寬帶無線接入技術(shù)淺析

大唐無線通信公司

李養(yǎng)哲

寬帶無線接入新技術(shù)——LMDS


　　本地多點(diǎn)分布業(yè)務(wù)又稱為本地多路分配業(yè)務(wù)(Local Multipoint Distribution Services,縮寫成LMDS)是一種新興的寬帶無線接入技術(shù)。它利用無線信道代替有線電纜，以無線通信方式解決從數(shù)據(jù)骨干網(wǎng)、本地交換機(jī)到用戶之間的接入問題。采用微波技術(shù)提供業(yè)務(wù)，工作在26GHz附近頻段。目前，全世界各電信廠商都積極進(jìn)行LMDS技術(shù)的深入研究和開發(fā)，并且受到眾多電信運(yùn)營商的青睞。無疑，LMDS的出現(xiàn)必將對寬帶無線接入技術(shù)帶來一場新的革命


　　系統(tǒng)構(gòu)成


　　LMDS屬于無線接入系統(tǒng)，采用蜂窩小區(qū)結(jié)構(gòu)覆蓋整個(gè)用戶區(qū)域。基站位于小區(qū)的中心，由天線、射頻單元及室內(nèi)單元構(gòu)成，負(fù)責(zé)進(jìn)行用戶端的覆蓋，并提供骨干網(wǎng)絡(luò)的接口。為了適應(yīng)多元化的骨干網(wǎng)絡(luò)，幾乎所有的LMDS系統(tǒng)都能夠提供綜合性的業(yè)務(wù)接入平臺，因此，基站往往采用ATM+IP相結(jié)合的接入方式，并提供ATM和IP網(wǎng)絡(luò)接口。根據(jù)調(diào)制方式的不同，基站所覆蓋的范圍也有所不同，16QAM和QPSK方式下傳輸距離通常為1和5公里左右。用戶站分布于基站的各個(gè)扇區(qū)范圍之內(nèi)，包括室內(nèi)單元和室外單元兩部分。大多數(shù)LMDS系統(tǒng)的用戶站與基站采用TDMA多址方式進(jìn)行通信。用戶站往往具有更為豐富的業(yè)務(wù)接口，接入帶寬從64Kbps到36Mbps不等，完全可滿足用戶的多業(yè)務(wù)和不同帶寬的需求。
　　技術(shù)特點(diǎn)


　　與傳統(tǒng)的有線接入方式相比，LMDS具有以下不可替代的特點(diǎn)：


　　1. 高的數(shù)據(jù)接入帶寬


　　由于LMDS工作在24 ~~ 28GHz頻段內(nèi)，空中可用頻譜GHz以上，支持高達(dá)155Mbps的用戶數(shù)據(jù)接入。我國已對26GHz的頻譜資源進(jìn)行了規(guī)劃，規(guī)定每載波的頻寬為3.5MHz,7MHz,14MHz，28MHz等,由于LMDS采用了多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)增強(qiáng)了系統(tǒng)的頻譜利用率，因此14MHz單載波的傳輸速率可高達(dá)36Mbps。


　　2. 覆蓋范圍廣、容量大


　　采用蜂窩小區(qū)的覆蓋方式，每個(gè)小區(qū)又可劃分為多個(gè)扇區(qū)，通過采用不同的極化方式和高效的頻率規(guī)劃軟件，增加了不同扇區(qū)之間的頻率復(fù)用系數(shù)，從而擴(kuò)展了LMDS的覆蓋范圍、提升了系統(tǒng)的容量。


　　3. 豐富的接入業(yè)務(wù)


　　高的數(shù)據(jù)接入帶寬、豐富的業(yè)務(wù)接口以及對多協(xié)議如：幀中繼、ATM、TCP/IP等的支持使得LMDS系統(tǒng)幾乎支持包括所有語音、數(shù)據(jù)、視頻在內(nèi)的綜合業(yè)務(wù)。


　　4. 擴(kuò)容便利、易于維護(hù)


　　LMDS系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，運(yùn)營商可隨時(shí)根據(jù)用戶的需求，增加相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)模塊，提升系統(tǒng)容量。功能強(qiáng)勁的網(wǎng)絡(luò)管理軟件以及告警指示可迅速進(jìn)行故障定位，維護(hù)網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行。


除擁有各自的專有技術(shù)外，大多數(shù)廠商的LMDS設(shè)備都具備以下相同的技術(shù)特點(diǎn)，以獲得高的頻譜利用率、光纖級的傳輸質(zhì)量、良好的環(huán)境適應(yīng)能力和出色的服務(wù)質(zhì)量：


　　自適應(yīng)調(diào)制解調(diào)。如16QAM和QPSK雙調(diào)制解調(diào)方式，能夠適應(yīng)不同帶寬和覆蓋范圍的需求。當(dāng)空中鏈路惡化時(shí)，可自動切換調(diào)制解調(diào)方式，以確保傳輸質(zhì)量。


　　自動發(fā)射功率控制。通過實(shí)時(shí)監(jiān)控基站的接收電平，可自動控制終端站發(fā)射功率，便于無線鏈路的維護(hù)并能很好地抵抗雨衰對系統(tǒng)的影響。


　　先進(jìn)的余弦數(shù)字滾降濾波器。提高了頻率復(fù)用系數(shù)，增加了網(wǎng)絡(luò)的容量。


　　基于ATM或IP的空中接口協(xié)議�？沙浞掷�用頻譜資源，提高了頻譜利用率，同時(shí)還使上下行鏈路具有超強(qiáng)的動態(tài)帶寬分配能力并能保證端到端的QoS。


