通过精细化规划 构筑高效的WiMAX e网络 · PDF file路测系统GENEX Probe和GENEX Assistant 主要用于网络建设和维护阶段，Nastar

Huawei Technologies

2008.6 第30期 30

通过精细化规划

构筑高效的WiMAX 16e网络高品质的WiMAX网络离不开专业、精细的网络规划。WiMAX 16e特有的关键技术及应用需求给网络规划

提出了新的挑战。文/张聪玲 谢国珠

iMAX技术把宽带数据与无线移动技术

完美结合，快速满足人们日益迫切的

无线宽带上网需求，是运营商向用户

提供有竞争力的差异化服务的有效手段。因而，从

诞生之日起，WiMAX技术就得到了行业的高度关注，

而如何打造一个高性价比的WiMAX网络更是成为研究

的热点课题之一。

WiMAX 16e频段分布广而无序，包括了2.3GHz、

2.5GHz和3.5GHz等频段，业务信道带宽包括5MHz、

7M H z、10M H z和20M H z等，子载波分配方式包括

WPUSC、FUSC和FFR等方式。如何最大化利用运营商所

获取的频谱资源，如何有效减少基站数目，从而降

低建设和维护成本，如何最大程度降低系统间的干

扰，如何保证良好的室内外覆盖等，都是WiMAX 16e

网络规划面临的挑战。

华为将多年丰富的2G/3G无线网规经验应用到

WiMAX 16e网络规划中，并在频率规划、多天线技

术、干扰控制、网规工具等方面不断创新。同时，

能够为运营商量身定制多场景的室内覆盖方案，以

帮助运营商提升WiMAX 16e网络的核心竞争力。

HOW TO OPERATE运营探讨

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通过精细化规划构筑高效的WiMAX 16e网络

Frequency Reuse，部分频率复用）。

PUSC方式：每个扇区只使用全部频率

资源的1/3，相邻扇区使用互不冲突的子信

道资源，干扰小；同时，PUSC方式将有限的

功率资源集中应用到部分子载波上，下行

覆盖距离远。因此，PUSC方式具有最好的覆

盖效果，但其频谱效率比其他方式低。

PUSC with all SC/FUSC方式：这两种

方式类似，都使用了全部的子信道资源，

基站和扇区吞吐量高，网络干扰最小，实

施容易，但需要较多的频谱资源。

FFR方式：扇区吞吐量介于其他两种

方式之间，全网可以只使用一个频点，频

谱利用率最高，但系统干扰也相对较大。

这三种子载波分配方式各有其优劣

势，必须结合运营商具体的频率资源和

建网需求灵活选用。例如，在中亚格鲁吉

亚某3.5GHz WiMAX项目中，运营商获得的

频率资源是成对出现的频段，两段频率一

共40MHz。针对运营商的现有频谱资源，

华为提出10MHz信道带宽＋PUSC with all SC

1×4×4 的解决方案，即全网以一个基站

为复用簇，进行频率规划。每个基站配置

4个扇区，采用4个频点进行组网，上下行

子帧比例采用31:15方式。该方案最大地利

用了运营商宝贵的无线频谱资源，单扇区

下行峰值速率达到20Mbps以上，上行峰值

速率在5Mbps以上，扇区的频谱效率是其

他移动通信系统的2-3倍，使单基站最大可

获得100Mbps的吞吐量，满足用户超宽带无

线接入业务需求，获得了运营商的认可。

有效减少基站数目

MIMO（Multiple Input Multiple Output，多

输入多输出）技术的使用是WiMAX系统有

效减少基站数目、降低建网成本的关键因

素之一。

相对于SISO（Single Input Single Output，

单输入单输出）来说，MIMO采用发射分

集技术的Matrix A 2×2能够带来4-6dB的覆

盖增益，大大提升覆盖距离；采用预编码

技术MIMO-BF（MIMO-Beam forming，MIMO波

束成形），则能够在Matrix A的基础上获得

