TD-Fi在南宁民族大道公交演示中的应用

（中国移动通信集团设计院有限公司， 北京 100080）

TD-Fi在南宁民族大道公交演示中的应用

范苑，任毅，卢纪宇

（中国移动通信集团设计院有限公司， 北京 100080）

本文介绍了TD-Fi解决方案的组网、配置原理、关键技术以及在南宁民族大道公交演示专线中的实际部署建议、改造方案、效益分析，为公交演示覆盖以及TD-Fi广泛应用提供了参考。

TD-Fi；TDL-Fi；公交演示；AP

1 引言

随着城市网络覆盖的不断完善，运营商对于移动用户“碎片时间”的利用逐渐重视，随着公交车移动媒体、视频监控、信息查询等业务渐渐兴起，对公交站车牌、公交车等场景的覆盖迫在眉睫，但这类场景往往有线传输接入比较难或成本很高，仅通过目前单一的室外宏站覆盖方式或Wi-Fi的无线覆盖方式，已经无法很好地解决公交车等移动载体的无线上网问题了，例如利用2G/3G无线网络上网存在传输带宽有限的问题，利用Wi-Fi网络上网存在公交沿线的Wi-Fi信号覆盖质量变化大、上网速率不稳定以及跨多个AP频繁漫游切换的问题，利用LTE网络上网目前大多终端不支持LTE网络，因此采用TD-Fi技术对公交车进行Wi-Fi覆盖，成为一种比较好的解决手段。由于本次民族大道公交演示专线主要采用TD-LTE网络覆盖，本文主要讨论TDL-Fi技术的应用。

2 TDL-Fi关键技术及解决方案

2.1 TDL-Fi技术

TDL-Fi是LTE与Wi-Fi融合的产品，相比于传统WLAN，TDL-Fi集成WLAN AP与LTE CPE，利用无线网络回传，实现低成本WLAN覆盖。相比于MiFi，TDL-Fi属于运营级设备，由运营商部署，支持根据Wi-Fi用户进行认证和计费。

TDL-Fi主要包括两部分功能：WLAN AP和LTE CPE，LTE CPE实现LTE信号的引入和回传链路，WLAN AP提供Wi-Fi覆盖，提供终端用户的接入和网络访问。该类产品主要利用移动信道快速提供Wi-Fi覆盖，从而满足有线网络资源缺乏而移动网络信号良好区域的无线上网需求。

2.2 关键技术

2．2．1 MUE

MUE（Multi-UE）方案是在当前UE只支持单载波的情况下，由无线接入侧采用数据多通道方式来实现多载波方案。MUE使用多张单载波数据卡，每张数据卡单独上传、下载数据，在IP层进行数据分裂和合并，加大TCP层数据吞吐量，从而提升上行、下行速率。TDL-Fi网络中引入MUE功能，达到提升Wi-Fi回传链路数据业务传输速率的目的，具体工作原理如图1所示。

图1 MUE技术有效提升TDL-Fi吞吐量原理图

TD-SCDMA和TD-LTE回传能力对比分析情况如表1所示。

2．2．2 TD-SCDMA/TD-LTE双模自适应

目前TD-Fi采用双插槽设计，可以支持TD-SCDMA和TD-LTE双模，当公交车移动到TD-LTE覆盖区域时，TD-Fi自动切换到TD-LTE，提升用户体验；当公交车离开TD-LTE覆盖区域，TD-Fi自动选择TD-SCDMA网络，确保业务可用性。

TD-Fi在TD-SCDMA/ TD-LTE网络之间切换时是锚定AC的。TD-Fi上电后搜索TD-SCDMA或 TD-LTE信号，如果TD-LTE信号满足最低门限要求则优先通过TD-LTE与AC建立CAPWAP隧道，当TD-Fi检测到某一路回传链路信号低于互操作门限且另一路回传链路信号满足切换要求时，通过新链路与AC建立CAPWAP隧道，使用相同的SSID，同时释放老的CAPWAP隧道，触发Wi-Fi终端在新的CAPWAP隧道中发起重关联，确保用户业务感知。

2.3 TDL-Fi网络架构搭建

TDL-Fi网络组网架构如图2所示。

表1 回传能力分析表

图2 TDL-Fi网络架构图

3 南宁民族大道公交演示专线覆盖方案

3.1 南宁民族大道公交演示专线覆盖思路

考虑到上述提到的利用2G/3G无线网络、Wi-Fi网络和LTE网络覆盖的局限，本次采用TDL-Fi技术，对公交沿线进行LTE连续覆盖，同时对公交沿线的车站以及公交车内进行Wi-Fi覆盖，从而可以实现CMCC普通WLAN的接入。

