LMDS系统调制方式及载波带宽的选择

魏忠和

　　对于LMDS系统而言，调制方式对系统性能有着很大的影响，因此，选择适当的调制技术十分关键。以下我们将以大唐LMDS产品为例探讨采用QPSK和16QAM自适应调制技术的合理性。此外，系统载波带宽的选择也对系统的性能有着重要的影响，因为，不同的载波带宽会有传输性能上的差异及制造成本上的不同，如何根据业务的需要从多个方面进行权衡选择是值得探讨的问题。

调制方式的选择

　　多数LMDS系统产品采用QPSK（或4QAM）和16QAM自适应调制方式，部分产品仅使用QPSK（或4QAM）一种调整方式。大唐无线通信公司的R3000LMDS系统采用了QPSK和16QAM自适应调制技术及RS前向纠错，接收机门限在BER＝10－9

　　时分别是－77dBm/16QAM和－83.3dBm/QPSK，两种调制方式在系统参数相同的情况下，衰落储备差6.3dB。有人认为从抗雨衰能力的角度出发，16QAM技术并不可取，这种看法是片面的。因为，对一个特定的降雨区要求可用性指标达到99.99％时，最大通信距离必然是按QPSK调制方式下估算的，如果同样在这个距离上使用16QAM调制方式时，可用性指标将劣化到95％，这就意味着LMDS系统可以在95％的时间内工作在16QAM方式下，也就是在95％的时间内在14MHz带宽上可传输36Mbps速率信号，仅在5％的时间段因降雨调整到QPSK方式下工作，此时，在14MHz带宽上仅可传输16Mbps速率信号，相比之下，单纯采用QPSK（或4QAM）调制方式的系统，在同样距离上99.99％的时间，在14MHz带宽上，都只能传输16Mbps速率信号，两者的优劣自然是十分清楚的。当然上面在16QAM方式下的可用性数据仅是一个设计期望值，实际情况会因不同气候区而异，大唐无线通信公司的R3000LMDS系统16QAM与QPSK自适应转换的判决区间是SNR＝（16～25）dB。

　　在考虑到16QAM与QPSK两种调制方式下，传输速率相差一倍的因素时，凡具有这种性能的LMDS系统对用户业务的QoS保证应有相应的策略。有的LMDS系统设计时，规定了一个载波允许IP业务应用的带宽上限，其他带宽用于最高优先级的专线业务，有的LMDS系统设有安排IP业务的带宽上限，在这种情况下，网络规划时需要小心。即当以专线业务为主的应用时，其可用带宽应以QPSK方式下的传输速率为依据，或当既有专线业务，又有IP业务时，可以在一个载波上，按QPSK条件下安排一定的专线业务带宽，在16QAM条件下，按CoS等级为不同用户的IP业务分配带宽，如果专线业务带宽不足，或承诺带宽业务较多时，可通过增加扇区载波数量的方法予以解决。当然，在不同降雨区，业务带宽分配策略可以灵活运用。

　　在合理的安排策略下，在降雨期间，随降雨强度的逐渐增加，IP业务将会根据业务优先级的设置自动调整其吞吐量，而专线业务带宽仍会得到保证，但误码性能会逐渐变差，直到因降雨强度过大，因SNR恶化到QPSK门限以下，则所有业务将会中断。

载波带宽的选择

　　根据YD/T1186－2002《接入网技术要求－26GHzLMDS本地多点分配系统》的规定，LMDS系统的载波带宽可以选择3.5MHz、7MHz、14MHz和28MHz，选择哪种载波带宽主要是根据业务需要而定，不同的载波带宽除了可支持业务的能力不同外，还会影响到传输性能上的差异及制造成本上的不同，运营商可以根据实际需要从多个方面进行权衡。以14MHz和28MHz两种载波带宽进行比较时，如果两个产品均在QPSK调制方式下，14MHz可支持16Mbps传输净速率，而28MHz可支持32Mbps传输净速率；若均在16QAM方式下，则14MHz可支持36Mbps传输净速率，28MHz可支持52Mbps传输速率。当单个远端站接口需要的业务速率高于40Mbps时，当然采用28MHz/16QAM方式的产品是合适的。但值得注意的是，如果载波带宽采用28MHz，且只能工作在QPSK方式下，那么14MHz/16QAM与28MHz/QPSK两者在业务速率上是相同的。若在14MHz/16QAM和28MHz/QPSK两种方式上权衡，可以考虑的因素大致如下。

1.与可用性相关的接收机门限。

　　在数字调制解调技术中，门限比特差错率BER＝10－3

　　条件下，归一化信噪比（Eb/No）16QAM要比QPSK差约7dB，那么，在接收机噪声系数和噪声带宽相同情况下，16QAM调制方式比QPSK调制方式的接收机门限电平要恶化约7dB。如果用16QAM＠14MHz与QPSK＠28MHz两者比较，在相同的接收机噪声系数下，后者的噪声带宽增加了一倍，因此两者的接收机门限仅差约4dB。这也就是说，当考虑采用QPSK以适应雨衰引起的不可用性问题，再将占用带宽提高一倍以提高传输速率的权衡设计中，实际上付出了接收机门限比QPSK＠14MHz方式恶化了3dB的代价，与16QAM＠14MHz方式相比对抗雨衰性能上的改善并不十分明显。这种情况下，只有在采用QP