淺談寬帶無線接入技術(shù)的應(yīng)用

引言

隨著通信技術(shù)的飛速發(fā)展及社會(huì)生活水平的不斷提高，傳統(tǒng)的、純粹的話音業(yè)務(wù)已經(jīng)不能滿足人們的需求，特別是隨著互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展，人們更希望享受到多媒體化、多樣化、個(gè)性化的電信業(yè)務(wù),數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量的猛增使人們對(duì)通信帶寬的需求日益高漲。光纖接入雖然代表了未來寬帶接入的方向，但其龐大的工程量和巨額的資金投入使其難以在近期一蹴而就。應(yīng)運(yùn)而生的寬帶無線接入技術(shù)，以其建網(wǎng)的快速靈活和經(jīng)濟(jì)特性受到了廣泛關(guān)注，新老運(yùn)營商均對(duì)其表現(xiàn)出濃厚的興趣。盡管同有線的寬帶接入相比，目前的寬帶無線接入用戶量增長還不是那么快，但中國因特網(wǎng)用戶數(shù)近年來始終處于快速增長期，并且還有很大的增長空間。同有線接入技術(shù)相比，無線接入所占的比例目前還是比較小，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足最終用戶的需求。但新技術(shù)下的寬帶無線接入技術(shù)本身的傳輸能力非常強(qiáng)，移動(dòng)性也在逐步改善，完善的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、成熟的運(yùn)營模式將會(huì)促進(jìn)寬帶無線接入產(chǎn)業(yè)的快速增長，所以寬帶無線接入技術(shù)在未來一定會(huì)有很好的應(yīng)用前景。802.11系列在目前的寬帶無線接入領(lǐng)域暫時(shí)處于領(lǐng)先的地位，但其它技術(shù)也層出不窮，很難說哪一種技術(shù)將主導(dǎo)未來的市場。但可以肯定的是，完整的產(chǎn)業(yè)鏈將促成設(shè)備商、運(yùn)營商和用戶的多贏，能否打造完整的產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)俏磥戆l(fā)展的關(guān)鍵。

現(xiàn)階段我國無線電管理工作信息化過程中，數(shù)據(jù)傳輸依賴于國家、省、地市分級(jí)互連的星型有線網(wǎng)絡(luò)。數(shù)據(jù)資源和業(yè)務(wù)系統(tǒng)相繼移植到網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中使用，提高了無線電管理人員對(duì)網(wǎng)絡(luò)的依賴性，由于有線網(wǎng)絡(luò)的局限性，作為移動(dòng)監(jiān)測和外出工作人員如何利用網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)和系統(tǒng)，目前還沒有很好地解決。如何結(jié)合寬帶無線接入技術(shù)，解決遠(yuǎn)程訪問，提高現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的延伸性，是下一步信息化建設(shè)中應(yīng)該考慮的工作。

我國目前無線接入技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀分析

（1）400 MHz頻段（TDD）

為支持發(fā)展農(nóng)村和邊遠(yuǎn)地區(qū)的通信發(fā)展，緩解接入困難問題，國家規(guī)劃了406.5 MHz～409.5 MHz頻段為時(shí)分多址(TDD)方式無線接入系統(tǒng)使用頻率，用于本地公眾通信網(wǎng)無線接入 通信。并規(guī)定在此頻段內(nèi)，射電天文業(yè)務(wù)、固定業(yè)務(wù)、移動(dòng)業(yè)務(wù)等均為主要業(yè)務(wù)，但須對(duì)射電天文業(yè)務(wù)予以保護(hù)。還規(guī)定了兩種載波間隔，即250 kHz和500 kHz。

（2）450 MHz頻段（農(nóng)村無線接入系統(tǒng) FDD）

按照最早的規(guī)定，450 MHz～470 MHz頻段是用于雙頻組網(wǎng)話機(jī)。1998年對(duì)450 MHz對(duì)講機(jī)使用頻段進(jìn)行了調(diào)整，增加了農(nóng)村無線接入業(yè)務(wù)，規(guī)定了450 MHz頻率在城市及有線通信較普及的地區(qū)主要用于無線對(duì)講機(jī);而在地廣人稀的農(nóng)村地區(qū)，450 MHz頻率可用于農(nóng)村無線接入系統(tǒng)。

