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固定宽带无线接入网设计初探

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固定宽带无线接入网设计初探
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引言
        随着3G技术的成熟和推广，全球移动网正稳步向3G网络演进;同时近年来宽带互联网技术和业务的迅猛发展正持续引导宽带无线接入应用的需求增长，而3G或者LTE尚未成为这一应用的主角。业界惯称的“宽带无线接入（BWA）”是指从IEEE、ETSI等标准规范的特征分类出发的系列无线接入技术，是从有线的“宽带接入”术语的延展.这些接入技术包括以下几种。
        a） 主要面向个人无线通信(WPAN）的超宽带UWB技术,IEEE标准组织中由802.15工作组负责，如蓝牙,WPAN一般不涉及网络设计和运营，以最终产品形式直接由个人使用。
        b） 区域宽带无线接入WLAN和WMAN,代表性的产业联盟有Wi-Fi、WiMAX、McWiLL R4，依循的主流标准分别为IEEE 802。11和802.16。
        c) 以移动性MBWA为特征的广域网WWAN，包括IEEE 802.20和WCDMA、CDMA2000、TD-SCDMA等蜂窝移动网技术标准。也有把802。16e列入MBWA的分法，ITU于2007年10月正式接受WiMAX为3G无线接入标准之一。我国自主研发的基于SCDMA技术的McWiLL R5版本也是针对高速移动下的无线宽带接入应用,目前处于系统测试阶段.
　　      IEEE 802。20技术还在制订完善，传统蜂窝移动网的设计为我们熟知；与WPAN相比，“b）”主要采用固定宽带无线接入技术（FBWA）,需要专门机构来建设运营，需在公共环境部署通信设施并面向普遍服务,也不妨称之为“公众宽带无线接入”。
　　      公众宽带无线接入是否比IMT—2000技术在无线互联网事业中更具优越性？目前存在正反两方面的观点。从而我们有机会尝试BWA和3G多种技术网络的设计与研究实践。本文中,笔者基于网络建设项目的现实环节，主要论述了固定宽带无线接入网络通用的设计思路和方法。
1   建设背景分析
1。1  设计特征与背景分析需求
        对通信设计的个例，项目背景分析都很重要，新技术应用设计则须注意与之前惯例设计的分析思路和方法差别。与移动网设计对比,BWA网络设计应充分重视其数据业务的特征和需求分析，根据场景选用合理的论证和描述方式。对MBWA之前的无线接入应用业务，应更接近有线数据业务，而非移动网数据业务的状态描述模式。
      　　城域IP网络（下称城域网)中无线接入的LMDS和MMDS部分设计方法比较接近，但城域网建设时期，无线接入的对象主要为有线接入不便的少数特定的楼宇、单位或小区，无线链路简单、客户带宽需求相对明确——业务营销中无线接入与城域网有线数据业务统一，客户主要以固定带宽租用形式订制宽带服务；客户端都有安装于建筑物顶平台的固定接入装置。现在建设的无线城域网或局域网，在项目本身的层面上是无线接入手段为主、无线接入方式独立组网；业务应用也走向更多的普遍服务和个人自由接入,从而业务模式与之前DSL服务等级的专线接入发生了很大的变化；客户接入点除了专用的网络设备，也有大量位置不固定的个人电脑、手机等终端，用户和业务行为的不确定因素增大,无线链路组织及其时间、地点分布都趋于复杂，业务需求的规模和品质描述、设计保障难度加大。
