WiMAX無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃

摘要　本文結(jié)合WiMAX的技術(shù)特性，主要探討了IEEE 802.16d和802.16e無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋、容量和頻率規(guī)劃特點(diǎn)，并分析了WiMAX的系統(tǒng)干擾，為運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)提供了參考與建議。

WiMAX是一項(xiàng)新興的寬帶無線接入技術(shù)，能提供面向互聯(lián)網(wǎng)的高速連接，信號(hào)理論傳輸距離最遠(yuǎn)可達(dá)50km。WiMAX還具有QoS保障、傳輸速率高、業(yè)務(wù)豐富多樣等優(yōu)點(diǎn)。WiMAX的技術(shù)起點(diǎn)較高，采用了代表未來通信技術(shù)發(fā)展方向的OFDM/OFDMA、AAS等先進(jìn)技術(shù)，隨著技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展，WiMAX將逐步實(shí)現(xiàn)寬帶業(yè)務(wù)的移動(dòng)化，而3G則將實(shí)現(xiàn)移動(dòng)業(yè)務(wù)的寬帶化，兩種網(wǎng)絡(luò)的融合程度將會(huì)越來越高。

WiMAX與3G無線網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃流程比較相似，如圖1所示。

圖1　WiMAX無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃流程

與3G無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃相比，WiMAX預(yù)規(guī)劃階段的覆蓋、容量規(guī)劃，和詳細(xì)規(guī)劃階段的頻率規(guī)劃、系統(tǒng)干擾分析等最具代表性。

1、覆蓋規(guī)劃特點(diǎn)

WiMAX的覆蓋規(guī)劃主要內(nèi)容為：通過鏈路預(yù)算得出各類型業(yè)務(wù)的覆蓋半徑和基站覆蓋面積，再根據(jù)運(yùn)營(yíng)商的無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋策略，得出在目標(biāo)覆蓋區(qū)域內(nèi)的基站需求數(shù)目。進(jìn)行WiMAX覆蓋規(guī)劃時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)特點(diǎn)。

1.1　影響鏈路預(yù)算的因素

由于無線信道環(huán)境的復(fù)雜性，IEEE 802.16系列標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)際覆蓋半徑從幾公里至十幾公里不等。在進(jìn)行無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和設(shè)計(jì)時(shí)都需要進(jìn)行鏈路預(yù)算以得到合理的無線覆蓋預(yù)測(cè)結(jié)果。與3G業(yè)務(wù)相似，WiMAX能夠提供豐富的話音和數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)，其上、下行業(yè)務(wù)量是非對(duì)稱的，鏈路預(yù)算時(shí)也必須計(jì)算兩個(gè)不同方向的值。

影響WiMAX覆蓋的因素主要有以下兩點(diǎn)。

1.1.1　載波帶寬和調(diào)制方式的多樣性

IEEE 802.16系列標(biāo)準(zhǔn)載波帶寬及調(diào)制方式如表1所示。

表1　IEEE 802.16系列標(biāo)準(zhǔn)載波帶寬及調(diào)制方式

由表1可知，WiMAX支持多種編碼調(diào)制方式與編碼速率的組合。根據(jù)接收機(jī)靈敏度方程，調(diào)制階數(shù)越高時(shí)，對(duì)SNR的要求越高，接收機(jī)靈敏度越低；載波帶寬越寬時(shí)，接收機(jī)靈敏度也越低。而接收機(jī)靈敏度越低，上行允許最大路徑損耗就相應(yīng)減少，覆蓋距離和覆蓋面積也減小了。由此可見，WiMAX的編碼調(diào)制方式和載波帶寬的選擇與基站覆蓋面積相關(guān)聯(lián)。

當(dāng)載波帶寬一定時(shí)，64QAM-3/4調(diào)制方式下的基站接收機(jī)靈敏度比BPSK-1/2調(diào)制方式下的靈敏度低18dB左右；當(dāng)調(diào)制方式一定時(shí)，7MHz帶寬下的基站接收機(jī)靈敏度比1.75MHz帶寬下的靈敏度低6dB左右。

在實(shí)際應(yīng)用中，WiMAX一般采用AMC（自適應(yīng)調(diào)制編碼），以保證在覆蓋區(qū)域內(nèi)SS能夠根據(jù)無線環(huán)境的不同選擇合適的調(diào)制方式，從而成功實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)接入。WiMAX調(diào)制方式的不同對(duì)覆蓋范圍的影響，可以作為覆蓋規(guī)劃的重要參考依據(jù)。

1.1.2　新技術(shù)帶來的影響

WiMAX協(xié)議提供實(shí)現(xiàn)AAS（智能天線）、MIMO（多輸入多輸出）和STC（空時(shí)編碼）等增強(qiáng)型天線技術(shù)的途徑，以應(yīng)對(duì)NLOS造成的深衰落，提高了WiMAX無線數(shù)據(jù)的傳輸能力。