一、無線接入的發展趨勢
        將與有線接入方式競爭接入市場：在有線難以達到的地方，可作為有線的延伸和補充；在新建的工業園區和居民小區，可作為有線通信的應急手段和替代手段；在地下線纜施工困難的城鎮，則成為有線接入有力的競爭對手。競爭的目標將是最終用戶的數量，目前無線接入用戶和有線接入用戶的比例不到1:100。在兩年內預計可達到1:10，而在5年后可能達到1:3，即無線接入正在進入快速發展的階段。
        向高頻段、寬帶寬、高速率、高頻譜利用率發展：隨著用戶業務的多樣化特別是寬帶化，以往幾kbps或十幾kbps的信息速率已不敷使用，許多用戶要求提供幾十Mbps的信息速率。要提高信息速率，除了采用先進的雙工技術、編碼技術和調制技術外，最基本的就是更寬的頻道帶寬，相應的就是需要占據更高的頻段。典型的例子就是在幾百MHz頻段，頻道帶寬只有幾kHz到幾十kHz，信息速率也就是在幾十kbps以下；而在幾GHz頻段，頻道帶寬可達幾MHz到十幾MHz，信息速率也可達幾Mbps到幾十Mbps；若使用幾十GHz的毫米波段，頻道帶寬高達一百多MHz到二百多MHz，信息速率則高達155Mbps甚至幾百Mbps。無線電頻譜是寶貴的稀缺資源，提高頻譜利用率就是節約資源。
        提供ip(Internet協議)傳輸業務：IP業務對無線接入網的要求是實時快速、寬帶多媒體、上/下行不對稱、易于擴展等。Internet上的信息傳輸是分組的，傳輸方式由TCP/IP（傳輸控制協議/Internet協議）規定，規定信息包怎樣分層和分組，怎樣重新組裝，怎樣在信道上傳輸等。TCP/IP分為鏈路層、網際層（IP層）、傳輸層（TCP層）和應用層，TCP為收、發兩端提供雙工傳輸協議，IP為不同的計算機網絡提供互連協議。無線接入網應在傳輸和接口方面適應IP業務的需要。
        適應不同用戶的近于苛刻的多種需求：大致可歸納為電話、視像、高速數據的綜合接入；風險投資小，啟動開銷低，適應初始用戶少的環境；易于擴容，擴大覆蓋區，適應用戶快速增加的需求；簡單、可靠、傻瓜化，減低維護開銷；裝、拆、搬遷簡便快捷，保證投資不沉淀；具有靈活的接口能力，例如V5、ATM以及Ethernet接口等，以適應與不同網絡的連接；具有抗惡劣環境的能力，例如室外工作、不受雨衰影響等。
        無線接入技術向綜合化、寬帶化、智能化方向發展：綜合化使用戶實現多業務雙向通信，寬帶化使用戶能隨心所欲地傳送動態視像，在Internet網上高速沖浪，智能化可是系統獲得更多更好的功能，軟件無線電技術則是智能化的有力工具。

二、5GHz是寬帶無線接入技術的黃金頻段
        固定無線接入的工作頻段很多。目前使用的有：450MHz頻段的“無線農話”；1.5GHz頻段的點對多點微波通信；2.4GHz頻段的無線擴頻通信；2.5～2.7GHz頻段的數字雙向MMDS（多點多信道分配系統）；3.5GHz頻段的WLL（無線本地環路）；5.725～5.85GHz頻段的點對點無線擴頻通信等?？赡馨l展的頻段有：5GHz頻段的寬帶無線接入；10GHz、21GHz、24GHz、26GHz、28GHz、31GHz、38GHz頻段的LMDS9本地多點分配業務）等。在2000年更有制造商推出了800nm波段的寬帶無線紅外光接入系統，成為名符其實的“無線光纖”。
        一般而言，頻段越低，可傳輸的信息速率也比較低。以3.5GHz頻段為例，按國家通信行業標準《接入網技術要求-3.5GHz固定無線接入》規定，上行頻段為3400～3430MHz，下行頻段為3500～3530MHz；頻段間隔為1.75、3.5、7和14MHz四種；采用頻分雙工；當復用/多址方式采用TDM/TDMA時，以頻道間隔為3.5MHz所能傳送的速率來比較，若采用QPSK或與其等效的調制方式時最低可傳4Mbps,采用16QAM或與其等效的調制方式時最低可傳8Mbps,采用64QAM或與其等效的調制方式時最低可傳12Mbps；但調制方式越復雜，成本越昂貴、接收靈敏度越低、誤碼率越高、抗干擾能力越低，要保持一定的傳輸距離則需要更大的發射功率。目前在3.5MHz頻段，按性能價格比排列，大多數用戶選用3.5MHz帶寬傳輸4Mbps速率，比較適合于少數小業務量用戶的窄帶低速無線接入使用。
        而在高頻段，國家目前還未制定相關的頻譜規范，以26GHz頻段為例，上行頻段為25.557~26.061GHz，下行頻段為24.549~25.053GHz；上行頻道間隔為10MHz，下行頻道間隔為56MHz；采用頻分雙工；上行每頻道的傳輸容量按不同的調制方式分別為QPSK 13.3Mbps、16QAM 26.7Mbps、64QAM 40Mbps，下行每頻道的的傳輸容量為QPSK 66.5Mbps、16QAM 133.5Mbps、64QAM 200.0Mbps；調制方式越復雜，接收靈敏度越低，所需發射功率越大；通信距離一般不超過3公里。在20GHz以上的頻段，雨衰和多徑的影響都比較嚴重，南方地區的雨衰幾乎不可避免，雨衰的計算繁雜而不準確，甚至樹葉的衰耗也不可忽視，加之技術難度大、設備成本高，大范圍、大規模地投入無線接入市場尚有困難。至于無線光通信系統，由于不適于在雨、雪、濃霧和沙塵天氣使用，顯然在無線接入領域也不會占多少份額。
