寬帶無線接入技術(shù)發(fā)展前景七大趨勢

　　全球通信發(fā)展的寬帶化、無線化、個人化、分組化是大勢所趨。同有線接入系統(tǒng)一樣，無線接入系統(tǒng)經(jīng)歷了由窄帶到寬帶，由面向話音業(yè)務(wù)到面向數(shù)據(jù)、多媒體業(yè)務(wù)的轉(zhuǎn)變。隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)在電信總業(yè)務(wù)中的比例不斷擴大，特別是隨著Ｉｎｔｅｒｎｅｔ技術(shù)的迅猛發(fā)展，現(xiàn)有的有線接入系統(tǒng)遠遠不能滿足人們的寬帶業(yè)務(wù)需求；另一方面隨著電信市場的不斷開放，新運營商不斷加入，形成了多方競爭的局面。運營商面臨的問題是，采用何種技術(shù)才能快速而低成本地向用戶快速、廉價地提供高質(zhì)量的寬帶電信業(yè)務(wù)。在這種背景下，寬帶無線接入應(yīng)運而生。


　　寬帶無線接入技術(shù)亮點紛呈


　　當(dāng)前寬帶無線接入有以下幾大技術(shù)：LMDS（LocalMultipointDistributeSystem本地多點分配系統(tǒng)）、MMDS（MultipointMultichannelDistributionSystem多點多信道分配系統(tǒng)）、無線局域網(wǎng)、藍牙及其他（如紅外等）。




　　LMDS，（高頻寬帶、24／26GHz～38GHz）頻譜資源比較多，可以傳輸較高的速率，但是由于工作于毫米波，受氣候影響大，抗雨衰性能差，降低了在經(jīng)濟發(fā)達的東南沿海地區(qū)的可用度。目前通常所說的LMDS為第二代數(shù)字系統(tǒng)，主要使用無線ATM傳送協(xié)議，具有標(biāo)準(zhǔn)化的網(wǎng)絡(luò)側(cè)接口和網(wǎng)管協(xié)議。LMDS具有更高帶寬和雙向數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶攸c，可以提供多種寬帶交互式數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)及話音和圖像業(yè)務(wù)，因此人們逐漸將眼光投入帶寬達到1GHz，幾乎可以提供任何種類的業(yè)務(wù)。我國已完成頻率規(guī)劃，頻段為24．507GHz～25．515GHz和25．757GHz～26．765GHz，但尚未分配。




　　MMDS，（中頻中寬帶、2GHz～5GHz）該頻段傳輸性能好、覆蓋范圍廣、技術(shù)成熟、良好的抗雨衰性能、擴容性強、組網(wǎng)靈活且成本具有競爭力，是較為理想的無線接入手段。由于該頻段資源比較緊張，能分給MMDS的頻段窄，信道數(shù)少，需用新技術(shù)來提高頻譜利用率。中國（3．4GHz～3．43GHz和3．5GHz～3．53GHz）已經(jīng)分配試用。因為頻段相對緊張，所以格外激發(fā)高效利用頻率的新技術(shù)大量涌現(xiàn)。




　　無線局域網(wǎng)的主要技術(shù)有IEEE802．11b、IEEE802．11a、IEEE802．11g、HiperLAN等。當(dāng)前最具代表性的當(dāng)數(shù)IEEE802．11b。1999年9月通過的IEEE802．11b工作在2．4GHz～2．483GHz頻段。802．11b數(shù)據(jù)速率可以為11Mbit／s、5．5Mbit／s、2Mbit／s、1Mbit／s或更低，根據(jù)噪音狀況自動調(diào)整。目前802．11b已經(jīng)成為WLAN市場上的主流技術(shù)。隨著技術(shù)的成熟和產(chǎn)品的降價，無線局域網(wǎng)開始大顯身手（如世界杯、大運會）在機場、寫字樓中廣泛使用。甚至有人斷言，隨著3G的延遲，無線局域網(wǎng)趁勢推廣與普及，高端移動數(shù)據(jù)用戶被不斷分流，未來無線局域網(wǎng)與3G存在一定的互補與競爭關(guān)系，愛立信等移動通信設(shè)備廠家已將無線局域網(wǎng)作為未來3G的一部分。




