WiMAX16e技术建议书Word文档下载推荐.docx
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3．8、HARQ技术23
3．9、QoS机制23
3．10、睡眠模式23
1、WiMAX-16e系统概述
WiMAX技术已经在世界上的一百多个国家得到大规模的部署，在无线宽带接入领域处于绝对的技术和市场领先地位。
早期的部署以WiMAX-16d为主，而现在的部署则以WiMAX-16e为主。
WiMAX-16d支持固定和游牧两种方式，部署的场景以室外为主，而WiMAX-16e支持固定、游牧、便携和移动等多种方式，部署的场景以室内为主，也支持室外部署。
所以我们认为WiMAX-16e是电信运营商进行无线宽带接入业务拓展的最佳技术选择。
对无线宽带接入技术来讲，最大的挑战是带宽的问题，OFDM/OFDMA技术的出现，使无线宽带技术的发展进入了跨越式发展的阶段，OFDM使64QAM第一次成为可商用的无线调制技术，无线频谱的净的利用效率可以达到3.0bit/Hz。
除此以外，多入多出（MIMO）技术、空分多址（SDMA）技术以及波束赋形（BeamForming）技术的出现，不仅可以再次提高无线的带宽，还可以大大地改善无线链路的覆盖能力和链路的稳固性，从而达到运营级的标准、极大地节省了客户的投资。
融合了上述所有技术的标准就是IEEE802.16e以及后续的IEEE802.16m，也就是我们通常说的移动WiMAX。
移动WiMAX是第三代移动通信的全球标准之一，其实相对于其它的3G技术，移动WiMAX具有显著的技术优势，所以在美国、日本、欧洲等发达国家，人们更习惯于称之为4G技术。
移动WiMAX的802.16m标准就是4G的主要备选标准之一。
移动WiMAX支持语音、数据、视频等多种业务的综合接入，支持固定、游牧、便携以及移动等各种应用场景。
移动WiMAX支持2.3、2.5GHz、3.3GHz、3.5GHz、3.65GHz等多种频段。
移动WiMAX支持5MHz、7MHz、10MHz等多种信道。
移动WiMAX支持下行最大18Mbps、上行最大5~6Mbps（单个CPE）的吞吐量。
在MIMOB的情况下，系统的容量还可以提高一倍。
移动WiMAX支持固定室外型CPE、室内Modem、室内网关设备、USB卡以及PDA等各种终端。
对于电信运营商来讲，不仅要考虑采用最先进的网络技术，还要考虑采用开放的、标准化的网络技术，二者同等重要。
最先进的技术可以保护用户的投资，开放的、支持标准化的技术可以保证产业链的强力支持、保证客户有广泛的产品支持，当然还可以保证运营商网络的持续升级和演进。
移动WiMAX产品经过两年的部署，产品和技术也出现了巨大的变化。
早期的移动WiMAX产品仅仅支持2X2MIMO技术，覆盖能力不够强大，目前的移动WiMAX产品支持4X4MIMO，有的先进的产品还支持6X6MIMO，除此以外有的产品还支持Beamforming技术以及SDMA，这些先进的技术的应用不仅使覆盖半径得到成本的增加，系统的带宽也得到成倍的增加。
早期的产品称为移动WiMAX产品，现在支持4x4或6x6MIMO、Beamforming以及SDMA等先进的移动WiMAX称为增强性移动WiMAX产品。
2、WiMAX-16e系统方案
2．1、设计原则
移动WiMAX网络应遵循以下原则：
（1）支持移动WiMAX系列标准（IEEE802.16e及系列标准），保证产品的持续开发，保证产品的平滑演进和持续升级到支持IEEE802.16m，提供足够的扩容扩充能力，满足客户不断地扩展新的业务的要求，并且保护客户的长期投资；
（2）产品必须达到运营级的标准，技术先进、部署简单、运行稳定可靠，可以保证系统长期稳定地提供电信业务。
2．2、产品选型
（1）移动WiMAX基站本公司自研的产品。
该产品是按照IEEE802.16e标准研究开发的运营级的全室外宏基站产品；
（2）移动WiMAX用户端产品选用自研的CPE系列产品，包括室外型CPE、室内Modem、USB卡以及支持WiFi功能的Modem设备等，目前USB卡已经完成；
（3）选用自研的网络管理系统及机架服务器；
（4）天馈系统根据组网需要，以本公司4X4为主，也可选用美国TimesMicroWave公司的6X6系列产品；
（5）选用运营级的AAA系统；
（6）选用室外型机柜及电源系统；
（7）室外网线和室外电源线选用中国品牌；
（8）安装材料及抱杆等需要定制；
2．4、标准的移动WiMAX解决方案
对于大规模的网络部署，我们建议采用标准的移动WiMAX网络架构。
标准的移动WiMAX的网络架构包括：
移动或固定用户（MS）、基站（BTS）、接入网关（ASNGW）、归属代理（HomeAgent）、
AAA服务器以及核心业务网络等部分。
移动WiMAX的主要标准接口包括：
R1接口（MS和BS之间的空中接口）、R6接口（BS和AGW之间的标准接口）、R3接口（AGW和核心网的HomeAgent、AAA等之间的接口）。
