三、非视线传输应予认真对待
为了推广固定无线接入网的应用以及扩展无线接入的频带宽度和传送数据速率,绝不能将固定无线接入局限于LOS,而是应该结合实际情况容许较多用户与基站之间利用非视线传输NLOS 。据最新国际期刊报道:典型的NLOS-FWA要求具有传送数据速率达到6Mbit/s,频谱利用效率应为2bit/s?Hz,而传输覆盖距离对于屋顶大线应该达到10km,墙壁大线5km,室内天线3km,它们的传输性能应该与有线网的DSL相仿,可靠性达0.999 。
不论上行或下行线路,其频谱利用效率是指每一基站BTS、每赫兹的每秒比特数:SE=rM/kB,式中M表示每一射频通路的平均传送量、比特数,r为前向纠错码的码速,因此,rM就是用户接入媒介时的有效传送量 。这样的传送量与实际无线通路的性能,路程损耗、发送功率、噪音程度等因素有关 。式中B代表通路带宽,包括保护频带,K代表空间再用因数,决定于基站数多少 。这样,每一小区的覆盖应该各有自己的SE 。每个基站如增加分区数,各自使用不同的射频通路,就可能加大通路传输量,从而改善其频谱效率 。上行与下行线路两者比较,下行线路因与Internet应用有关,而认为更重要,但上行线路可以同样计算,以保证合乎性能要求 。
小区的覆盖面应该保证能对区内大多数用户可靠地服务 。实际上,可靠性应该有两种,即覆盖可靠性和通路可靠性 。全区以内应该有较多的,例如90%的用户获得最小必要的通路可靠性 。所谓通路可靠性,是指通路的最大的故障概率,如数分组差错量在一定时间内超过预定值,就算是发生故障 。对于Internet应用,如按照TCP/IP规约运行,则通路可靠性可从IP分组传输统计求得 。
在NLOS-FWA中,无线通路的性能经常采用信号与噪声及干扰之比(SINR)表示 。这意味着任一接收机天线都应满足预定的SINR要求 。这当然与无线通路传播发生的衰落现象密切相关,因此无线大线装置常用分集制,以便把握和减小时延差的发生 。总的来说,应当采取各种必要的现实措施,或是设法使k减得最小,或是使rM最大,以获取最大的频谱利用效率SE 。
四、固定无线接入网新技术
如上所述,下一代固定无线接入网将是采用非视线传输NLOS,这要求较高的系统性能,相应地,必然需要利用较新的技术 。简单他说,物理层(PHY)将利用多付天线,实施分集传送和空间复用,并将利用不受时延差影响的调制方式,以便调制解调过程在信道受到损害时仍能有效地进行 。而在媒介接入控制层(MAC),线路上实行重新发送和自适应调制以对付较高且变化多的误码率 。总的目的是提高正确传送数据速率的能力 。
首先,用户端与基站之间利用自动请求重发与分段的设施,即根据ARQF(自动请求重发分片)规约,除了以IP为基的ARQ(自动请求重发)以外,还有把分组数据再分段的措施,分成原子式数据单元(ADU,atomic or elementary data unit),其优点是在数据传送过程中,如分组发生误差的话,只需重发该分组的小部分,就可以消除该分组的误差,确保满足的TCP/IP性能 。其次,新的固定无线接入网将采用自适应调制与编码技术使用户传送的数据速率能与信道的SINR和衰落程度相适应 。这在移动通信蜂窝网曾经成功地使用过 。对于一般的数据速率,自适应调制可以利用二相和四相介移相键控(BPSK、QPSK) 。对于较高数据速率,则采用64QAM或256QAM的正交调幅 。前者可使用户数据能够传送至较远的基站,仍不受干扰的损害 。后者则可藉以提高频谱利用率 。
新型天线包含多付天线、附有智能的信号处理和编码技术 。它们不仅用于每一基站,也同样安装在用户端 。所以说,新的固定无线接入网必然普遍装用新型天线 。而且,这种新型多付天线利用空间分集式(SD,Spatial Diversity),每一天线不会同时受到衰落的危害;它们加大阵列增益,而且改善通信系统的信噪比,由2-3付天线的空间分集,就可能比单独大线得到10-15dB的改善 。这些情况表明新型天线用了空间分集,可能扩展覆盖距离和便于频率再利用,又可能藉以降低功率放大器的成本和延长便携机中干电池的寿命 。曾经对这样的新型固定无线接入系统做过实际测试,从结果得知,如每付天线相隔0.5-1个波长,就可能获得空间分集增益 。例如在载波频率2.5GHz的情况下,天线间隔6~12cm就有明显好处 。如利用双极化天线,则天线间隔的要求降低 。
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