      　　而在传统蜂窝移动通信网向下一代的演进中，尽管也以高速数据业务提供为特征，建网思路上与BWA仍有根本的差别。通常连续覆盖是PLMN构造的出发点，对数据业务的非连续覆盖部署只对数据承载信道和载频而言，网络基础覆盖保持连续，且至少在某一载扇中认为业务是均匀分布的;BWA网络在MBWA之前限于固定、游牧、便携和简单移动方式接入，是基于空间离散的有线宽带接入用户模式延伸，用户方位相对明确,业务模型却难以以网格单元为单位统一描述。
　　      BWA网络需要各接入站点逐站个性地分析部署，其目标是区域内用户业务的有效、合理的覆盖,可以说是有需求的业务或者规划业务的连续覆盖,而非无线信号的连续覆盖.因而网络设计中对覆盖对象、建设背景的分析尤为重要。
1.2  背景分析要素
　　      建设背景方面需要调研和分析的信息通常包括以下几点。
        a） 覆盖场点分析。如场点地理位置、占地/建筑面积、场点性质（企业/政务机构/教学/住宅/文体娱乐场所/交通设施、办公楼/厂房/居民住宅/校园教学区或校舍/体育场馆/轨道交通站点等）、场点通信配套现状。
        b） 场所用户和业务分类分布。一个目标场点往往由多个功能区组成,或者具有不同的用户密度、业务需求和行为特征；不同区域可能又具有不同的建筑/构筑/地貌特征，造成不同的无线传播场景；这些都要求站点做适应性的覆盖设计，应根据项目实际给出有效的用户分类和业务分布分析。
        c） 建设策略。根据覆盖场点分析、用户分类和业务分布分析，结合建设单位的竞争力特征和战略定位，给出场所业务开展和网络部署的策略建议.
        下面对上述的后2点举例说明。
　　      拟对某科技园区做无线宽带接入覆盖，调研其已招商入住各类高新科技企业100多家，其中软硬件开发类企业约占企业总数的36％，系统集成、网络技术、产品销售类企业各占18％左右，另外主要是个别的培训机构及事业单位。园区主要由3幢楼宇组成,其中1号楼共10层，1~3层为小型销售型企业，每户租用1~2个单元；4～9层为中型及以上技术开发类企业，每户占据半个楼层到2个楼层，第10层为物业办公和大楼机房.3号楼底楼为营业厅、2楼为园区餐厅等等。通常还应给出相应的空间分布图示。
　　      关于用户业务行为的分类，在蜂窝移动通信的数据业务设计中已很多见，只是注意业务分类结合BWA规范定义的类型，这与2.5G、3G的数据业务描述是相区别的，具体将在后面技术分析的业务服务等级中再谈。通过用户分类和比例分布汇总最终获得区域的数据带宽需求；现实中各种不确定因素导致一时往往难以给出准确的预测和论证，如用户尚未完全入住、行为不确定等，则可结合同类市场信息、覆盖场所规划和建设方业务计划筹划给出接入规模.表1示出的是一个共入住100家左右企、事业单位的办公、生产用楼宇的规划设计接入带宽。本文为互联网收集，请勿用作商业用途本文为互联网收集，请勿用作商业用途

