WiMAX-無線寬帶局域網解決方案

一、背景資料
　　內蒙古自治區呼倫貝爾市位于中國東北部，內蒙古自治區東北部，東與黑龍江省比鄰，西北和西南分別與俄羅斯和蒙古國交界。總面積263953平方千米。總人口271萬人（2004年）。當地居住少數民族26個。滿洲里、額爾古納、海拉爾三市天然構成一個金三角自然經濟開發區——生態旅游貿易區。
　　該地旅游資源豐富，具有良好的旅游開發前景。但是，由于地處邊疆，地形屬于森林草原——丘陵地帶。近年來該市政府大力開展旅游事業，但由于呼倫貝爾市缺乏基礎設施建設的資金和技術條件的種種制約，通訊事業的發展十分落后，已經嚴重影響到該市的國民經濟發展。
　　鑒于以上所陳述的理由，我們認為當前解決呼倫貝爾市的通訊市場的“瓶頸”勢在必行。本規劃草案適應于所有西部省份的未來通訊事業發展的全局問題，懇請各位領導審閱。

　　二、技術實施可行性分析（條件－環境－資源）
１.國際無線通訊領域的進展
全球WiMedia論壇（論文，主題演講－略）
全球WiMAX峰會（論文，主題演講－略）
寬帶無線通信技術概覽
８０２.１６d國際標準：
　　呼倫貝爾市發展寬帶移動通信網勢在必行
　　無線局域網解決方案己經開始成為商務客戶寬帶網絡連接的一種技術相對成熟的解決方案。隨著商業用戶逐漸認識到無線網帶給他們生產力的提高和無限潛力，市場逐漸開始膨脹。
　　Frost和Sullivan的統計顯示，無線通訊市場的價值在1998年為3億美元，而到2005年迅速發展到160億美元。目前，無線局域網只是在一些垂直生產鏈中開展業務和提供服務，例如生產制造業、倉庫、大型超市等，在不遠的將來，無線局域網將深入醫療、教育、旅游、商業網點和企業的辦公空間。
　　呼倫貝爾市地處邊陲，使用固定通信業務有很多的局限性。而快速發展寬帶移動通信網，尤其適合于該市的經濟發展水平以及提高邊疆省份的政治地位和經濟地位。開展寬帶移動通信業務可以不依賴中國四大電信運營商，自己組網開展綜合電信業務（上網、視頻會議、語音、數據傳輸等業務）。
　　此外，可以在自有網絡基礎上，由電信運營商參與管理和技術支持，或者尋找技術實力強的企業參與運營，保證三年內收回全部投資。

　　根據專家預測，未來五年（２００６——２０１０年），全球移動通訊業務將會有巨大增長空間，２００８年寬帶移動業務將達到３０００萬美元的市場分額，２０１０年肯定會突破１億美元。其中，亞洲太平洋地和拉丁美洲地區將有巨大的市場發展空間。

　　２.中國國內技術發展的前瞻
　　?關鍵技術

　　信道寬（１.２５～２０MHz）帶來了資源的擴大，頻段分配上有了極大的寬容度，而且不受干擾。通訊質量大大提高，通訊成本降低。而且對于障礙物可以采取繞射的方法，解決微波直線傳輸的問題，便于我國西部山區和丘陵地帶布網。
　　
　　(3)信號編碼與調制

　　典型應用舉例

　　圖２-７　微波通訊技術——應用舉例

　　３.呼倫貝爾市無線通訊發展的可行性
① ? ?國家政策扶持。
② ? ?呼倫貝爾市開發旅游環境：本地資源建設的迫切性。
③ ? ?組網快速，投資成本較低，避免重復投資，（覆蓋全市的無線局域網）
④ ? ?布網的靈活性，可以隨時適應緊急狀況下的布網需求。
⑤ ? ?頻譜利用率比較高，資源分配寬容度大。（5.8GHz/15-17個信道，1024MHz/30-50個信道）
⑥ ? ?經濟發展的增值點，今后通信市場的利潤增長點。
⑦ ? ?帶動地方經濟可持續性發展，帶動第三產業的持續增長。可以促使勞動力市場的傾斜（促進當地信息產業盡快與世界新技術接軌）
⑧ ? ?分期施工，滾動性發展。
⑨ ? ?網絡維護成本低，一次性投資，終身受益。
⑩ ? ?固定通訊網可以和移動網互動，避免本地前期信息投資的資源浪費。
? ? ?技術成熟，國際領先。可持續升級。

