文章针对3G 数据业务发展现状，讨论并分析了运营商调整经营策略的必要性。同时，要有针对性地制定WCDMA 无线网络规划策略，以满足业务发展需求，避免出现大规模网络拥塞。
【摘 要】【关键词】移动数据业务 WCDMA 站间距 网络规划
韩 冰 李新潭 吴泽滨 北京电信规划设计院有限公司
收稿日期：2012-07-12
责任编辑：袁婷 *****************
1 概述
随着3G网络的逐渐成熟，无线网络空口带宽的提高为数据业务提供了良好的承载条件——可以承载高速数据业务，为数据业务的发展提供了坚实的网络基础。
智能手机集成了手机、电脑和互联网的综合特性，具备强大而实用的数据和网络功能，现有的移动数据业务均可以在智能手机上实现。同时，还具备强大的功能拓展性，促使开发者推出更多的新应用，智能
手机应用已延伸到社交、游戏、教育、医疗和办公等各个领域。随着智能手机的发展，移动互联网业务、终端、用户行为模式都发生了巨大的变化，带来了数据流量的激增。 移动互联网的发展带动了移动智能终端的发展，而智能终端的增长以及整体创新性的使用，又进一步刺激了移动互联网的需求。据预测，未来五年内无线网络流量需求将增加40倍，年复合增长率超过100%，显示出移动互联网呈现爆炸式发展的趋势。随着数据业务的强劲增长，数据业务收入从新收入来源的角渐渐向收入支柱的角转变。
目前，WCDMA网络的数据业务正处在高速发展的上行通道，借鉴国外运营商的经验教训，再结合3G 网络和用户的自身特点，制定有针对性的网络规划策略，才能满足业务发展需求，避免出现大规模网络拥塞。
2 3G 数据业务发展现状
2.1 国外运营商
（1）美国AT&T
2010年，美国电信运营商AT&T借助iPhone在两方面取得了重大突破：一方面，AT&T拉开了与竞争对手Verizon在智能手机新增用户数上的差距，2010年该差距扩大到接近500万户；另一方面，智能手机
用户在2010年带来的新增收入规模接近60亿美元，2010年AT&T的无线数据收入为182亿美元，比2009年提高41.5亿美元。
但同时，A T &T 网络质量严重下降，2007年至2010年不到四年时间，A T &T 的网内数据流量激增8000%，导致AT&T的网络多次拥塞或是局部瘫痪。明星终端iPhone引起严重的网络拥塞不仅仅让数据业务无法使用，甚至直接导致语音服务大受影响。据受
调查用户普遍反映，AT&T语音服务质量已经可以用“非常糟糕”来形容。
频繁地无法顺畅使用网络功能让AT&T的iPhone 用户经常感到失望和愤怒，并导致AT&T陷入了前所未有的品牌低潮中。据美国消费者组织在2010年底做的最新调查显示，2010年底美国手机用户“最不满意”的移动运营商就是因iPhone带来庞大收益和美誉的AT&T。
（2）英国O2
2009年，西班牙电信运营商英国O2公司8%的智能终端产生了55%的信令流量，以及90%的数据流量，而且使O2网络中的数据流量增长了18倍。iPhone等智能手机用户所产生的数据流量令其伦敦通信网络倍感压力，直接导致该地区的部分用户周期性无法和传输数据。
当代革命军人核心价值观
为此，2010年英国O2公司投资3000万英镑在伦敦地区安装超过200个。同时，将网络建设和创新
的重点放在移动宽带方面，推出一系列创新业务，给客户提供差异化服务。
（3）日本DoCoMo
健康指数
2012年1月25日，日本最大的移动运营商N T T DoCoMo遭遇了长达5小时的服务中断，这是该运营商的网络在过去两个月里的第四次故障，前三次分别发生在2011年12月20日、2012年1月1日和1月2日。DoCoMo网络中转设备所承载无线流量的激增导致了故障发生。
根据NTT DoCoMo的调查，一款用于免费语音通话的Android应用频繁向核心网设备发送控制命令，造成设备的无法响应乃至瘫痪，从而引起网络中断。
2.2 国内运营商
（1）中国联通
