盈亏问题应用题大全 浅谈,LMDS,系统的覆盖问题

　　[摘 要]本文针对影响 LMDS 系统覆盖的因素，从系统本身以及信号传播的路径两个方面考虑，着重分析了调制方式和载波带宽以及传播路径损耗对 LMDS 覆盖距离的影响。　　[关键词]覆盖问题;LMDS;信号;信噪比
　　1999年7月，我国的第一套LMDS实验网在广东省的广州市开通，这套由P－COM公司为中国联通公司建立的LMDS网络标志着我国接入网发展的新起点.此前，中国联通公司的LMDS实验网正在测试和调制阶段，如果实验成功，LMDS也许会在中国掀起一次通信技术革命的高潮。
　　LMDS采用一种类似蜂窝的服务区结构，每个服务区内设基站，基站设备经点到多点无线链路与服务区内的用户端通信。每个服务区覆盖范围为几公里至十几公里，并可相互重叠。
　　LMDS 系统覆盖半径的大小与系统可靠性指标、微波收发信机性能、信号调制方式、电波传播路径以及当地降雨情况等许多因素密切相关。下面我们分别从系统本身以及信号传播的路径两个方面介绍一下影响LMDS 系统覆盖距离的两个最主要的因素：调制方式和电平储备。
　　一、调制方式和载波带宽的选择
　　1.调制方式
　　目前，LMDS 系统中采用的调制方式有 QPSK、16QAM 以及64QAM，适应不同带宽及覆盖范围的需求。其中 QPSK 数据速率较低，信号波形的幅度和频率都不发生变化，只是相位有变化，因此抗干扰性能较好。而多进制正交幅度调制（MQAM ）具有很高的频谱效率，在调制进制数较高时，为了保证所需的误码率而必须维持的信噪比也就越高。它们对信噪比的要求越高，相应能够达到的覆盖范围也就越小。但采用性能优良的纠错编码技术，可以在频谱利用率及可获得优良信噪比性能之间进行折中设计，同样可以获得总体性能的优化。
　　总的来说，这三种调制方式在 LMDS 系统中应用的特点如下表所示：
　　2.载波带宽的选择
　　LMDS 系统的载波带宽可以选择 3.5MHz、7MHz、14MHz 和 28MHz ，选择哪种载波带宽主要是根据业务需求而定，不同的载波带宽除了可支持业务的能力不同外，还影响到传输性能上的差异及制造成本上的不同。(1) 接收机门限的考虑。接收机门限的大小，直接决定了系统为路径损耗预留的电平储备，是影响 LMDS 系统覆盖距离的重要因素。在数字调制解调技术中，门限比特差错率 BER ＝10－3条件下，归一化信噪比（Eb/No ）16QAM 要比 QPSK 差约 7dB，即在接收机噪声系数和噪声带宽相同的情况下，16QAM调制方式比QPSK 调制方式的接收机门限电平要恶化约7dB 。如果用 16QAM＠14MHz 与 QPSK＠28MHz 两者比较，在相同的接收机噪声系数下，后者的噪声带宽增加了一倍，因此两者的接收机门限仅差约4dB 。 (2) 与频谱规划的关系。目前，运营商可获得的频率资源为2×56MHz ，基站扇区之间及小区之间的频谱规划通常有以下两种方式： 载波带宽 14MHz 的频谱规划：将 56MHz 带宽分为 4 个载频，将4 个载频分为两个载频组，即 F1F3 或 F2F4 ，相邻扇区采用不同载频组。在一个基站内载频组可以复用。载波带宽 28MHz 的频谱规划：56MHz 带宽只能支持两个载频工作，相邻扇区采用不同载频，在一个基站内载频可以复用。
　　二、电平储备
　　1.影响电平储备的因素
　　保证足够的电平储备是提高 LMDS 系统可用性的重要条件之一，通常一个通信系统的接收功率 Pr (dBm) ，可以表示为：
　　P r (dBm) = P t - L lt + Gt - L p + Gr - L lr其中： Pt ：发射功率(dBm)； Llt ，Llr ：分别为发射机和接收机射频线路损耗(dB)； Gt ，Gr ：分别为发射机和接收机天线增益(dBi)；Lp ：总传播损耗(dB)；其中，总传播损耗包括自由空间损耗、雨衰、大气损耗、衍射损耗、天线防护罩潮湿损耗、多径衰弱损耗、雾、雪和尘土造成的损耗以及去极化损耗。
　　自由空间损耗：无线链路中最基本的传播损耗，是路径长度和传输信号频率的函数。雨衰：由于降雨对电波引起的吸引和散射将使信号经受衰减，这种衰减呈现非选择性和缓慢的时变特性，是导致信号劣化，影响系统可用性的主要因素。大气损耗：LMDS 频段的大气损耗相对于雨衰来说是很小的，对于 26GHz 频段，大气吸收只有 0.1dB/km 。衍射损耗：由于 LMDS 链路大多都设计成视通，因此衍射损耗很小并可以忽略。多径衰弱： 由于LMDS 链路是视通的且设备大多使用了窄波束天线，在很大程度上消除了多径信号进入系统，一般可以忽略。去极化损耗：可以通过使用先进的安装工具把它保持在一个可以忽略的程度。同时，由于自由空间衰落在终端站安装时已被唯一确定下来，而雨衰是一个随降雨强度变化的量，因此雨衰是 LMDS 微波链路电平储备预算中主要的考虑内容。
　　2.覆盖距离与电平需求的关系 下面以阿尔卡特 ASB 7390 LMDS 为例，来说明一下该系统在覆盖距离与电平储备需求之间的关系。ASB 7390 LMDS 自身的设备性能，决定了该系统下行链路允许的最大路径损耗为147 dB，在此基础上考虑了降雨时天线防护罩损耗 1db 和天线方位角电平储备 3db，同时结合系统可用性为 99.99%时某地区实际的降雨强度 65mm/h，根据前面对 自由空间损耗及雨衰的分析，我们可以得出该系统在某地区覆盖距离与电平需求的关系（如下图所示），也可求得在保证系统 99.99%可用性时，该系统垂直极化覆盖距离为 2.175km，水平极化覆盖距离为 1.857km
　　通过上面的分析，我们可以看到，在 LMDS 系统实际的应用规划中，我们应当在充分考虑当地业务需求情况的同时，结合当地的气候情况以及设备的性能特点，从而为用户提供高质量的服务保证。
　　参考文献：
　　[1]《浅析LMDS多点分配接入技术》周志
　　敏. 《赛迪网》 .
　　[2]《宽带无线接入技术发展前景的七大
　　趋势展望》 徐勇. 《人民邮电报》.□
　　（编辑/李舶）