　　藍牙也是一種使用2．4GHz～2．483GHz的無線頻帶（ISM頻帶）的通用無線接口技術(shù)，提供不同設(shè)備間的雙向短程通信。藍牙的目標(biāo)是最高數(shù)據(jù)傳輸速率1Mbit／s（有效傳輸速率為721kbit／s）、最大傳輸距離為10cm～10m（增加發(fā)射功率可達100m）。藍牙的優(yōu)勢是設(shè)備成本低、體積小。而且，搭配“藍牙”構(gòu)造一個整體網(wǎng)路的成本要比鋪設(shè)線纜低。相對802．11x系列和HiperLAN家族，藍牙的作用不是為了競爭而是相互補充。




　　寬帶無線接入技術(shù)七大趨勢



　　寬帶固定無線接入技術(shù)的發(fā)展極為迅速，各種微波、無線通信領(lǐng)域的先進手段和方法不斷引入，使用頻段從2．4GHz開始向上直至38GHz仍在不斷擴展。一方面這些技術(shù)充分利用過去未被開發(fā)，或者應(yīng)用不是很多的頻率資源（從2．4GHz到3．5GHz到5．7GHz再到26GHz、28GHz甚至到30GHz、60GHz等等），另一方面它們?nèi)诤狭嗽谄渌�通信領(lǐng)域成功應(yīng)用的先進技術(shù)如64QAM、ATM、OFDM等，以實現(xiàn)更大的頻譜利用率、更豐富的業(yè)務(wù)接入能力、更靈活的帶寬分配方法�？傊�，固定無線接入系統(tǒng)已經(jīng)從最初基于電話接入方式的窄帶系統(tǒng)演變?yōu)槊嫦驅(qū)拵��?shù)據(jù)業(yè)務(wù)為主的寬帶固定無線接入系統(tǒng)。而且隨著接入網(wǎng)建設(shè)的持續(xù)升溫以及各種新的技術(shù)不斷被引入，寬帶固定無線接入系統(tǒng)仍是未來幾年內(nèi)通信市場發(fā)展的一個熱點。按有關(guān)機構(gòu)保守估算，在2005年后，全世界寬帶無線接入設(shè)備市場每年至少有50億美元。




　　通過對當(dāng)今最著名的無線設(shè)備廠商的產(chǎn)品進行深入的研究和對比之后，可以看出寬帶無線接入技術(shù)的一些最新技術(shù)亮點：寬帶OFDM技術(shù)、3．5GHz頻段的24扇區(qū)天線技術(shù)、軟件定義的無線電技術(shù)的應(yīng)用、調(diào)制階數(shù)和覆蓋面大小可變的自適應(yīng)技術(shù)、高效率頻譜成型技術(shù)、自適應(yīng)動態(tài)時隙分配技術(shù)、自適應(yīng)信道估值與碼間干擾對抗技術(shù)、自適應(yīng)帶寬分配及流量分級管理技術(shù)、中頻與射頻集成組裝的緊湊型的戶外單元技術(shù)和高級編碼調(diào)制與收信檢測技術(shù)等。




　　從以上技術(shù)亮點中我們可以總結(jié)出寬帶無線接入技術(shù)發(fā)展的七大趨勢：OFDM技術(shù)開始興起、多址方式不斷充實、調(diào)制方式向多狀態(tài)化發(fā)展、雙工方式都可選擇、同時支持電路交換與分組交換、帶寬動態(tài)分配、業(yè)務(wù)接口日趨豐富。OFDM技術(shù)開始興起




