小基站部署中的非视距微波回传方案

图2表示了两个系统在不同链路距离下的链路冗余，即公式1的计算接受电平与一个特定的调制方式（吞吐量）的接收器阈值之间的差值。如果我们可以预测用任何非视距场景的额外损失，我们就可以使用图2预测预期的吞吐量。图2表示了将频率移到更高频率的优势，就是在天线尺寸相同的条件下，28GHz系统的链路冗余比5.8GHz系统的链路冗余高出约20dB.

图2 不同吞吐量（调制级别）时两个系统的链路冗余比较

三、测试

3.1 衍射（H2）

一般误解是高于6Ghz频率的电波衍射损耗很高，实际操作中不适合用于NLOS电波传播。然而，尽管在30°衍射角时，28GHz的绝对损耗40dB高于5.8GHz的34dB的绝对损耗，但相对差值也只有6dB。这6dB差值远远小于28Ghz的接近高出30dB的链路冗余（图2）。

图3（a）建立了在衍射场景下的两套NLOS回传系统。第一个收发信机放置于图片中央的办公楼顶上（红色标识）。第二个收发信机放置于自动升降机上，升降机高度为11米，升降机位于13米高的停车楼后面。如图3（B）。图3（C）是在低于LOS不同距离的条件下，"刀锋"模型衍射的理论接收电平和测量得到的接收电平比较。两套系统发射功率均为19dBm，但5.8Ghz天线增益低21 dBi，因而在NLOS传播后其接收电平要比28GHz的接收电平弱20dB.28GHz的理论接收电平与实测电平尽管有少量dB数的抵消，但仍然吻合。这种抵消是可以预见的这是因为，模型简单而实际电波通过至少5个建筑边缘，每个边缘都会引起信号损失。总之，衍射损耗遵循刃状衍射模型。尽管如此，作为一个经验法则，依据理想模型假设我们建议，额外10dB冗余需添加到用于预测目的的损耗计算之中。

图3利用衍射的非视距回传（a）测试站点（大约200米站距）（b）移动升降机（c）吞吐量和接收电平与低于视距的高度

由于预期链路冗余高， 28GHz系统比5.8GHz系统在更深的非视距时保持全双工吞吐量。28GHz系统在距视距条件6米以内的NLOS条件下可传输全双工400Mbps吞吐量，对应衍射角度为30度。而5.8GHz只在距视距3米以内的NLOS条件下才可达到50Mbps.链路冗余是非视距传播的系统的唯一最重要的系统参数。在天线尺寸相同的条件下，28GHz系统比5.8GHz系统的性能表现要好得多。

3.2 反射

图3（上）所示是金属和砖墙作为在单一反射点时，两套系统性能均进行了测试。第一个收发信机置于图中央的办公楼楼顶位置（高出地面18米），第二个收发信机置于同一办公楼临街的5米高的墙上。对面建筑的砖墙作为反射面，总链路长度大约100米。反射点入射角大约15度，依据早前研究的结论28GHz和5.8GHz的ΔLNLOS的值分别是24dB和16 dB.反射损耗与反射物材料有着非常决定性的关系，作为比较，以邻近的金属墙面作为反射点时，两套系统的ΔLNLOS均为大约5dB。作为结论，我们做链路指标预测时，可以假设28GHz的单点反射损耗在5至25dB之间，而5.8GHz系统在5至20dB之间。早期研究所示，表面粗糙度将导致脉冲扩散]，但这可以通过充分长的均衡器得以可以缓解。图4（下）两个系统测试16个小时以上的吞吐量。

图4所示，28Ghz系统显示400Mbps的稳定的吞吐量，而5.8GHz由于使用更宽波束的天线，其吞吐量是波动的，其值是在70Mbps和100Mbps之间波动。我们认为这是由于宽波束的强多径传输所致。OFDM是针对多径传播的有效的抑制技术。如图所示严重的多径衰落导致逐级降低的吞吐量。然而采用窄波瓣的28GHz天线，结合先进的抑制均衡器可以有效抑制多径衰落，MINI-LINK系统的单载波QAM技术可以用于非视距传播，甚至使用56MHz信道带宽512QAM技术。

图4 使用反射的非视距回传站点（上图）28GHz和5.8GHz系统的吞吐量Mbps（下图）

3.3 透射

通常的误解是只有6GHz以下才支持NLOS透射。图5所示是两套系统的透射场景下的测试性能。两个收发信机分别置于中间有一高大的稀疏的树和矮的高密度树两端，距离150米，树木造成视距阻断。图5测试了树叶密度对传播的影响，图5左是发射波穿过稀疏的树木，图5右是穿过稀疏的树木和高密度树木的场景。

图5 应用稀疏树木（左）和高密树木（右）时透射的非视距回传。红圈指出接收机位置。上面两图是保持最高（绿色）和保持最低（红色）信道幅频响应