微波通信网络扩容的两个策略

这个方案是调制方案升级和网络频谱效率之间的一种折中。通过在整个试验网络实施这种方法，整个网络容量增加到7Gb/s，即4倍提升。

图2显示了可实现的特定调制系数情况下的链路百分比–无论是最后一英里还是节点链路

图2. 能支撑由于调制增加而导致的容量增加下降所需的链路数百分比

图2揭示了3个要点：

· 当调制速率高于128QAM时，只有不到50%的链路能维持更高的增长。
· 在1024QAM时，链路的百分比降至25%。
· 当速率高于1024QAM时，支持更高阶调制的可能性开始下降，但下降幅度减小。

包压缩方案

包压缩增益与承载包的长度和类型直接相关。

一旦运营商了解了包的业务特征，他们就能从包压缩原理确定以容量增加百分比计算的增益。了解业务特征很关键，因为包压缩得到的容量增益是包长度的函数，包越小则增益越高。这方面对移动回程应用特别重要，因为其话音主叫业务的包非常小，介于64至128字节之间。

包压缩分析是基于保守的假定：

· 业务分布接近于IMIX特征
· 业务通过IPv4承载
· 业务引导是基于虚拟局域网（VLAN）并采用双VLAN标记

基于这些假设，包压缩实现约40%的增益，从而实现整个网络容量从1.9Gb/s提高到约2.7Gb/s。

图3对比了包压缩与在14MHz信道上通过改变调制系数而获得的净吞吐量。为了简化，仅显示1024QAM为最大调制。实红线代表通过包压缩获得的容量增益与净无线容量之比。

图3. 当净吞吐量和包压缩增加时系统容量增益减少

图3揭示了2个主要观点：

· 在给定的容量值情况下- 比如100Mb/s，以虚的蓝黑线表示，可以使用低的调制系数来实现容量。在这个例子中，当使用包压缩时，采用128QAM而不是512QAM。
· 低调制方案意味着较低的发射功率。在这个例子中，功率低5个dB，以两个黄点线之间的差来表示。使用低功率可以节省能源成本，也能减少无线频率（RF）的污染危害并降低整个网络的干扰。

分析得出的决定

这个分析为微波网络设计总结了关键的考虑：

· 发现提高调制方式最潜在的地方是无线网络的末端，在这些地方HQAM能充分发挥作用；或者用于长途传输，这些地方的潜在干扰较少。

在短程传输，调制系数超过128QAM的HQAM应用可能性不大。即使在网络末端，采用1024QAM以及更高阶调制格式都必须仔细考虑，除非业务的可用性不是基本关注因素。这可能导致可用性从99.995%降低到99.99%。

对于已经运行在64QAM至128QAM的汇聚链路，提升到更高阶调制格式可能没有意义。这些链路通常被设计的运行值在99.999%，因为它们在网络中间起业务传递的作用。

· 当短程应用中增加调制系数为扩容的基本方式时，具有一定的不确定性。比如，网络状况可能导致某一链路达不到期望的容量水平。

注：自适应调制是一个增加信道带宽的有效选择；但是这在本文中没有讨论，因为它是一项已经确定可应用于全网的技术。

交叉极化干扰消除（XPIC）是相对于HQAM更为可行的选择。XPIC不是当前分析的一部分，但它可带来2 倍的容量增加。XPIC在网络中比HQAM更适用，但会带来新的设备成本。相反，包压缩仅提供1.4倍增益，但能在任何地方应用而不会改变无线环境。

· 除非网络特殊的限制使得运营商只能采用一种方案，否则最好的方案一般是采用多种技术的混合。比如，在干扰比较严重的网络汇聚点，组合XPIC和包压缩可以为运营商增加3倍容量并可用于网络的任何地方。

HQAM和包压缩是互相独立的技术，可以同时应用来扩充微波链路和网络的容量。展望未来，基于包的扩容技术将在微波传输中担当越来越重要的角色。这些技术支持在现有的射频（RF）上增加容量而不会影响微波中与无线相关的CAPEX或OPEX投资。

随着LTE、小蜂窝以及LTE-Advanced (LTE-A)更广泛的应用，微波网络需要更多的优化技术来满足回程传输的要求。