微波通信網(wǎng)絡(luò )擴容的兩個(gè)策略

這個(gè)方案是調制方案升級和網(wǎng)絡(luò )頻譜效率之間的一種折中。通過(guò)在整個(gè)試驗網(wǎng)絡(luò )實(shí)施這種方法，整個(gè)網(wǎng)絡(luò )容量增加到7Gb/s，即4倍提升。

圖2顯示了可實(shí)現的特定調制系數情況下的鏈路百分比–無(wú)論是最后一英里還是節點(diǎn)鏈路

圖2. 能支撐由于調制增加而導致的容量增加下降所需的鏈路數百分比

圖2揭示了3個(gè)要點(diǎn)：

· 當調制速率高于128QAM時(shí)，只有不到50%的鏈路能維持更高的增長(cháng)。
· 在1024QAM時(shí)，鏈路的百分比降至25%。
· 當速率高于1024QAM時(shí)，支持更高階調制的可能性開(kāi)始下降，但下降幅度減小。

包壓縮方案

包壓縮增益與承載包的長(cháng)度和類(lèi)型直接相關(guān)。

一旦運營(yíng)商了解了包的業(yè)務(wù)特征，他們就能從包壓縮原理確定以容量增加百分比計算的增益。了解業(yè)務(wù)特征很關(guān)鍵，因為包壓縮得到的容量增益是包長(cháng)度的函數，包越小則增益越高。這方面對移動(dòng)回程應用特別重要，因為其話(huà)音主叫業(yè)務(wù)的包非常小，介于64至128字節之間。

包壓縮分析是基于保守的假定：

· 業(yè)務(wù)分布接近于IMIX特征
· 業(yè)務(wù)通過(guò)IPv4承載
· 業(yè)務(wù)引導是基于虛擬局域網(wǎng)（VLAN）并采用雙VLAN標記

基于這些假設，包壓縮實(shí)現約40%的增益，從而實(shí)現整個(gè)網(wǎng)絡(luò )容量從1.9Gb/s提高到約2.7Gb/s。

圖3對比了包壓縮與在14MHz信道上通過(guò)改變調制系數而獲得的凈吞吐量。為了簡(jiǎn)化，僅顯示1024QAM為最大調制。實(shí)紅線(xiàn)代表通過(guò)包壓縮獲得的容量增益與凈無(wú)線(xiàn)容量之比。

圖3. 當凈吞吐量和包壓縮增加時(shí)系統容量增益減少

圖3揭示了2個(gè)主要觀(guān)點(diǎn)：

· 在給定的容量值情況下- 比如100Mb/s，以虛的藍黑線(xiàn)表示，可以使用低的調制系數來(lái)實(shí)現容量。在這個(gè)例子中，當使用包壓縮時(shí)，采用128QAM而不是512QAM。
· 低調制方案意味著(zhù)較低的發(fā)射功率。在這個(gè)例子中，功率低5個(gè)dB，以?xún)蓚€(gè)黃點(diǎn)線(xiàn)之間的差來(lái)表示。使用低功率可以節省能源成本，也能減少無(wú)線(xiàn)頻率（RF）的污染危害并降低整個(gè)網(wǎng)絡(luò )的干擾。

分析得出的決定

這個(gè)分析為微波網(wǎng)絡(luò )設計總結了關(guān)鍵的考慮：

· 發(fā)現提高調制方式最潛在的地方是無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的末端，在這些地方HQAM能充分發(fā)揮作用；或者用于長(cháng)途傳輸，這些地方的潛在干擾較少。

在短程傳輸，調制系數超過(guò)128QAM的HQAM應用可能性不大。即使在網(wǎng)絡(luò )末端，采用1024QAM以及更高階調制格式都必須仔細考慮，除非業(yè)務(wù)的可用性不是基本關(guān)注因素。這可能導致可用性從99.995%降低到99.99%。

對于已經(jīng)運行在64QAM至128QAM的匯聚鏈路，提升到更高階調制格式可能沒(méi)有意義。這些鏈路通常被設計的運行值在99.999%，因為它們在網(wǎng)絡(luò )中間起業(yè)務(wù)傳遞的作用。

· 當短程應用中增加調制系數為擴容的基本方式時(shí)，具有一定的不確定性。比如，網(wǎng)絡(luò )狀況可能導致某一鏈路達不到期望的容量水平。

注：自適應調制是一個(gè)增加信道帶寬的有效選擇；但是這在本文中沒(méi)有討論，因為它是一項已經(jīng)確定可應用于全網(wǎng)的技術(shù)。

交叉極化干擾消除（XPIC）是相對于HQAM更為可行的選擇。XPIC不是當前分析的一部分，但它可帶來(lái)2 倍的容量增加。XPIC在網(wǎng)絡(luò )中比HQAM更適用，但會(huì )帶來(lái)新的設備成本。相反，包壓縮僅提供1.4倍增益，但能在任何地方應用而不會(huì )改變無(wú)線(xiàn)環(huán)境。

· 除非網(wǎng)絡(luò )特殊的限制使得運營(yíng)商只能采用一種方案，否則最好的方案一般是采用多種技術(shù)的混合。比如，在干擾比較嚴重的網(wǎng)絡(luò )匯聚點(diǎn)，組合XPIC和包壓縮可以為運營(yíng)商增加3倍容量并可用于網(wǎng)絡(luò )的任何地方。

HQAM和包壓縮是互相獨立的技術(shù)，可以同時(shí)應用來(lái)擴充微波鏈路和網(wǎng)絡(luò )的容量。展望未來(lái)，基于包的擴容技術(shù)將在微波傳輸中擔當越來(lái)越重要的角色。這些技術(shù)支持在現有的射頻（RF）上增加容量而不會(huì )影響微波中與無(wú)線(xiàn)相關(guān)的CAPEX或OPEX投資。

隨著(zhù)LTE、小蜂窩以及LTE-Advanced (LTE-A)更廣泛的應用，微波網(wǎng)絡(luò )需要更多的優(yōu)化技術(shù)來(lái)滿(mǎn)足回程傳輸的要求。