　　　 圖２-８　可行性分析（發展無線寬帶局域網的優勢與特點）
　　４.本地可持續發展的優勢及地理特點
——呼倫貝爾市旅游資源豐富
——呼倫貝爾市水資源全國第一（人均占有率）
——森林、草原地勢較平坦，有利于發展寬帶移動通訊業務
——全境覆蓋無線移動網絡可行
——投資成本低，見效快
——帶動地方經濟發展，可持續性發展（網絡升級容易，維護方便），布網靈活，可以應付應急狀況（快速布置蜂窩小區，無使用價值時，設備可以回收，轉移財產）。
——擴大呼倫貝爾市勞動力市場的就業機會。
——有利于邊疆建設（平時和戰爭狀態網絡互換使用）
——開發綜合業務，使邊疆少數民族盡快致富。
——加強網絡通訊的綜合效益，開展電信增值業務。（視頻會議、短信、彩頻、對重點地區或機關實施安防監控）。
——改善呼倫貝爾市口岸地區的通訊環境。
——大力促進旅游業的發展，旅店、賓館、機關單位的無線接入，肯定提升企業的信息化水平，必然吸引外地和國際朋友。
——擴大少數民族地區與外界交往的頻度和力度。
——與俄羅斯在邊貿口岸的接觸更加便利，網絡可覆蓋俄羅斯赤塔州部分地區，開展國際資源共享。（* 呼倫貝爾市西北隔額爾古納河與俄羅斯赤塔州相望）。
——海拉爾機場位于本市西南部，可以在無線網的布局結構中，為機場上下班機的旅客，提供上網及無線通訊的機會。
——今后，為發展航空娛樂項目提供通訊基礎設施，便于導航和監控。
——微波通信是未來信息產業發展的增長點，全球都在密切關注，WiMAX技術的實施，可以協助本地區提升信息化發展的水平，帶動或影響到全行業的進步。

圖2-9 海拉爾機場（內蒙古海拉爾——東山機場）位置示意圖

　　５.方案實施的可行性
——技術可行性（成熟的技術和設備）設備本土供應，無須國外采購
——資源優勢
——地域優勢
——布網靈活，布點靈活，隨時加減小區數目和基站布點個數
——壹次投資，終生受益
——政府政策支持，可持續發展
——立足本地人才，適當依賴外來人才技術支持。
——沒有重復投資的后顧之憂；網絡可追隨國際通訊領域的最新發展隨時更新。
——迅速增長的市場開發前景（通訊業務的增殖服務以及寬帶使用年費收繳）旅游黃金季節可以適當收取游客的入網費用。
——無須考慮頻點無須無委會批準的頻點（公共頻點）。
——頻道可以復用（每個基站小區擁有信道１７—３５個）
——帶寬絕對能夠滿足企業和個人的應用需求（４—８Mbps）
——采用５.８GHz系統，可分配頻道可以滿足本市全境覆蓋的需要。
一期工程基站建設，可以覆蓋呼倫貝爾市大約５４%的面積。（１８基站*單個基站蜂窩面積＝１８*１８５０＝141300平方公里）
——每個基站小區覆蓋面積大約在７８５０平方公里（按照蜂窩半徑計算），極大改善本地區的移動通訊環境，同時也豐富了邊疆少數民族的業余文化生活。
——可以分三個階段布網：
① ? ?人口稠密和旅游熱點地區（一期工程）以及基站布點；
② ? ?草原和森林地區，東部牧區等（二期工程）
③ ? ?三期工程：開展綜合業務（視頻會議和專項電信、網絡增值業務）
——可實現固定通訊網與移動業務網的互動（使用），盡量避免基礎設施建設重復投資。
　 ? 如：滿洲里、海拉爾、呼倫貝爾市區、根河市、扎蘭屯、額爾古納市都有固定寬帶綜合業務（ADSL或ISDN）。因此，可以在上述有條件的地區與WiMAX網結合使用，做到固定業務（通訊）與移動業務的有機結合，以減少先期投資（固定資產）保值與增值。