　      假设以上单位无线带宽取定时已经考虑了冗余，此外考虑核心网交换机端口容量，建议无线接入总带宽设置为100 Mbit/s。随着用户逐步接入、业务逐步开展，以上模型可不断修正、细化，但总的带宽预估或可扩容的最大带宽预留应保持相对稳定.
　　      进一步，业务分布分析需提供该场点无线接入网络内部组织的依据。续前例,结合前述园区建筑功能单元分布和用户分类业务模型,给出详尽的业务分布分析。如1号楼1~3层预计入住15家单位，以单个空间单元占位为主，总计带宽约8 Mbit/s;4~10层为中型以上企、事业单位及物业机构，预计总带宽40 Mbit/s左右，是无线覆盖的重点区域.可能的话还应明确以下信息.
　　      a) 某层某方向某企业内部无线专网已设置，将屏蔽或拒绝外部无线信号。
　　      b） 某层某房间将使用本项目覆盖搭建企业内部局域网。
　　      c） 某企业或物业有意向通过公网无线覆盖提供会议室内部无线局域网接入。
　　      d） 某企业或物业有意向通过公网无线覆盖提供外来访客互联网接入及需提供配套接入机制。
　　      e） 哪些企业为全国性/国际性公司的总部/分部/代理机构,可能需要虚拟专网业务。
　　      f) 哪些企、事业大部分为本地员工，可能已申请家庭宽带业务,适宜公网宽带业务的捆绑使用机制。
　　      g） 城域接入性质的可能包含区域的共性描述，如某条街、某几个小区管道光缆未进入或无法扩容，共驻有多少家店铺、多少户家庭等。
　　      这些信息对接入网部署和业务营销非常重要，细节上的处理与楼宇室内覆盖设计相仿.
　　      最后关于建设策略与定位，一般有以下考虑。
         a) 规避管道光缆资源不足或扩容不便，作为有线宽带运营商的特殊场景补充手段或新兴运营商宽带业务竞争手段,多用作企业专网或居民家庭用户。
         b） 公共场合流动用户、公众业务接入,公众信息查询与发布.
         c） 当地法规允许、终端支持的条件下用作移动网业务连续覆盖的手段之一.
　　      宜结合项目实际，分析各竞争方优劣势及市场需求，论证明确覆盖范围——区域、用户和业务状态。
2   技术分析与组网设计
2.1  技术分析的重要性
　　      a） 宽带无线接入对无线通信设计者是新命题,尤其伴随蜂窝移动通信发展而成长的一代，往往谙于繁重整网工作的局部，设计理念的转换就更明显。
　　      b) BWA本身是新技术、运用新通信联网模式,其无线互联网业务为主的特性要求设计人员在电磁场和信息论之外也具备概率论和拓扑学的一定知识和技能。
　　      c） 这些技术有些还在研发演进之中,大部分尚未获得我国通信规范组织的正式认可和获准，相关国标还在讨论制定中，从而对某些试验网建设更要求对所采用技术做尽可能深入全面的钻研分析,以便对其缺陷与不足有尽可能充分的预见.
　　      d） BWA技术大部分源于IEEE等开放的国际性组织，对标准的严谨性和灵活性与IMT 2000有很大的取向差异;而宽带互联网业务的QoS保障在现实业务应用中又有相当的伸缩性，因而对所设计网络的品质评判是很重要也是比较困难的一点，而技术理解对此颇具影响.即使无法给出确切结论，也应指出不确定因素的所在和可能导致的后果。
　　      BWA网络技术中McWiLL还在试验测试阶段,主流的就是Wi-Fi和固定WiMAX了；此外Mesh作为新型的组网技术,可能耦合在多种无线接入组织中，而由于在移动WiMAX（对应IEEE 802.16e）中才出现Mesh结构，故对固定无线接入的Mesh组网仅限于Wi—Fi Mesh（简称Wi-Mesh)。下面就从Wi-Fi、Wi—Mesh和WiMAX 3种技术探讨FBWA的技术分析和组网设计.McWiLL在我国可能比WiMAX有更好的推广前景（目前所知McWiLL尚不支持Mesh组网），而如同我们感受的—-网络设计重在网络技术特征和效果的应用、重在技术效果与应用场景的有效结合；从这一点，这些探讨对同类接入技术皆有价值.
2。2  Wi—Fi技术分析
2。2。1  系统结构与标准
　　      Wi—Fi网络典型系统结构如图1所示。Wi-Fi系统多采用IEEE 802.11a/b/g实现无线传输，工作在国际ISM频段；其中802。11b/g主要用作接入点（AP）到客户端Client之间的无线链路传输，工作在2.4 GHz频段；802.11a则多用于AP间的链路中继,工作在5 GHz频段。我国信产部发布的信部无[2002]277号《关于使用5。8 GHz频段频率事宜的通知》、信部无[2002］353号《关于调整2.4 GHz频段发射功率限值及有关问题的通知》,以及GB15629系列关于5。8 GHz和2。4 GHz频段无线局域网媒体访问控制和物理层规范仍应作为Wi—Fi系统当前遵循的首要规范。文档为个人收集整理,来源于网络个人收集整理，勿做商业用途

