私の過去の記事「WiMAX。 仕組み技術の説明、使用されるメカニズムに関する一般的な言葉に専念し、おおよそのネットワーク構造を示しました。 このトピックはコミュニティにとって興味深いので、続けます。
今回は、WiMAXネットワークのベースステーションに近づき、それがどのように機能するかを調べ、質問をすることができます。
基本的に、WiMAXネットワークは通常のIPネットワークであり、そのセグメントの1つで電波がデータ伝送媒体として使用されます。 一方、物理レベルでは、WiMAXはGSM、CDMA、およびその他のワイヤレスネットワークに非常に似ています。
カットの下で、BSの要素、操作の原理、および使用されるメカニズムについて学ぶことができます。
Habrakatは素晴らしいもので、特定の記事ごとに穀物をch殻から分離するのに役立ちます。 ただし、すみません。
スキーム
BS回路は、他のワイヤレステクノロジーで使用されているものと基本的に違いはありません：メインの内部モジュール、アンプ、アンテナ。 唯一の違いは、GPSアンテナの存在（しゃれはごめん）です。
DBS3900
話を始める前に、Huaweiの実装についてお話したいと思います。そのため、いくつかの点はこの会社に固有のものかもしれません。
だから。 DBS3900（分散ベースステーション）は、内部処理ユニット（Huaweiの用語ではBBU）、アンプ（RRU）、およびアンテナで構成されています。
もちろん、BSの「頭脳」はBBU-BaseBand Unitです。 データ処理、同期、管理、および統計収集のほとんどすべての負担は、このノードにかかっています。
ASNからのBBUでは、物理層PDUが受信されます。 チャネルレベルのデータは、さまざまなコーディングスキームを使用して処理され、信号レベルに対応する変調が行われ、逆フーリエ変換が行われ、Cycle Prefixが追加されてからアンプに送信されます。
DMS39000は、次のボードで構成されています。
最初の4つのスロット（0〜3）は、BBBI（BWA BaseBand処理および無線インターフェイスユニット）ボード用に予約されています。 各ボードには、アンプを接続するための3つの光インターフェース（CPRI-Common Public Radio Interface）があります。 1枚または2枚のボードを取り付けることができ、それぞれが2つのスロットを占有します。
スロット4および5は、USCU（ユニバーサルサテライトカードおよびクロックユニット）用に予約されています。 このボードは2つのスロットを占有し、同期に使用されます。 送信/受信時間は、1つのBSの異なるセクターと、検討中の基地局に隣接する他の基地局の両方で同期される必要があるため、時分割（TDD）同期を使用するWiMAXでは非常に重要な問題です。 一般的に、GPSは最も簡単で最も普遍的な方法として使用されます。 しかし、他の記事のコメントのどこかで言ったように、ロシアでは、GPSに加えて、GLONASS受信機ボードK161を取り付ける必要があります。K161は、メーカーがUSCUに取り付け脚と小さなジャンパーを提供しています。 このボードのメインコネクタは、GPSアンテナからのdzhmperのSMAです。
6番目と7番目のスロットは、「メイン」BBUボード-BMPT（BWAメイン処理および伝送ユニット）に使用されます。 実際、これはBS MCCであり、すべてのプロセスを管理します。 管理用のイーサネットポート、2つのRG-45 FE / GEポート、およびASNネットワークとの通信用の2つの光LCポートがあります（論理的に構成できるのは2つのポートのみです）。 さらに、制御ネットワークとの通信用に論理インターフェースが構成されます。
さらに2つのボードがフロントパネルの右側にあります。UPEU（ユニバーサル電源および環境インターフェイスユニット）は、ホットスタンバイモードで動作します。 スイッチ、電源コネクタ、ドライ接点、外部監視ユニット（RJ-45）を接続するためのコネクタがあります。
アンプ
BBUで処理されたデータは次にどうなりますか？ CPRIポートに接続された光インターフェイスは、アンプユニット（RRU-無線リモートユニット）にデータを転送します。 アンプでは、デジタルからアナログ（アナログからデジタル）への変換、放射電力制御、高周波信号へのアナログ信号の重ね合わせ、受信信号と送信信号の多重化が行われます。
アンテナ
さらに、信号はフィーダーを介してアンテナに供給されます。 MIMOを実装するには、各アンテナに本質的に2つのアンテナを設置し、干渉を減らすために交差偏波を使用します。 アンテナ自体は、GSMと比較すると非常に小さいです。 もちろん、これは使用される周波数に関連しています。
技術的な詳細
DBS3900は、セクターごとに最大1024のサブスクライバーをサポートします（アクティブなユーザーとIDLEモードのユーザーの両方が考慮されます）。 したがって、この方法で3,000人を超える加入者を基地局に「植え付ける」ことができます。 残念ながら、これがいかに現実的であるかを言うことはできません-そのような値はまだ達成されていません。
