爱立信：小站非视距微波回传解决方案

估算提供简单规则。

NLOS系统特性

以传统的视距微波的链路指标的计算公式再加入非视距的衰耗(ΔLNLOS) 即可以得到简单的NLOS微波链路指标计算公式1:

公式 1：PRX=PTX+GTX+GRX-92-20log(d)-20log(f)-LF-ΔLNLOS

这里PRX和PTX是接收和发射电平（dBm - 相对1毫瓦的功率dB值）；GTX 和GRX分别是发射机和接收机端天线增益 (dBi- 全向性dB相对值)；d 是链路距离 (公里) ；f 是频率 (GHz) ；LF 是任何衰落损耗 (以dB计) ；而ΔLNLOS 是由于非视距传播的额外损耗(以dB计)。上述公式中并未明确指出的是理论上天线增益决定于频率， 固定尺寸天线的天线增益以20log (f) 增加， 因而实际的接收电平PRX也将随频率的增加而以20log (f)值 增加 (天线大小不变)。 这种关系表明在小天线占有重要组成因素的小站传输中，使用更高频率将会带来更多的性能优势。

为了说明非视距传输的一些重要系统性能，爱立信专门测量了目前商用的两种不同频段微波回传系统（见表1）。第一个系统是在无需牌照的 5.8 GHz 频段商用产品，产品基于 TDD 和 OFDM 技术使用 64 QAM 调制方式，利用2 × 2 MIMO （交叉极化) 配置在 40 MHz 信道带宽中提供 100 Mbps 全双工峰值吞吐量 (汇聚 200 Mbps)。 第二个系统是需牌照的 28 GHz 频段爱立信 MINI-LINK PT 2010商用产品，基于FDD，56 MHz 信道和单载波技术达到 512 QAM 调制方式。它在提供400 Mbps 全双工峰值吞吐量（800 Mbps汇聚）。两个系统均使用自适应调制, 基于接收信号质量来适应吞吐量。两个系统使用天线的物理尺寸相近，但由于频率决定天线增益和28Ghz的抛物面天线类型， 28 GHz 系统天线增益是38dBi, 而5.8GHz系统的平板天线增益达到17dBi。

图2表示了在不同链路距离下的链路冗余与吞吐量比较, 冗余定义是接收功率（依据公式1）与一个特定的调制方式 （吞吐量） 的接收器阈值之间的差值—在视距条件下无衰落（LF =0）。如果我们可以预测由于非视距场景产生的额外损失ΔLNLOS，图 2中的曲线就可以估算吞吐量。天线尺寸相近的条件下, 使用更高频率的优势很明显。28GHz系统400Mbps峰值速率时的链路冗余比5.8GHz系统100Mbps峰值速率时的链路冗余高出约20dB。

图2  链路冗余，吞吐量与站距

测试

衍射

通常人们认为高于6Ghz频率的电波衍射损耗绝对地高，因而使用高频率部署NLOS传播的系统是不可行的。然而，尽管在30°衍射角时，28GHz的绝对损耗40dB高于5.8GHz的34dB 的绝对损耗，但相对差值也只有6dB[8]。尽管将28Ghz较高的自由空间损耗也列入考虑之列，这6dB 差值远远小于相当尺寸天线的增益差值(见图2)。

图3A和图3B分别演示了建立设计测量衍射的场景和测量结果。第一个收发信机放置于办公楼顶上（图3A中以白色圆圈标出）。第二个收发信机放置于移动升降机上，升降机放置于13米高的停车楼后面的11米处。通过降低移动升降机来测量第二个收发信机的接收功率的影响。如图3B演示了两套被测系统的测量接收功率值与低于可视线距离的对比，以及通过"刀锋"模型衍射理论计算的理论接收电平[8]。 两套系统发射功率均为19dBm, 但5.8Ghz天线增益低21 dBi，因而在NLOS传播后其接收电平要比28GHz的接收功率低20dB。

28GHz的实测功率与理论接收电平吻合很好，尽管有少量dB 数的偏差。这种偏差是可以预见的这是因为模型的简化。

总之，衍射损耗可以依据刃锋模型估算[8]。尽管如此，由于模型的简单化，计算出的损耗有一点被低估了。这可以在规划过程中简单地在损耗冗余上加上几个dB作为补偿。

由于28GHz系统预期链路冗余高, 它比5.8GHz系统在更深的非视距时保持全部吞吐量。28GHz系统在距视距条件6米以内的NLOS条件下可传输全部400Mbps吞吐量，对应衍射角度为30度。而5.8GHz只在距视距3米以内的NLOS条件下才可达到50Mbps。 链路冗余是非视距传播的系统的唯一最重要的系统参数。与我们预期相同，在天线尺寸相近的条件下，28GHz系统在衍射场景下实际比5.8GHz系统的性能表现要好得多。

反射

图4A所示是金属和砖墙构成的平面作为在单一反射点时，5.8GHz和28GHz系统性能均进行了测试。第一个收发信机置于办公楼楼顶位置（以白色圆圈标示），其高出地面18米，第二个收发信机置于同一办公楼临街的5米高的墙上。对面建筑的砖墙作为反射面，总链路长度大约100米。反射损耗依入射角的不同而不同，本试验中反射点入射角大约15度，28GHz和5.8GHz的ΔLNLOS 的测试结果分别是24 dB 和16 dB。此数据与早前研究结论[11]相吻合。反射损耗与反射物材料有着非常决