAP范围。

但对于Smallcell小基站，两者覆盖范围相当。

d）总带宽。

当前Wifi1×

111n可支持150Mbps，4×

4支持600Mbps，11AC支持433Mbps，3×

311AC达1.3Gbps。

带宽远高于LTE。

能更好的满足广电的视频应用。

e）接入容量。

由于Wifi的带宽宽，当前1路1*1Wifi用户并发数建议小于40个。

Wifi如果采用MU-MIMO，可以提高3～4倍，略低于LTE。

但LTE采用的是OFDMA，TDD/TDMA效率上比当前主流的Wifi采用的CSMA/CA要高。

当然Wifi也可选择采用TDD/TDMAMAC调制方式，未来的802.11ax也可支持OFDMA，可以大大提高用户接入并发数。

f）终端种类和芯片出货数量。

当前LTE发展迅速，但Wifi已经成为终端的标配，所有带LTE的设备基本都带Wifi，但数量巨大的带Wifi的设备不会带LTE。

因此Wifi的出货是LTE是数十倍。

Wifi从长期看，将会继续成为终端最后数10m的主流无线接入技术，成本还会持续占优。

g）频段使用灵活性。

LTE是1.4MHz，3MHz，5/10/15/20MHz。

Wifi也支持5/10/20/40/80MHz等多种带宽。

当前综合来看，不考虑投入产出，不考虑成本，LTE技术更能满足运营商无线运营的需求。

但是Wifi技术持续发展，且随着感知无线电发展，TVWhiteSpace等Sub1G802.11ah标准/技术发展。

700MhzWifi产品也提到产品化日程。

700MHz的成本会逐步和当前普通wifi的成本靠拢，成本优势明显。

另外，700Mhz超级wifi建设，可优先选择一些新的技术，摒弃当前Wifi运营中已经发现的缺点，如采用TDD/TDMA替代CSMA/CA，采用MU-MIMO技术等。

尽可能减小和LTE技术差距。

3结论和建议

700MHz频段处于低频段，具有信号覆盖广、穿透力强等特性，适合大范围网络覆盖，组网成本低，因此被国际公认为“数字红利”频段。

700MHz组网成本相比现有的2.6GHz频段，成本只有1/3甚至1/4，如果采用Wifi，只有几十分之一。

因此，广电需要尽快把握机会，开展700MHz网络试点。

同时，随着智能终端发展，多屏互动需求提到议事日程，视频业务移动化和个性化也迫使广电必须加快无线网络的建设，才能满足用户对移动视频的需求。

广电700MHz无线接入技术，需要明确定位，如果是解决视频，数据传输，并且随着智能终端发展，微信/QQ/Facebook等社交帐号的流行和普及，手机等电话号码已经不是唯一的通信标识，且4GLTE语音也是全IP化，无线接入随着移动互联网的发展，无线接入的需求已经是满足高速宽带化。

因此，网络建设倾向全IP化。

随着LTE和Wifi技术的发展，技术之间互相学习和借鉴优势特性，下一代802.11AC2.0和802.11ax支持Mu-MIMO，OFDMA等技术，使得Wifi更好的满足运营商接入网要求，在700MHzLicense授权频段能很好的满足需求，克服现有2.4GHz/5GHz开放频道带来的各种问题。

从建设成本和要求看，wifi的成本低，部署简单，广电拥有相应的技术经验，部署和建设快。

当前阶段可进行700MHz超级Wifi的试点和部署，尽快获取700MHz的运营经验。

由于Wifi也能支持5MHz，10MHz，20MHz，40MHz以及80MHz，160MHz带宽，可以优先考虑开通20MHz/40MHz带宽做试点，节省频率资源，减小投入，快速获取700MHz建设经验。