無限生機(jī)的無線接入網(wǎng)

無限生機(jī)的無線接入網(wǎng)（馬奔騰）
摘要  本文簡要介紹WCDMA WLL、LDMS（WATM）和O／W WLL等幾種前沿WLL技術(shù)。
關(guān)鍵詞  無線接入網(wǎng) WCDMA LDMS WATM WLL O／W WLL
    相對光纖通信而言，無線接入網(wǎng)只有在90年代末有了長足進(jìn)步，擺脫廣CT2、
PI－IS等一系列不成熟網(wǎng)絡(luò)失敗帶來的陰影。在公眾移動通信網(wǎng)中誕生的CDMA、
SA（智能無線）等技術(shù)最近在無線接入網(wǎng)中得到深入應(yīng)用，加速了無線接入網(wǎng)寬
帶化進(jìn)程，使其基本和有線接入網(wǎng)發(fā)展同步，從目前幾個在中國試驗(yàn)運(yùn)行的無線
接入網(wǎng)中葉見一斑。
1 WCDMA接入網(wǎng)
    CDMA所具有的種種擴(kuò)頻優(yōu)點(diǎn)已為業(yè)內(nèi)共識，正是這些特質(zhì)使得當(dāng)CDMA應(yīng)用于
WLL時可以提供比模擬技術(shù)網(wǎng)絡(luò)大15－20信的用戶容量；又因CDMA具有單頻復(fù)用
且對以頻率、時間、空間分集的特點(diǎn)使，使建設(shè)CDMA接入網(wǎng)變得快捷和節(jié)省投資。
WCDMA技術(shù)被許多世界電信組織選為IMT－2000的應(yīng)用技術(shù)，為了和世界第三代移
動通信保持同步，在WLL中應(yīng)用WCDMA是目前首選。
    其中RP類似移動網(wǎng)中的基站，可以配以全向或扇區(qū)無線，因其使用WCDMA空
中接口，RP可以提供高質(zhì)量高速數(shù)據(jù)接入，在固定／半固定的WLL環(huán)境中，高速
數(shù)據(jù)接人的服務(wù)面積比同樣使用WCDMA的移動網(wǎng)大，誤碼率和系統(tǒng)復(fù)雜性也可以
降低。例如提供115kbit／S的數(shù)據(jù)服務(wù)時，一個 80信道的RP覆蓋可達(dá)8km。利用
1發(fā)2收的天線分集技術(shù)和 EVRC等技術(shù)可以改善語音服務(wù)質(zhì)量并增加系統(tǒng)容量。
RPC（無線關(guān)口控制器）聯(lián)帶有RPOM和IWF，RPOM為RPC和網(wǎng)管系統(tǒng)的接口功能實(shí)
體，IWF為網(wǎng)間互聯(lián)實(shí)體，主要負(fù)責(zé)和系統(tǒng)外數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的連接，包括Internet、
X.25、FR等網(wǎng)絡(luò)，即IWF可以配有眾多類型和速率的數(shù)據(jù)接口。
    這樣RIU（無線接口單元）的終端用戶可以直接通過WCDMA空中接口、RPC和
IWF登錄眾多數(shù)據(jù)網(wǎng)而無需通過WLL gateway和 PSTN上數(shù)據(jù)網(wǎng)，減少路徑迂回和
眾多協(xié)議變換，其優(yōu)點(diǎn)顯而易見。普通的語音在RPC中已經(jīng)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)分離，通
過WLL gateway和 PSTN聯(lián)網(wǎng)。RIU完成最終用戶的業(yè)務(wù)集成，可以有1、2、4、32
線等配制形式，既可以在稀話務(wù)的農(nóng)村地區(qū)使用，也可用于高話務(wù)、高數(shù)據(jù)量的
城市地區(qū)；RIU支持RJ－11、RJ－45和RS一232等數(shù)據(jù)接口；提供64kbit／s的PCM