2011年移动数据流量同比增长293.4%，带动移动非语音业务收入占移动收入的比例快速提升，达到37.2%，带动中国联通的移动用户ARPU同比提高8.2%，达到人民币47.3元。3G用户月均数据流量达到267MB，同比增长50.1%。
（2）中国移动
2011年中国移动无线上网增长迅猛，业务流量达到3614亿MB，较2010年的1031亿MB增长了251%。数据业务收入比上年增长15.4%，占营运收入比重达到26.4%，其中无线上网业务增长较快，收入比上年增长45.0%。
三星d500
（3）中国电信
中国电信2011年移动数据收入为296.20亿元，同比增长57.4%。
2.3 面临的问题
在我国，移动数据流量“爆炸式”增长、运营商“管道化”趋势同样日益凸显。简言之，即数据流量收入的增长速度过于缓慢，不足以令所需资本支出达到具有吸引力的投资回报率。
以中国移动为例，2011年无线上网数据流量增长251%，而收入增长45%左右。单位流量收入大大降低，增量不增收问题显著。
3 调整经营策略
用户对带宽的需求是无止境的，但无线网络空口带宽是有限的。数据流量和经营成本呈现快速增长，但营业收入增长放缓，是运营商必须面对的矛盾和挑战。因此，运营商必须认真考虑如何对经营策略
进行调整，既不遏制流量的增长，同时也能缓解网络的负担，尽量避免增量不增收，努力提高流量收益。
3.1 限制不限流量套餐
国外运营商出现的网络拥塞问题很多是由于不限流量套餐引起的。因此在2010年下半年，美国AT&T、英国O2等运营商均推出分级定价方案，取代不限流量套餐。移动运营商应不再鼓励用户不限流量地使用数据业务，而是要考虑如何在不影响用户业务体验下，有效地减少用户数据量。调查表明，25%的比特消费是由1%的用户产生的，取消不限流量套餐并不会损害大多数用户的利益。
3.2 限制过度使用者
可以根据用户数据使用量的不同，有区别地对待过度使用客户，以减少部分客户产生的巨大数据量。具体办法为推出一些资费政策，如分级定价、适当提高套餐门槛，对重点客户进行流量或速率控制等。3.3 建设智能管道
智能管道的核心：一是识别业务，通过不同的业
务类型识别，进行有针对性的控制和计费；二是识别用户，通过包检测技术，识别用户类型，提供有针对性的网络服务。只有更好的差异化才能处理爆炸式发展的数据应用。
通过智能管道的建设，针对不同的业务和用户采取不同的策略，是有效控制网络流量的方法之一。如加强流量经营，推行分时段、分区域套餐，实施流量提醒等。
4 WCDMA无线网络规划策略
4.1 规划流程
对国外运营商的网络扩容流程分析可见，在热点地区网络拥塞后才开始大规模增加，前期以多载波扩容为主。此种规划流程下网络容量往往滞后于业务发展。
考虑到移动数据业务的高速发展，建议WCDMA 网络扩容流程如下：
（1）从核心区域的网络拓扑角度考虑增加数据业务承载能力。
1）结合小区负荷现状和未来两三年的数据业务发展，确定核心区域的大小，策略偏积极；
2）按照最小的建议站间距对核心区域的现有网络拓扑进行分析，规划增加的方案；
3）对核心区域的建筑物进行分析，规划室内覆盖建设方案。
（2）按照负荷水平进行多载波扩容规划。
（3）核心区域的网络升级为HSPA+。
（4）大网和WLAN进行联合规划，特别是数据业务热点区域，结合WLAN对数据业务的分流规划网络。
（5）Femto不仅作为一种室内弱无覆盖的解决方案，随着数据业务的发展，也可以作为数据业务分流的一种手段。
（6）非核心区域结合实际情况采用以上流程中的部分手段进行网络扩容。
4.2 站间距规划
提升网络容量的一个重要手段就是增加，缩小站间距，加大密度。例如小区半径减小至原来的1/3，网络容量能有10倍的增长。一方面，W C D M A是一个自干扰系统，小区站间距有一个下限；另一方面，市区目前划分为密集市区、一般市区和郊区三种不同类型，不同区域有不同的站间距。