（3）1800 MHz頻段 (SCDMA)

為適應(yīng)本地?zé)o線接入業(yè)務(wù)的需求，促進(jìn)無線接入技術(shù)的發(fā)展，提高頻譜利用率，根據(jù)我國無線電頻率劃分規(guī)定和頻譜使用情況，將1800 MHz時(shí)分雙工(TDD)方式無線接入系統(tǒng)的工作頻率帶寬由原規(guī)劃的5 MHz擴(kuò)展為20 MHz。時(shí)分雙工(TDD)方式無線接入系統(tǒng)的工作頻段由1800 MHz～1805 MHz擴(kuò)展為1785 MHz～1805 MHz。此頻段主要用于本地公眾網(wǎng)無線接入，對(duì)確有需要的本地專用網(wǎng)也可用于無線接入。頻率指配原則上自高端開始，在同一地區(qū)給具有無線業(yè)務(wù)經(jīng)營權(quán)的同一公眾網(wǎng)運(yùn)營商或?qū)＞W(wǎng)單位指配的頻率帶寬一般不超過5 MHz。目前該段頻率主要用于SCDMA無線接入系統(tǒng)。

(4) 1900 MHz頻段（公眾網(wǎng)或?qū)Ｓ镁W(wǎng)無線接入系統(tǒng)）

1900 MHz～1920 MHz頻段用于無線接入系統(tǒng)TDD方式，1880 MHz～1900 MHz和1960 MHz～1980 MHz頻段用于無線接入系統(tǒng)FDD方式(該頻段屬于3G頻率，無線接入系統(tǒng)尚未使用)。目前1900 MHz～1920 MHz頻段主要為PHS無線接入技術(shù)。

（5）2.4 GHz頻段(802.11b/g)

2400 MHz～2483.5 MHz為ISM(工科醫(yī))頻段，該頻段作為無線局域網(wǎng)、無線接入系統(tǒng)、藍(lán)牙系統(tǒng)、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)擴(kuò)頻通信系統(tǒng)等各類無線電臺(tái)站的共用頻段，但設(shè)置2.4 GHz頻段的無線電臺(tái)站，必須按照信息產(chǎn)業(yè)部發(fā)布的《微功率(短距離)無線電設(shè)備暫行規(guī)定》進(jìn)行管理。

（6）3.5 GHz頻段(MMDS)

3.5 GHz固定無線接入系統(tǒng)使用的FDD(頻分雙工)工作頻率為3400 MHz～3430 MHz和3500 MHz～3530 MHz，其中，終端站發(fā)射頻段為3400 MHz～3430 MHz，中心站發(fā)射頻段為3500 MHz～3530 MHz，雙工間隔為100 MHz。

（7）5.8 GHz頻段(802.11a)

2002年國家分配了5725 MHz～5850 MHz這一頻段，允許點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)擴(kuò)頻通信系統(tǒng)、寬帶無線接入系統(tǒng)、高速無線局域網(wǎng)、藍(lán)牙技術(shù)設(shè)備及車輛無線自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)等無線電臺(tái)站在此頻段共用。設(shè)置使用5.8 GHz頻段點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)擴(kuò)頻通信系統(tǒng)、無線局域網(wǎng)、寬帶無線接入系統(tǒng)的無線電臺(tái)站，原則上用于公眾網(wǎng)無線接入通信，運(yùn)營企業(yè)須取得相應(yīng)的基礎(chǔ)電信業(yè)務(wù)經(jīng)營許可。

（8）26 GHz頻段(LMDS)

根據(jù)信部無[2001]652號(hào)文件，2001年國家將24.45 GHz～27 GHz頻段的部分頻率作為FDD方式本地多點(diǎn)分配業(yè)務(wù)(LMDS)使用頻率。遠(yuǎn)端站頻率為25757 MHz～26765 MHz，中心站頻率為24507 MHz～25515 MHz，雙工間隔為1250 MHz，基本頻道帶寬為3.5 MHz、7 MHz、14 MHz、28 MHz，可根據(jù)具體業(yè)務(wù)需求將基本信道合并使用。

寬帶無線接入技術(shù)

