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WiMAX无线网络规划
2008年5月6日 15:17    泰尔网    评论()    
作 者:吴磊 任定君

    (3)以802.16e业务覆盖为主:交通干线的业务密度较低,用户主要处于移动状态,以802.16e业务覆盖为主。

    目前802.16d设备的成熟度较高,而802.16e设备正处于发展阶段。可以首先在WiMAX目标覆盖区域提供802.16d业务覆盖,当802.16e设备及市场环境成熟后,在802.16e的业务需求区域对已建的802.16d网络进行升级,并向下兼容802.16d业务。

    2、容量规划特点

    WiMAX的容量规划主要内容是通过对用户类型及比例、用户数、业务类型的预测分析,得出网络容量需求,并计算出所需的基站个数。再与按照覆盖需求得到的基站个数进行平衡分析,最终可以得出实际所需的基站个数。进行WiMAX容量规划时应注意以下几个特点。

    2.1业务模型

    对各种业务特性进行分析研究是开展WiMAX多业务网络规划的基础。首先,系统的许多关键性能参数与业务特性直接相关,如覆盖容量指标等;其次,不同的WiMAX业务往往具有不同的特性。WiMAX业务种类繁多,一般可按QoS特征进行分类,WiMAX按不同的QoS类型划分的代表业务如表2所示。

    表2  WiMAX业务分类

    在进行系统容量预测时,需要建立业务分析模型,以预测单个用户的业务量情况。以下便给出一种业务预测参考模型:

    上(下)行忙时每用户数据吞吐量(bit/s)=[忙时会话次数×每次会话包含的数据呼叫次数×每次数据呼叫包含的平均数据量(bit)]/3600(s)

    其中,忙时会话次数=业务使用渗透率×(每月使用业务次数/30)×忙日不均衡系数×忙时集中系数

    注:忙时集中系数指全天总业务量与一天当中最忙的1h内的业务量的比率。

    为了保证用户在任何时段、任何地点都能通信畅通,无线网络的容量配置要考虑到满足小区忙时容量需求。当全天总业务量一定时,忙时集中系数越低,表明用户使用时间越集中,无线网络容量配置也就越大。

    2.2用户预测

    影响WiMAX用户规模的主要因素包括WiMAX网络的质量、终端设备的价格、业务的种类、业务的资费等。对运营商而言,尤其在WiMAX的发展初期,发展WiMAX的战略选择是影响其用户数量的最关键因素。

    WiMAX用户只是整个运营商用户群的一部分,在发展初期,其用户主要是从原有的其它业务网络用户渗透而来,并且,运营商的用户发展目标与其市场定位和发展策略密切相关。根据现有用户ARPU值的分布情况进行分类分析和预测,是较为可行的方法。

    2.3影响网络容量的因素

    影响WiMAX容量的因素主要有基站端发射功率、调制方式、邻区干扰、业务类型、终端性能、无线环境、用户分布等。

    WiMAX采用高效的无线资源管理技术、先进天线技术、小区分裂等来提高系统频谱效率,提高系统容量。

    在进行网络建设时主要的提高系统容量的方法就是增加基站小区,使每个扇区的可用子信道数量增加,从而增加基站容量。

    3、频率规划特点

    3.1频谱利用

    国际上现有的BWA(宽带无线接入)系统中已经较广泛被使用的频段主要有2.5GHz、3.5GHz和5.8GHz频段。3.5GHz频段是较常见的BWA许可管制频段,在所有BWA市场中占有最大的市场应用份额。另外,我国也把3330~3400MHz频段划分给了BWA实验系统使用,工作于TDD模式。

    鉴于我国目前2~6GHz频段划分及分配现状,WiMAX可能使用的目标频段有3.3GHz、3.5GHz等。802.16d商用设备基本都支持3.5GHz频段,支持3.3GHz的TDD设备研发稍微滞后,少数厂商具有支持5.8GHz频段的设备。

    3.2频率规划

    WiMAX为了应对无线信道在非视距情况下的复杂性,必须采用OFDM或OFDMA多载波调制技术,通过时间或子信道来区分用户。因此如何合理分配和复用有限的频段,而达到减少小区间、信道间的干扰是WiMAX频率规划需要解决的主要问题。

    对于WiMAX的应用,一般认为每个运营商最少需要2×21MHz(FDD方式)的频点,并在未来可以扩充到2×28MHz甚至更高。同时,针对潜在的多运营商的市场环境,还需要额外的频率保护间隔以屏蔽不同运营商之间的工作频点。在信道带宽的选择上,WiMAX各标准支持多种信道带宽,WirelessMANOFDM的可选带宽一般包括1.75/3.5/7/14MHz,其中又以3.5MHz信道带宽的应用最为普遍。

    WiMAX在频率复用模型上遵循普遍的无线网络规划模型,WiMAX的频点可被分成几个频点组再分配给小区使用,相邻小区不能使用同一频点组。同时,采用不同极化天线的方法可以进一步优化频率复用机制,水平极化和垂直极化交替模式可以使相邻小区得到较好的干扰隔离。

    WiMAX在本质上不采用CDMA技术,但是未来的SOFDMA(ScalableOFDMA)等增强型物理层技术可以进一步地提高频谱利用率,有可能实现频率复用系数为1。

    根据实测经验,建议WiMAX的频率规划遵循以下原则。

    (1)相邻小区不能采用同频或邻频;

    (2)同频复用最小距离为基站覆盖半径的1~2个倍程;

    (3)背向小区不能同频同极化,但可以使用邻频同极化或同频异极化以减小干扰。

    4、系统干扰分析

    4.1系统内干扰

    (1)同频、邻频干扰:WiMAX支持先进天线技术,例如AAS,可以给有用信号带来最大增益,有效地减少多径效应所带来的影响,同时达到对干扰信号删除和抑制的目的,从而获得SNR增益和减少同频、邻频干扰;

    (2)符号间干扰(ISI)和信道间干扰(ICI):由于无线信道存在时延扩展,并且高速数据流的符号宽度又相对较短,所以符号之间会存在较严重的ISI。WiMAX采用了OFDM/OFDMA技术,可以减轻由无线信道的多径时延扩展所产生的时间弥散性对系统造成的影响,同时最大限度地消除由于多径而带来的ISI和ICI;

    (3)TDD系统的特有干扰:若WiMAX系统采用TDD双工方式,则还会产生时隙间干扰、帧同步偏移干扰等TDD系统的特有干扰。为了降低干扰,TDD系统对同步的要求很高。

    4.2系统间干扰

    有源无线设备在发射有用信号的同时,由于器件本身的原因和滤波器带外抑制的限制,在它的工作频带外还会产生杂散、谐波、互调等无用信号,这些信号落到其它无线系统的工作频带内,就会对其形成干扰。

    在BWA的频段内,Wi-Fi以及支持多频段的SCDMA等其它无线接入系统容易对使用相同频段的WiMAX造成干扰。根据信息产业部颁布的《无线电发射设备型号核准检测检验依据》,与WiMAX之间可能会产生干扰的其它主要无线系统如表3所示,系统之间的实际干扰情况尚有待于试验验证。

[1]  [2]  [3]  编 辑:张翀
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