LMDS无线网络规划探讨

一、LMDS及其主要技术特点

LMDS又称本地多点分配业务，已成为当今极为热门的无线接入技术，它是一种基于点对多点微波传输方式，并为电信运营商提供双向高速率宽带无线接入的解决方案。

典型的LMDS系统采用蜂窝式组网结构，由多个基站在一定范围的服务区覆盖用户群。每个基站可以划分为多个扇区，以点对多点方式为扇区内的固定用户终端提供通信服务。系统扩容可以通过扇区细分或增加扇区载频的方法来实现。

LMDS的工作频段范围一般在20GHz~40GHz，介乎毫米波，所以其信号适宜近距离(3～5公里)视距传输。由于LMDS可用带宽在1GHz以上，长期困扰运营商的网络瓶颈问题就会迎刃而解，因此该技术享有"无线光纤"的美誉。

依据其技术特点，LMDS适用于人口密集、通信业务量大的城市骨干网至用户终端的无线接入。LMDS的优点在于工程建设周期短、组网方式灵活、运行维护成本低。随着技术和市场的不断成熟，LMDS将成为解决城市"最后一公里"的重要角色。

二、LMDS在国内应用尚待解决的问题

在中国，移动、联通、网通等各大电信运营商先后开展了LMDS网络试验。从目前情况来看，要推广和使用这一新兴技术，还有进一步的工作要做：

1、制定频率规划

LMDS技术在我国正处于试验阶段，无线电管理机构(信息产业部无线电管理局)尚未正式分配LMDS工作频段。除了参考试验结果，频率规划的制定必须兼顾国内外相关的技术规范和今后新兴的业务需求。因此，我们需要一种既符合中国国情又满足国际规范的频率规划工具。

2、运用先进技术手段，确保无线网络规划的可行性

根据LMDS的信号传播特性，在网络规划时必须保证基站与终端天线之间的视通(Line-Of-Sight)，并使网络能经受住天气变化的考验。因此在实际工程的实施过程中，站址选取、电平储备(特别是雨衰)、覆盖效果以及系统可靠性等，必须经过严格的网络规划和链路预算来确保。

目前，众多LMDS设备供应商正积极开拓中国市场，各自都有一套解决方案。如何全面、客观、严格地评估网络规划方案，是一个切实的问题。纵观国内LMDS市场，还没有权威的网络规划机构，也缺少专业的分析手段。所以，我们迫切需要一种成熟而可靠的网络规划工具。

针对上述问题，德国LS公司提供了相关的解决方案，在此作一些探讨。 

三、LMDS无线网络规划工具

德国LS telcom AG 以其在无线通信网络规划和频谱管理领域的卓越成就而享誉世界。在众多无线通信标准极为严格的国家中，LS公司成功地为当地的电信管理机构建立了先进的频谱管理系统。

1、SPECTRAplan 频谱规划工具

SPECTRAplan是LS公司为无线电管理机构度身定制的频谱规划工具。它基于ORACLE中央数据库，既能参照ITU建议规划频谱，也可按用户自身的要求建立相应的频率规划。同时，SPECTRAplan还可与LS公司提供的其它无线业务网络规划工具实现数据共享。

对目前还未正式给出频段分配的LMDS业务，SPECTRAplan有助于我们的频谱管理机构利用先进的频谱管理工具，参照国际规范并结合我国国情合理地进行频率规划和频率分配，为LMDS在我国的发展打下坚实的基础。

2、MULTIlink 微波PMP/LMDS网络规划工具

MULTIlink是LS公司经过多年的研究和开发，并根据世界各地众多的系统供应商和网络运营商的综合要求，而设计出的微波网络规划软件。该软件工具在许多国家已实现商用，它既可作为一个独立的网络规划工具，也可作为LS公司CHIRplus_Combi移动通信网络规划系统或SPECTRAplus频谱管理系统的功能模块。