移动WiMAX标准网络架构
2．5、频率规划
本项目拥有15MHz的3.3GHz资源，可以划为3个5MHz的信道，作为网络覆盖使用。
采用1x3×
3频率复用方式，该频率复用方式是指总共使用3个频点，以一个基站分三个扇区，每个扇区各使用一个不同的频点（A、B、C），并以一个基站三个扇区为复用簇实现全网无缝连续覆盖组网。
此种规划方法的优点在于：
▶可以充分利用分散的频率资源
▶无需复杂的子载波置换方式调度算法，实现较简单，系统开销小
▶系统干扰小，同一基站相邻扇区间无同频干扰，同频小区子信道冲突小、干扰小
▶覆盖范围广，初始建网成本低，建网风险低
▶建网快，干扰易控制，网络规划与优化简单
原则上，我们不建议采用1x1×
3频率复用方式，该频率复用方式是指总共使用1个频点，以一个基站分三个扇区，每个扇区各使用同一个频点（A），并以一个基站三个扇区为复用簇实现全网无缝连续覆盖组网。
最大问题是扇区之间以及基站的边际间会产生同频干扰。
2．6、链路预算
在进行WiMAX系统无线设计时，我们首先用链路预算分析方法以粗略估计为满足一定条件，如为达到所要求的上下行速率时，小区所能覆盖的范围，从而得到指定区域内提供覆盖所需的基站规模。
链路预算粗略计算基站与终端间所允许的最大空间路径衰耗，即对基站和终端间下行、上行路径上一系列衰耗，增益和参数的加减运算。
根据计算出的最大链路衰耗值，通过传播模型以及地形类别来确定平均基站扇区覆盖半径和区域。
根据每种地形地貌的基站小区半径，以及该地区内这几种地形地貌的覆盖范围，我们便可以根据面积公式得出满足覆盖要求所需的最少基站数。
理论上，标准移动WiMAX系统可以覆盖15公里的半径，本公司现有的基站可以覆盖20-24公里的半径，但是当考虑到传输速率、建筑阻挡等要求，实际情况可能需要具体分析。
假设条件：
Ø
密集城区：
以25m基站天线高度为例，覆盖设计要求90％，单扇区5MHz频率资源，采用USB室外场景，采用MIMOMatrix-A技术，边缘调制方式为QPSK1/2，TDD比例为31：
15；
普通城区：
以30m基站天线高度为例，覆盖设计要求90％，单扇区5MHz频率资源，采用USB室外场景，采用MIMOMatrix-A技术，边缘调制方式为QPSK1/2，TDD比例为31：
下表为密集城区规划时链路预算的详细过程：
场景参数
下行业务
上行业务
地物环境
密集城区
扇区
3扇区
信道带宽（MHz）
5
子载波数
512
子载波分配方式
PUSCwithAllSC
边缘调制方式
QPSK1/2
基站天线配置
MIMOMatrixA
基站天线数量
6
终端天线数量
2
终端类型
USB
终端位置
室外
置换区参数
可用子载波数
840
840
分配子信道数
30
3
占用的数据子载波数
720
48
边缘速率（Mbps）
4.18
0.09
发射
下行
上行
每天线口输出功率（dBm）
33.00
23.00
导频突发功率（dB）
-0.46
0.00
馈缆损耗（dB）
1.50
天线增益（dBi）
18.00
2.00
EIRP（dBm）
56.04
25.00
接收
3.00
噪声系数（dB）
6.50
6.00
背景噪声（dBm/Hz）
-174.0
子载波宽度（kHz）
10.9375
解调门限（dB）
3.00
2.00
等效接收机灵敏度（dBm）
-96.38
-108.80
最小电平要求（dBm）
-98.38
-123.80
最大路径损耗
室外阴影衰落标准差（dB）
10
区域覆盖概率要求
90%
阴影衰落余量（dB）
7.6
快衰落余量（dB）
干扰余量（dB）
0.2
系统增益（dB）
149.92
148.80
最大路径损耗（dB）
140.12
139.00
扇区覆盖
终端天线高度（m）
基站天线高度（m）
30.00
频率（MHz）
3300.00
传播模型
Cost231-Hata
扇区半径（km）
1.30
1.20
如上所示，在密集城区，站高30m时，基站的覆盖半径为1.20Km。
如果是普通城区，站高30m时，基站的覆盖半径为1.80Km。
2．7、容量规划
单站（三扇区）容量计算，
采用5MHz信道带宽，TDD比例为31:
15，天线配置为MIMOMatrix-A，通过如下公式可计算单站吞吐量：
单基站平均吞吐量
信道带宽
5MHz
频率复用方式
1*3*3
TDD时分比例
下行:
上行=31:
15
DL
UL
Total
平均吞吐量/单基站（Mbps）
21
26
3、移动WiMAX系统关键技术
3．1、OFDM技术
OFDM是一种无线环境下的高速传输技术。
无线信道的频率响应曲线大多是非平坦的，而OFDM技术的主要思想就是在频域内将给定信道分成许多正交子信道，在每个子信道上使用一个子载波进行调制，并且各子载波并行传输。
这样，尽管总的信道是非平坦的，具有频率选择性，但是每个
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