2.1 寬帶無線接入應(yīng)用發(fā)展面臨的問題

目前寬帶無線接入系統(tǒng)主要是固定接入的方式,但是固定的接入方式目前已經(jīng)遠(yuǎn)不能滿足人們的需求，雖然在我國寬帶無線接入已經(jīng)有所發(fā)展，但發(fā)展速度并不是很快，還面臨著各種問題。

（1）頻譜問題。無線接入是通過無線的方式完成接入，需要電磁波來承載，即需要頻率資源。但頻率資源是非常有限的資源，由無線電管理局按照相關(guān)的規(guī)定和政策統(tǒng)一分配協(xié)調(diào)。因此，寬帶無線接入技術(shù)的應(yīng)用受到國家相關(guān)政策法規(guī)的影響。雖然2.4 GHz頻段和5.8 GHz頻段是免執(zhí)照的，但是此頻段內(nèi)的業(yè)務(wù)是不受保護(hù)的，干擾問題不能解決就不能有很好的服務(wù)質(zhì)量;3.5 GHz頻段是許可頻段，干擾問題可以采用網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的方式解決，但是3.5 GHz由于頻點(diǎn)少、帶寬小，無法滿足電信運(yùn)營商大規(guī)模組網(wǎng)和向用戶提供高帶寬的接入、傳輸業(yè)務(wù)的需求;26 GHz頻段盡管是許可頻段，而且?guī)捵銐驅(qū)?，但頻段太高抗雨衰差，覆蓋范圍小,設(shè)備成本高等不足仍然沒有得到很好的利用，因此解決頻譜問題是發(fā)展寬帶無線接入技術(shù)的重要因素。

（2）標(biāo)準(zhǔn)問題?？罩薪涌跇?biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一以及設(shè)備平臺(tái)接口的統(tǒng)一將大大降低成本。3.5 GHz無線接入技術(shù):沒有統(tǒng)一的空中接口標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)備接口的類型差異也較大。LMDS:空中接口實(shí)現(xiàn)存在差異，設(shè)備的平臺(tái)和提供的接口類型比較一致。以上兩種技術(shù)，由于并不支持任何移動(dòng)性，因此對(duì)空中接口開放的需求不像其它支持移動(dòng)的無線接入技術(shù)要求那么迫切。但是如果采用標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議，將能促進(jìn)產(chǎn)品成本的下降，推動(dòng)固定無線接入技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。WLAN技術(shù):空中接口協(xié)議基于IEEE 802.11系列標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)化程度高，目前不存在互通的問題。但是WLAN在運(yùn)營中涉及的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)比較缺乏。

（3）用戶數(shù)量問題。與寬帶有線接入技術(shù)相比，寬帶無線接入技術(shù)的用戶數(shù)量不夠多。中國的因特網(wǎng)用戶數(shù)近年來得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，并且還會(huì)有很大的增長空間。以ADSL為代表的xDSL用戶數(shù)目前已經(jīng)達(dá)到2000萬，在我國寬帶接入用戶中占有絕對(duì)高的比例。同有線接入技術(shù)相比，無線接入所占的比例很小，遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有滿足最終用戶的需求。

2.2 寬帶無線接入技術(shù)現(xiàn)狀

寬帶無線接入是指能夠以無線傳輸方式向用戶提供高數(shù)據(jù)速率（2 Mbit/s以上）接入到Internet的技術(shù)。IEEE根據(jù)覆蓋范圍將寬帶無線接入劃分為PAN、WirelessLAN、WirelessMAN和WAN，覆蓋范圍由10m以內(nèi)到100 m以內(nèi)，再到城市范圍覆蓋，再到極大范圍覆蓋。

（1）802.16技術(shù)。IEEE 802.16標(biāo)準(zhǔn)又稱為IEEE Wireless MAN空中接口標(biāo)準(zhǔn)（WiMAX），它對(duì)工作于不同頻段的寬帶無線接入系統(tǒng)空中接口進(jìn)行了規(guī)范。802.16被設(shè)計(jì)用于廣范圍的寬帶無線接入部署場景，包括室外視距（LOS）條件下長距離（高達(dá)50公里）的部署直至市區(qū)環(huán)境非視距（NLOS）短距離的部署。