2。2.2  工作频段
　　      国际范围在2。4~2.497 GHz频段内共定义了14个高速物理信道,我国无线电管理局指定的可用范围为2。4～2.483 5 GHz，采用9个信道，信道编号和对应中心频率如图2所示。

　　      同系统内中心频率间隔不低于25 MHz的重叠或相邻覆盖小区可以无干扰地工作；因而单接入点覆盖中最大频点配置为3个。5 GHz频段中，以5 MHz为中心频率间隔，世界各国有多种频道划分方案；我国规定高速物理层扩展技术工作的范围为5.725～ 5.850 GHz，从5 GHz开始编号的话,我国可用频点的信道编号及中心频率如图3所示.

　　      在125 MHz带宽内提供5个间隔20 MHz的载波,最外层信道中心频率距离频段边缘20 MHz.
2。2。3  设计参数
　　      Wi—Fi工作的开放频段,其内无线电台站之间产生干扰，原则上不受保护，应自行解决或协商解决；2006年10月颁布的《中华人民共和国无线电频率划分规定》再次明确这两个频段许可业务性质为固定、移动、无线电定位和业余。而采用技术渊源的IEEE为相对松散的开放性规范组织，Wi-Fi联盟在我国的系统认证刚刚开始，因而Wi—Fi无线IP技术的应用,满足技术业务能力的同时，应充分重视系统建设在国家规范指标要求之内。与设计部署相关的基于前述国家标准和国家无线电管理局通知的主要系统参数、门限如表2所示。

2.2.4 无线传输能力分析
　　      基于上述规范基础参数,核算3种传输技术最大必选速率下的链路传播性能——根据规范的设备、链路最低要求指标和系统参数，在检验速率水平下，根据规范要求的对应接收灵敏度门限,核算考虑20 dB建筑物穿透损耗时自由空间传播允许的最大距离（见表3）。

　　      实际系统在室内部署场景，由于建筑物内部空间特征,往往难以有效应用自由空间传播理论;由以上核算实例结果，室内部署应更多地结合现场测试情况。对Wi—Fi将采用的室外部署、覆盖室内，以及AP间室外无线中继连接的场合，尤其视距传输为主的情形，以上核算方法仍具有较好的参考价值。
　　      进一步，针对各技术可提供的多种带宽速率，以及不考虑建筑物穿透损耗、穿透损耗考虑5、20 dB的情况，多因素考察对无线链路传输能力的影响.计算并做图比较分析（见图4)。

　　      首先，相同传播环境下802.11a（5.8 GHz ）具有明显的传输距离优势,数公里的传播能力非常适合用作城域网无线中继；与应用密集的2.4 GHz频段相比，无线环境更理想；其信道划分方式增强了同类系统间的信道抗干扰性能。Wi—Mesh系统中以 802.11a(5.8 GHz)做AP间中继技术是很适宜的.
　　      802.11g OFDM模式比同频段的DSSS调制模式在传输带宽和距离能力上都更理想。根据规范门限核算的信号传播在几百米至一千米水平，实际设备和系统性能的冗余将提升这些结论指标。
　　      结合业界设备性能的调研和现场测试，技术性能分析是网络组织、部署设计的重要依据。
2.3  Wi-Mesh技术分析
2。3。1  系统结构与标准
　　      Wi—Mesh系统结构如图5所示。由于目前尚没有公认的规范，仅参照各厂家共性的系统拓扑简述其功能结构-—Wi-Mesh网融合传统Wlan集中控制、分层部署和Ad hoc网状自由互联特点，构造无线AP呈网状分布,AP间通过无线中继链路互联，每个节点都可以与一个或者多个对等节点进行直接通信。AP自动计算、选择最佳路由传递数据，并根据每条路径的负载状况、无线链路质量、干扰以及在网络拓扑发生变化时动态更新路由,优化网络性能和可靠性。本文为互联网收集，请勿用作商业用途个人收集整理，勿做商业用途

