WiMAX组网方案研究

高阶的QAM调制是需要的，但这会带来覆盖面积减小和系统干扰增加等问题，这些问题可以通过将小区规划和调制体制规划相结合的方法来解决。如图3所示，在原有扇区划分和单一调制BPSK方式的基础上，根据所处地域不同，采用不同的调制方式，越靠近基站，则使用的调制方式越高。离基站最近的区域采用最高阶64-QAM调制方式，然后是16-QAM，再是QPSK，最外圈的区域使用BPSK。

图3 自适应调制方式的使用示例

2.3基于极化天线的小区规划

使用极化天线的方法可以进一步优化频率复用机制，水平极化和垂直极化交替模式可以使相邻小区得到较好的干扰隔离，从而可以将系统容量提高近一倍。交替极化在系统中的应用如图4所示，如果只采用一个载频，考虑到实际地形的不规则，很容易存在较严重的同频干扰，而使用两个载频的交替极化模式，可以得到四组可用信道，从而大幅度减小干扰。联合采用两载频和极化天线技术，在不需要对现有网络进行较大改动的情况下，就可使系统获得更多的可用信道。

图4 极化天线技术与网络拓扑结构

根据以上各种提高系统频谱效率技术的描述可知，为了减小干扰，尽量保证小区的频率复用因子为1，其网络频率规划方案应该服从如下原则：

●除非距离达到5-7个倍程，或者两者之间有较好的阻挡物，否则相邻站点不允许出现相同方向的同频复用。如果要复用，可以采用不同的极化方向以获得20dB的额外隔离度。

●同一站点，同一扇区，尽可能不使用邻频进行组网，尽可能地使其错开一个角度，以保证服务扇区内的注册频点为最佳。

●同一站点，同一扇区，不可以使用同频。

●同一站点，相邻扇区，不可以使用同频。在采用高性能天线的情况下，如果终端的位置不在相邻两个扇区交叠边缘，可以使用同频交叉极化的方式。

●同一站点，相背扇区，在基站天线前后隔离度满足30dB的要求时，可以使用相同极化的同频。

针对免许可证频段，802.16协议还规定了动态频率选择方案，同时，WiMAX系统可以支持多输入多输出、智能天线、OFDMA等技术，可降低频率干扰、增加网络容量。

3、WiMAX系统的核心网策略

WiMAX系统的网络结构包括WiMAX终端、WiMAX无线接入网和WiMAX核心网3部分，如图5所示。根据所采用的标准以及应用场景不同，WiMAX终端包括固定(802.16-2004)、便携和移动(802.16e)三种类型。而WiMAX接入网主要指基站，需要支持无线资源管理等功能，有时为方便和其他网络互联互通，还需要包含认证和业务授权(ASA)服务器。而核心网主要用于解决用户认证、漫游等功能及作为与其他网络之间的接口。

图5 WiMAX网络结构

3.1WiMAX和其他现有网络的互联互通

由于802.16系列协议只定义了无线空中接口标准，对于WiMAX的核心网没有涉及。作为一种新兴网络，802.16首先是对现有无线网络的一种补充，用于满足高速数据传输的需求，所以和现有无线网络互联互通，充分利用现有无线网络的核心网是WiMAX发展的重要一步，这样可以减少WiMAX系统核心网的投资，实现网络间的无缝切换；同时可以充分挖掘现有网络的用户信息，共用现有网络的计费、鉴权和加密机制；并且充分依托现有网络和业务平台的资源，开展新业务等。

如果混合组网，WiMAX可以通过两种方式和现有无线通信网络互联：紧耦合和松耦合。松耦合对现有网络改造较小，WiMAX直接利用现有网络的AAA(认证，授权和计费)服务器，避免WiMAX数据流经过现有网络的核心网。这种方式保证了WiMAX和现有网络相互独立，并且可以使用移动IP支持网间的移动性，但这会导致较高的延时。在WiMAX中建议采用跨层路由协议(在IEEE802.21协议中称为2.5层路由协议，位于传统路由层和MAC层之间)来减少WiMAX不同基站切换时的延时，但是无法减少网间的切换延时，所以这种模式对实时性要求非常高的业务来说是一大挑战。松耦合模式下两种网络共享AAA服务器，使得不同网络在混合的网络环境下使用一致的用户鉴权机制，从而可以使运营商更好地建立独有的业务模式，充分利用原有计费系统和客户关系。图6所示为WiMAX和WCDMA在松耦合模式下的组网结构。

图6 WiMAX和WCDMA在松耦合模式下的组网结构

紧耦合模式下WiMAX的数据流需要经过现有网络的无线网络控制器(RNC)和核心网，所以这需要对现有网络进行改造。这种模式的优点是充分利用现有网络对移动性管理的强有力支持，减少了切换延时，和松耦合模式相比，其切换时延有大幅度改进，保证了网络的无缝切换。图7所示为WiMAX与WCDMA紧耦合时的网络组成，WiMAX的基站直接和WCDMA的RNC或者SGSN相连。

图7