新型固定無線接入網(wǎng)技術(shù)綜合說明
固定無線接入網(wǎng)有很多值得學(xué)習(xí)的地方,這里我們主要介紹新型固定無線接入網(wǎng)技術(shù)。如上所述,下一代固定無線接入網(wǎng)將是采用非視線傳輸NLOS,這要求較高的系統(tǒng)性能,相應(yīng)地,必然需要利用較新的技術(shù)。
簡單他說,物理層(PHY)將利用多付天線,實(shí)施分集傳送和空間復(fù)用,并將利用不受時(shí)延差影響的調(diào)制方式,以便調(diào)制解調(diào)過程在信道受到損害時(shí)仍能有效地進(jìn)行。而在媒介接入控制層(MAC),線路上實(shí)行重新發(fā)送和自適應(yīng)調(diào)制以對(duì)付較高且變化多的誤碼率。總的目的是提高正確傳送數(shù)據(jù)速率的能力。
首先,用戶端與基站之間利用自動(dòng)請(qǐng)求重發(fā)與分段的設(shè)施,即根據(jù)ARQF(自動(dòng)請(qǐng)求重發(fā)分片)規(guī)約,除了以IP為基的ARQ(自動(dòng)請(qǐng)求重發(fā))以外,還有把分組數(shù)據(jù)再分段的措施,分成原子式數(shù)據(jù)單元(ADU,atomic or elementary data unit),其優(yōu)點(diǎn)是在數(shù)據(jù)傳送過程中,如分組發(fā)生誤差的話,只需重發(fā)該分組的小部分,就可以消除該分組的誤差,確保滿意的TCP/IP性能。其次,新的固定無線接入網(wǎng)將采用自適應(yīng)調(diào)制與編碼技術(shù)使用戶傳送的數(shù)據(jù)速率能與信道的SINR和衰落程度相適應(yīng)。這在移動(dòng)通信蜂窩網(wǎng)曾經(jīng)成功地使用過。對(duì)于一般的數(shù)據(jù)速率,自適應(yīng)調(diào)制可以利用二相和四相介移相鍵控(BPSK、QPSK)。對(duì)于較高數(shù)據(jù)速率,則采用64QAM或256QAM的正交調(diào)幅。前者可使用戶數(shù)據(jù)能夠傳送至較遠(yuǎn)的基站,仍不受干擾的損害。后者則可藉以提高頻譜利用率。
新型天線包含多付天線、附有智能的信號(hào)處理和編碼技術(shù)。它們不僅用于每一基站,也同樣安裝在用戶端。所以說,新的固定無線接入網(wǎng)必然普遍裝用新型天線。而且,這種新型多付天線利用空間分集式(SD,Spatial Diversity),每一天線不會(huì)同時(shí)受到衰落的危害;它們加大陣列增益,而且改善通信系統(tǒng)的信噪比,由2-3付天線的空間分集,就可能比單獨(dú)大線得到10-15dB的改善。這些情況表明新型天線用了空間分集,可能擴(kuò)展覆蓋距離和便于頻率再利用,又可能藉以降低功率放大器的成本和延長便攜機(jī)中干電池的壽命。曾經(jīng)對(duì)這樣的新型固定無線接入系統(tǒng)做過實(shí)際測(cè)試,從結(jié)果得知,如每付天線相隔0.5-1個(gè)波長,就可能獲得空間分集增益。例如在載波頻率2.5GHz的情況下,天線間隔6~12cm就有明顯好處。如利用雙極化天線,則天線間隔的要求降低。
在無線線路的兩端,可以考慮各使用多付天線,藉以提高無線傳送信號(hào)的數(shù)據(jù)速率。這意味著,適當(dāng)利用空間復(fù)用技術(shù)(SM,Spatial Multiplexing),有可能帶來益處,由于固定無線接入系統(tǒng)往往需要傳送較高的數(shù)據(jù)速率,空間復(fù)用措施很合乎需要。收發(fā)兩端各設(shè)置幾付天線,應(yīng)該沒有多大困難,但可指望取得明顯的復(fù)用效果,例如發(fā)送端和接收端各設(shè)置3付發(fā)送天線和3付接收天線,可能指望獲得3倍的頻譜利用效率。舉個(gè)例子,一個(gè)高數(shù)據(jù)速率信號(hào)在發(fā)蟑端按照數(shù)碼間隔序列分成3個(gè)較低數(shù)據(jù)速率的信號(hào),各自經(jīng)過調(diào)制,由3付天線發(fā)送。到了對(duì)方接收端,由3付天線接收,各自經(jīng)過解調(diào),最后合并為一個(gè)高速率信號(hào)。這樣的分集復(fù)用方案,可在預(yù)定的SINR實(shí)行。在很多實(shí)際情況下,空間分集SD和空間復(fù)用SM兩種方式結(jié)合使用,會(huì)得到最好的效果。
除了上述的空間分集SD,還可考慮利用頻率分集(FD,F(xiàn)requency Diversity)和時(shí)間分集(TD,Time Diversity)的技術(shù)。多載波正交頻分多路(OFDM,Orthogonal FDM)系統(tǒng)就是由多路窄帶的正交副載波同時(shí)傳輸,近年已有一些實(shí)際應(yīng)用,證明有良好效果。本文前面曾提到的ARO見就是屬于時(shí)間分集,已在有些固定無線接入網(wǎng)正式使用,表明對(duì)克服無線電波衰落引起的損害有一定好處。從實(shí)際性能測(cè)試的結(jié)果得知:適當(dāng)利用分集技術(shù)和自適應(yīng)調(diào)制技術(shù),對(duì)于非視線傳輸?shù)墓潭o線接入網(wǎng)確有明顯的有益作用。用戶端裝置的天線不必精確對(duì)準(zhǔn)基站,而是可以采用較寬束射的天線;由此引起的多途徑影響,可以由AROF和分集技術(shù)來解決,得到滿意的使用結(jié)果。

