　　      典型的由Wi- Mesh系统组织的接入网络中只需少数几个AP具备有线传输线路，可有效降低有线传输需求；通过增加网络中AP的数量可以增大用户容量和覆盖范围,通过增加有线传输支持的AP便可以提高整个网络的吞吐量，网络扩容也相对简便。以上两方面的优越性均缘于Wi-Mesh系统构造的基本特征。
2。3.2  产业与关键技术
　　      移动Ad Hoc和WMN相关的研究近10年来持续进展，在诸如无中心网络的路由协议、控制与数据信道分裂、基于定向天线的MAC协议、无线传感器网络节点密度与分布等专题方向取得了众多成果,构造着该领域发展的理论基础。美国公司和研究机构，如前MeshNetworks、Motorola、Caly等掌握了WMN相关的大部分专利。无线Mesh技术已作为正式的标准写入802.16a和802。15。4，802。11系列的Mesh标准也正在制定（802。11s)；同时基于私有Mesh协议的802。11b/g系统，以Nortel、Cisco、Motorola、Firetide等为代表,在一些国家和地区成功提供了无线宽带接入商用网络服务。
　　      同时，也证实Wi—Mesh系统距离完备或多系统兼容尚有若干疑难.以下是普遍的系统优势。
　       a） Mesh路由机制提高网络鲁棒性。
        b） 超越蜂窝移动网的高带宽数据业务提供,实现可移动模式的客户接入。
　       c) 组网灵活，调整、扩容简便.
        d） 将无线宽带覆盖由热点拓展向城域连续,克服非视距传播障碍。
        e） 安装部署简易。
        f) 理想组网可降低建设投资。
        待解决和统一的要点问题如下:
        a） 多厂商设备系统的互操作可能和统一标准的确定。
　　      b) 通信延迟的控制和改善。
　       c) Mesh构造的无线互联网的安全解决方案。
　　      Wi-Mesh关键技术如下：
        a） 广域无线通信及移动网格网协议技术，如正交分割多址接入(QDMA）。
        b) 隐藏终端处理技术。
        c） 动态拓扑无线网路由技术.
        d) 完成与客户端数据收发及AP间互联工作的单模/双模/多模技术.
　　      在统一的标准制定发布前，不同设备商系统对关键技术和难点的解决手段和系统品质具有丰富的多样性，影响网络设计部署的表现为以下几个指标。
　　      a） Mesh无线中继可跳转的级数、星形连接的最多无线Mesh路由器的数量。
        b） 对应各级跳转无线Mesh路由器的带宽容量。
        c） Mesh路由策略及时延等QoS保障水平。
　　      其中最后一点多与各厂家现用私有协议有关，效用往往受应用场景、部署方式影响,需要大量实践验证。
2.3。3  业界系统能力
　　      面向上述影响网络设计部署的要素，调研业界主流设备商系统能力和应用范例，从其评估现阶段技术性能,作为组网设计依据。
　　      图6示出了业界一些厂商802.11g标准接收机的灵敏度水平.个人收集整理，勿做商业用途本文为互联网收集，请勿用作商业用途

2.3.4 Wi-Mesh站型
　　      除有线AP、无线路由器（WR）外,根据目标覆盖区环境，Wi—Mesh系统常用的还有无线中继器、无线网桥、室内部署型AP和WR等，统筹选用可提升网络效率。
　　      无线中继器接收并放大前级接入点AP传来的信号、并通过无线链路传至更远更广区域的客户端设备，扩大了网络覆盖范围。无线中继器主要用于覆盖效果差且容量需求不高的场合，具有快速安装使用、成本低廉的特点.
        无线网桥主要通过与室外网络建立无线传输链路将信号引入建筑物内部，在室内以有线方式连接客户设备。无线网桥也是扩展接入网络覆盖的一种方式,但往往需要建设有线分布系统。
        无线Mesh网主要的优势在室外覆盖场合，用于室内安装时往往作为分布系统改造的替代,以及将室外无线信号直接引入楼宇.对于室内环境复杂、建筑结构形成屏蔽使无法直接由室外AP提供接入服务、且室内LAN网络改造不易的，可以考虑室内型AP和WR的部署。室内型设备的物理性能要求低，目前市场上已经存在少量这类设备.
2.4  固定WiMAX技术分析
2。4.1 系统结构与关键技术
　　      WiMAX源于最后一公里无线宽带接入、作为电缆/DSL的替代方式；其主要工作模式为以基站形式提供固定、游牧、便携和移动模式非视距通信。WiMAX论坛致力于发展基于IEEE 802。16和ETSI HiperMan互通的模式、发布高性能终端到终端的IP网络构架并进行产品认证；论坛成员目前有近500个。
　　      WiMAX主要参照的标准IEEE 802。16成立于1998年，宗旨是建立全球统一的宽带无线接入标准，已发布2个广泛应用的核心标准。
　        a） 802。16d（2~66 GHz固定宽带无线接入系统空中接口)于2004年6月获得通过，并以IEEE 802。16-2004名称发布,IEEE 802.16。2－2004接入网参考模型如图7所示。个人收集整理，勿做商业用途文档为个人收集整理，来源于网络