目前移动数据业务高速发展，根据业务预测进行网络扩容建设时，建议结合小区负荷现状和未来两三年的数据业务发展确定一个核心区域，按照最小的建议站间距对核心区域的现有网络拓扑进行分析，规划增加的方案。这样就能从根本上提升数据热点区域的网络承载能力，而不是网络拥塞了再考
虑增加。
结合WCDMA网络发展现状，针对每类场景的业务发展趋势给出了建议的站间距——可以理解为最小的建议站间距，详见表1所示：
表1 根据场景类型建议的站间距
序号细分的场景类型
建议的平均站
间距（m）
建议的站址密度
（站/km2）1密集市区400 6.5～7.5
2
一般市区食品广告管理办法
（一类地市）
5004～5 3
一般市区
（二类地市）
550～6003～4 4非厂房型开发区600～700 2.5～3
5厂房型开发区800 1.8～2
4.3 网络技术升级
公羊学WCDMA网络升级的技术路线为：WCDMA→HSPA→HSPA+→LTE→4G。HSPA+和LTE的网络容量将带来10倍的增长量。同时，频谱效率也将从1bps/Hz增长到2bps/Hz。
HSPA+是对现有的WCDMA系统的技术升级，基于CDMA多址方式，对HSDPA和HSUPA进行改进。HSPA+的带宽同样为5MHz，采用相同的频段，其网络部署简单，对运营商来说，只需对现有WCDMA设备进行软件升级即可，但在5MHz带宽下达到了和LTE 相仿的性能，HSPA+单载波下行峰值速率理论上能达到84Mbps，上行峰值速率提升到23Mbps。应对数据业务激增，建议近期对重要城市实施HSPA+升级。
L T E并不是3G的增强型技术，采用的系统架构为SAE，与WCDMA/HSPA+采用的UMTS系统架构完全不同，建议WCDMA网络慎重升级LTE，应借助
WCDMA网络发展时间窗口，尽量提升频谱利用率，充分发挥WCDMA网络的产业链优势，利用HSPA+升级效果。
4.4 降低信令负荷
以iPhone为代表的智能手机的普及，以及大量的手机应用，除产生大量的数据流量外，还产生超额的信令流量，业界称之为“信令风暴”。大量的智能应用产生的信令负荷很容易导致掉线、无法接入及网络拥塞等问题。
超额的信令主要来自于以下方面：
（1）用户行为模式的变化：用户智能手机应用使用频度高，由过去的每小时一到两次业务变成了每小时几十次业务发起，带来大量网络信令。高频度应用包括网页浏览、聊天、定位以及邮件等。
（2）智能终端的特性：包括永远在线（Always On）和快速休眠（Fast Dormancy）。永远在线应用包括如QQ、和微博等，这些聊天和社区应用长期在线心跳，使得网络为此做了很多额外的无线信道分配和创建；快速休眠是智能手机为了节约电池用电，在发送消息到网络后强制从RRC connected
状态切到idle 状态，下一次发送消息又要重新进行RAB链接，发送完毕再强制释放连接，从而产生大量网络信令负荷。
（3）智能手机的操作系统和应用：在开发过程中，研发人员大多从用户使用的角度去设计程序，很少会考虑对无线网络的影响。
智能手机的使用已经对3G网络信令造成了巨大的负担。部分城市的RNC信令负荷已经高达80%，峰值时更是接近100%。
解决信令负荷过高问题可以采用以下手段：
（1）开启CELL_PCH/URA_PCH状态，RRC s e r v i c e建立次数及R A B建立次数将会大幅下降约30%；寻呼次数减少，网络信令负荷下降；对心跳现象改善明显；对其他KPI指标（如语音接通率、掉话率、软切换成功率和PS掉话率等）无明显变化。开启CELL_PCH/URA_PCH状态会导致小区更新次数大幅增加。
（2）RRC状态迁移参数T2设置值越大，小区更新次数和寻呼次数越小，FACH时长越大，FACH信道利用率越高；其他指标无明显变化。
（3）开启网络侧控制快速休眠功能（同时打开CELL_PCH/URA_PCH），RRC service建立次数及R
