無線網(wǎng)絡接入技術(shù)及其發(fā)展趨勢

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在移動通信技術(shù)向3G演進的同時,固定無線接入技術(shù)也向著增加移動性、寬帶化的方向快速發(fā)展,這些技術(shù)殊途同歸,很有可能最終融合成為4G。

在移動通信技術(shù)向3G演進的同時,固定無線接入技術(shù)也向著增加移動性、寬帶化的方向快速發(fā)展,這些技術(shù)殊途同歸,很有可能最終融合成為4G。

固定無線接入技術(shù)的移動性增強

WiMAX-802.16e

WiMAX可以說是2004年最受關(guān)注的無線技術(shù),其子標準802.16e的目標是成為移動技術(shù),也有人鼓吹放棄3G,直接采用802.16e,提供帶有移動性的寬帶接入服務。

目前還沒有真正的商用網(wǎng)絡,Gartner認為:WiMAX要到2009年才能成為移動技術(shù),除標準方面還有很多工作要做外,需要解決切換、高速移動、天線小型化、低能耗、芯片化小型等問題。

設備制造方面,最為積極的主要是希望以此進入電信領域的Intel公司和原有的LMDS和MMDS及一些擁有OFDM知識產(chǎn)權(quán)的解決方案提供商。盡管一開始傳統(tǒng)電信廠家(尤其是移動設備商)在這個領域并不積極,但隨著WiMAX的聲勢逐漸壯大,摩托羅拉、北電等主要電信廠家于2004年下半年紛紛加入WiMAX聯(lián)盟,并相繼宣布了一些產(chǎn)品開發(fā)計劃。

運營商方面,原本對WiMAX最為感興趣的是那些擁有固定無線接入頻率的傳統(tǒng)固網(wǎng)運營商和力量較弱的競爭性運營商,而很多移動運營商認為WiMAX在移動性方面并不理想。但隨著WiMAX聲勢的逐步擴大,越來越多的移動運營商開始接受WiMAX。美國的Sprint和AT&T Wireless都很看好WiMAX,認為其將來很有可能作為一種備選技術(shù),以便為用戶提供寬帶接入服務。英國T-Mobile也計劃進行商用試驗。

另外,值得一提的是韓國的WiBro業(yè)務將與802.16標準相兼容,因此WiBro也可以看作是802.16e的一個分支,但今后兩者是否真的統(tǒng)一為一個標準還未可知。目前韓國已經(jīng)將三張WiBro的許可證分別發(fā)給KT、SKT和Hanaro三家運營商,預計將于2006年正式商用。但Hanaro于不久前退回了WiBro許可證。

FLASH-OFDM——802.20

最近,擁有FLASH-OFDM技術(shù)專利的Flarion Technologies公司頻頻獲得設備廠家和移動運營商的青睞,而這家公司是IEEE中的移動寬帶接入標準——802.20的主要推動者。

802.20標準定位于寬帶高速移動數(shù)據(jù)業(yè)務,支持大約為250km/h的移動性,可提供互聯(lián)網(wǎng)接入、VoIP話音、移動廣播等業(yè)務。在1.25MHz帶寬的時候,802.20的單用戶下行傳輸速率為1Mb/s,單用戶上行傳輸速率為300kb/s。而FLASH-OFDM正是802.20的主要候選技術(shù)。Flarion基于FLASH-OFDM技術(shù)的移動寬帶系統(tǒng)使用戶在250km/s的移動速度時仍能夠獲得1~1.5Mb/s的下行傳輸速度,最高峰值可達3.2Mb/s。上行傳輸速度可達300~500kb/s,最高峰值可達9003kb/s,而延遲只有50ms。Flash-OFDM可以在400MHz到3.5GHz之間的頻段上利用帶寬為1.25MHz的成對頻譜運行。Flarion表示自己的產(chǎn)品是全IP網(wǎng)絡,并且支持高速移動下的切換。Flash-OFDM技術(shù)已經(jīng)在韓國、美國、日本、澳大利亞相關(guān)公司開始啟動,并取得了初步的商用成功。

2004年7月,澳大利亞運營商Telstra宣布采用Flash-OFDM技術(shù)提供的移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務已經(jīng)試商用近一年,運行在2.5GHz頻段上,覆蓋大約100萬人口(大約2000個付費用戶),建設了大約125~150個蜂窩基站,根據(jù)用戶的實際測試,F(xiàn)lash-OFDM的傳輸速率在300kb/s到1.6Mb/s之間,而Verizon的EV-DO業(yè)務僅有400kb/s~600kb/s。每年費用只有600美元,已經(jīng)接近DSL業(yè)務的價格(大約450美元/年)。

網(wǎng)狀網(wǎng)

越來越多的人體驗到Wi-Fi的好處,目前主要還是在內(nèi)部或者熱點使用。人們正試著把它擴大到MAN的范圍,但需要上萬個熱點才能覆蓋一個蜂窩塔覆蓋的區(qū)域。

現(xiàn)在,WLAN正在通過提供網(wǎng)狀網(wǎng)技術(shù)向大范圍聯(lián)網(wǎng)靠攏,WLAN網(wǎng)絡上的AP之間可以進行通信,而且客戶端還可以組建Ad Hoc網(wǎng)絡、利用多跳(Multihop)技術(shù)實現(xiàn)相互間的通信,并且具有一定的移動性。多跳傳輸就是在多個終端之間建立網(wǎng)絡、像傳遞接力棒一樣傳輸數(shù)據(jù),某些用戶端可以作為中繼轉(zhuǎn)發(fā)其他用戶的數(shù)據(jù)。