        b） 802。16e（2～6 GHz固定和移动宽带无线接入系统空中接口）于2006年2月获得批准。规定了在基站之间或扇区之间支持高层切换的功能，同时能够向下兼容IEEE 802。16d。
　　      在研制的还有802。16i、802。16k等，802。16m则面向满足IMT下一代移动网的蜂窝组织接口要求。
　　      WiMAX系统关键技术除OFDM/OFDMA调制，在MAC层标准中则增加了Mesh可选模式、在IEEE 802.16e中正式引入;并增加了自动重复请求(ARQ）机制(可选)、自适应编码调制技术、自适应功率分配技术等蜂窝移动通信共同技术，此外定义了安全子层和数据加密封装、密钥管理协议。
　　      物理层定义时分双工（TDD)与频分双工（FDD）2种模式，引入了MIMO天线系统;并针对11 GHz以下免许可频段,增加动态频率选择DFS等技术解决干扰问题。
2.4.2  工作频段
　　      根据IEEE 802.16-2004,按照频段占用的不同，固定无线宽带接入分为3个子系统.
        a） WirelessMAN—SC(单载波调制）：10~66 GHz需授权频段，要求视距、多径可忽略,典型信道带宽为25或28 MHz；净速率120 Mbit/s以上数据传输环境，适用点到多点PMP方式提供SOHO及大、中型规模的办公业务。
        b） WirelessMAN -SCa/OFDM/OFDMA：11 GHz以下频段，近视距和非视距环境,多径条件必不可少；需要高级功控、干扰消除和多天线技术支持，MAC层引入Mesh拓扑结构和ARQ。
        c） WirelessHUMAN：11 GHz以下的免许可频段，主要为5～6 GHz。与“b）”的不同在于对辐射功率有了更严格的限制，及引入自动频率选择DFS机制以规避和减低干扰。
　　      802.16e则主要面向6 GHz以下的宽带无线接入,并向下兼容802。16—2004。
2.4.3  业务及服务等级指标
 　      IEEE 802。16-2004定义了4种业务,其对应QoS指标如表4所示。因频段跨度大，具体指标参数多数由运营商根据选用频段和具体业务定制。文档为个人收集整理，来源于网络本文为互联网收集,请勿用作商业用途

　　      由于IEEE 802。16e的向下兼容，6 GHz以下系统也可借鉴移动 WiMAX中的业务、QoS定义和几类典型业务的QoS建议参数。业务QoS的描述与蜂窝移动数据通信有很大的差异，在设计控制中也意味着不同的处理方式.
2。4。4  设计参数
　　      表5、表6以WirelessMAN—SC & SCa两个子系统物理层的必选特征技术以及WirelessMAN-SC子系统物理层参数为例列举了系统BS、SS的主要设计门限指标.

式中：
        C-—复振幅
        T-—时延

　　      实际工程中设备指标一般优于以上门限，或者存在多种可选的性能模式，就需要设计者平衡开销和功能，选择尽可能优化的配置。
2。4.5  传输能力
        1）  传播模型
　　      FBWA为达到高质量和可用性需要BS和SS之间满足视距要求；此外，SS需配置高方向性天线以避免多径和外来信号的干扰。
　　      无线信道的传播模型以上述复数函数表达

　　      FBWA以视距方式在空间传播，没有移动通信各类复杂的性能增益；但高频信号带来的大幅度传播损耗、雨衰以及信号间干扰问题却严重得多，此外为了获得大吞吐量而采用的高阶调制手段导致高的载干比，使多点系统的协调共存成为FBWA很重要的组网考虑。
　　      IEEE采用了功率谱通量密度（psfd）作FBWA的空间传播能力计算（用作门限）。
psfd = Pr-10lgλ2-G+10lg（4?仔)
式中:
         Pr ——接收机受到的干扰功率水平（dBW）
　　       λ——信号波长(m）
　　      G—-天线增益（dBi)
　　      通常取噪声系数为6 dB,则Pr值为-144 dBW。
        2)  链路参数与干扰共存
　　      链路预算中考虑的要素包括射频器件性能和空间路径、系统内和系统间干扰和雨衰.IEEE 802.16-2004和802.16.2-2004就此做了详细的理论计算和模拟仿真分析,分11 GHz上下、PTP和PMP连接模式给出各场景下psfd参数、雨衰储备的处理方法以及各种系统共存隔离条件建议。由于跨频段大、数据描述信息众多，而实际网络设计一般只涉及某一特定频段、不同频段、不同组网方式处理的重心和手法可能有差异，故此不一一讨论.摘录FBWA各频段psfd参考值、雨衰及余量计取以及WirelessMAN—SC 23。5～43。5 GHz PMP连接系统共存条件仿真计算结果示例供设计参照。
　　      计算的FBWA各频段psfd参考值如表7所示。文档为个人收集整理，来源于网络本文为互联网收集,请勿用作商业用途