　　OFDM（正交頻分復(fù)用）的新型信號調(diào)制復(fù)用方法在寬帶無線接入領(lǐng)域的應(yīng)用正在逐漸成為一個發(fā)展趨勢，它是從以前的歐洲數(shù)字音頻廣播DAVIC標(biāo)準(zhǔn)中和ADSL中引入的一種技術(shù)。由于OFDM具有抗多徑傳播能力較強、頻譜利用率較高的優(yōu)點，同時隨著該技術(shù)的不斷普及，其設(shè)備復(fù)雜、信號處理時間較長、發(fā)射功率較大、對非線性極其敏感等缺點將逐漸被克服，目前已有廠家宣稱在2000年已使OFDM芯片產(chǎn)品化。除了在無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)中（IEEE802．11a、HiperLAN2等）的應(yīng)用外，有一些廠家在此基礎(chǔ)上發(fā)展出一些專利技術(shù)如Cisco在無線路由器中采用的V－OFDM，以及瑞瀾公司3．5GHz無線接入中的W－OFDM等。而且現(xiàn)在已經(jīng)明確OFDM將會成為未來數(shù)據(jù)移動系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)之一，因此它越來越成為人們關(guān)注的焦點。




　　多址方式不斷充實




　　多址方式可以被認(rèn)為是一個濾波問題，許多用戶同時使用同一頻譜，然后采用不同的濾波器和處理技術(shù)使不同用戶的信號互不干擾并分別被接收�，F(xiàn)在在寬帶無線接入領(lǐng)域中三種主要的多址方式———FDMA、TDMA、CDMA都有成功的應(yīng)用，目前以TDMA＋FDMA方式為主流。以LMDS為例，大部分廠商如北電、阿爾卡特等基本都是采用FDMA＋TDMA方式。在3．5GHz接入設(shè)備中，已有部分廠家開始采用CDMA方式，由于CDMA技術(shù)具有更高的頻譜效率、更強的抗干擾和保密性等優(yōu)點，隨著CDMA技術(shù)的不斷成熟及成本的降低，相信它將會成為寬帶無線接入多址方式的重要組成部分。




　　調(diào)制方式向多狀態(tài)化發(fā)展




與微波設(shè)備中常用的調(diào)制解調(diào)方式相似，各種寬帶無線接入設(shè)備中主要選擇的幾種調(diào)制方法是QPSK、16QAM以及64QAM，分別適應(yīng)不同帶寬及覆蓋范圍的需求。目前在LMDS系統(tǒng)中，包括P－Com、北電、阿爾卡特等在內(nèi)的各廠家的設(shè)備都能同時提供對這三種調(diào)制方式的支持。在3．5GHz接入以及無線局域網(wǎng)等低頻段領(lǐng)域，目前能支持64QAM的還不多，但正在逐漸成為一種發(fā)展趨勢。如歐洲的HiperLAN2標(biāo)準(zhǔn)中便提出包括64QAM在內(nèi)的多種調(diào)制方案，大唐電信推出的3．5GHzAIRsun設(shè)備是目前市場上為數(shù)不多的支持這種高效率調(diào)制方式的設(shè)備。




　　雙工方式都可選擇




　　FDD這種雙工方式在無線通信領(lǐng)域中長期占據(jù)統(tǒng)治地位，但是隨著頻率資源的日漸寶貴，這種給頻譜劃分造成很大困難的雙工方式正受到TDD方式的挑戰(zhàn)，TD－SCDMA成為3G的標(biāo)準(zhǔn)之一便是一個有力的佐證。除了具有頻譜利用率高、功率控制要求低、設(shè)備簡單等優(yōu)點之外，TDD方式的一個很大優(yōu)勢還在于可以方便地實現(xiàn)上下行帶寬間的動態(tài)分配。當(dāng)然目前無線電管理局規(guī)劃的包括3．5GHz、26GHz等在內(nèi)的大部分寬帶無線接入系統(tǒng)中均采用FDD的雙工方式，而允許采用TDD工作方式的只有1．9GHz上采用PHS或DECT等少數(shù)窄帶微蜂窩系統(tǒng)，但不排除TDD將來會成為一種發(fā)展趨勢。




