3.5G无线接入技术其它无线接入技术比较与分析
发布时间:2006-10-14 4:06:14   收集提供:gaoqian

大唐电信无线通信公司副总经理 魏忠和


    作为目前很热的接入技术之一,无线接入技术被各运营商尤其是新运营商所普遍看好,国家无线电管理机构也就此出台了具体的频率规划,足见大家对这种技术的重视和看好程度。
 
根据国家无线电管理机构的频率规划,我们的频率划分基本上是根据欧洲标准进行的。在有限的30MHz带宽内,如果按照1.75MHz带宽为单位划分,可容纳17个子带;按照3.5MHz带宽为单位划分,可容纳9个子带,明确了频率的划分才好谈利用3.5G无线接入技术来进行网络建设和运营。

    目前,固定无线接入系统采用的空中接口种类大体分为三类:基于IP、基于ATM信元、基于TDMA的时隙分配;对于调制解调、纠错、接收灵敏度及频谱效率等指标都有相应的理论值和工程可实现值。不同的调制方式一般对应不同的纠错方式,在无线通信系统中纠错性能将直接影响系统的整体性能,尤其是在组织多扇区时更要对这一点充分重视。

    不同设备占用带宽比较关于接入带宽和占用带宽。我们看到,对于基于802.11的无线局域网等产品,只有1.8M左右,离有些厂商号称的23M的单载波接入带宽有一定出入,主要是因为在计算时并没有去除协议开销,所以得到的值并不是用户可使用的净速率。对于某些从26GHz LMDS系统调低工作频率至3.5G的设备,单载波占用
带宽是3.5 MHz,提供的净速率是8M;大唐电信的R2000AIRsun产品单
载波占用带宽1.7 MHz,提供的净速率是4M(2×E1),之所以能够实
现这一点是因为我们使用了带有卷积编码的64QAM调制方式。

    在业务承载上,基本上可分为两大类:主要是基于透明传输的TDM
电路基本业务(基站传输链路及租用线业务),也可承载IP业务,无线接入设备一般均同时支持这两种业务,以便运营者为用户提供差异化的服务。
    大唐电信R2000AIRsun可同时承载上述全部业务接入,但基于以太网技术的无线接入产品往往仅可支持后者,不能提供第一类业务服务。
    关于网管、鉴权及记费,大多数无线接入产品的网管系统都采用SNMP协议平台,并且用户鉴权及记费基本都需要第三方设备完成,无线接入设备本身可提供尽可能多的参数供相关设备访问和使用。
    大唐设备通常的组网方式典型值为八扇区,可以用两对载频来实现,即相邻扇区用异频,不相邻扇区同频复用,靠频率的差别和不同的极化方式来组织多扇区基站。在实际操作中,运营者可以拿到多少的频率资源是最重要的先决条件,是一个比扇区复用技术本身更为关键的核心问题。如果在一个城市可拿到全部的30MHz带宽,那么每一扇区可用带宽就可高达14 MHz,易于组织较高接入带宽的多扇区系统。但在实际的频率分配中这一条件较难满足。如果获得14MHz带宽执照,则可按2x7MHz组织多扇区基站。如果获得7MHz带宽执照,则可按2x3.5MHz组织多扇区基站。如果接入设备单载频占用带宽14MHz,则只有获得2X14MHz带宽执照才可组织多扇区基站;有些设备要在得到三个载频、每载频带宽大于7MHz的情况下组织多扇区,这对空中无线电频率带宽的要求是较难满足的(因为在一个城市里某一特定运营者拿到超过14MHz带宽的难度很大)。大唐电信的设备单载频占用带宽为1。7MHz,因此可以充分满足运营者的灵活需要,利用可拿到的频谱资源有效的组织多扇区基站。
    由于资源限制和3.5GHz设备本身的传输特性以及天线的工艺原因,一个运营商在3.5GHz频段上难以组织同城域多小区系统,除非基站为有较大的选择自由度,因此在作组网规划时需慎重考虑,尤其是选择的设备一定要有较好的性能指标。大唐的设备在不同小区同频载干比不大于21DB、或邻频频载干比不大于15DB时,可用来组织多小区,达到10E—9的误码率要求。并且,对于统称之内的基站位置、用户远端站的位置,站与站之间的耦合等复杂的因素,我们拥有一套先进的设计软件,可对系统进行详细的参数计算,保证多小区方案的实施,最大限度地提高运营者对宝贵的频率资源的充分利用。
     大唐电信设备在贵州移动成功实现了70多个基站的互联,对频谱的需求是28MHz;即使在3.5GHz频段无法得到28MHz的带宽,我们的设备支持3.5GHz、26GHz的混合组网,可很好的解决这一问题。 
    前面主要叙述了3.5GHz的无线接入系统,下面对主要无线接入手段
在技术上进行简单的比较。