额外3-6dB的覆盖增益；采用MIMO-2T4R技

术，可以很好地提升上行覆盖范围，额外

带来2.5-3.5dB的覆盖增益，覆盖半径增加

25％。由此可见，根据不同的场景特点选

择最合适的多天线技术方案，能显著改善

网络的覆盖范围，节省大量的站点数目，

大大地降低建网成本和维护成本。

2007年8月，在日本东京，华为与运营

商JCOM一起对MIMO Matrix A的实际使用效

果进行了外场测试。测试结果表明，采用

华为MIMO Matrix A技术可以获得4-6dB的覆

盖增益，终端采用PCMCIA卡，在城区的覆

盖半径由非MIMO模式的1.1公里提升到开

启MIMO功能后的1.6公里，覆盖半径增加

45％，在相同覆盖区域内，基站数目减少

50％。

降低系统间干扰

干扰是移动通信系统要考虑的一个重

要问题。在同一区域、在相邻的频点，不

同运营商的WiMAX TDD系统之间会产生不可

避免的干扰，尤其是在两家WiMAX系统不

同步的情况下。另外，随着WiMAX商用局

点越来越多，获取新的站址越来越困难，

WiMAX系统不可避免地要和异系统共站址

安装，如WiMAX和GSM，CDMA或UMTS共站

址建设，在一定程度上也存在系统间干

扰。

针对两家WiMAX运营商使用相邻的频

点在同一区域共存的情况，华为提供“共

站＋同步”的干扰规避解决方案。通过协

调系统间的同步和使用相同的上下行子帧

比例，以消除BS对BS的干扰；通过共站建

设，来减少远近效应给系统带来的负面影

响。运营商不需要预留额外的保护带，就

可以充分利用频谱资源，使系统达到最高

的吞吐量。若运营商系统间无法共站建设

和同步，华为提供定制化的基站窄带滤波

器方案，在频率规划时使用更紧密的频率

最大化利用频谱资源

WiMAX 16e有三种常见的子载波分配方

式：PUSC（Partially Used Sub-Carrier，部分使用

子载波）、PUSC with all SC/FUSC（Fully Used Sub-

Carrier，全部使用子载波）和FFR（Fractional

华为将多年丰富的2G/3G

无线网规经验应用到

WiMAX 16e网络规划中，

并在频率规划、多天线

技术、干扰控制、网规

工具等方面不断创新，

能够为运营商量身定

制多场景的室内覆盖方

案，以帮助运营商提升

网络的核心竞争力。

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复用方案（如FFR方式），预留出一定的保

护带（如5MHz），保证天线间的隔离度，

有效降低系统间邻频干扰，确保最优的设

备性能和系统性能。

针对WiMAX系统和异系统共站址的情

况，通过大量的理论研究和建网实践，华

为采用系统间的天线垂直安装空间隔离

或水平安装空间隔离的解决方案，保证

WiMAX和异系统间的干扰降低到最小。

在日本某2.5GHz WiMAX项目中，华为

为运营商提供定制化的介质窄带滤波器方

案，同时采用FFR的子载波分配方式，成

功地规避了多家运营商之间的邻频干扰问

题，为客户提供了一张高性能的WiMAX 16e

商用网络。

保证网络质量

综合网规工具

高效的网规工具是保证网络质量的

关键因素之一。华为针对客户对无线网

络规划的需求，并结合十余年的网规网优

经验，提出了GENEX系列工具解决方案：

无线网络规划平台GENEX U-Net、路测系统

GENEX Probe和GENEX Assistant、无线网络性

能监控与优化系统GENEX Nastar。

无线网络规划平台GENEX U-Net是网络

规划阶段的好帮手。它具有覆盖与容量规

划、规划验证、自动化站址选择、传播模

型自动校正等功能，同时支持多种网络。

U-Net综合考虑了业务需求、MIMO方式、置

换域、子载波分配方式、调制方式和重复

次数等因素对覆盖和容量的相互影响。对

于新建网，U-Net给出建设高品质网络的建