　　同時支持電路與分組交換




　　現(xiàn)代通信發(fā)展的大趨勢之一無疑是網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的分組化，這場深刻的變革已經(jīng)開始影響通信的每個角落，從核心交換到傳輸再到寬帶無線接入，目前所有寬帶無線接入系統(tǒng)都選擇了可以對分組業(yè)務(wù)的支持，幾乎所有的LMDS設(shè)備都是以ATM平臺為基礎(chǔ)的，而其他的一些較低端的設(shè)備如BreezeCom（現(xiàn)已被奧維通收購）的3．5GHz接入、無線局域網(wǎng)設(shè)備等選擇了以IP為基礎(chǔ)的接入平臺。需要指出的是，在未來10～15年內(nèi)，電信公司的主要任務(wù)仍是同時支持電路交換和分組交換兩種網(wǎng)絡(luò)，特別是在接入網(wǎng)這一層，市場對基于電路交換方式的接入設(shè)備仍有大量需求。這也是為什么一些基于電路交換方式的3．5GHz寬帶無線接入設(shè)備推出后能受到市場歡迎。當(dāng)然以IP為基礎(chǔ)的QoS改進正積極進行，無線接入朝分組交換方向演進的大趨勢是不容置疑的。動態(tài)帶寬分配




　　目前所有生產(chǎn)寬帶無線接入設(shè)備的廠家都宣稱能提供對帶寬動態(tài)分配的支持，以大唐電信推出的3．5GHzAIRsun固定無線接入設(shè)備為例，采用一些獨特的專利技術(shù)，任一單獨的用戶都可以使用靈活的基帶帶寬，而且和目前很多流行的系統(tǒng)一樣，可以支持不對稱方案分配。當(dāng)然由于大部分系統(tǒng)是以FDD方式工作的，只能在上行或下行一個方向的總帶寬中對各個用戶進行動態(tài)分配，是無法實現(xiàn)上下行帶寬間分配的。目前航天科技推出的一種工作在5GHz頻段的稱為CB－Access系統(tǒng)采用TDD方式工作，可以實現(xiàn)在上、下行信道間的動態(tài)帶寬分配。




　　業(yè)務(wù)接口日趨豐富




　　在接入網(wǎng)這一側(cè)，隨著國家政策的放開，誰經(jīng)營的業(yè)務(wù)種類越豐富，誰經(jīng)營的業(yè)務(wù)類型越先進，誰就能在這場接入網(wǎng)的競爭中占據(jù)優(yōu)勢。因此各個運營商都對業(yè)務(wù)接口提出了非常高的要求，而設(shè)備供應(yīng)商提供的產(chǎn)品業(yè)務(wù)接口越豐富，也就越受運營商的青睞。顯然，業(yè)務(wù)接口的不斷豐富成為廠家日益追求的目標(biāo)。




　　寬帶無線接入在中



　　國內(nèi)最初將目光放到寬帶無線接入市場的當(dāng)屬中國聯(lián)通。1999年初，中國聯(lián)通便和美國P－Com公司簽署了共同進行LMDS系統(tǒng)實驗網(wǎng)協(xié)議，這意味著P－Com公司的LMDS系統(tǒng)有機會在全國范圍內(nèi)為聯(lián)通數(shù)據(jù)網(wǎng)接入部分的建設(shè)進行服務(wù)。聯(lián)通是計劃將LMDS無線寬帶接入系統(tǒng)建設(shè)成一個先進、高效、大規(guī)模的系統(tǒng)工程，以給業(yè)務(wù)豐富的高層應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提供扎實的基礎(chǔ)，為聯(lián)通數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)建設(shè)創(chuàng)造一個迅速切入市場的機會。




