微波通信網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容的兩個策略

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

圖2顯示了可實(shí)現(xiàn)的特定調(diào)制系數(shù)情況下的鏈路百分比–無論是最后一英里還是節(jié)點(diǎn)鏈路

圖2. 能支撐由于調(diào)制增加而導(dǎo)致的容量增加下降所需的鏈路數(shù)百分比

圖2揭示了3個要點(diǎn)：

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

包壓縮方案

包壓縮增益與承載包的長度和類型直接相關(guān)。

一旦運(yùn)營商了解了包的業(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?yàn)榘鼔嚎s得到的容量增益是包長度的函數(shù)，包越小則增益越高。這方面對移動回程應(yīng)用特別重要，因?yàn)槠湓捯糁鹘袠I(yè)務(wù)的包非常小，介于64至128字節(jié)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IPv4承載
· 業(yè)務(wù)引導(dǎo)是基于虛擬局域網(wǎng)（VLAN）并采用雙VLAN標(biāo)記

基于這些假設(shè)，包壓縮實(shí)現(xiàn)約40%的增益，從而實(shí)現(xiàn)整個網(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信道上通過改變調(diào)制系數(shù)而獲得的凈吞吐量。為了簡化，僅顯示1024QAM為最大調(diào)制。實(shí)紅線代表通過包壓縮獲得的容量增益與凈無線容量之比。

圖3. 當(dāng)凈吞吐量和包壓縮增加時系統(tǒng)容量增益減少

圖3揭示了2個主要觀點(diǎn)：

· 在給定的容量值情況下- 比如100Mb/s，以虛的藍(lán)黑線表示，可以使用低的調(diào)制系數(shù)來實(shí)現(xiàn)容量。在這個例子中，當(dāng)使用包壓縮時，采用128QAM而不是512QAM。
· 低調(diào)制方案意味著較低的發(fā)射功率。在這個例子中，功率低5個dB，以兩個黃點(diǎn)線之間的差來表示。使用低功率可以節(jié)省能源成本，也能減少無線頻率（RF）的污染危害并降低整個網(wǎng)絡(luò)的干擾。

分析得出的決定

這個分析為微波網(wǎng)絡(luò)設(shè)計總結(jié)了關(guān)鍵的考慮：

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

在短程傳輸，調(diào)制系數(shù)超過128QAM的HQAM應(yīng)用可能性不大。即使在網(wǎng)絡(luò)末端，采用1024QAM以及更高階調(diào)制格式都必須仔細(xì)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(dǎo)致可用性從99.995%降低到99.99%。

對于已經(jīng)運(yùn)行在64QAM至128QAM的匯聚鏈路，提升到更高階調(diào)制格式可能沒有意義。這些鏈路通常被設(shè)計的運(yùn)行值在99.999%，因?yàn)樗鼈冊诰W(wǎng)絡(luò)中間起業(yè)務(wù)傳遞的作用。

· 當(dāng)短程應(yīng)用中增加調(diào)制系數(shù)為擴(kuò)容的基本方式時，具有一定的不確定性。比如，網(wǎng)絡(luò)狀況可能導(dǎo)致某一鏈路達(dá)不到期望的容量水平。

注：自適應(yīng)調(diào)制是一個增加信道帶寬的有效選擇；但是這在本文中沒有討論，因?yàn)樗且豁椧呀?jīng)確定可應(yīng)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(dāng)前分析的一部分，但它可帶來2 倍的容量增加。XPIC在網(wǎng)絡(luò)中比HQAM更適用，但會帶來新的設(shè)備成本。相反，包壓縮僅提供1.4倍增益，但能在任何地方應(yīng)用而不會改變無線環(huán)境。

· 除非網(wǎng)絡(luò)特殊的限制使得運(yùn)營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(yán)重的網(wǎng)絡(luò)匯聚點(diǎn)，組合XPIC和包壓縮可以為運(yùn)營商增加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(dú)立的技術(shù)，可以同時應(yīng)用來擴(kuò)充微波鏈路和網(wǎng)絡(luò)的容量。展望未來，基于包的擴(kuò)容技術(shù)將在微波傳輸中擔(dān)當(dāng)越來越重要的角色。這些技術(shù)支持在現(xiàn)有的射頻（RF）上增加容量而不會影響微波中與無線相關(guān)的CAPEX或OPEX投資。

隨著LTE、小蜂窩以及LTE-Advanced (LTE-A)更廣泛的應(yīng)用，微波網(wǎng)絡(luò)需要更多的優(yōu)化技術(shù)來滿足回程傳輸?shù)囊蟆?/p>