    不同频段的无线接入产品 

    不同频段的无线接入产品,主要包括:
    a:用于2.5GHz/5.7GHz的MMDS系统。目前,大唐电信与美国思科公司正在开展合作,结合大唐无线公司在无线射频技术方面的经验和实力,推出实现双向数据接入的无线路由器产品。将采用先进的VOFDM技术实现无视距通信,在大楼林立的城市里利用“多径”,实现单载波6MHz带宽下高达22M p bs的数据接入业务,频谱效率较高,在2.5GHz频段可达到90%的通信概率,在5.7GHz频点可达到80%以上的通信概率。
    由于目前广电系统基本上实现了用光纤传送信号,广电系统退出2.5GHz频段的地区可以有机会取得2.5GHz执照。
    b:工作在高频段的微波SDH IP环系统。过去在点对点的微波接力传输电路中使用较多的微波SDH设备,现在随着技术的进步我们推出了微波SDH双向环网,具有自愈功能,与光纤环的自愈特性一致,可沿途上下业务,集成了ADM,采用系列化的Modem,实现QPSK—256QAM可编程,有多种接口(G.703、STM—1、E3/T3、E1、以太网10Base—T, 
100Base—T);同时小型化结构的IDU+ODU时的设备的工程安装较以往的微波设备更方便,并且在频率紧张的情况下,这种设备可工作在13、15、18、23GHz等频点,在城域网的建设中可避开对于3。5/26无线接入频率的激烈争夺,可支持8*155M的带宽。
    微波SDH/IP环网结构图 
    关于工作在26GHz频段的LMDS 系统,最近大家已经听到很多了,因此关于一些基本的性能概述我就不再重复了,需要强调的一点是:
    在调制方式上,使用FDMA或TDMA 的问题。由于系统容量较大,如果使用FDMA 使带宽被单一的用户所吸纳是不经济和不必要的,因此目前的实用系统多采用TDMA 方式,并且目前还没有那个厂商采用TDMA—64QAM 的调制方式,因此在工程上真正实现了的接入带宽是有限的,并不是像某些宣传那样大。  

    无线接入技术的比较  
        
    无线接入技术的比较:

    无线接入手段经济性分析 

    前面介绍了几种无线接入手段,现在对所采用的无线接入手段进行
简要的经济性分析。
  采用无线接入提供基站传输链路的经济分析。
  1、约束条件:
  ◆ 每基站提供1×E1。
  ◆ 按2×14MHz可用资源,3.5GHz频段,8 扇区基站。可提供64
条基站电路 。
  2、与采用PDH微波手段的经济比较: 
  ◆采用13GHz PDH微波提供64条电路约需1024万元
  ◆采用R2000 AIRsun 提供64条电路约需1000万元。
  3、 其他条件的比较:
  ◆ 13GHz PDH微波每跳可提供4 E1;
   R2000 AIRsun每跳可提供2E1,比较时按1×E1计算
  ◆ 13GHz PDH微波同城域安装64跳,频率资源紧张,工程困难
    R2000 AIRsun 工程施工简单,占用资源少。
  ◆ 13GHz PDH微波没有统一的网管系统,维护不方便;
    R2000 AIRsun 有网管系统,维护方便。
    在IP数据业务接入上,首先要明确接入带宽的设计原则,即要按照用户的需求科学合理地规划分配到每一用户的带宽,并结合考虑动态带宽变化情况(不同用户不同时刻对于带宽的不同需求)之后,才好根据需求来设计网络,才好谈经济性分析。

    典型案例的经验分析

  1.约束条件:
  ◆2×10.5MHz可用空中资源(3.5GHz)。
  ◆为中小企业用户提供接入服务,每幢写字楼提供16个用户接入(
一部CPE),共500个用户。
  ◆每用户最小保证接入带宽为384kps。
  2.输出:
  ◆总接入带宽约96Mb p s。
  ◆可接入企业用户数N=96Mbps/(384Kbps×100%×50%)
≈500。
  ◆CPE数M=500/16=31。
  3.平均每个用户设备成本约1万元。
  4.回收期:
  按每用户初装费2000元,每用户月收信息流量费300元计算,则投
资回收期约2年,(不含附加人工及资金成本)。
  5.与ADSL接入比较。
  ADSL设备成本约2000元/户,不含线路投资。典型的收费标准是初装费500元,每月信息流量费平均120元。
    最后,要强调的是服务的重要性,因为无线接入系统解决的综合业务接入问题,涉及技术复杂,方案设计,设备选型对众多的网络通信协议及标准,兼容性至关重要。无线接入系统涉及电路传输设计,工程安装设计,天线馈线安装工程,小区规划等,设备供应商要具有足够业务能力、实际经验及专业知识,否则售前、售中、售后服务难以保证。大唐电信无线通信公司有四十余年从事专业无线通信设备研发、生产、工程、维护的能力,拥有一支素质很高的专业人员队伍,有能力帮助用户建立优秀的无线接入网。
 
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