中兴构建短平快精的WiMAX网络

摘要：本文论述了在不同基础设施、不同应用环境的前提下，快速、经济地提供可用的WiMAX精品网络，保障运营商的投资回报以及WIMAX技术的快速市场化部署。

关键词：Indoor Coverage  OFDMA  WiMAX

正文：

　  在竞争激烈的固定和移动接入市场中，WiMAX正越来越多地受到运营商的重视和采用，这不仅因为WiMAX采用了下一代无线核心技术OFDMA和MIMO，还得益于WiMAX具备完善和强大的端到端产业链和市场机会。截至2008年7月底WiMAX论坛副主席Mohammad Shakouri表示，全球一共是118个国家/地区部署了305个WiMAX网络。根据WCDMA 3G网络建设的经验数据表明，绝大部分的用户行为发生在室内，WCDMA的室内覆盖问题在建设过程中逐渐暴露和得到重视。WiMAX的生存环境更加严峻，必须面临已有3G 网络技术的竞争，同时后续面临下一代LTE技术的挑战，因此WiMAX网络建设从一开始必然就将直接面临如何改善室内覆盖质量的难题。

一．运营商面临的WiMAX部署问题

WiMAX覆盖需要解决的场景比较丰富，如下图所示：包含室外宏蜂窝覆盖、办公大楼、居民区、城市热点、地下、小区边缘、大楼阴影和街道峡谷、移动车辆等场景；大部分场景是需要通过室内覆盖的增强方式来解决和改善网络质量的。

部署WiMAX网络的运营商有多种类型：包含新兴运营商、固网运营商、Cable运营商、传统的2G/3G移动运营商等。

面临的共性问题是：

（1）　　  尽可能减少室内覆盖的站点数量：如何尽可能改善和提升室外宏蜂窝网络的覆盖质量也是所有运营商面临和需要解决的问题。

（2）　　  WiMAX是TDD系统，为了降低基站之间、终端之间的干扰，需要严格保障系统之间同步；目前较通用的方式是每个室内基站安装和配置一套GPS天馈系统；直接导致的问题是安装和工程施工量巨大，带来运维成本的增加。

（3）　　  在网络建设初期，主要是需要解决和提升WIMAX信号的覆盖质量；在部分商业区域，随着用户习惯的培养，后期对于室内覆盖的容量和扩容提出较高的扩展性要求。这是传统的室内分布系统不能够解决的。

（4）　　  室内部署可用传输资源的多样化：固网运营商，在大楼内一般有以太网或者光纤资源可用；Cable运营商，在大楼内一般只有Cable资源可用；新兴运营商，在较后一公里，基本上很难获取到有线资源，在大楼内部更是如此；传统的2G/3G移动运营商，情况各不一样，好的可能部分站点资源有部分可用的传输资源比如FE、E1/T1可用，差的情况下可能传输资源远不能满足WIMAX数据承载的需求。

（5）　　  网络规划问题，需要解决干扰问题和网络优化问题。网络规划和优化需求，会带来网络维护和管理的成本增加。

二．覆盖优良较优的室外网络

移动网络建设经验数据表明，无线接入侧设备的成本占据整网建设成本的30%；配套的传输、铁搭、电源、基建等才是运营商的较大投资。因此如何减少基站站点部署的数量也是WIMAX网络建设的重中之重。提高室外网络的覆盖质量有多种方式：

（1）　　  多天线技术的采用；目前WiMAX 802.16e标准支持MIMO和BF两种主流技术，支持的典型配置天线数量为2T2R和4T4R；对于移动应用场景，以及游牧式的固定接入场景，根据链路预算，绝大部分情况下是上行链路受限，因此如何提升上行链路的接收性能是关键。基站侧采用2T4R和4T8R配置可以大大降低站点数量。

（2）　　  FFR技术的引入：目前WiMAX网络部分运营商可用的频点数为3*10MHz或者是3*5MHz，甚至更少。在组建连续的WiMAX覆盖网络时，存在较大的越区干扰，一般小区干扰边界会抬升3dB以上。FFR技术采取内外环用户采用不同频率复用的方式，参见下图，外环（下图的紫、绿和蓝色填充部分）采取部分子信道频分的方式降低越区干扰，内环（下图白色部分）采取全部子信道的方式提升频谱效率。

（3）　　  Beamforming（缩称BF）技术的引入：BF采用空间技术减少上行和下行的干扰，也是干扰消除技术的重要部分。

三．短平快精的WiMAX室内覆盖解决方案

根据3G移动运营商在室内站点建设的经验，传输、时钟和工程部署是较大的挑战。如何构建短平快精的WiMAX室内覆盖网络，ZTE提供如下解决方案和技术：

（1）　　　 WiMAX室内基站产品提供灵活的传输接口配置：对于固网和Cable运营商，充分利用已有的DSL、以太网、光纤和Cable布线资源，基站直接支持相应的传输接口集成；对于室内无法获取其他线缆的区域，可以利用较基本的电力线作为传输介质。

（2）　　　 对于新兴运营商或者是无法获取有线资源的站点，可以采取部署带802.16e自传输功能的基站，以及802.16j标准的中继站。

（3）　　　 对于室内部署的Pico BS以及Femto BS，采取ToP技术（参见下图的ToP Server网元实体），通过分组网络传输和恢复GPS时钟同步信息，解决大量部署和安装GPS的室内工程施工和信号覆盖问题。目前已有的工业标准主要是IEEE1588协议，定义了信号流和信号传输框架，但是具体的性能和实现关键在时钟恢复算法。ToP技术需要适配不同传输介质的特性，满足WiMAX网络建设的同步需求。

（4）　　　 对于容量要求较高的区域，可以部署支持多载频的Pico BS，或者是分布式的BBU和Pico RRU组合方式，在网络建设初期，解决网络覆盖问题，后期通过基带容量扩展解决后期的用户增长需求。在网络规划时，采取初期一步规划，分期实施的策略和方案，满足网络建设周期的用户需求。

（5）　　　 室内覆盖的Pico Cell支持灵活的子载波分配和组网方式，支持FFR技术，支持对于邻区信号的测量和频率调整和优化，保障室内覆盖的干扰降低到较小程度。

四．结束语

通过降低干扰，结合多天线技术的引入，拓展和提升室外网络的覆盖性能，降低室外基站部署的数量，加速网络建设的周期，为WiMAX宏观建设奠定基石。室内网络建设充分利用已有的传输资源，结合无线自传输和relay标准，就地取材，采用分组传输网络解决GPS部署的难点，同时结合宏基站的干扰消除技术，降低了网络建设的基建成本，有利于快速经济地建设无所不在的WiMAX精品网络。

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