WIMAX16d網絡的架構分析與介紹

　　同樣是無線網絡，WIMAX的網絡建設與我們傳統的GMS或UMTS建設有所區別，不能完全照抄以前的經驗。這是由不同的網絡性質所決定了的，WiMAX是固定通信無線網，而GSM/UMTS是移動通信網絡，二者有著不同的用戶行為、覆蓋要求和話務模型。其中，我們注意到了一個比較典型的現象：在建設初期，大家都習慣性地考慮“全覆蓋”的概念，即按照理論的覆蓋半徑，在地圖上標注出若干個基站站點，認為這些站點建成之后即可實現無縫覆蓋或者是基本覆蓋這片區域，剩余的工作就是輕松放號，業務開通。而事實上，要用WiMAX16d實現全覆蓋很困難，這是由其本身特點決定，也是為我們經驗證明的。

　　根據無線傳播理論，基站和遠端站所能接收信號的強度及質量與其天線高度以及傳播路徑上的阻擋情況密切相關。在二維地圖的同一點上，用戶站的接收信號很大程度上取決于CPE天線的放置高度，比如說，離開基站2公里處，運營商發掘出一片用戶群體，分布于高新區的一幢15層樓的大廈內。這些用戶有些在14樓，有些在7樓，而有些在2樓。那么對于14樓的用戶，由于其高度高于周圍平均建筑物的高度，所以可以輕松的實現信號收發，調制方式可以達到64QAM，獲取高質量的數據業務;對于7樓的用戶，高度低于與周圍建筑物的平均高度，但依然能夠依靠信號的折射和反射獲得16QAM的信號，相當于數據帶寬能夠達到4Mbps左右;而2樓的用戶則不那么幸運了，在高樓林立的環境下，CPE天線被群樓阻擋，無法接收WiMAX信號。(當然通過樓內垂直布線，將CPE天線安裝于高處并將數據信號引入至2樓辦公室的CPE室內單元，也可以實現接入)此例表明，WiMAX網絡設計的關鍵數據是CPE天線的位置，這些數據很難在規劃期能夠一一確定，而是隨著業務發展而逐步明晰的。由此我們可以看出，在現有固網運營商“按需接入”的發展模式下，要做出一個類似于GSM或者UMTS一樣的無縫覆蓋的網絡規劃是非常困難的。

　　基于此現象，我們持如下觀點：固定接入式WiMAX16d的網絡呈點到多點的拓撲結構，一般而言，用戶端數量在基站覆蓋區域內動態發展，有增有減。用戶端設備沒有切換和漫游的需求，與需要連續分布的移動網絡有本質上的區別。因此，在網絡規劃設計期間，無需強調“全覆蓋”或者是“無縫覆蓋”的概念，否則反而會給后期發展引入干擾問題。

　　簡而言之，我們認為WiMAX16d的網絡規劃可以遵循以下兩條原則：第一，盡最大能力避免干擾，為后期發展留出余地;第二，隨著用戶容量的增加，需要在建設中調整基站的有效覆蓋區域，使網絡跟隨業務發展而健康成長。

　　3.2.WiMAX16d系統的網絡工程

　　根據我們的經驗，盡管WIMAX產品結構簡潔緊湊為工程實施帶來便利，但是我們不能因此忽略其工程實施質量。WiMAX的顯著優點是結構簡單，部署靈活迅速。事實上，第一代16d的產品普遍沒有引入智能天線，MIMO等更為先進的無線技術，所以CPE基本還是室外型的，也就是說，終端設備仍然離不開室外的工程安裝。從某種角度來看，用戶取得鏈路質量的優劣，不僅取決于基站周邊的無線環境，在很大程度上還依賴于客戶端設備的安裝質量。所以，我們認為有必要著重討論一下WiMAXCPE的工程建設。

　　經為期一年的觀察，我們發現WiMAX的建設者往往比較重視WiMAX系統和上層核心網設備的互連互通問題，重視基站的工程安裝問題，卻有些忽視CPE部署的工程質量要求。現網的部分CPE安裝比較簡陋，存在著諸多隱患。這些隱患除了會直接對系統造成硬件損傷之外，也會給客戶帶來不佳的體驗，直接或間接地影響WiMAX的業務拓展。因此，這里有必要對業已察覺的一些問題進行歸納，以期引起各位建設者的重視：

