無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )技術(shù)介紹之4G層疊系統框架解析

標簽：BHA 4G層疊系統

4G層疊系統框架這項技術(shù)具備更快的數據率和更大的系統容量。目標峰值速率為：低速移動(dòng)、熱點(diǎn)覆蓋場(chǎng)景下1Gbps以上，高速移動(dòng)、廣域覆蓋場(chǎng)景下100Mbps。上述性能指標主要依靠?jì)蓚€(gè)方法實(shí)現：提高頻譜效率和擴大系統帶寬。

為了實(shí)現1Gbps的峰值速率，4G系統需要寬達100MHz的系統帶寬，但在3GHz以下頻段分配100MHz連續頻譜幾乎是不可能的，而在高頻段又很難實(shí)現無(wú)縫全域覆蓋和高速移動(dòng)(運營(yíng)商要求基于現有站址部署4G系統，因此廣泛使用中繼和分布式天線(xiàn)技術(shù)有一定困難)，因此需要同時(shí)使用部分3GHz以下頻譜。

也就是說(shuō)，4G系統將是一個(gè)層疊系統，需要同時(shí)使用上述兩段離散的頻譜，這形成了4G系統的一個(gè)重要特征。

層疊4G系統框架

未來(lái)的4G系統可由寬帶移動(dòng)通信(BMC)子系統和寬帶熱點(diǎn)接入(BHA)子系統構成。BMC子系統工作在較低頻段(如3GHz以下IMT-2000頻段)，提供廣域覆蓋和高移動(dòng)性，為了實(shí)現4G的性能指標，可以考慮采用比E3G略大的帶寬，如20～40MHz。

BHA子系統工作在較高頻段(如3GHz-5GHz可能分配給4G的新頻段)，為了實(shí)現4G的性能指標(固定移動(dòng)峰值速率1Gbps)，需要采用很大的帶寬(最大至100MHz)。

兩個(gè)子系統應高度的融合(如采用相似的設計)，以實(shí)現用戶(hù)在兩個(gè)系統之間靈活的接入、調度和切換。也即當用戶(hù)在固定和低速移動(dòng)環(huán)境下并處于熱點(diǎn)覆蓋范圍內時(shí)，可以接入BHA子系統獲得高數據率的寬帶接入。當用戶(hù)處于熱點(diǎn)覆蓋范圍外或高速移動(dòng)環(huán)境時(shí)，則可以切換到BMC子系統。由于BHA子系統已經(jīng)覆蓋了小區中心區域，BMC子系統可以將有限的頻率資源用于小區邊緣區域，以獲得更高的性能。

BHA的覆蓋范圍受到所在頻段的傳播特性的限制，約為數百米。在密集城區，目前運營(yíng)商部署的基站間距已經(jīng)降到數百米量級，則BHA子系統也可以實(shí)現一定程度上連續覆蓋，但該覆蓋區域內的高速移動(dòng)用戶(hù)應仍由BMC承載。

在一般城區、郊區和鄉村，運營(yíng)商基站間距可能擴大到數公里以上，在不增加新的站址的前提下，依靠BHA子系統則無(wú)法提供連續覆蓋，BHA子系統將只用于在特定區域提供熱點(diǎn)寬帶接入服務(wù)。

而B(niǎo)HA覆蓋區域的間隙則由BMC覆蓋。在一般城區、郊區和鄉村，由于建設新站址遇到的限制較小，運營(yíng)商可以考慮在必要的區域加設BHA基站或中繼站，以擴展BHA子系統的覆蓋范圍。

帶接力系統的層疊系統框架

在基本系統框架的基礎上，可以采用接力(Relay)技術(shù)或分布式天線(xiàn)系統擴展BHA子系統的覆蓋范圍。作為BHA子系統的擴展，Relay系統也只用于固定和低速移動(dòng)用戶(hù)，高速移動(dòng)用戶(hù)仍由BMC子系統提供接入。

Relay技術(shù)和分布式天線(xiàn)技術(shù)仍有很多技術(shù)問(wèn)題需要進(jìn)一步研究。即使技術(shù)問(wèn)題得到解決，由于運營(yíng)商在添加大量新的基站和接力站(RelayStation，RS)方面受到諸多的限制，也很難依賴(lài)接力和分布式天線(xiàn)系統提供全域覆蓋，應考慮將其用于某些特定場(chǎng)景，作為有效的補充。

新研發(fā)的包含BMC和BHA子系統的4G新空中接口可以將4G許可頻段集中用于覆蓋范圍在100米以上的廣域和城域場(chǎng)景，而利用現有的WLAN和WPAN技術(shù)標準實(shí)現100米以下的局域和個(gè)人域覆蓋，并通過(guò)異構接口實(shí)現廣域/城域系統和局域/個(gè)人域系統之間互通和切換。

基于不連續頻段的層疊系統框架是由4G系統的可用頻譜特性和運營(yíng)商的實(shí)際部屬要求(不能大量增加新站址)決定的?；诖讼到y框架，仍有大量的問(wèn)題有待于研究，但預計這會(huì )成為4G系統的一個(gè)基本特征。