2005年2月底,全球第一個Wi-Fi移動語音與高速數(shù)據(jù)網(wǎng)絡在美國亞利桑那州的一條州際公路上的試驗取得成功。該網(wǎng)絡采用的是新西蘭RoamAD公司的技術(shù),這是一家主要的Wi-Fi網(wǎng)絡基礎設施方案供應商。該網(wǎng)絡將為快速反應機構(gòu)(如警察、消防、救護和邊防人員)提供服務。據(jù)負責這一項目的Wi-VOD公司介紹,網(wǎng)絡的第一期覆蓋范圍為49英里(8km),網(wǎng)絡共包括4個RoamAD節(jié)點,平均1.2英里(2km)有一個,下一步將沿著公路再架設54km。在該網(wǎng)絡范圍內(nèi),行駛時速為130km時也可以進行多方IP語音通話。

移動無線接入技術(shù)走向?qū)拵?

就在固定無線接入技術(shù)朝著移動化邁進的同時,一些移動無線接入技術(shù)也在向?qū)拵Щ较虬l(fā)展,如UMTS TDD以及我國的SCDMA、LAS-CDMA等技術(shù)。特別是UMTS TDD技術(shù),開始商用并受到越來越廣泛的重視。

除了3G的三大主流標準之外,UMTS TDD(也被稱為WCDMA TDD或TD-CDMA)也開始活躍在移動寬帶市場的舞臺上。UMTS TDD的基礎是3G TDD系列子標準之一——TD-CDMA。由于TD-CDMA并非主流3G標準,因此IP Wireless公司將UMTS TDD定位在寬帶無線接入領域,在原有TD-CDMA標準基礎之上開發(fā)了可以在多個頻段實現(xiàn)移動寬帶接入的產(chǎn)品。因此,UMTS TDD現(xiàn)在經(jīng)常與WiMAX,F(xiàn)LASH-OFDM視為同類技術(shù)(見表1)。

表1 UMTS TDD、WiMAX和FLASH-OFDM比較

UMTS TDD的解決方案目前下行速率最高可達12Mb/s,蜂窩覆蓋范圍最高可達29km,移動性方面UMTS TDD可以在120km/s的速度下保持連接,并且蜂窩之間可以達到無縫切換,同時還支持網(wǎng)絡漫游;UMTS TDD的信道帶寬可是5MHz或10MHz。UMTS TDD的優(yōu)點主要在于:

*UMTS TDD的頻譜利用率較高,5MHz信道的頻譜利用率為3.84Mc/s,當系統(tǒng)的信道帶寬為10MHz時,為7.68Mc/s。

*TDD解決方案本身在成本上就比較占優(yōu)勢,TDD只使用一個信道傳輸上下行數(shù)據(jù),并且上下行傳輸速率不對稱,從而提高頻譜利用率。

*UMTS TDD是UMTS三個空中接口標準之一,另外兩個是FDDW-CDMA和TD-SCDMA,UMTS TDD可以與其他兩個標準共享更高層協(xié)議棧和核心網(wǎng)。

考慮到UMTS TDD在市場上仍然屬于弱勢技術(shù),因此IP Wireless與其他一些公司與2004年2月發(fā)起了“環(huán)球UMTS TDD”(Global UMTS TDD)聯(lián)盟組織。目前UMTS TDD已經(jīng)在英國、瑞典、法國、澳大利亞、新西蘭等國家獲得了一定的小范圍商用。

雖然UMTS TDD將自己的目標市場定位在移動寬帶接入上,商用終端都是筆記本或PC機的數(shù)據(jù)卡,但Atmel Corp.和IPWireless等公司已經(jīng)開始合作研制UMTS TDD手機,這款手機支持VoIP業(yè)務,并且具有寬帶接入和其他基于數(shù)據(jù)包的業(yè)務功能。

從不同途徑向4G匯聚

由于目標的一致,固定無線接入、蜂窩移動通信和移動無線接入技術(shù)在發(fā)展過程中不約而同的衍變成為帶有移動性的寬帶接入技術(shù)(見表2)。

表2 不同接入技術(shù)的發(fā)展特點及其發(fā)展可能性

除3G、WiMAX外,F(xiàn)lash-OFDM與UMTS TDD前景都不錯,并且已經(jīng)在商用中得到檢驗。UMTS TDD已經(jīng)成為全球標準,而Flash-OFDM正在試圖成為802.20的一個標準。值得注意的是,在國外,采用這兩個技術(shù)的商用業(yè)務的價格都比EV-DO等蜂窩網(wǎng)低很多,例如,新西蘭Woosh Wireless采用UMTS TDD的200kb/s移動PCMCIA業(yè)務,每月27美元;Nextel的Flash-OFDM,720kb/s為每月35美元。性價比已經(jīng)可以與DSL競爭了。

無線寬帶數(shù)據(jù)接入市場上今后肯定會存在激烈的競爭。而且,WiMAX,UMTS TDD等技術(shù)都有可能引入VoIP,屆時競爭將擴散到移動話音業(yè)務。不過,今后的無線通信系統(tǒng)將是一個多種技術(shù)、標準互相融合的綜合型網(wǎng)絡,不同無線接入技術(shù)之間可以通過無縫切換支持話音和數(shù)據(jù)業(yè)務的漫游,最終形成無處不在的4G移動網(wǎng)絡。
 

作者:王少華   來源:中國聯(lián)通網(wǎng)站
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