　　      雨衰根据ITU的雨区等级、雨速对应为链路核算中相应的衰减余量来处理。综合多方链路因素，通过仿真和理论分析获得干扰隔离的要求.标准中在目前业界系统“够用”水平的发射指标下给出了多种形态系统组合下的隔离参数建议-—两种物理层结构、基站和终端的所有两两组合、覆盖区重叠和相邻、信道共用和毗邻、PMP和Mesh组网，如表8所示。

　　      目前所接触到的系统还相对简单，对BWA系统间的干扰考虑缺乏项目经验.较大规模的无线城域网兴建中，类似以上的结论将是设计重要的参考.只是注意对照仿真模型与实际网络设备的性能条件,明显偏差的话需要重新分析评价。
　　      由于IEEE 802.16e向下兼容802。16-2004标准，6 GHz以下也可以采用移动宽带无线接入的分析方法；移动 WiMAX采用的传播模型为COST231。
　　      目前我国的所谓WiMAX网络，包括固定接入方式，严格讲都应是试验网性质；尽管某些IEEE 802.16—2004设备在网运行,也只能认为是具有IEEE 802。16-2004标准定义功能但运用于当前用途的MMDS、LMDS、基站微波传输等系统.这些设备具有的“扩展”的16d、16e或Mesh功能、或其他特征功能的实现技术及性能指标如果与日后通过的国标相违,则这些功能将不可以被启用。
2.4.6  应用场景分析
　　      截至2007年，全球WiMAX试验、商用网已达到200家左右，获WiMAX论坛设备许可的企业千余家。商用网可以说已经有了相对丰富的建设运营经历,大部分系统均为FBWA系统，主要是基于802。16-2004以及较早建网、将升级至802。16—2004或兼容固定接入的802.16e设备。
　　      考察各大洲网络部署案例，BWA应用主要有以下场景。
　　      a） 固网宽带运营商的补充解决方案,其中包括两种情况。
　　      （a） 地广人稀、有线接入建设成本高的郊区和农村。
　　      （b） 老旧城区宽带改善，如Milton Keynes案例。
　　      b) 与有线宽带运营商竞争,如WiBro。
　　      c) 3G网络的补充，如Sprint Nextel
　　      笔者认为从我国国情出发,PC普及率低，全国范围内面向家庭和个人的宽带数据接入尚为时过早；而我国人口众多、疆域广大，公共事业信息化的需求很大。
　　      作为网络设计者，应根据技术和产业的现实,尽可能全面地给出优、劣两方面的分析，忠实提供建设方网络不足和风险的考虑，提供不同场景下优化的建设建议,同时逐步清晰建设定位。从技术和经济方面给出论证，供建设方考虑抉择。避免不无盲目的“倾慕”情结,注意跟踪、分析同类技术网络建成后日常运营质量和网络收益情况，积累客观经验.
3  工程部署实例
　　      技术分析与理论组网工作之后，进入工程的勘察、测试和部署环节。这里结合生产项目,以Wi- Mesh试验网部署为例，说明其步骤及工作内容。
　　      详细地结合建设场所用户分布、驻扎性质、建筑特点论证设置方案，其中应融合现场勘察、调研、测试和理论分析，尤其对国标尚未规范的功能设备、组网技术，厂商以私有协议提供系统和网络服务,无法以原理分析或从相关标准获得系统可靠性和相关指标判别，更应注重现场测试环节的验证。
　　      技术内容方面视系统差别包含不同的论证要素，如本例的Wi-Mesh系统应分步论证整网规模、根节点设置、各节点具体设置合理性、配置、架设方式、传输电源沟通、机房安置等方案，并应对近、远期方案适应性和扩容、调整做一定预见，以及指出方案可能的不足和隐患。
3。1  网络总体构造
　　      a） 从业务量需求和设备常规带宽能力估计接入设备数量。如续前例业务量需求分析，无线接入总带宽建议设置100 Mbit/s。从业界系统能力和站型调研，单个AP可提供20 Mbit/s带宽的话，预计需要5～6个有线传输的节点。
　　      b) 明确覆盖范围和必要的对应工期。如本工程计划覆盖目前已有的5幢大楼（如图8所示“1"~“5”）和“6"、“7”建筑，后期根据用户增长及园区覆盖需求进行适度扩容。本文为互联网收集，请勿用作商业用途文档为个人收集整理，来源于网络

