基于230 MHz頻段的WiMAX網絡中的載波聚合技術研究

李斌+陳彬+李虹+劉涵+張曉燕

摘 要：基于230MHz的WiMAX技術，提供了一種構建面向智能用電領域的低成本、高速、高可靠性的新型無線通信網絡，很好的解決了電網用電采集系統需求。本文詳細闡述了基于230MHz的WiMAX技術使用的載波聚合技術。

關鍵詞：用電采集 WiMAX技術 230MHz

隨著智能電網用電環節應用的進一步深入，用電信息采集系統、95598互動網站、一體化繳費平臺、電動汽車智能充放電服務網絡運營管理系統應用的逐步上線，對智能通信網絡的網絡覆蓋、帶寬、可靠性和安全性提出了更高的要求。但是目前包括光纖通信、電力線載波通信、GPRS/CDMA和230MHz無線通信等方式都不完全滿足要求。

基于230MHz的WiMAX技術，提供了一種構建面向智能用電領域的低成本、高速、高可靠性的新型無線通信網絡，很好的解決了電網用電采集系統需求。載波聚合技術非常適合解決離散頻譜的高速傳輸，非常適合應用到基于230MHz的WiMAX網絡中來提高數據傳輸能力。基于230 MHz 頻段WiMAX 的新型通信技術。

1、載波聚合概念

載波聚合就是將相鄰的數個較小的載波整合為一個較大的載波。將離散的多載波聚合起來，當作一個較寬的頻帶使用，通過統一的基帶處理實現離散的頻帶同時的傳輸。載波聚合分為連續載波聚合和非連續載波聚合。

2、載波聚合工作原理

載波聚合的上行控制信息（UCI）：包括HARQ 反饋，信道狀態信息（CSI）反饋和調度要求信息。載波聚合的方法：1，利用OFDM 系統的帶寬易擴展性，在聚合后大的帶寬上使用較大的IFFT/FFT 發射和接收，但是此聚合方式只適合在同一個頻帶里的載波聚合，因為IFFT 的大小不能太大。2，每個聚合基本載波上分別進行IFFT/FFT，最后在射頻RF 上進行聚合。

3、載波聚合技術優勢

隨著無線技術的大量應用，連續的大帶寬頻譜越來越難以得到，這為大帶寬的無線傳輸帶來了困難，為了解決這一問題3GPP 提出了載波聚合技術。載波聚合技術是指，對于某一個終端來說，可以通過基站的調度，為其分配和使用多個離散的載波，用于其數據的傳輸。3GPP 提出的載波聚合技術，可以根據不同的用戶需求和網絡規劃，將多個不同的分量載波（Component Carrier： CC） 整合使用， 能夠靈活地將頻譜帶寬擴展到最多100MHz的帶寬。具體示意見圖1-1所示：

引入載波聚合技術，可以根據不同用戶的不同需求，為其不同業務分配不同的帶寬。這樣的話，可以增加用戶的上/下行數據傳輸速率，減少傳輸時延，增強用戶的體驗。

4、載波聚合在電力系統應用

電力系統所分配的40 個頻點，均為離散頻點，不能按照上述連續載波聚合方法實現連續頻譜應用。但可以考慮將每個離散的信道看做一個成員載波，將不連續分配的成員載波通過軟件無線電方式，進行虛擬連續聚合，并統一分配給一個用戶使用，這樣可以產生大于原來窄帶系統幾倍的傳輸帶寬，從而達到寬帶傳輸的效果。

載波聚合技術這一思想非常適合解決離散頻譜的高速傳輸，因此非常適合應用到基于230MHz的WiMAX網絡中來提高數據傳輸能力。

當頻譜是離散的窄帶的時候，可以將每個離散的信道看做一個成員載波，將不連續分配的成員載波進行聚合，并統一分配給一個用戶使用，這樣可以產生大于原來窄帶系統幾倍的傳輸帶寬，從而達到寬帶傳輸的效果。結合高階調制等其他通信技術，單個UE 的最大上行速率可以達到1.5Mbps。

隨著數字中頻技術的成熟，整個聚合的過程可以在中頻通過數字電路來實現這使硬件成本得到了控制，實現的可靠性得到了提高。

如圖1-3所示，是載波聚合的發送原理，圖中可以看出來，每一個處理支路對應一個分量載波的生成。每一路分量載波在完成了串并轉換，符號映射，資源映射，IFFT 插入CP 后，便完成了一個分量載波數據的處理，產生了每個頻點的基帶信號。接下來為了能夠將多路數據合并為一路，又做了上采樣和數字混頻，上采樣的目的是將每個頻點鏡像干擾拉遠，數字混頻可以將每個頻點的基帶信號搬移到它對應的頻點。最后和路也就完成最后信號的生成。通過載波聚合技術，離散的頻點可以統一的調度和供給終端使用。endprint