和32kbit／S ADPCM的語音服務(wù)和高達(dá)56kbit/s帶內(nèi)數(shù)據(jù)接入及115kbit／s的數(shù)
據(jù)和144kbt／s（2B＋D）的ISDN數(shù)據(jù)接人，具有極大的靈活性。尤其對中小企業(yè)、
居民小區(qū)用戶、集團(tuán)用戶等需要綜合接入的用戶極具吸引力。從系統(tǒng)總?cè)萘可峡矗?br />WCDMA  WLL系統(tǒng)和DECT、PHSWLL系統(tǒng)相比有了顯著提高，一個DECT、PHS WLL
（1套中心控制器組成）最大用戶容量在1024線左右，利用集線技術(shù)盯以達(dá)到36
00線；而上述一套WCDMA WLL系統(tǒng)在保證通話服務(wù)質(zhì)量的情況，可達(dá)2萬用戶，利
用WCDMA的軟容量特性，實(shí)際利用可以更多。由于DECT、PHSWLL等網(wǎng)絡(luò)的低系統(tǒng)
容量，導(dǎo)致單線成本一下降困難，嚴(yán)重制約了這類網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，使其只在農(nóng)村、
郊縣等有線成本過高的地區(qū)有競爭力；而且因其自身技術(shù)局限數(shù)據(jù)接入速率目前
不高于14.4kbit／S，在城市等Internet接入熱點(diǎn)地區(qū)資金回收能力非常有限。
對WCDMA WLL系統(tǒng)來說，克服了DECT等系統(tǒng)的弱點(diǎn)，單線成本已可以和光纖接入
網(wǎng)媲美，其數(shù)據(jù)接入速率也匕經(jīng)處于移動通信二代（14kbit/S到三代（2Mbit/S）
的過渡期間，在城市通信運(yùn)營中有較大的吸引力。
    WCDMA WLL在中國剛剛起步，全國個別地區(qū)有一定規(guī)模的試驗(yàn)網(wǎng)。預(yù)計件隨
著CDMA移動網(wǎng)的興起，將會有更大規(guī)模的發(fā)展。
2 本地多點(diǎn)分配業(yè)務(wù)（LMDS，Local Multipoint distribute Service）
    LMDS可以說是WATM（Wireless  ATM）的第一個商用版本，無線接人利用10G
Hz或更高的微波解決，和WCDMA WLL相比LMDS的服務(wù)重點(diǎn)放在寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)上，
傳統(tǒng)的POST語音業(yè)務(wù)已經(jīng)退居其次。網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和WCDMAWLL等變化不大，控制中
心完成多種業(yè)務(wù)的分離和協(xié)議轉(zhuǎn)換，提供的SNI接口速率將從N×64kbit/s到2Mb
it/s，甚至155Mbit/s，業(yè)務(wù)的多樣性決定控制中心乃至基站使用ATM架構(gòu)、IP或
IP＋ATM架構(gòu)，以支持多種業(yè)務(wù)的QOS分配和管理。
    控制中心的ATM服務(wù)組至少也應(yīng)包含AALI、AAL2和AAL5的服務(wù)。實(shí)際上控制
中心是一個ATM／IP交換機(jī)或ATM接人交換機(jī)�？刂浦行闹粱�站的傳輸也多以ATM
直聯(lián)或 ATM over SDH的萬式實(shí)現(xiàn)，對用戶端來說室內(nèi)電元NIU的功能更為復(fù)雜一
些，需要由其完成WATM信元到通用ATM信元的互換，并以此為基礎(chǔ)提供更多的FR、
E1等接口。為了提高單站頻率利用率，LMDS多采用64／16QAM調(diào)制技術(shù)，并采用
多扇區(qū)覆蓋，多的可達(dá)20余個扇區(qū)，每扇區(qū)接人容量高達(dá)200Mbit／S。LMDS基