　　      c） 选定根节点位置。如由于1、3号楼在园区内位置相对合理且管道资源充裕，因此设计于1、3号楼设置有线接入的节点,或称根节点;其他各楼AP通过无线链路连接至这些根节点，形成无线Mesh系统。
　　      d) 根据Wi—Mesh无线传输能力、覆盖区带宽容量需求，综合考虑可用站型和部署手段,初步构造系统拓扑（见图9、图10）。

　　      如：1号楼顶西、东侧各设置有线接入点一个AP1、AP2,用于覆盖2号楼10层以下用户，以及接入2号楼裙楼。
　　      2号楼于裙楼南、北各设无线接入点一个AP3、AP4，分别与1号楼和3号楼的有线接入点在5.8 GHz频段以802.11a方式实现中继传输,以覆盖1号楼北侧和3号楼南侧用户;同时为了覆盖2号楼的1楼会议室，需在一楼弱电井光纤路由经过处引出一路室内有线AP。
        ……
　　      e) 构造中继层和用户接入层无线链路拓扑组织，并计算相应传播距离;其中AP覆盖客户端的链路长度考虑最远用户接入状态（见表9、表10）。

3。2  部署论证
　　      a） 详细地结合各楼企业用户分布、办公性质、建筑特点、现场测试论证设置方案.
　　      如:1号楼（科研楼）位于园区的西南角，楼高4 层，基本由小型业主构成,目前各业主基本具有各自独立的有线宽带接入，因此，短期内用户需求不是十分旺盛，本次工程中,1号楼北边的用户主要依靠2号楼(科技大厦）裙楼顶南边的AP3覆盖，南边的用户主要依靠位于4号楼(科技广场）的西南角的AP9覆盖.本工程的模拟测试中，分别在2号楼裙楼及4号楼4楼西南角安装MWR设备，其发射功率为27  dBm,采用10 dBi增益天线主瓣方向对准1号楼,1号楼内实际单用户的下载速率均能达到1 Mbit/s以上。
　　      此外，为了覆盖2号楼低层用户(10层以下），在1号楼的楼顶需建设2处有线接入的根节点（AP1、AP2) 。
　　      b） 确切的布放位置选定后，可根据标准规定或采用设备的性能指标，核算理论的接收信号电平和可获得的业务带宽速率分布（见表11）。

　　       网络设计是否达到建设目标的关键检验即在这里。在现场实测中，由于无线环境、周围信号干扰、终端行为等因素影响，客户端实际能达到的业务速率比理论速率有所降低。如果不是具有完备的测试系统，测试还往往只是在单用户或数个用户的条件下进行，主要是确认无线传播能力，对多用户共享宽带数据业务的性能缺乏验证。诚然，这种验证与设备和系统规范有关,也与运营商服务承诺与兑现机制有关.测试与加载的系统仿真、包括干扰控制应用是下一步研究的方向之一.
　　      c） 根据目标覆盖楼宇的容积、单位特性，估计各接入点的带宽流量、取定配置模式（见表12）.

3。3  系统配置与建设规模综述
　　      之后涉及采用设备的选型、性能和物理指标参数核实、系统配置汇总等。无线接入设备性能主要包括最大发射功率、可调步长、工作频段、接收灵敏度、 接口方式、功耗、配置天线型号等.系统配置中每个接入设备都带有2副天线—-中继用和覆盖用户用天线，应分别给出相应设置参数,并同时指出安装处所和覆盖目标。
　　      最后应给出整个系统分类站型配置的汇总，并给出室外、室内接入设备分布的平面图。
3。4  设备安装与相关系统设计要求
　　      由于引入新的系统设备,并不同厂家可能拥有多种集成形态的系统，安装要求各异。所以应给出比较详细的安装设计图纸和说明,往往还需要现场交底，这与成熟网络的建设是有区别的。
　　      此外BWA设备安装中，电源、射频、数据线缆的室外