MULTIlink 技术特点

(1)、图形化用户界面

MULTIlink基于数字地图，支持矢量及栅格数据，兼容多种地图类型，可在背景地图上显示站点、链路和干扰结果，并能图形化显示地形剖面及菲涅尔区。

(2)、基于国际标准的传播模型

MULTIlink用ITU建议的传播模型，进行网络覆盖、链路预算、干扰分析等多种计算，对LMDS网络进行合理的规划。

(3)、视通计算

LMDS工作频率较高，信号必须在视通条件下方能有效传播。城市中大量的高层建筑对LMDS的站址选择提出了较高的要求。MULTIlink所提供的计算工具，能把视通计算结果直接显示在背景数字地图上，方便而实用。(见图1)

图1 视通计算

(4)、网络分析预测

MULTIlink针对LMDS的设计理念已超越了简单的链路预算。因LMDS工作频率较高，需要视距传输，且受天气、降雨、建筑物等各种环境因素的影响较大，MULTIlink综合考虑以上因素，针对上行和下行链路，使用不同的方法进行分析计算。

上行方向：MULTIlink采用微波点对点链路分析的方法，考虑降雨、空间多径效应、路径反射、菲涅尔区、建筑物影响等多种参数，以最坏月份和全年的链路可用度做为衡量一个链路的指标。分析结果以交互分析窗口体现，图形化显示路径剖面及地貌特征，可以直观地进行交互式修改和编辑，以达到最佳设计结果。(见图2)

MULTIlink还提供了链路可用度反转计算。根据不同运营商的不同要求以及不同的服务等级，输入不同的链路可用度指标，就可以方便地计算出链路所需要的电平衰落储备。

图2 链路预算

下行方向：除了微波点对点链路分析的方法，MULTILink运用蜂窝覆盖的理念进行网络分析计算，包括场强计算、MaxServer、BestServer、C/I at MaxServer、C/I at BestServer分析等。下面仅以BestServer 为例说明MULTIlink 的下行计算方式。

在LMDS网络规划过程中，对于区域内的某一点来说，哪个扇区才是其最佳的服务扇区呢？MULTIlink综合考虑以下因素：
1、各基站及各扇区的频率、发射机功率、天线类型
2、哪个扇区在该点产生的场强最大且高于某一门限
3、哪个扇区在该点产生的载干比最高且高于某一门限

根据以上原则，MULTIlink自动计算区域内所有的点的最佳覆盖情况并以图形方式显示出来，以不同的颜色代表不同的服务扇区。(见图3)

图3 BestServer

MULTIlink提供的其它几种分析方法，可以对规划的结果作进一步的分析和优化。其结果都可以直接显示在背景数字地图上。

(5)、干扰分析

LMDS采用蜂窝覆盖的组网方法，有可能在基站、扇区、终端之间引起相互干扰。MULTIlink提供干扰分析的功能，包括上行和下行两个方向。上行方向提供终端与终端间的链路干扰分析，分析结果以图形方式显示，也可以给出具体的干扰计算数值列表。下行方向提供扇区优化功能，可以计算出某一基站的扇区对其它基站的扇区产生的干扰，并把结果直接显示在背景数字地图上。根据干扰分析的结果，MULTIlink可以进行合理的信道分配。(见图4)

图4 扇区优化

(6)、数据库管理功能

MULTIlink有本地数据库，使得系统供应商和网络运营商可以独立地进行网络规划。同时，MULTIlink 也具备数据库接口，能与频谱管理机构的中央数据库进行数据交换。因此，各种无线业务的网络规划都将处于有序的监控中，以便给LMDS网络合理、规范地分配频率。

目前，信息产业部国家无线电监测中心新建的频谱管理系统已采用LS公司的频谱管理软件系统，SPECTRAplan和MULTIlink是这一系统的重要组成部分。运用这两个工具，结合频谱管理机构完备的台站数据库，并综合考虑LMDS 系统的频率规划和频率分配，对于LMDS业务在我国的发展无疑有着强大的推动作用。

出自德国LS telcom AG上海代表处姜化京王伟，曾发表于中国无线电管理2001年5月刊。