站至NIU的下行鏈路多采用TDM方式，上行鏈路采用TDMA或FDMA。由于LMDS針對
高速率固定數(shù)據(jù)用戶提供服務(wù)，沒有或很少考慮半固定、移動用戶（由其是使
用WLL手機(jī)上網(wǎng)的中低速數(shù)據(jù)用戶），即沒有提及用戶移動性管理；而且目前AT
M架構(gòu)處理語音業(yè)務(wù)的低效率問題還沒有統(tǒng)一有效的解決，所以雖然LMDS可以通
過蜂窩組網(wǎng)構(gòu)建寬帶WLL，它還是更適合中小單位（企業(yè)、學(xué)校、醫(yī)院等）的集
團(tuán)使用，而對目前中國以經(jīng)營POST語音接人為主的電信運(yùn)營商來說， LMDS WLL
交象一個多點(diǎn)ATM傳輸網(wǎng)，而不像一一一一個為廣大“散戶”服務(wù)的經(jīng)濟(jì)型用戶
網(wǎng)。
3 WATM/WIP
    伴隨著多媒體高速數(shù)據(jù)網(wǎng)的飛速發(fā)展，用戶對寬帶接人的要求越來越高。
為了滿足有線無線的無縫連接，WATM／Wr接入網(wǎng)和APON－樣提上了業(yè)內(nèi)研究的
日程。上述的LMDS已經(jīng)是一種初期的WATM接入網(wǎng)，目前WATM還任重道遠(yuǎn)，主要
是解決無線信道的性能低，誤碼率高、帶寬有限等問題。技術(shù)難題包括5GHZ以
上無線信道的高雨衰克服、無線信道共享（含糾錯控制：ARQ還是FEC、接人方
式OFDM還是OQPSK、隨機(jī)接人還是按需分配方式等等）、移動用戶移動性管理，
包括位置管理、切換管理等。相對第四代移動通信所要達(dá)到的WATM移動網(wǎng)，WAT
M接入網(wǎng)的移動性管理要簡單許多，只需要支持無漫游的低速移動即葉，但基站
間切換、基站間QOS傳遞和切換再分配等問題仍然存在。此外諸如WATM信天格式、
信元利用率，WATM協(xié)議和通用ATM協(xié)議間的轉(zhuǎn)換都是亟待解決的問題，這些已經(jīng)
遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出本文所討論的范圍。雖然困難重重，業(yè)內(nèi)對WATM技術(shù)的探索卻有興旺
的趨勢，未來的WATM WLL可以預(yù)見是先于WATM移動網(wǎng)達(dá)到商用。
4 Q/W混合接入
    光纖接入至最終用戶自從光纖通信發(fā)明以來一直是電信運(yùn)營者為之努力的
目標(biāo)之一，但是受到時間、資金投入過大的種種限制，實(shí)現(xiàn)起來什常困難，盡
管類似的FTTA、FTTR等變通方案極具吸引力。如果將光纖寬帶特性等優(yōu)點(diǎn)和無
線接入的靈活、快捷兩者有機(jī)的結(jié)合起來構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)將是目前最有吸引力的接入
網(wǎng)。基于這種思想，業(yè)內(nèi)提出了FTTA的O／W混合接入的幾種方案，典型的有1）
CS（中心站）和BS基帶光傳輸，BS到用戶無線傳輸；2）中頻傳送——CS（中心
站）和BS間IF先傳輸；3）射頻傳輸——CS（中心站）和BS間RF光傳輸。方案1
的基帶傳輸要求BS完成最終一跳（BS至用戶）的一系列無線傳輸所必備的功能，
如編碼、檢錯糾錯、調(diào)制解調(diào)、上變頻至中頻IF及RF，過濾波大等等，復(fù)雜度
和移動網(wǎng)的基站相當(dāng)，所以不是首選。方案2和3主要是簡化了基站的組成，相
對方案2來說方案3主體工作在毫米光波段，直接的功率放大和低噪聲放大對光
電器件的要求較高，實(shí)施起來要依靠光器件的發(fā)展。相對來說方案2目前實(shí)現(xiàn)方
