2006年10月23-24日，第二届全球WiMAX高峰会议在北京国宾酒店举行，论坛由全球WiMAX论坛和天地互连公司共同主办，新浪网为独家网络合作伙伴。会议主题为“WiMAX：引领无线宽带新生活”。

　　图为：中国移动通信集团设计院有限公司 无线通信研究所孟德香演讲。(骆磊 摄)

　　以下为其演讲全文：

　　孟德香：尊敬的各位来宾下午好！我跟大家汇报一下中国移动研究院对于WiMAX研究方面的几点成果。刚才WiMAX技术已经说了很多，我主要从研究的角度提出几点技术考虑。我主要分为四点：

　　第一：是WiMAX技术对性能的影响。

　　第二：WiMAX网络规划的流程。

　　第三：WiMAX网络规划中的频率复用技术。频率是WiMAX难言的痛，我们看WiMAX通过频率规划发现WiMAX性能怎么样，如果运营的话需要多少频率，从这个角度有更清醒的认识，最后我们做一个简单的小结。

　　WiMAX的技术在逐步的商用，目的有很多测试网和试验网，一些商业网在建设，WiMAX系统有许多特性，如果现有的2G和3G蜂窝式通信系统规划方法能不能直接适用于WiMAX系统，所以有必要对WiMAX规划方法与原则进行进一步的研究。我下面说一下影响网络规划的WiMAX技术与方案，WiMAX采用了很多种先进技术，这种先进技术对网络的性能优很大的影响，所以我们在网络规划中需要认真的考虑，我简单列了几个影响规划的比如OFDM，这个技术跟我们其他的2G、3G以及传统的3.5G等等通信技术，中间的物力信道都不一样，所以对于OFDM来说要有更合理的规划。另外MIMO和AAS技术，这亮点都是在天线上，AAS技术通过支持天线的技术也能实现增益的提升，同时还会带来干扰的降低。这两种技术在WiMAX中要考虑到。另外是AMC和HARQ，这两种技术都在WiMAX应用，这对提升是非常好的技术。另外是自适应链路控制，维护系统信道最好的性能。我们如何设计自适应链路控制，这是我们应该考虑的内容。另外是MBS业务，对于业务开展是非常重要的，这种MBS多媒体广播技术不光是WiMAX来做，包括其它各种正在研发的后3G或者4G技术都在考虑，这种技术能够实现电视等等各种业务，移动电视等等业务都可以非常好用MBS业务来实现，所以MBS业务也要好好考虑，关系到业务的开发。另外是切换方式与移动性管理。如果我来设计切换方式在移动管理当中怎么设置，保证好的移动性能，增加切换的成功率，这都是需要好好考虑的。另外还需要考虑得问题是分组承载综合业务与QoS机制，WiMAX技术跟原来考虑的包括3.5G网络以及原来的2G、3G网络都不太一样，WiMAX是纯IP的网络，在传统的网络里有分组域，所以WiMAX规划中应该有很多种技术需要考虑。

　　除了技术之外还需要了解WiMAX的特点，WiMAX的配置灵活、应用模式多样，给网络规划带来的新问题和挑战。我们在网络中间要好好考虑，它也是一把双刃剑，如果配置好的话，性能会很好，如果配置不好的话，会带来网络性能的下降，会成为我们的弊处。所以WiMAX规划需要对很多种配置和应用方式进行考虑。比如说网络体系架构的选择。WiMAX论坛有两种方式：一个是集中式，一个是分布式。另外WiMAX体系框架结构中有很多种逻辑单元，逻辑单元放在哪一个网源中间，这是需要考虑的，关系到设备的问题，具体厂家实现怎么来做，我们最后需要哪一种需要好好设计。另外是标准和配置的选择，我们现在是需要802.16D还是802.16E，802.16D是固定方式做，802.16E是可移动的。他们是有很多的区别，主要是根据我们的应用和原有的资源和现有的条件选择，我们是用802.16D还是用802.16E。另外OFDM802.16系列有各种方式，有人开玩笑说WiMAX的标准不是一个标准，是一系列的。目前来说，如果要做802.16D固定方式，基本上用OFDM技术，如果用802.16E的话用OFDMA技术。另外是选用TDD还是FDD。另外频段是2.3MHz还是2.5MHz，另外带宽是需要12.5MHz还是2.5MHz等等。