AB建立次数下降幅度达到50%～60%，网络信令负荷明显下降，对其他KPI指标（如语音接通率、掉话率、软切换成功率和PS掉话率等）无明显变化。
（4）给智能手机的厂家进行反馈，在手机研发时对于其信令负荷进行优化；加强网络侧设备对于高信令负荷承载的优化；对信令负荷承载的硬件进行扩容等。
4.5 把握扩容时机
扩容时机的选择非常重要。扩得太早，容易造成投资浪费；扩得太迟，网络不能满足实际需求，会导致网络质量的下降。联通某中部城市W C D M A网络2011年业务量发展趋势分析如图1所示：
图1 联通某中部城市WCDMA网络2011年业务量发展趋势由图1可知，忙时数据流量呈增长趋势，较全天数
据量增长幅度小，其主要原因是随着用户数的增多，
在忙时需要接入更多的用户，多用户调度占用了更多资源而导致的。忙时下行流量/HSDPA忙时平均用户数数据逐步降低，说明随着用户数的增长，分配给每个用户的码资源变少，导致单用户忙时数据下载量变低。
和美国AT&T、英国O2等公司相比，2011年我国3G网络的数据流量增幅一般，可以判断我国3G网络刚刚进入快速发展的上升通道，数据业务发展带来的网络扩容需求相对不紧迫。考虑到扩容多载波的建
固定资产贷款管理暂行办法设周期远远小于新建，因此当前应主要采用增加密度的扩容手段，为业务量激增做好准备。可以适度进行多载波扩容，并扩大HSPA+的覆盖范围。预计2013年之后数据业务量将进入爆发式增长期，应适时采用积极的扩容策略。
5 其他建议
5.1 加强终端把控
与2G时代相比，3G终端对于全产业链的影响明显增强。因此，运营商在发展自身业务的同时，建议加强对手机终端的把控，以更好地把握业务发展趋势，及时调整网络规划策略。
5.2 业务平台化
移动数据业务的开放式平台化运营，可以让用户参与业务提供和业务定制，网络能力更好地嵌入客户业务流程，做到降低业务提供成本、缩短业务提供周期、提升网络资源利用率。此外，还可以实现运营商盈利模式的转变。通过业务平台化运营，运营商能从应用开发者、应用销售商、内容提供商、广告商等得到利润，实现盈利模式的转移。
积极推行业务平台化，可以规范应用程序开发，能较好地引导用户数据业务的发展，降低网络负荷，提升网络效益。
5.3 网络IP化
移动网IP化演进是移动网发展的趋势，也是运营商下一步战略发展方向。IP化的移动网络可以帮助运营商应对挑战（如新业务发展、网络融合以及低利润“管道化”等），简化网络结构，降低运营商的网络建设成本和运营成本。同时，移动网IP化也可以保障网络质量。6 结论
综上所述，随着移动数据业务高速发展，对运营商来说调整经营策略非常必要。此外，建议对现有的网络扩容流程进行调整，结合现有网络拓扑和最小的建议站间距规划增加核心区域的密度；规划时需要考虑数据业务高速发展带来的信令负荷的激增，从终端和网络设备以及网络规划多方面来消化激增的信令负荷；同时，结合网络现有负荷和业务预测判断网络扩容的准确时间点。
参考文献：
[1] 王映. 数据时代，增量更要增收[N]. 人民邮电报, 2011-07-27.
[2] 孙丽娟，方义松. 流量经营之道[J]. 通信企业管理, 2012(1).
[3] 田锋. 论“信令风暴”与其解决方案[J]. 现代电信科技,
2011(11): 29-33.
[4] 郑大永，郑宏剑. 以智能管道加速业务创新应对移动互
联网挑战[J]. 通信世界, 2011(42): 27-28. ★
韩冰：中级工程师，河北大学通信与
信息系统硕士，现任职于北京电信规
划设计院有限公司，从事无线网络规
划和设计工作。
李新潭：中级工程师，北京邮电大学
通信与信息系统硕士，现任职于北京
电信规划设计院有限公司，从事无线
网络规划和设计工作。
吴泽滨：高级工程师，北京邮电大学
计算机应用技术硕士，现任北京电信
规划设计院有限公司第三设计所项目
经理。
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