议；对于叠加网，U-Net充分考虑如何最大

程度地利用现有网络资源，并使新建站对

现有网络的冲击最小。

路测系统GENEX Probe和GENEX Assistant

主要用于网络建设和维护阶段，Nastar则

是网络优化阶段的法宝。华为GENEX系列

解决方案还能够实现无缝联动分析功能：

GENEX Probe路测工具采集到的路测数据，

般采用分布式基站＋DAS的解决方案。基

于成熟应用的HSPA分布式基站平台技术，

WiMAX分布式基站具有容量大、体积小、

支持多频段组网的特点，方便安装和网络

快速部署，大幅减少了站址、机房及配套

成本。

容量大、覆盖集中的场景 ■

对于容量需求大、覆盖范围集中的

场景，例如高档商务楼等，可以采用iDBS

（indoor Distributed BS System，数字室内分布

系统）室内覆盖解决方案。iDBS方案具有

“三高两低”的特点，即：高容量、高覆

盖和高接收灵敏度，低施工成本和低维护

成本。而且，iDBS室内覆盖方案无需工程

改造，只需调整配置数据即可进行小区分

裂，轻松扩容。

无法部署室内分布系统的场景 ■

在无法部署室内分布系统的重要楼宇

和不具备构建室内分布系统条件的区域，

例如大型文化保护建筑物等，通过室外基

站天线大上倾或大下倾，无线信号直接穿

透建筑物覆盖室内，无需部署专门的室内

分布系统，大大降低施工难度，减少室内

覆盖建设成本。

商用部署，规划先行

截止到2008年3月，华为已经和全球

超过100家运营商就WiMAX的标准、网络规

划、建设等方面的问题进行了交流和探

讨。在亚太、中东、非洲、欧洲、俄罗

斯、美国以及拉美地区，华为建立了30多

个测试实验系统，共获得了17个WiMAX 16e

商用合同。

随着更多互操作性认证的完成以及终

端价格的日益下降，WiMAX 16e网络的商用

部署将在全球范围内迅速地展开。华为将

持续关注客户需求，通过精细化的WiMAX

网络规划，为运营商打造精品WiMAX 16e网

络。

可以导入到仿真工具U-N e t中进行模型矫

正，性能分析工具GENEX Nastar又可以验证

U-Net规划的结果。目前，GENEX系列解决

方案已成功应用于全球各大运营商，包括

美国Leap、印度TATA、英国BT等。

多场景室内覆盖

WiMAX目前应用的频段比其他移动通

信系统高，空间传播损耗比其他移动通信

系统大，而WiMAX业务的主要应用场景又

发生在室内。因此，如何因地制宜地提供

室内覆盖解决方案，也是决定WiMAX网络

质量的一个重要因素。

替换xDSL的场景 ■

对于用W i M A X替换x D S L的场景，低

成本建网、保障家庭用户和中小企业的

上网需求是运营商关注的重点。针对此

类场景，使用室外CPE（Customer Premises

Equipment）或挂窗式CPE来覆盖室内区域。

室外CPE由于采用了高增益的室外天线，能

够使覆盖半径扩展至300%。挂窗式CPE因

其方便安装的贴窗式小天线设计，也得到

运营商的喜爱。在华为部署的中东地区第

一个WiMAX商用网络——沙特STC WiMAX16e

网络中，大量使用了挂窗式CPE。在相同站

点数目的前提下，有效地提升了室内覆盖

信号的质量。

中低话务量的场景 ■

对于具有中低话务量需求的场景，例

如商场、居民住宅区等，推荐采用微基站

Pico+DAS（Distributed Access System，分布式接

入系统）解决方案。由于Pico 微基站体积

比一般的宏蜂窝基站小，大小与便携机相

似，重量比一般的宏蜂窝基站轻，因此非

常适合室内复杂多变的环境。同时，采用

Pico+DAS室内覆盖方案，多系统容易高效

共享天线系统，是中低容量需求场景的低

成本解决方案。

容量大、覆盖广的场景 ■

对于容量需求大、覆盖范围较广的场

景，例如体育馆、会展中心、机场等，一 责任编辑：李雪峰 [email protected]