无线网络技术介绍之4G层叠系统框架解析
4g层叠系统框架这项技术具备更快的数据率和更大的系统容量。目标峰值速率为：低速移动、热点覆盖场景下1gbps以上，高速移动、广域覆盖场景下100mbps。上述性能指标主要依靠两个方法实现：提高频谱效率和扩大系统带宽。
为了实现1gbps的峰值速率，4g系统需要宽达100mhz的系统带宽，但在3ghz以下频段分配100mhz连续频谱几乎是不可能的，而在高频段又很难实现无缝全域覆盖和高速移动（运营商要求基于现有站址部署4g系统，因此广泛使用中继和分布式天线技术有一定困难），因此需要同时使用部分3ghz以下频谱。
也就是说，4g系统将是一个层叠系统，需要同时使用上述两段离散的频谱，这形成了4g系统的一个重要特征。
层叠4g系统框架
未来的4g系统可由宽带移动通信（bmc）子系统和宽带热点接入（bha）子系统构成。bmc子系统工作在较低频段（如3ghz以下imt-2000频段），提供广域覆盖和高移动性，为了实现4g的性能指标，可以考虑采用比e3g略大的带宽，如20～40mhz。
bha子系统工作在较高频段（如3ghz-5ghz可能分配给4g的新频段），为了实现4g的性能指标（固定移动峰值速率1gbps），需要采用很大的带宽（最大至100mhz）。
两个子系统应高度的融合（如采用相似的设计），以实现用户在两个系统之间灵活的接入、调度和切换。也即当用户在固定和低速移动环境下并处于热点覆盖范围内时，可以接入bha子系统获得高数据率的宽带接入。当用户处于热点覆盖范围外或高速移动环境时，则可以切换到bmc子系统。由于bha子系统已经覆盖了小区中心区域，bmc子系统可以将有限的频率资源用于小区边缘区域，以获得更高的性能。
bha的覆盖范围受到所在频段的传播特性的限制，约为数百米。在密集城区，目前运营商部署的基站间距已经降到数百米量级，则bha子系统也可以实现一定程度上连续覆盖，但该覆盖区域内的高速移动用户应仍由bmc承载。
在一般城区、郊区和乡村，运营商基站间距可能扩大到数公里以上，在不增加新的站址的前提下，依靠bha子系统则无法提供连续覆盖，bha子系统将只用于在特定区域提供热点宽带接入服务。
而bha覆盖区域的间隙则由bmc覆盖。在一般城区、郊区和乡村，由于建设新站址遇到的限制较小，运营商可以考虑在必要的区域加设bha基站或中继站，以扩展bha子系统的覆盖范围。
带接力系统的层叠系统框架
在基本系统框架的基础上，可以采用接力（relay）技术或分布式天线系统扩展bha子系统的覆盖范围。作为bha子系统的扩展，relay系统也只用于固定和低速移动用户，高速移动用户仍由bmc子系统提供接入。
relay技术和分布式天线技术仍有很多技术问题需要进一步研究。即使技术问题得到解决，由于运营商在添加大量新的基站和接力站（relaystation，rs）方面受到诸多的限制，也很难依赖接力和分布式天线系统提供全域覆盖，应考虑将其用于某些特定场景，作为有效的补充。
新研发的包含bmc和bha子系统的4g新空中接口可以将4g许可频段集中用于覆盖范围在100米以上的广域和城域场景，而利用现有的wlan和wpan技术标准实现100米以下的局域和个人域覆盖，并通过异构接口实现广域/城域系统和局域/个人域系统之间互通和切换。
基于不连续频段的层叠系统框架是由4g系统的可用频谱特性和运营商的实际部属要求（不能大量增加新站址）决定的。基于此系统框架，仍有大量的问题有待于研究，但预计这会成为4g系统的一个基本特征。
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bha子系统工作在较高频段（如3ghz-5ghz可能分配给4g的新频段），为了实现4g的性能指标（固定移动峰值速率1gbps），需要采用很大的带宽（最大至100mhz）。
两个子系统应高度的融合（如采用相似的设计），以实现用户在两个系统之间灵活的接入、调度和切换。也即当用户在固定和低速移动环境下并处于热点覆盖范围内时，可以接入bha子系统获得高数据率的宽带接入。当用户处于热点覆盖范围外或高速移动环境时，则可以切换到bmc子系统。由于bha子系统已经覆盖了小区中心区域，bmc子系统可以将有限的频率资源用于小区边缘区域，以获得更高的性能。
bha的覆盖范围受到所在频段的传播特性的限制，约为数百米。在密集城区，目前运营商部署的基站间距已经降到数百米量级，则bha子系统也可以实现一定程度上连续覆盖，但该覆盖区域内的高速移动用户应仍由bmc承载。
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而bha覆盖区域的间隙则由bmc覆盖。在一般城区、郊区和乡村，由于建设新站址遇到的限制较小，运营商可以考虑在必要的区域加设bha基站或中继站，以扩展bha子系统的覆盖范围。
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在基本系统框架的基础上，可以采用接力（relay）技术或分布式天线系统扩展bha子系统的覆盖范围。作为bha子系统的扩展，relay系统也只用于固定和低速移动用户，高速移动用户仍由bmc子系统提供接入。
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基于不连续频段的层叠系统框架是由4g系统的可用频谱特性和运营商的实际部属要求（不能大量增加新站址）决定的。基于此系统框架，仍有大量的问题有待于研究，但预计这会成为4g系统的一个基本特征。
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