　　三、本地無線寬帶（通訊）局域網規劃設計
參見：圖3—1
??????
圖3—1（無線寬帶局域網規劃草圖）
基本設想（網絡結構－技術參數）
１、網絡結構拓撲圖

圖３-２　無線局域網絡拓撲結構簡圖
2、骨干網布局設想
① ? ?采用WiMAX技術的基礎架構組網。
② ? ?每個基站分成7*3結構的小區
③ ? ?蜂窩小區采用4*3結構。
④ ? ?固定與無線寬帶移動網的互動。
⑤ ? ?帶寬采用５.８-１０MHz微波通訊。
⑥ ? ?基站蜂窩小區信道：１７—３０

圖3—３　小區蜂窩網結構


圖３—４　市內基站的頻道劃分示意圖

３、４*３蜂窩結構模型

圖３—６　蜂窩小區４*３結構模式圖
呼倫貝爾森林草原布網模式圖

圖：３—７　網絡覆蓋面積測算圖示
４、組網概要（布局和基站）
１８個基站基本把呼倫貝爾全市范圍包絡，可以先在城鎮人口稠密區布網，取得規模經濟效益后，再將投資收回部分，投入二期工程。
蜂窩小區網絡設計原則：
① ? ?４*３結構與７*３結構的有機結合
② ? ?注重人口稠密地區與固定網的銜接，
③ ? ?適當使用８０２.１１協議的AP點接入；
④ ? ?完善網絡的全能性和互補性
⑤ ? ?每個基站小區覆蓋范圍：７８５０（平方千米）,按照半徑為５０公里計算——50*50*3.141616=7854（平方千米）。
⑥ ? ?拓撲結構參見：（圖３-２無線局域網絡拓撲結構簡圖）
移動通訊（微波互操作技術）蜂窩小區設計——４*３結構

圖：３—８　蜂窩小區４*３結構圖解
基站設立——技術實施方案

圖３—９　802.11a/b/g 無線接入示意圖
５、基站設立原則：
１） ? ?中心城鎮：人口稠密區，或旅游熱點地區（如：黑山頭口岸、扎蘭屯市）
２） ? ?基礎條件優良——有固定通訊網的寬帶支持；（ADSL或ISDN\光纖接入）。
３） ? ?設立基站數目：１８個
牙克石中心站、根河市、滿洲里、額爾古納市、扎蘭屯市
貝爾湖站、黑山頭口岸、室韋口岸、海拉爾站、呼倫貝爾中心局
４）基站覆蓋面積：３１２～５２０平方公里
（R=30Km, A=３１２； R=50Km, A=５１９.６）每個基站可以在居民稠密區或盲區使用４*３結構網絡布局，力爭全境覆蓋。
５）一期工程需要將１８個基站全部建立。估計每個基站建設費用在３０萬元人民幣，總投資大約為：５４０萬元。

６、一般技術參數
A.數據傳輸及信號調制／編碼


▉系統帶寬：５MHz~１０MHz
▉信道分配：１５-３５
▉信號編碼：OFDM
▉信號調制：微分時隙調制
▉信號覆蓋范圍：（約）７５００——７８００平方千米
▉信號傳輸率：２—４MHz
▉基站小區設計規劃：１８個
B.應用分析（測試）
　　　（以前期準備工作時實際測量為準）
D.設備配置（要求）