ダウンリンクで10 MHz帯域幅を使用すると、セクターあたり30 Mbit / s（5 MHz-15 Mbit / s）を取得できます。 これは、BSでMIMO 2T2R SM（受信用に2つのアンテナ、さまざまな情報の送信、送受信に2つのアンテナ）、すべてのSCを備えたPUSC（これについては後で説明します）、およびダウンリンクからアップリンクへの32:15の比率（私たちが話している） DL / ULにそれぞれ割り当てられたフレーム内のOFDMAシンボルの数の比率）。 同じアップリンク条件下で、セクターあたり6 Mbpsになります。
これで、特定のさまざまなことに集中できます。
信号品質は、RSSIとCINRの2つの主要なパラメーターによって決まります。
RSSI =受信信号強度インジケータ。 dBmで測定され、信号強度を意味します。 BSから遠いほど、この値は低くなります。 建物、木などの障害物によって悪化します。
CINR =搬送波対干渉およびノイズ比。 dBで測定された受信信号の品質の客観的な指標。 値が低いほど、信号は悪くなります。 これは、BSからの遠隔性または干渉が原因である可能性があります。
これら2つのパラメーターは、ダウンリンク（加入者デバイスに反映される場合もあります）とアップリンク（BS機器からのみこの情報を要求できます）の両方に対して定義されます。 モバイルデバイスの送信アンテナが弱いため、アップリンクRSSIははるかに低い場合がありますが、これは強力なBS受信アンテナによって相殺されます。
MIMOとは何ですか？ この控えめな名前の技術により、受信と送信に複数のアンテナを使用できます。 なぜこれが必要なのでしょうか？ これに対する2つの可能な答えと、2つの対応する実装があります。
MIMOマトリックスA（ダイバーシティモード）：同じデータが異なるアンテナを介して送信されます。 このスキームは、送信信号の品質を改善し、受信を改善するために使用されます。
MIMOマトリックスB（空間多重化（SM）モード）：さまざまなデータがさまざまなアンテナを介して送信されます。 これにより、データ転送速度を上げることができます。
ファーウェイは現在、米国でMIMO 4T4Rをテストしています。
各デバイスのデータレートは、大まかに言って、使用される変調、エンコードスキーム、および繰り返しパラメーターによって決まります。 繰り返しとは、悪い信号を伴う再送信の回数（2、4、6）を意味します。 これらのパラメーターはすべて自動的に選択され、AMC（Adaptive Modulation and Coding）メカニズムが責任を負います
前のトピックへのコメントで、「呼吸するハニカム」のトピックに触れるように頼まれました。
100分の1を呼吸するのは、BS自体と隣接するものの負荷に応じて、BSが電力を変更できるため、カバレッジエリアを変更できるからです。 サブスクライバーの数と消費されたトラフィックが考慮されます。 孤独なBSの動作半径は、他の点では同じ条件下で、隣接するBSの動作半径よりもはるかに大きいことがわかります。 これは理論上です。 実際には、残念ながら、これに対処する必要はありませんでした。
WiMAXの主な利点の1つは、加入者局の動きに応じて放射パターンを調整する適応アンテナシステムを使用できることです。つまり、ピックアップして追跡します。 しかし、その使用の合理性は別の問題です。 これは、開発が少なく加入者数が少ない農村部でおそらく完全に機能します。 都市環境でどのように機能するかは推測できません。
ここで、すべてのサブチャネルを備えたPUSCと、同時にPUSC 1/3サブチャネルとFFRについて説明します。
周波数を再利用することです。
PUSC =サブチャネルの部分的な使用。 PUSC 1/3は、すべてのBSに単一の周波数を使用します。 各セクターは、すべてのサブチャネルの1/3を使用します（そのため、名前です。詳細については、 こちらをご覧ください ）。
すべてのサブチャネルを持つPUSC（別名FUSC-サブチャネルの完全使用）は、1つのセクターのすべてのサブチャネルを使用します。 つまり、1つのBSには3つの異なる周波数が必要です。
FFR（フラクショナル周波数再利用）-大まかに、スマートPUSC 1/3。 すべてのBSは同じ周波数を使用します。 しかし、同時に、特定のセクターが確実にカバーされるエリアでは、すべてのサブチャネルを持つPUSCが使用され、セクターの境界ではPUSC 1/3が使用されます。 これにより、BSの近くにいる加入者がネットワークの機能を最大限に活用できます。
したがって、1つの周波数のみの許可がある場合は、PUSC 1/3またはFFRを使用できることがわかりました。 もちろん、機器がFFRをサポートしている場合は、FFRを使用することをお勧めします。 少なくとも3つの周波数がある場合は、すべてのサブチャネルでPUSCを使用することをお勧めします。
<この記事では、必要以上の本質を生み出さないように詳細には触れませんでした（ほとんどの問題に関する包括的な情報はウィキペディアで見つけることができます）が、ユーザーにとっての意味と重要性についてのみ触れました>