便些，其中的基站只需要完成光信號的IF信號收發(fā)、上下IF和RF變換、下行鏈
路的功率放大和上行鏈路的低噪聲放大。其他的調(diào)制、控制功能如數(shù)字段的終
結(jié)、復(fù)用／分插、無線信道共享、接人管理、路由尋址等等都可留到CS處理。
也就是BS只負(fù)責(zé)放大、RF／IF變換、AGC和E／O變換等功能，復(fù)雜度大降，BS
的成本隨之劇降，甚至BS的安裝維護(hù)也得以簡化，體積縮小的室外型的BS可以
簡單地安裝在天線柱桿上。
    通�？紤]最終一跳（BS至用戶）時為了提供寬帶業(yè)務(wù)，多用微波（MW）頻
段如10GHz實(shí)現(xiàn)，小區(qū)覆蓋半徑300m至2km（在城市區(qū)域接入段恰恰是這一距離
難以解決）。上行鏈路時基站BS接收頻分復(fù)用的MW信號，并調(diào)制成SCM（Sub－
Carrler Multiplexed的光信號，通過光纜傳至CS，完成SCM信號至電信號的轉(zhuǎn)
換，完成解復(fù)用，指配信號到信道等功能。下行流程同理。這樣如果每載波寬
為20－150MHz，利用有較優(yōu)頻譜利用率的QPSK或22nQAM調(diào)制，系統(tǒng)葉以支持
155－622Mbit/s的寬帶接入。
    方案2不但簡化了BS，而且因?yàn)楸姸郆S的業(yè)務(wù)傳至CS集中處理，易于在CS
通過提高電路集成度降低成本，也提高了管理的綜合性，所以實(shí)際上也簡化了
CS。此外方案2在BS和CS之間透明傳輸無線信號，為無線接口上提供了極大的
靈活性，多種制式CDMA、DECT、WATM等的無線接口均能在此實(shí)現(xiàn)。這種FTTA方
式可以有效利用普遍現(xiàn)存的閉路電視網(wǎng)和 HFC系統(tǒng)的部分終端設(shè)備和光纜，所
以建網(wǎng)的成本可以一降再降，速度更快。目前這種O／W混合接入網(wǎng)和HFC等網(wǎng)
絡(luò)交融的研究在飛速發(fā)展中。
    O／ W混合接入網(wǎng)的方案 2優(yōu)點(diǎn)眾多，但也存在一定的局限性。首要表現(xiàn)
在無線鏈路的惡劣條件導(dǎo)致的無線信號噪聲和衰落，在BS的IF光放大和傳輸中，
會進(jìn)一步放大和惡化，并且和光器件的非線性失真、門限等負(fù)面作用相互疊加，
導(dǎo)致到CS的信號不對用。而在BS沒有糾錯重發(fā)機(jī)制保證接人，進(jìn)一步導(dǎo)致接入
時延加長和其他一系列的性能問題。目前只能通過提高光電器件，包括光纜的
性能來解決�？梢灶A(yù)見光電電子技術(shù)的發(fā)展會使方案2、3更具有廣闊的前景。
    綜合以上所述幾種無線接入網(wǎng)技術(shù)，我們可以看到無線接人同本身具有的
靈活性使得眾多先進(jìn)通信技術(shù)和組網(wǎng)方案得到充分發(fā)揮，這也是無線接入網(wǎng)具
有無限生機(jī)的所在，因?yàn)閷?shí)質(zhì)上無線接入網(wǎng)是和人類隨時隨地通信的要求緊密
吻合的。在中國，正因?yàn)闊o線接入網(wǎng)有著紛繁多樣的組織形式和技術(shù)，更適合
我國復(fù)雜多樣的地理人文環(huán)境。但我們向時應(yīng)該充分規(guī)劃無線接人網(wǎng)絡(luò)，尤其
是注重使用頻率規(guī)劃分配、網(wǎng)絡(luò)規(guī)模管理和移動網(wǎng)問步兼容以及技術(shù)遞進(jìn)層次
應(yīng)用等方面的管理，不應(yīng)出現(xiàn)相互干擾、混亂不堪的無序發(fā)展局面。我們認(rèn)為
也只有充分管理，才能更好地比較各種技術(shù)，更好地利用、運(yùn)營各種無線接入
網(wǎng)。


摘自《電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化》