LMDS(本地多点分配业务)无线网络规划

  一、LMDS及其技术特点
  LMDS(本地多点分配业务),是近期极为热门的无线接入技术,基于点对多点微波传输方式为电信运营商提供双向高速率的宽带无线接入解决方案。
  
  典型的LMDS系统采用蜂窝式的组网结构,由多个基站在一定范围的服务区覆盖用户群。每个基站可以划分为多个扇区,以点对多点方式为扇区内的固定用户终端提供通信服务。系统扩容可以通过扇区细分或增加扇区载频的方法来实行。
  
  LMDS工作频段很高(一般在20-40GHz),介乎毫米波,其信号适宜近距离(3-5公里)视距传输。由于LMDS可用带宽为1GHz以上,长期困扰运营商的网络瓶颈问题迎刃而解,使得该技术享有“无线光纤”的美誉。
  
  依据其技术特点,LMDS适用于人口密集、通信业务量大的城市骨干网至用户终端的无线接入。LMDS的优点在于工程建设周期短、组网方式灵活、运行维护成本低。随着技术、市场不断成熟,LMDS将成为解决城市“最后一公里”的重要角色。
  
  二、LMDS在国内的应用尚待解决的问题
  在中国,移动、联通、网通等各大电信运营商先后开展了LMDS网络试验。但该技术的推广使用,还有进一步的工作要做:
  
  1、制定频率规划
  
  LMDS技术在中国正处于试验阶段,无线电管理机构(信息产业部无线电管理局)尚未正式分配LMDS工作频段。除了参考试验结果外,频率规划的制定必须兼顾国内外相关的技术规范和今后新兴的业务需求。因此,我们需要一种符合国际规范和中国国情的频率规划工具。
  
  2、运用先进技术手段,确保无线网络规划可行性
  
  LMDS的信号传播特性,使得网络规划时必须保证基站与终端天线之间的视通(Line-Of-Sight)并能经得起天气变化的考验。因此实际工程实施中的站址选取、电平储备(特别是雨衰)、覆盖效果及系统可靠性就需严格的网络规划及链路预算来确保可行。
  
  目前,众多LMDS设备供应商正积极开拓中国市场,各自都有一套解决方案。如何全面、客观、严格地评估网络规划方案,是一个切实的问题。纵观国内LMDS市场,还没有权威的网络规划机构,也缺少专业的分析手段,迫切需要一种成熟而可靠的网络规划工具。
  
  针对上述问题,LS公司提供了相关的解决方法,在此作一些探讨。
  
  三、LMDS无线网络规划的探讨
  德国LS telcom AG以其在无线通信网络规划和频谱管理领域的卓越成就而享誉世界。在众多无线通信标准极为严格的国家中,LS成功地为当地的电信管理机构建立了先进的频谱管理系统。
  
  1、SPECTRAplan频谱规划工具
  
  SPECTRAplan是LS公司为无线电管理机构度身定做的频谱规划工具。它基于ORACLE中央数据库,既能参照ITU建议规划频谱,也可按用户自身的要求建立相应的频率规划。同时,SPECTRAplan还可与LS公司提供的其它无线业务网络规划工具实现数据共享。
  
  对目前还未正式给出频段分配的LMDS业务,SPECTRAplan有助于我们的频谱管理机构利用先进的频谱管理工具,参照国际规范并结合国情合理地进行频率规划和分配,为LMDS在中国的发展打下坚实的基础。
  
  2、MULTIlink微波PMP/LMDS网络规划工具
  
  MULTIlink是LS公司经过多年的研究和发展,根据世界各地系统供应商和网络运营商的综合要求,而设计出的微波网络规划软件,在许多国家已实现商用。它既可作为一个独立的网络规划工具,也可构成LS公司CHIRplus_Combi移动通信网络规划系统或SPECTRAplus频谱管理系统的功能模块。
  
  MULTIlink技术特点:
  
  (1)图形化用户界面
  
  MULTIlink基于数字地图,支持矢量及栅格数据,兼容多种地图类型,可在背景地图上显示站点、链路和干扰,并图形化显示地形剖面及菲涅尔区。
  
  (2)基于国际标准的传播模型
  
  MULTIlink运用ITU建议的传播模型,进行网络覆盖、链路预算、干扰分析等效多种计算,对LMDS网络进行合理的规划。
  
  (3)视通计算
  
  LMDS工作频率较高,信号须在视通条件下方可有效传播。城市中大量的高层建筑对LMDS的站址选择提出了较高的要求。MULTIlink所提供的计算工具,能把视通计算结果直接显示在背景数字地图上,方便而实用。
  
  (4)网络分析预测
  
  MULTIlink针对LMDS的设计理念已超越了简单的链路预算。因LMDS工作频率较高,需要视距传输,且受天气、降雨、建筑物等各种环境因素的影响较大,MULTIlink综合考虑以上因素,对上行和下行链路,运用不同的方法进行分析。
  
  上行方向,MULTIlink采用微波点对点链路分析的方法,考虑降雨、空间多径效应、路径反射、菲涅尔区、建筑物影响等多种参数,以最坏月份和全年的链路可用度做为衡量一个链路的指标。分析结果以交互分析窗口体现,图形化显示路径剖面及地貌特征,可以直观地进行交互式修改,以达到最佳设计结果。
  
  MULTIlink还提供了链路可用度反转计算。根据不同的运营商的不同要求、不同的服务等级,输入不同的链路可用度指标,就可以方便地计算出链路所需要的电平衰落储备。
  
  下行方向,除了微波点对点链路分析的方法,MULTILink运用蜂窝覆盖的理念进行网络分析计算,包括场强计算、MaxServer、BestServer、C/I at BestServer分析等。下面仅以BestServer为例说明MULTIlink的下行工作方式。
  
  在LMDS网络规划过程中,对于区域内的某一点来说,哪个扇区才是其最佳的服务扇区呢?MULTIlink综合考虑以下因素:
  
  *各基站及各扇区的频率、发射机功率、天线类型
  
  *哪个扇区在该点产生的场强最大且高于某一门限
  
  根据以上原则,MULTIlink自动计算区域内所有的点的最佳覆盖情况并以图形方式显示出来,以不同的颜色代表不同的服务扇区。
  
  MULTIlink提供的其它几种分析方法,可以对规划的结果进行进一步分析,优化。其结果都可以直接显示在背景数字地图上。
  
  (5)干扰分析
  
  LMDS采用蜂窝覆盖的组网方法,有可能在基站、扇区、终端之间引起相互干扰。MULTIlink提供干扰分析的功能,包括上行和下行两个方向。上行方向提供终端与终端间的链路干扰分析,分析结果以图形方式显示,也可以给出具体的干扰计算数值列表。下行方向提供扇区优化功能。它可以计算出某一基站的扇区对其它基站的扇区产生的干扰,并直接显示在背景数字地图上。根据干扰分析的结果,MULTIlink可以对信道进行合理地分配。
  
  (6)数据库管理功能
  
  MULTIlink有本地数据库,使得系统供应商和网络运营商可以独立地进行网络规划。同时,MULTIlink也具备数据接口,能与频谱管理机构的中央数据库进行数据交换。因此,各种无线业务的网络规划都将处于有序的监控中,以便对LMDS网络进行合理、规范地分配频率。
  
  目前SPECTRAplan和MULTIlink已在信息产业部无线电管理局新建的频谱管理系统中得到了应用。运用这两个工具,并结合频谱管理机构完备的台站数据库,综合考虑LMDS系统的频率规划和分配,对于LMDS在中国的发展无疑有强大的推动作用。