　　另外还有一个OFDM子载波数是2048还是1024还是512等等，还有帧结构的大小对网络的性能优很大的影响。WiMAX的技术标准来说，比如说帧结构只有WiMAX帧结构可以变长，平时3G的帧结构都是固定的。这中间还有其他的因素没有考虑，这里有非常重要的，比如说认证和计费怎么做，2G和3G怎么协同运营等等，另外还要考虑高频段下的移动性能，2G以上的频率损耗都是挺大的。

　　下面我跟大家简单讲一下OFDM和OFDMA技术，OFDM和OFDMA的优点有很多，有效克服ISI，适用于多径环境和衰落信道中的高速数据传输。WiMAX网络支持丰富多彩的业务模式，不同的速率的数据业务是网络的主要承载目标。比如说我需要多大的速率？带宽是不是可变的？时延是不是可抖动的等等。我们的覆盖和业务类型是紧密相关的，如果说业务支持速率高的情况下，覆盖的边缘地方的速率要求比较高。随着业务的运行需要做重点的考虑。刚才说调制编码的方式，比如说能高达64QAM的调制方式，特别是编码方式高达5/6的编码方式，这在移动通信系统里都没有月到这么高的调制编码方式，所以调职编码方式是WiMAX技术很好的优点，我们要在网络规划中保证，让它能够实现。

　　另外是无线资源管理，包括功率控制、载频分配等等。无线资源管理具有高灵活性，对网络规划提出了巨大的挑战。WiMAX系统架构的选择，这是WiMAX论坛所推出的架构，目前很多厂商是按照这个架构来实现和设计系统的，这里有两个绿色的(如图)的部分，现在架构的两种结构：第一种结构是完全集中式和不完全集中方，第二是分布式。各种逻辑单元放在哪一个网源去，这种方式如果网络架构做好，所有的系统按这个网络架构下厂商的策略，其他的网络架构如果不能用，虽然你说同时是WiMAX系统，同时支持16E，但是放在这里还是通不起来的。刚才说了影响WiMAX规划的技术和方案。

　　下面简单介绍一下整个规划的流程。我们规划是整个网络建设的一个关键环节。网络规划需要考虑的因素是成本，我们通过规划使网络提供最佳业务质量，和覆盖的质量。这个三角形(如图)的关系是相互制约的，如果为了追求最大的网络覆盖可能网络的容量会受限制，如果需要容量大的情况下，容量大的时候有时候覆盖不会那么大，覆盖的质量会差一些，这个在后面讲的时候也会体现这些东西。所以整个无线网络规划是一个动态的过程，需要在这三个中间做一个折中。WiMAX的特点和难点除了配置灵活、可选性多之外，还有整个上下要综合考虑，我们如何对OFDM和OFDMA做一个综合的规划。我们网络规划与优化如何来考虑。整个WiMAX系统的规划流程可以分为五部分：首先，是确定需求；二是进行预规划；三是站址查勘；四是详细规划；五是开局优化。

　　但是我们无线网络规划中要考虑几个内容，一个是市场需求是动力，在这个基础上找网络的规划，这中间需要覆盖和容量做一个重点规划，覆盖的容量和质量这三个因素是相互制约的。这个定好之后，还有传输这部分怎么做，具体更细的是子信道怎么分配、干扰怎么分配等等，这些定下来之后结合整个站点勘察设计，按照整个网络的托普结构和参数来确定。在运行之前要进行一个优化。

　　下面给大家讲网络规划中业务行为及其分布预测，业务需求应该说是整个网络规划的动力，这里基本上会考虑哪些东西，在规划区域中总用户数是多少，不同区域的用户数，普遍城区、郊区、农村都不太一样。用户的业务模型，目前的业务模型TCP、HTTP、FTP、VOIP等等，在这些业务模型会承载具体的业务应用，比如说VOIP、视频等等，都会在这里考虑。业务模型定下来之后，还要做呼叫模型，这算业务量。我们这边有几种典型业务的业务模型列了一下，具体的不再戏说了。