E.本地數據（規范文本）
A. ? ?相關物理化學參數
——呼倫貝爾市（地區）等高線圖
——大氣物理參數
——信號測試
B. 通訊運營商的組網覆蓋范圍
F.??WiMAX-無線寬帶局域網覆蓋面積（估算）
一期工程的覆蓋面積A=１８*７８５０=１４萬平方公里
本地總面積：263953平方千米
網絡覆蓋面積占總面積的５４%。二期工程渴望擴大規模
G. 信息中心裝修的技術參數
７、通訊基站的建立（蜂窩小區）若干前期準備工作
18個基站的前期建設
居民區和流動人口稠密地區的本底資源考察；
寫出《用戶需求調查訪問問卷》
完善施工隊伍的資質考察工作；
所有的立項必須經過專家評審；
向呼倫貝爾市政府申請本地資源調查統計文本文件，包括：
① ? ?資源優勢及地理特點，如：等高線、物理化學數據、當地每年游客增長量預測等。
② ? ?通訊網絡的本地調查數據
③ ? ?當地技術隊伍的成熟度調研；
④ ? ?勞動力的素質
⑤ ? ?組網的基礎數據（環境、地質、大氣數據、災害性天氣近年來報告等）
８、組網結構設計
???（請蒲總做好市場調研，修改方案設計）包括：技術參數、設備報價單、工程預算等項。
９、工程設備參考報價（概算）

802.11協議——點對點接入（套裝）費用預算
設備名稱 ? ?型號描述 ? ?數量 ? ?單位 ? ?單價 ? ?總價
無線路由器 ? ?ORINOCO RG-1100 UPDATE ? ?2 ? ?臺 ? ?2500 ? ?5000
增益天線 ? ?TDJ-2400DA 24DB 定向 ? ?2 ? ?面 ? ?1000 ? ?2000
避雷器 ? ?日本鉆石 ? ?2 ? ?個 ? ?500 ? ?1000
饋線接頭 ? ?PROTEX 2.4G ? ?4 ? ?個 ? ?100 ? ?400
轉接纜 ? ?40CM 標準 ? ?2 ? ?條 ? ?100 ? ?200
饋線 ? ?ACCOM ? ?2 ? ?根 ? ?1200 ? ?2400
防水膠布 ? ?ANDREW ? ?1 ? ?盒 ? ?200 ? ?200
合計 ? ? ? ?11200
注釋：該預算是點對點的無線接入預算，并且在歷次工程施工中參照執行。如：天津無線網吧工程，山西某煤礦“安全防衛”監測系統等實施。

　　四、解決項目實施的相關問題
——用戶需求報告（包括：設計調查問卷）
——確立通信中心的地理位置（牙克石市或呼倫貝爾市）
——立項的可行性分析報告（方案）
——工程概算報告
——前期地質勘察、場地施工實施方案
——設備篩選程序
——工程立項程序
——組建設計、施工隊伍
——設計草案審批
——開工：方案實施
——預算及項目驗收規則
——專家系統的遴選
　　五、幾個問題的說明
（另行再做項目可行性分析報告）
——說服當地政府主管部門，盡快決策立項；
——改進技術論證的程序；
——盡快落實施工前期的準備工作，包括：
① ? ?一期投資預算的籌劃
② ? ?論證后的專家評審工作；
③ ? ?造價估算
④ ? ?報價單的前期市場調研。包括考察：國內外產品／設備／系統／測試技術等
——參觀國內典型案例，避免倉促上馬的決策失誤。
——考慮風險與機遇同時存在，采用先進技術，避免落后技術及設備的引進。
——完善工程承（發）包責任制。
——工程施工過程中，嚴格按照招標原則施工，需要聘請專家實施工程監利理。
概算方法的說明
項目 ? ?計算公式 ? ?統計值 ? ?合計 ? ?總計
基站小區間距 ? ?D=??? ???? ?半徑R＝３０Km ? ?２５９.８Km
基站小區間距 ? ? ? ? ? ?半徑R=５０Km ? ?４３３Km
基站小區覆蓋面積（平方千米） ? ???? ?半徑R＝３０Km ? ? ? ?２８２７
基站小區覆蓋面積（平方千米） ? ???? ?半徑R=５０Km ? ? ? ?７８５４ 　　
４.*３結構蜂窩間距 ? ???? ?半徑R＝１７Km ? ? ? ?１４７.２２Km
４.*３結構蜂窩面積 ? ???? ?半徑R＝１７Km ? ? ? ?１７６.６６Km
全網覆蓋總面積 ? ???? ?１８基站 ? ?N__設定基站數 ? ?141300
一期工程概算 ? ?基站建設總投資 ? ? ? ? ? ?５４０萬元
網絡覆蓋：全市總面積 ? ? ? ? ? ? ? ?５４％