　　中國聯(lián)通的這一舉動，引起了包括中國移動、中國網(wǎng)通、中國吉通乃至中國電信在內(nèi)的運營部門的普遍關(guān)注，一時間各地LMDS試驗網(wǎng)建設(shè)此起彼伏，而P－Com、阿爾卡特等設(shè)備供應(yīng)廠商也趁機大造聲勢，掀起了一陣LMDS的熱潮。




　　無線電管理局率先宣布了在3．5GHz頻率范圍內(nèi)的上下行各30MHz頻段作為無線接入設(shè)備使用頻段（3．4GHz～3．43GHz、3．5GHz～3．53GHz）。2001年8月，信息產(chǎn)業(yè)部“3．5GHz頻段地面固定無線接入系統(tǒng)使用頻率招標(biāo)項目”評標(biāo)結(jié)果揭曉。中國移動通信集團公司、中國通信廣播衛(wèi)星公司、中華通信系統(tǒng)有限責(zé)任公司、廈門金橋網(wǎng)絡(luò)公司、三江航天工業(yè)集團公司和中國普天信息產(chǎn)業(yè)集團公司，在南京、廈門、青島、武漢和重慶5個城市14個品目的招標(biāo)中中標(biāo)。




　　此次招標(biāo)有以下幾個原因：無線電管理局不想完全照搬國外的方式；考慮到國內(nèi)設(shè)備廠家的利益，希望為民族工業(yè)留出多一點的時間做好技術(shù)開發(fā)和儲備工作；感到國內(nèi)固定無線接入系統(tǒng)建設(shè)的緊迫性，所以先開辟出一段頻率使用，以緩解部分運營商的燃眉之急。




　　現(xiàn)在盡管一些窄帶的固定無線接入系統(tǒng)在部分地區(qū)還存在市場，但隨著新一輪寬帶接入網(wǎng)建設(shè)高潮的興起，寬帶固定無線接入市場將蓬勃發(fā)展。并且伴隨著電信南北分拆帶來的機遇，中國寬帶無線接入市場正涌動著陣陣春潮。




　　進軍寬帶 擁抱無線




　　據(jù)預(yù)測，LMDS的頻段分配原則不久將有定論，屆時在中國已經(jīng)宣傳鋪墊了近兩年時間的LMDS市場將全面啟動，而且其市場容量將會迅速膨脹。從目前了解的情況看，各大運營商甚至包括像廣電、公安這樣的專網(wǎng)用戶都對LMDS表示了足夠的關(guān)注，估計在頻譜政策公布的兩年之內(nèi)，LMDS都將成為城域接入網(wǎng)建設(shè)的重點之一。




　　無線電管理局劃出3．5GHzMMDS頻段的30MHz作為固定無線接入系統(tǒng)使用可以說是為這種產(chǎn)品在中國市場的推廣提供了一個千載難逢的機會，在LMDS頻段正式公布分配之前甚至之后的一段時間內(nèi)，MMDS產(chǎn)品會成為各運營商關(guān)注的重點，因為它是目前運營商唯一可以申請使用的寬帶無線接入頻段（2．4GHz的ISM頻段除外）。




　　無線局域網(wǎng)常常被看做有線網(wǎng)絡(luò)和用戶端計算機之間的“最后一公里”鏈路，從IEEE在1997年批準(zhǔn)第一個無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)———802．11規(guī)范開始，這項技術(shù)正在不斷地取得重大的進步。當(dāng)前，產(chǎn)品的價格、統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)、共享外設(shè)、寬帶Internet連接的家庭應(yīng)用等多種因素推動著無線局域網(wǎng)市場的發(fā)展，使它必定在未來的電信世界中扮演越來越重要的角色。




　　各種寬帶無線接入技術(shù)正面臨廣闊的市場前景和發(fā)展機遇，只有抓住當(dāng)前的機遇，方能在未來的電信市場中占據(jù)一席之地。讓我們一起來———進軍寬帶，擁抱無線！


摘自“天極網(wǎng)”2002.6