　　业务定好之后考虑到规划，覆盖规划主要是看覆盖目标区域和区域面积。这里需要考虑因素是链路预算。我们做覆盖规划的时候需要不同的点，不同的区域的通信概率要求，边远通信概率和区域通信概率。不同区的通信概率要求是我们在规划中重要考虑的。另外跟其他几个无线通信系统不一样的，我们业务参考模型可通概率的情况下，按哪种来做，比如说按语音业务来算是多少，WiMAX系统还没有一个推荐值，我们的业务模型还是需要设计。另外还有传播模型。整个网络传播跟频率的关系特别密切，不同的工作频段也不一样，我们需要带宽更大一点，频率更低一点，频率低了之后传播的效果要好。所以说，我们要求一个低一点的传播频率。

　　另外，传播频率真正要用的时候我们还需要校正，因为现在很多传播模型，但是无线的东西非常的复杂，在不同的层次可以说模型都要作一些调整，如果说不做调整的话直接拿来用的话你会发现你规划的效果和现实的规划是两种效果。

　　我们现在提出一些容量的问题，容量的情况下，基本上都需要忙时来做系统最大的容量，但是容量的时候，需要说一点就是容量实际上是变化的，就是在不同的时间段，在网络的不断发展时期，这个容量都是变化的，所以说，在这一点上网络规划应该是一个动态的。但是动态规划在后面会详细说一些。

　　刚才我实际上已经说过，网络规划的流程，实际上网络规划考虑比较多，比如数据图等等各方面。下面讲一下网路规划的频率复用基础，因为频率复用基础对于网络的覆盖、信誉、质量影响非常大，所以我们这面重点的讲一下复用技术。现在用的比较多是的1×3，有7个小区，就是典型的7×21×3，我们这个图形有一个典型的就是21×3，但是这种频率复用性比较低，就是我们平时说的信道，比如5MHZ信道或者7MHZ信道，也就是说，如果你要做75兆物理层的话，我需要做27MHZ带宽，显然时间当中不可能，因为没有变化给你这么大的带宽。

　　另外就是4×3扇区，就是每个小区有三个频率。对于它来说应该保证网络的干扰，干扰到一定的程度，整个系统的一定程度还可以有保证。

　　另外还有一个2×3，对于这几种不同的频率复用的方式跟容量有关，就是如果说我频率复用方式越高，就是说，这个频率在这个小区当中或者在旁边小区当中用得越密集情况下整个系统容量很大，但是，中间还有一个特点就是说属于频率复用度过大的话，这个容量反而会下降，有这么一个趋势。这张图(如图)中间可以看到802.16E小区的容量，这是载波在10MHZ带宽下作的，我们解决后面的问题会有这么一个更好的说明。这是频谱效率，频谱效率情况下，跟我们上面三点结论有很好的验证，所以频谱效率要低一些。再往左来一点是2×3，应该说频谱效率高，但是中间1×3复用度最高，就是一个小区一个处里面，一个小区三个扇区三个扇区不同的扇区来做的，如果说还要用频谱复用度的来做的话，就是三个小区有三个扇区，三个扇区有三个频谱度来说的话，这种情况下，频谱效率反而会降低，也就是说，左边这两个方式。

　　从这种角度来说，实际上我为了追求频谱复用效率来说，频谱复用度大概在1×3，或者比1×3稍微更稀疏一些。容量和频谱复用度覆盖质量有关，这张图上显示(如图)不同频谱质量如何，我们可以看到后面一个比较形象的东西可以说明。这是刚才说4×3频谱方式，有四个小区，每个小区是三个扇区，在不同的调整编码方式下覆盖的区域。大家可以看到，实际上整个覆盖的区域，如果最上面5/6编码方式情况下，基本可以覆盖70%的区域，但是最后的QPSK方式是基本上各个角落都可以覆盖了。这是一个比较理想的估计，这是纯理论的方式做出来的。

