WiMAX無線接入系統(tǒng)的規(guī)劃方法

摘要 分析WiMAX無線接入系統(tǒng)與傳統(tǒng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)的差異,對WiMAX無線網(wǎng)絡(luò)的頻率規(guī)劃、干擾抑制分析、鏈路預(yù)算和容量分析等問題進行了闡述,為WiMAX無線接入網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃、工程設(shè)計和工程建設(shè)提供參考和幫助。

0、引言

寬帶無線接入技術(shù)作為下一代通信網(wǎng)中最具發(fā)展?jié)摿Φ慕尤爰夹g(shù)之一,正受到業(yè)界越來越多的關(guān)注。WiMAX作為新興的寬帶無線接入技術(shù),具有覆蓋范圍廣、傳輸帶寬大的特點,已經(jīng)成為電信業(yè)普遍關(guān)注的熱點。尤其是WiMAX標準的下一版本802.16e可以同時支持固定和移動寬帶無線接入,可支持車載高速移動終端。事實上,在中國3G牌照未明的情況下,包括移動、網(wǎng)通在內(nèi)的中國四大電信運營商都在對WiMAX進行測試。因此,WiMAX無線接入系統(tǒng)的組網(wǎng)問題及網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方法將成為一個重要的課題。

1、WiMAX網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及特點

WiMAX無線接入系統(tǒng)主要由中心站和客戶端兩部分組成。WiMAX中心站設(shè)備為二層設(shè)備,可以通過標準的IEEE 802.3 Ethernet 10/100 BaseT接口與交換機相連,其數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)通過IP城域網(wǎng)承載,語音業(yè)務(wù)通過NGN軟交換承載,與Internet、PLMN和PSTN等網(wǎng)絡(luò)進行業(yè)務(wù)交互?蛻舳送ㄟ^無線信號與中心站相連,客戶端下連數(shù)據(jù)設(shè)備提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),下連IAD(綜合接入設(shè)備)提供語音業(yè)務(wù)。WiMAX系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)框圖見圖1。

圖1 WiMAX無線接入系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

WiMAX無線接入系統(tǒng)是一種點對多點系統(tǒng),以蜂窩模式覆蓋多個扇區(qū)。與傳統(tǒng)的GSM和CDMA蜂窩網(wǎng)絡(luò)相比,WiMAX無線接入系統(tǒng)有其自身獨特的特點:

WiMAX無線網(wǎng)絡(luò)與GSM、CDMA不同,每個小區(qū)只有一個載頻,每個小區(qū)使用不同的載頻進行頻率復(fù)用;

與CDMA技術(shù)不同,WiMAX技術(shù)在物理層采用TDMA和OFDM技術(shù)相結(jié)合,沒有呼吸效應(yīng);

WiMAX無線接入系統(tǒng)的客戶端CPE與其他移動終端不同,其定向天線只有13°,具有很強的方向性;

客戶端CPE的高度與移動終端不同,其高度是變化的,且相差很大;

WiMAX技術(shù)與GSM和CDMA網(wǎng)絡(luò)不同,上下行采用多種調(diào)制方式,且不同的調(diào)制方式能夠提供不同的吞吐量,采用何種調(diào)制方式由信號場強和C/I共同決定;

與CDMA可以提供多種業(yè)務(wù)速率不同,對于某個具體的客戶端而言,其吞吐量是固定不變的;

我國在3.5G頻段用于固定無線接入的頻率資源僅為10.5MHz帶寬,WiMAX每個頻點帶寬為3.5MHz,故只有3個頻點,頻率資源相對較少。

由于WiMAX與GSM、CDMA技術(shù)有很多不同之處,因此,WiMAX網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃方法也有其自身的特點。在大范圍組網(wǎng)進行全面覆蓋時,其頻率規(guī)劃和干擾抑制在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃過程中占有極其重要的地位。為了提高小區(qū)吞吐量,需在覆蓋場強不變的前提下,最大程度的降低干擾,合理的分配頻率資源,是WiMAX網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的重點。

2、頻率規(guī)劃策略

2.1 頻率規(guī)劃原則

設(shè)計初期,確定合理的扇區(qū)極化方向,當網(wǎng)絡(luò)升級擴容時,扇區(qū)天線極化方向不變,以前的客戶端不需要變化;

相鄰扇區(qū)最好使用不同頻率,當無法避免使用相同頻率時,可以考慮采用極化隔離+方向隔離來達到隔離度的要求;

載波帶寬和調(diào)制方式對系統(tǒng)性能有著很大的影響,因此,選擇適當?shù)妮d波帶寬及調(diào)制技術(shù)十分關(guān)鍵;

根據(jù)干擾源的距離、方位以及天線的方向圖等計算信噪比,從而配置合適的頻點、極化方式和復(fù)用次數(shù);

隨著用戶接入帶寬需求的增加,可通過采用中心站扇區(qū)分裂方式,提高單中心站的容量,提高投資效益。

綜合各種有利因素,如合理的頻率復(fù)用方案、相鄰扇區(qū)間用戶的合理劃分、單載頻內(nèi)業(yè)務(wù)合理復(fù)用等,以使網(wǎng)絡(luò)在使用頻率資源最省的情況下,達到最大程度的用戶需求。

2.2 頻率復(fù)用方案

由于WiMAX無線接入系統(tǒng)可用的頻率資源很少,所以頻率規(guī)劃是WiMAX網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中重要的問題。根據(jù)上述降低干擾的方法以及頻率規(guī)劃原則,可以有如下幾種頻率復(fù)用方式:

采用120°定向天線,每個站址使用3個扇區(qū)進行覆蓋,這種方式適用于業(yè)務(wù)量較小的郊區(qū)(見圖2)。

圖2 三扇區(qū)定向覆蓋

采用90°定向天線,每個站址使用4個扇區(qū)進行覆蓋,這種方式適用于業(yè)務(wù)量較大的一般城區(qū)(參見圖3)。

圖3 扇區(qū)定向覆蓋

采用60°定向天線,每個站址使用6個扇區(qū)進行覆蓋,這種方式適用于業(yè)務(wù)量大的密集市區(qū)(參見圖4)。

圖4 六扇區(qū)定向覆蓋


掃碼關(guān)注5G通信官方公眾號,免費領(lǐng)取以下5G精品資料
  • 1、回復(fù)“YD5GAI”免費領(lǐng)取《中國移動:5G網(wǎng)絡(luò)AI應(yīng)用典型場景技術(shù)解決方案白皮書
  • 2、回復(fù)“5G6G”免費領(lǐng)取《5G_6G毫米波測試技術(shù)白皮書-2022_03-21
  • 3、回復(fù)“YD6G”免費領(lǐng)取《中國移動:6G至簡無線接入網(wǎng)白皮書
  • 4、回復(fù)“LTBPS”免費領(lǐng)取《《中國聯(lián)通5G終端白皮書》
  • 5、回復(fù)“ZGDX”免費領(lǐng)取《中國電信5GNTN技術(shù)白皮書
  • 6、回復(fù)“TXSB”免費領(lǐng)取《通信設(shè)備安裝工程施工工藝圖解
  • 7、回復(fù)“YDSL”免費領(lǐng)取《中國移動算力并網(wǎng)白皮書
  • 8、回復(fù)“5GX3”免費領(lǐng)取《R1623501-g605G的系統(tǒng)架構(gòu)1
  • 本周熱點本月熱點

     

      最熱通信招聘

      最新招聘信息