3.2 南宁民族大道公交演示专线基站设置情况

本次覆盖的南宁民族大道区域，西起兴宁区知音招待所，东止青秀区景升大酒店，共10 km，共设置31个站点，基本在民族大道两旁，区域内商业楼宇密集、政府机构多，涉及竹溪立交、凤岭立交、南湖大桥，无线环境复杂，覆盖民族大道LTE站点分布情况如图3所示。

基站开通后对该条路段进行测试，结果如表2所示。

从测试表2可以看出，RSRP及SIRN（50%网络负荷）均能够满足网络指标要求。

3.3 南宁民族大道公交演示专线TDL-Fi方案

3．3．1 公交站台Wi-Fi覆盖

民族大道公交站台本次计划采用室外AP的方式进行覆盖，将AP置于周建筑物楼顶或外墙，或安装在公交站台附近的公交站牌等处，天线选用面向公交车道的定向天线。

图3 南宁民族大道TD-LTE站点分布示意图

表2 测试结果表

3．3．2 车内Wi-Fi覆盖

车内Wi-Fi覆盖，计划在公交车上安装天线，利用TDL-Fi中的CPE部分接收车外的LTE信号，而TDL-Fi中的WLAN AP覆盖公交车内，TDL-Fi设备布置在车内合适的地方。

3．3．3 实现业务类型

（1）公交乘客可以通过TDL-Fi接入CMCC Internet，享受Internet上网服务，也可以选择公交公司在TDL-Fi本地存储并提供的服务，如广告信息等，公交公司可以通过植入式广告等获取收益。

（2）通过公交专用TDL-Fi，把公交车采集到的信息，如刷卡信息、视频监控信息等通过可靠的回传路径上传到公交公司服务器。

（3）公交车熄火、停止运营情况下，TDLFi自动关机而不是掉线，避免影响KPI指标。

3．3．4 容量及输出功率

支持4个SSID，每个SSID下可关联用户128。

TD-LTE信号最大输出功率200 mW（23 dBm），Wi-Fi信号最大输出功率50 mW（17 dBm）。

3．3．5 设备选型

本次计划采用某厂家的TD-Fi700（公交型）规格设备，详细参数如表3和表4所示。

3．3．6 改造方案（现网有EPC）

需要打通PGW与AC之间的传输， 如果EPC和AC部署在同一机房，采用直连的方式，如果AC和EPC不在同一机房，通过CMNET相连，需要在P-GW与AC/BRAS之间建立VPN隧道， HSS配置TDL-Fi所用SIM卡的APN、QoS等签约信息。

3．3．7 TDL-Fi移动热点收益分析

以南宁公交用户模型为例进行TDL-Fi移动热点收益分析，详细情况如表5所示。

WLAN流量收益： 平均每车每天WLAN时长：93×0.4×20/60=12.4 h，全市全年时长543.12万小时

全市全年公交TDL-Fi系统WLAN流量总收入累计678.9万元（543.12×50/40=678.9万元）

广告收益： 假定平均每用户每次浏览广告时长为30 s，每车每天时长0.31 h （93×0.4×0.5/60）

全市全年公交TDL-Fi系统广告时长累计13.58万小时（5 000×0.4×0.31×365=13.58万小时)。

表3 设备参数表

表4 配置需求表

表5 公交用户业务模型

6 结束语

TD-Fi技术通过无线网络回传解决了公交车、公交站、地铁等移动热点的WLAN覆盖难题，为运营商、政府、公交提供多业务平台和多种商业盈利模式；可解决有线传输接入难、建设成本高、周期长的问题，实现快速部署；利用现有大量带WIFI功能的GSM终端有效分流GSM流量，提高3G和4G的网络利用率；弥补目前3G网络缺乏明星终端、4G网络部署初期终端匮乏、2G/3G手机终端不兼容LTE的问题，将会成为运营商的一种重要建设模式。另外，TD-Fi除了应用到公交行业领域以外，还可以应用于智慧城市、数字城管应急系统、平安城市等信息化建设中，也可进一步推广到城市和农村的无线宽带中使用，但考虑到对基站带宽资源的占用，需要做好网络容量的规划。

[1] 罗航建，彭四斌，郑智．LTE-Fi在公交等场景的无线宽带建设中的应用分析[J]．移动通信，2013(9)．

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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