（2）Mcwill(大唐信威SCDMA)。信威公司的McWiLL是在原SCDMA技術(shù)基礎(chǔ)上，通過增加一系列關(guān)鍵技術(shù)而研發(fā)的寬帶無線接入產(chǎn)品。

（3）WiBro。WiBro（Wireless Broadband）是韓國提出的寬帶無線接入服務(wù)，應(yīng)用在2.3GHz頻率上。WiBro來源于TTA2003年6月啟動(dòng)的HPI項(xiàng)目，之后HPI項(xiàng)目在IEEE 802.16工作組中進(jìn)行了融合。WiBro標(biāo)準(zhǔn)完全遵從IEEE 802.16e標(biāo)準(zhǔn)，可以看做是IEEE 802.16e標(biāo)準(zhǔn)的子集。

（4）HIPERMAN。HIPERMAN無論從物理層還是從MAC層都是基于IEEE802.16a、16d到16e的，只不過HIPERMAN根據(jù)歐洲的情況減少了一些可選項(xiàng)，以便更加有利于系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)和互通互連。在載波帶寬的選擇上,要求是3.5 MHz,7 MHz或14 MHz的整數(shù)倍,希望的結(jié)果是既能和802.16融合,提供全球統(tǒng)一的OFDM標(biāo)準(zhǔn),又能照顧歐洲的利益。

（5）IEEE 802.20。IEEE 802.20標(biāo)準(zhǔn)工作組計(jì)劃制訂的一個(gè)移動(dòng)寬帶無線接入標(biāo)準(zhǔn)，可以支持的移動(dòng)目標(biāo)速率大約為250km/h。由于對(duì)移動(dòng)性的支持較高，IEEE 802.20的傳輸速率低于IEEE 802.16e，其業(yè)務(wù)定位是提供移動(dòng)環(huán)境下的高速Internet服務(wù)，其使用范圍與3G系統(tǒng)相似。

（6）IEEE 802.22。IEEE 802.22工作組的任務(wù)是制訂一種被稱為無線區(qū)域網(wǎng)（WRAN，Wireless Regional Area Network）的空中接口的PHY和MAC的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。WRAN網(wǎng)絡(luò)在感知無線電技術(shù)的幫助下，使用54MHz到862 MHz之間的空閑頻段，為用戶提供寬帶無線接入服務(wù)。借助感知無線電技術(shù)，對(duì)已經(jīng)分配的但實(shí)際處于閑置的頻段加以利用。在無線電頻率資源十分緊張的情況下，這是發(fā)展寬帶無線業(yè)務(wù)的一個(gè)很有價(jià)值的思路。

2.3 寬帶無線接入發(fā)展的趨勢

雖然寬帶無線接入目前還面臨著很多的問題,但是作為一種更優(yōu)的接入手段，未來一定會(huì)有很好的發(fā)展前景。 IEEE 802.16組織將逐步規(guī)范好802.16d和802.16e的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一的空中接口標(biāo)準(zhǔn)可以保證不同設(shè)備廠商設(shè)備、基站與終端之間的兼容性和互操作性，降低產(chǎn)品的成本。目前終端以固定接入形式為主，支持簡單的游牧低速的移動(dòng)是其過渡，最終將可以在高速移動(dòng)的情況下提供很好的服務(wù)。寬帶無線接入增值應(yīng)用也將有較大的發(fā)展空間，例如:位置服務(wù)、電子商務(wù)、和無線VPN技術(shù)相關(guān)的無線辦公/銷售、無線在線游戲、無線監(jiān)控等，可為企業(yè)、家庭、娛樂、辦公、旅游等多方面提供無線應(yīng)用服務(wù)。

小結(jié)

隨著寬帶無線技術(shù)逐步的成熟，及其在可靠性、安全性和帶寬等方面的不斷加強(qiáng)，在今后我國無線電管理信息化工作中，可以考慮在有線網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，利用寬帶無線接入技術(shù)建立無線網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)有線和無線網(wǎng)絡(luò)的融合，不斷擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)的范圍，從一個(gè)本地網(wǎng)絡(luò)發(fā)展到跨地區(qū)、跨城市甚至是跨國家的網(wǎng)絡(luò)，充分利用網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部資源，提高網(wǎng)絡(luò)可使用率，這也許會(huì)成為今后網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的趨勢。