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固定寬帶無線接入網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)發(fā)展( 二 )

云知道


三、非視線傳輸應(yīng)予認(rèn)真對(duì)待
為了推廣固定無線接入網(wǎng)的應(yīng)用以及擴(kuò)展無線接入的頻帶寬度和傳送數(shù)據(jù)速率，絕不能將固定無線接入局限于LOS，而是應(yīng)該結(jié)合實(shí)際情況容許較多用戶與基站之間利用非視線傳輸NLOS 。據(jù)最新國(guó)際期刊報(bào)道：典型的NLOS-FWA要求具有傳送數(shù)據(jù)速率達(dá)到6Mbit／s，頻譜利用效率應(yīng)為2bit／s?Hz，而傳輸覆蓋距離對(duì)于屋頂大線應(yīng)該達(dá)到10km，墻壁大線5km，室內(nèi)天線3km，它們的傳輸性能應(yīng)該與有線網(wǎng)的DSL相仿，可靠性達(dá)0.999 。
不論上行或下行線路，其頻譜利用效率是指每一基站BTS、每赫茲的每秒比特?cái)?shù)：SE＝rM／kB，式中M表示每一射頻通路的平均傳送量、比特?cái)?shù)，r為前向糾錯(cuò)碼的碼速，因此，rM就是用戶接入媒介時(shí)的有效傳送量 。這樣的傳送量與實(shí)際無線通路的性能，路程損耗、發(fā)送功率、噪音程度等因素有關(guān) 。式中B代表通路帶寬，包括保護(hù)頻帶，K代表空間再用因數(shù)，決定于基站數(shù)多少 。這樣，每一小區(qū)的覆蓋應(yīng)該各有自己的SE 。每個(gè)基站如增加分區(qū)數(shù)，各自使用不同的射頻通路，就可能加大通路傳輸量，從而改善其頻譜效率 。上行與下行線路兩者比較，下行線路因與Internet應(yīng)用有關(guān)，而認(rèn)為更重要，但上行線路可以同樣計(jì)算，以保證合乎性能要求 。
小區(qū)的覆蓋面應(yīng)該保證能對(duì)區(qū)內(nèi)大多數(shù)用戶可靠地服務(wù) 。實(shí)際上，可靠性應(yīng)該有兩種，即覆蓋可靠性和通路可靠性 。全區(qū)以內(nèi)應(yīng)該有較多的，例如90％的用戶獲得最小必要的通路可靠性 。所謂通路可靠性，是指通路的最大的故障概率，如數(shù)分組差錯(cuò)量在一定時(shí)間內(nèi)超過預(yù)定值，就算是發(fā)生故障 。對(duì)于Internet應(yīng)用，如按照TCP／IP規(guī)約運(yùn)行，則通路可靠性可從IP分組傳輸統(tǒng)計(jì)求得 。
在NLOS-FWA中，無線通路的性能經(jīng)常采用信號(hào)與噪聲及干擾之比（SINR）表示 。這意味著任一接收機(jī)天線都應(yīng)滿足預(yù)定的SINR要求 。這當(dāng)然與無線通路傳播發(fā)生的衰落現(xiàn)象密切相關(guān)，因此無線大線裝置常用分集制，以便把握和減小時(shí)延差的發(fā)生 ?？偟膩碚f，應(yīng)當(dāng)采取各種必要的現(xiàn)實(shí)措施，或是設(shè)法使k減得最小，或是使rM最大，以獲取最大的頻譜利用效率SE 。
四、固定無線接入網(wǎng)新技術(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(jiǎn)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，確保滿足的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(zhǎng)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(zhǎng)，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 。

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