WiMAX之真实的谎言（2）——覆盖范围问题

2008-01-10 12:14:29 / 个人分类：WiMAX

上一篇博客我们聊到了WiMAX的75Mbps的传输速率其实是个极为理想状态下的上下行的总速率，今天我们来说说WiMAX的另一个谎言－－50km的覆盖范围。这个也是WiMAX阵营叫嚣之一，对运营商有着极大的欺骗性，尤其是很多人还误以为WiMAX的成本投资较小正是由于这个原因。我在接触到一些运营商的时候，他们都对50km的覆盖范围表现出极大的兴趣，并认为这是WiMAX的一大亮点，可是当我们细细进行链路分析之后，我们就不会再被50km蒙蔽了眼睛！这便是WiMAX真实的谎言之二！

其实可以负责任地告诉大家，WiMAX的50km的覆盖范围仅仅是针对16d的，终端是固定的，并且采用了定向天线，而且是视距范围，链路条件非常好，还采用mesh技术，的确可以达到50km，但是对于16e，可以肯定，和3G的覆盖范围没啥区别。下面我们来通过链路分析好好解析一下16d和16e的覆盖问题。

1、传播模型的选择

在3.5GHz频段，常用的传播模型有SUI模型、Cost-231Hata模型、ECC-33模型等。大量文献曾经对三种模型做过测试研究，目前业界比较一致的结论是：ECC-33模型可以用作3.5GHz频段的传播模型。但是由于ECC-33模型对于郊区和乡村地区没有修正因子，因而建议只作为一般市区环境的传播模型。在2.5GHz频段，通常采用Cost-231 Hata模型。

2、系统参数

16d我们选择3.5M带宽@3.5GHz，16e我们选择310M带宽@2.5GHz，具体的参数如下：

3、接收机灵敏度

接收机灵敏度是指接收机输入端为保证信号能成功的监测和解调(或保持所需要的FER)所需要的业务信道的最小输入功率电平。IEEE802.16d标准中给出了接收机灵敏度计算的参考方法。IEEE802.16e标准中也给出了接收机灵敏度的计算方法建议。SNRRx随着不同的调制编码方式而变化，规范建议SNRRx的取值如下表所示：

16d：

16e：

4、储备余量

(1)阴影衰落储备：5.39dB

(2)快衰落储备:

由于802.16d中没有闭环功控措施，又是固定接入，因而不需要预留快衰落储备。

而在802.16e网络中，由于终端可以移动接入，而移动会带来一定的衰落，通过功控可以弥补这个衰落，因此需要给功控留一定的裕量，但是由于802.16e网络功控的频率比较低，所以不需要预留太多的快衰落储备，这里取2dB。

（3）干扰储备

　　与GSM系统类似，WiMAX网络存在小区间的邻频和同频干扰，干扰的大小与站距的大小、频率的规划、天线的朝向等因素有关，为了使小区内干扰严重的区域能正常通信，就要留一部分裕量。如果频率复用模式为1/3/1，上行预留干扰储备3dB，下行2dB；如果频率复用模式为1/3/3,干扰储备可以减小为0.2dB，但是这样会带来频谱效率降低的后果。

5、覆盖分析

(1) IEEE802.16d覆盖分析

　　通过上一节的分析，我们可以看出802.16d下行链路的总增益(QPSK1/2)为152.7dB，如果不考虑储备，在视距传输的情况下，假设CPE天线高度为10m，基站天线高度40m，用ECC-33模型预测的小区半径为9.09km，如果考虑了9.6dB的储备，计算出来的小区半径为5.72km；对于非视距环境，考虑10dB的穿透损耗，系统允许的最大路径损耗为135.1dB，预测小区半径为2.99km。下表给出了不同调制编码方式下的小区半径预测情况。

　　上行链路的总增益(QPSK1/2，1/8子信道化)为152.7dB，如果不考虑储备和视距传输的情况，假设CPE天线高度为10m，基站天线高度40m，用ECC-33模型预测的小区半径为9.11km。如果考虑了10.6dB的储备，计算出来的小区半径为4.74km；对于非视距环境，考虑10dB的穿透损耗，系统允许的最大路径损耗为132.1dB，预测小区半径为2.44km。下表给出了不同调制编码方式下的小区半径预测情况。

(2) IEEE802.16e覆盖分析

　　通过上面的分析我们可以看出，802.16e下行链路的总增益(QPSK1/2)为148.67dB，如果不考虑储备视距传输的情况下，假设终端天线高度为1.5m，基站天线高度32m，用COST-231模型预测的小区半径为1.70km，如果考虑了9.6dB的储备，计算出来的小区半径为0.90km。

　　对于非视距环境，考虑10dB的穿透损耗，系统允许的最大路径损耗为129.11dB，预测小区半径为0.47km。下表给出了不同调制编码方式下的小区半径预测情况。

　　上行链路的总增益(QPSK1/2,1/16子信道化)为148.41dB，如果不考虑储备和视距传输的情况，假设终端天线高度为1.5m，基站天线高度32m，用COST-231模型预测的小区半径为1.67km，如果考虑了9.6dB的储备，计算出来的小区半径为0.83km；对于非视距环境，考虑10dB的穿透损耗，系统允许的最大路径损耗为126.8dB，预测小区半径为0.43km。下表给出了不同调制编码方式下的小区半径预测情况。

基于上面的分析，我们可以看到，WiMAX阵营吹嘘的50km的覆盖范围根本没有任何的适用价值，尤其是最近加入3G的TDD IP-OFDMA标准，更不可能达到这么远的覆盖范围，其充其量就是1km左右，以前的那些数字都是出于市场推广的需要包装的。

结合前一篇博客我们提到的75Mbps的“谎言”，我们可以说，在传输速率和覆盖范围两个关键指标上，WiMAX和3G没有差别，甚至3G还优于WiMAX，当然我们这里指的是16e！

接下来我们将进行组网方面的分析，尤其是抗同频干扰方面，你会发现WiMAX的问题一点都不比TD少，而且有些还是致命的硬伤，敬请大家关注！

lixiang0599

2008年1月10日

WiMAX之真实的谎言（2）——覆盖范围问题

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