　　刚才说容量用总的来说，我们基于不同的方式，就是在分布平均算出最后的容量，就是前面讲的容量基于这个算的，这个跟WiMAX论坛作的其他刊物发表容量不一样，就是基于覆盖质量来算容量和最初需要。

　　下面是一个2×3，(如图)白色部分都达不到可通的要求，这一点是覆盖空洞，就是4×3方式没有覆盖空洞，在2×3付费方式已经有覆盖空洞了，当然我们还会发现中心泛黄色的部分已经在收缩了，在于4×3情况下大部分都是可以高调节的方式，在2×3以后很多地方，大概是20%不到的区域收缩的很厉害。(如图)到1×3情况下，就是所有的情况下很多小区就用一个频率下，实际上各个小区都连不上了，他们之间有一个很大的空洞，就是1×1×3一个小区里面有一个频率，在这种覆盖情况下相当差，也就是这种不可用的。

　　实际上从这个方式来说，我们觉得4×3频率覆盖方式最好，2×3在某些情况也可以用。就是说，我们需要多少频率呢？我们都可以算出来，4×3需要12个窄屏，2×3需要6个窄屏，我们需要多少频率都可以算出来，关键就是带宽多少，就是WiMAX定义的信道带宽，就是窄屏带宽是4兆或者5兆。

　　通过刚才的介绍，我们对整个的容量需求和频谱复用方式说了一下，通过刚才的介绍大家对容量需求也有一定的初步的概念。另外，还讲了一个动态规划，为什么说动态规划，实际上我们刚才说了，因为整个的容量和质量和覆盖都是动态变化的，我们容量应该说是动态变化的，体现在哪儿呢？就是不同的建网时期是不一样的，不同的时期容量不太一样，所以我们用最大的来做，最大来做可以，但是需要资源又太多，如果按照小的来做，小的又保证不了覆盖质量，所以说，规划是非常值得考虑的问题。我们这里面建议是采用动态规划，就是多种频率复用方式来做，就是整个系统做规划的时候，应该能够做到哪一点保证，就是在低容量要求的时候需要用频率复用方式不是那么密集保证覆盖质量，其实只是朝着频率复用率密集的方式研究发展。

　　另外，还讲一下部分频率复用的技术，这是WiMAX论坛所研究提出的一个方案，概念就是我们刚才说的频率是一个问题，频率很珍贵，我通过部分频率复用可以降低干扰，如果我们从左面这张图上看(如图)如果和相邻三个小区应该是在小区干扰非常多，如果分成三个段，就是不同的小区中心用全部的频率，边缘的地区用部分频率，比如说F1、F2、F3，这样我们在小区的交界处频率就不再重叠了，通过这样的技术，可以降低小区的干扰，从而达到容量和覆盖的协调。

　　具体的实践怎么做，WiMAX在不同的信道上有不同的功率。不同频率的复用效果应该一定的效果，但是我们增加的容量。不同频率复用带来的差异，就是容量不均匀，就是我们刚才说在小区的中心，应该把所有的频率都用上，所以说小区中心这块，容量密度应该是最高的，在边缘部分应该说是是1/3窄屏用上了，所以在这块容量比较稀松的，所以说整个的容量是极不均匀的。这限制了具体的应用场景。

　　频率复用已经说了一部分，就是说整个频率很紧缺，没有办法，窄屏很多，这样可以有一个要求，就是子信道规划，因为大家已经知道OFDMA是进行一个载波的频率复用外，还可以在同一载波内对子信道作进一步的费用，这样就减轻了对总共信道的需求。子信道方式是采用不同的方式，我们刚才说的基本限制在用户突发的部分，对于控制和其他部分应该说是采用复用方式不一样的。

　　下面进行一个简单的小节，2G/3G等其他蜂窝无线通信系统相比，WiMAX系统采用的许多新技术，WiMAX网络规划也呈现出了一些新的特点。OFDMA技术使网络规划，特别是频率规划更为灵活，频率规划的新技术可充分利用频谱资源，提高规划性能。