　　優(yōu)先級隊(duì)列。采用精確的優(yōu)先級算法，具有不同服務(wù)等級（CoS）的數(shù)據(jù)被映射致相應(yīng)的隊(duì)列內(nèi)，從而優(yōu)化數(shù)據(jù)的處理并提高處理效率。
業(yè)務(wù)接口及應(yīng)用


　　豐富的業(yè)務(wù)接口可使系統(tǒng)具有靈活的組網(wǎng)方式，同時(shí)還可向用戶提供豐富的業(yè)務(wù)。LMDS系統(tǒng)在基站通�？商峁〢TM/STM-1、100BaseT和E3等骨干接口，支持E1/E3電路仿真、IP over ATM和IP等業(yè)務(wù)。用戶站具有10/100BaseT、E1、V.35和幀中繼等多種接口，與用戶的CPE設(shè)備接口完全兼容。LMDS系統(tǒng)具有靈活的業(yè)務(wù)支持能力，這為運(yùn)營商在外圍設(shè)備的選取及系統(tǒng)的組網(wǎng)帶來了極大的便利。具體而言，LMDS支持以下綜合業(yè)務(wù)：


　　1. 語音業(yè)務(wù)


　　目前，傳統(tǒng)的電話仍占據(jù)著語音業(yè)務(wù)的主導(dǎo)地位，LMDS系統(tǒng)采用E1接口及TDM業(yè)務(wù)，便可迅速地完成用戶的小交換機(jī)（PABX）到PSTN前置交換機(jī)的接入。對于發(fā)展迅速的VOIP業(yè)務(wù)，用戶的語音網(wǎng)關(guān)可直接通過LMDS的以太網(wǎng)口接入IP骨干內(nèi)，具有低延時(shí)、高的通話質(zhì)量等特點(diǎn)。


　　2. 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)


　　包括高速局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)互連、虛擬專網(wǎng)（VPN）和高速Internet接入等數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。根據(jù)接入骨干網(wǎng)的類型和用戶接口的不同，LMDS系統(tǒng)可通過多種方式實(shí)現(xiàn)上述業(yè)務(wù)：


　　ATM骨干�；�站根據(jù)不同的適配協(xié)議，采用仿真E1/E3和IP over ATM完成用戶數(shù)據(jù)到ATM骨干的接入。通�；�站利用155M的光接口與ATM設(shè)備相連。用戶站多為E1、V35、幀中繼和以太網(wǎng)等接口，主要用做LAN/WAN互連及VPN業(yè)務(wù)。


　　IP骨干。基站通過100BaseT接口與核心路由器相連，用戶站一般只采用以太網(wǎng)接口，適于LAN互連、VPN、高速Internet接入等業(yè)務(wù)。一些LMDS設(shè)備還支持802.1Q VLAN標(biāo)準(zhǔn)，更增強(qiáng)了用戶網(wǎng)絡(luò)的安全性。


　　3. 視頻業(yè)務(wù)


　　可為諸如遠(yuǎn)程醫(yī)療、遠(yuǎn)程教育、高速會議電視、電子商務(wù)、VOD等視頻業(yè)務(wù)提供高質(zhì)量、安全可靠的傳輸通道。
下圖描繪了LMDS系統(tǒng)的綜合應(yīng)用。






圖1：LMDS系統(tǒng)的應(yīng)用


　　運(yùn)營模式


　　從運(yùn)營的角度出發(fā)，運(yùn)營商采用LMDS系統(tǒng)可在城域網(wǎng)的建設(shè)中靈活的接入IP網(wǎng)絡(luò)、ATM網(wǎng)絡(luò)、SDH網(wǎng)絡(luò)，為不同帶寬需求和業(yè)務(wù)需求的用戶提供最佳的無線解決方案，適合全新的業(yè)務(wù)需求和容量需求，為廣大的大中型商業(yè)用戶提供了更高的容量和更為充分的帶寬資源。








圖2：LMDS系統(tǒng)運(yùn)營模式


　　如上圖所示，小的商業(yè)網(wǎng)吧、SOHO等用戶業(yè)務(wù)多為Internet接入，帶寬一般為N*64Kbps到2Mbps，可采用專線、幀中繼或IP等多種靈活的接入方式。而對于大的住宅小區(qū)、商業(yè)寫字樓這類綜合業(yè)務(wù)居多，且?guī)�寬需求大的用戶，采用IP方式接入，不但可提供10Mbps至36Mbps高的業(yè)務(wù)帶寬，而且能夠保證端到端的QoS，業(yè)務(wù)開通迅速，增強(qiáng)了電信運(yùn)營商的市場競爭力，使其能夠快速地占領(lǐng)用戶市場。總的來講，LMDS系統(tǒng)具體有以下多種盈利模式：


　　在大中城市寬帶業(yè)務(wù)用戶密集地區(qū)，快速為大客戶提供綜合業(yè)務(wù)接入


　　延伸城域網(wǎng)接入范圍，增加接入網(wǎng)絡(luò)容量


　　安全可靠、為企業(yè)的信息化提供虛擬專用網(wǎng)絡(luò)（VPN）


　　為企業(yè)客戶提供租用線業(yè)務(wù)


　　移動通信的基站和基站控制器互聯(lián)


　　大唐電信的R3000 LMDS系統(tǒng)采用多載波TDMA方式，每扇區(qū)可支持4個(gè)14MHz載波共用一個(gè)ODU，每載波支持36Mbps的業(yè)務(wù)速率，專有的空中接口協(xié)議具有高效的動態(tài)帶寬分配性能，動態(tài)帶寬分配可在每一幀的數(shù)據(jù)中體現(xiàn)出來，最小顆粒度僅為128bit，隨著26GHz頻譜的開放，LMDS系統(tǒng)必將獲得廣泛的應(yīng)用。



由CHINA通信網(wǎng)組稿