　　CPE安裝高度不理想，影響業務穩定性。如前所述，在基站位置已經固定了的情況下，CPE安裝高度往往就決定了無線鏈路的優劣。一方面，CPE天線不能高于基站天線的高度。通常情況下，基站天線的俯仰角一般為0度，而且CPE天線的垂直半功率角一般都比較小。如果CPE高于基站，通信雙方就不能良好的接收對方的發射信號，從而影響通信質量。另一方面，CPE不建議安裝在嚴重的非視距環境下，也就是說，不建議將CPE安裝在無線傳輸路徑的第一菲涅爾區內有嚴重阻擋的環境下，否則接收信號有很大比例是靠繞射和反射取得的，多徑信號的路徑復雜程度大大提高，每徑受到影響的因素也會增多，信號質量不可避免地會比視距情況下有更大的波動。雖然在給終端用戶交付業務時，測試得到的信號和帶寬都不錯，但是這樣的鏈路對干擾的抵抗力比較弱，信號會時好時差，甚至在無線鏈路惡化時會發生信號中斷的情況。這會對實時性要求高業務(例如VoIP，VideoStreaming等)產生尤為不良影響。

　　CPE缺乏可靠接地，增加了系統的不安全性。如果說CPE并不安裝在建筑物的最高處，接地省略的風險性可能還小些，那么將其安裝于屋頂的時候，沒有接地在夏季雷雨時節就是一個巨大的隱患了。而我們發現，現網中有為數不少的CPE其實并沒有做好接地，更不要說是避雷防范了，這確實是非常危險的現象。假設設備的室外部分遇到雷擊，浪涌電流若不能導入大地，那么很容易地就會通過饋線引入室內單元及其連接的下端設備，一旦此類事故發生，遭受損失的可能就遠不止是WiMAX設備本身，而將包括與之相連的所有設備(包括二層交換機、IAD、WiFiAP，話機和電腦等)以及電源系統。

　　CPE抱桿過細或者對地未能妥善加固，也會影響用戶的長期使用感受。我們曾觀察到，抱桿如果太細，或者底部不穩，其上端由于受到設備單向重力會使抱桿向設備一側略微傾斜，導致CPE天線俯仰角的改變，從而影響收發信號的質量。常見的情況是在系統開通初期用戶能夠取得理想的數據帶寬，而一段時間之后，發現帶寬變小了，而經現場檢查才發現正是由于這些細小的原因致使的。

　　所以，網絡建設過程中，我們除了關注設備本身的性能和穩定程度之外，還應當對工程中的各個環節嚴格把控。WiMAX系統有其簡潔易用的一面，也存在著眾多細節方面有待我們去關注和完善，這樣才能將WiMAX的優勢充分體現。

　　3.3.WiMAX16d系統的維護

　　與任何無線網絡相仿，WiMAX系統建成開通后，需要堅持不懈的維護和優化，保障系統的良好運行狀況，并為網絡發展提供可借鑒的依據。一般來說，除了設備運行狀態之外，最需要關注的是無線鏈路和容量兩方面的問題，以下作些簡單的經驗介紹。

　　無線鏈路監測和優化。從WiMAX自帶的網管上，可以對每個遠端站的無線鏈路狀況進行觀測，包括上下行的RSSI，SNR以及調制方式等信息。通過這些基本數據，我們可以做出每日報表和曲線圖，掌握無線鏈路的變化情況，并為規劃和優化提供依據。由于WiMAX16d是一個動態發展的網絡，無線網絡規劃與優化并進，因此在建設新基站，發展新用戶的時候，必須同時考慮現有網絡上的拓撲結構和頻率資源利用情況，避免干擾情況出現。

　　容量監測和優化。與無線鏈路相仿，基站容量和每個用戶的吞吐量也是可以通過網管進行監測的，這些數據對網絡建設和發展尤為重要。一方面，根據資源的統計使用情況，運營商可以靈活調整客戶QoS等級，在公平發展的原則下，重點保障大客戶的利益;另一方面，對流量的監測可以更準確地掌握用戶的增長率，避免設備過載現象的產生，同時指導后期的網絡規劃和工程預算工作。

　　對系統的維護和優化，其主旨是依然提高設備的穩定性和利用率，使動態的網絡能夠均衡發展，為終端用戶提供業務保障。由于WiMAX還處于建設階段，對于如何維護優化WiMAX16d網絡，還有待更多時日的探索和積累。

　　4.結束語

　　隨著WiMAX16d技術的發展和應用，系統的真實性能已經越來越多的業內人士認同了。通過以上篇幅，希望不僅能夠使讀者對這門技術有更多的了解，更重要的是，能令網絡建設者們能夠得到些許啟發，更加有效得進行WiMAX網絡的拓展和管理，最大程度得實現業務價值。