        如果在傳輸帶寬、傳輸速率、傳輸距離、傳輸質量、建設規模、投資成本、運營利潤之間進行選擇并折衷，在當今的技術條件下，5GHz頻段對固定無線接入而言是性能價格比最高的黃金頻段。
        1997年1月，美國聯邦通信委員會（FCC）宣布在5GHz頻段分配三個100MHz頻段，作為U-NII（無須許可證的國家信息基礎設施）頻段使用，以提供快速開通的高速無線數據通信。三個100MHz頻段是：5.15~5.25GHz，規定其EIRP不大于23dBm，適用于室內無線通信；5.25~5.35GHz，規定其EIRP不大于30dBm，適用于近距離通信；5.725~5.825GHz，規定其EIRP不大于36dBm，適用于中等距離通信。通常人們選用5.725~5.825GHz來進行社區的寬帶無線接入，以獲得更佳的性能價格比。FCC規定頻道間隔為15MHz，其它的限制很少，以鼓勵制造商和運營商的創新，使有限的頻譜資源獲得更有效的利用。5GHz頻段為用戶在5~10公里的范圍內建立寬帶無線接入提供了方便，一般不需要考慮雨衰、沙塵和樹葉的影響，人們普遍認為5GHz在接入領域會創造出巨大的社會效益和經濟效益。
        我國還沒有出臺5GHz頻段的頻率計劃，但信息產業部無線電管理局十分關注此頻段的開發利用，為推進固定無線接入業務的競爭和發展，建議在完善基礎研究工作的同時，盡快開展5.725～5.825GHz寬帶無線接入系統的技術試驗?？梢钥隙?，5.725～5.825GHz頻段的試驗試用，將為我國的寬帶無線接入開辟一個新天地。
三、5GHZ寬帶無線接入方案
        由于FCC對5GHz頻段的具體規定和限制比較少，這給研制者提供了較為自由的創意空間，可以選用多種多樣的網絡結構和技術體制。但聰明的研制者會運用自己的奇思妙想創造出一些獨特的原理、工藝和技術，突破一些矛盾的焦點，在更高的層次上進行融合、兼顧和折衷，而不是一味地追求高、精、尖、新，從而獲得更高的性能價格比和用戶滿意度。以下是一個5GHz寬帶無線接入系統方案的例子。
1系統概述
組網方式：可采用蜂窩結構，每個蜂窩最多可分為6個扇區，第個扇區覆蓋60°；也可組成點對多點結構，相當于單獨一個扇區工作。
系統構成：
● 基站，每個基站可由1個或多個接入點組成，每個接入點有獨立的收發信系統，每個基站配備一套ATM/Ethernet交換機和一臺控制服務器；
● 用戶單元，即遠端站，一個接入點最多可帶254個用戶單元，而每個用戶單元又可帶許多用戶終端；
● 網絡管理系統，由網元管理服務器、網絡管理終端和網絡管理軟件組成，網管協議采用SNMP（簡單網絡管理協議）。
系統特點：
● 寬帶固定無線接入；
● 中心網管系統；
● 提供ATM25或Ethernet 10 Base T接口；
● 動態調整的TDD（時分雙工）雙工方式，頻譜利用率高、信道利用率高、適合于上/下行對稱或非對稱通信業務；
● 微小時間片的TDMA多址方式，可以根據每個用戶單元的優先級和各個業務的優先級動態地調整分配給各用戶單元的ATM信元數，實現自適應按需分組，從而提高信道利用率；
● 空間傳輸以ATM信元為單位，一個接入點所轄所有用戶單元所占用的信元數決定了這些用戶單元所擁有的速率；
● 用戶單元為全戶外型設計，結構緊湊，便于安裝，具有抗惡劣環境的能力；
● 整個系統開通便捷、維護容易。
2主要技術指標
● 工作頻段：5.725～5.825GHz；
● 頻道間隔：15MHz；
● 雙工方式：TDD；
● 多址方式：TDMA；
● 調制方式：相干QPSK；
● EIRP：≤32.5dbm（發射功率14.5dBm，天線增益18dBi）；
● 接收門限（BER=10-4、SNR=14.4dB時）：-81.6dBm；
● 中頻頻率：902.5MHz；
● 傳輸速率：每扇區的上、下行總速率各為25Mbps;
● 覆蓋半徑：空間傳輸衰耗并非主要限制因素，而由于TDD保護時間和時延補償的限制，典型設置為5.5km；
● 天線：接入點使用平板陣列天線，半功率角為水平60°、垂直7°，增益18dBi，極化軟件
可調；用戶單元使用平板陣列天線，半功率角為水平18°、垂直18°，增益18dBi，極化軟件可調；
● 接口：接入點為ATM25或Ethernet 10BaseT；空中接口為自適應按需分組的ATM信元；用戶單元為ATM25或Ethernet 10BasteT；
● 環境條件：接入點設備和用戶單元均安裝于室外，工作溫度為-40～+55℃，允許相對濕度最高100%（+45℃時），允許最大風力50m/s。
3關鍵技術
（1）專利技術—自適應按需分組
        接入點與用戶單元之間的空間傳輸通過ATM信元，每個用戶單元的業務量不同，一個用戶單元不同時刻的業務流量也不同，各個用戶單元的優先級不同，各個業務的優先級也不同，自適應按需分組技術即可按照這些不同的需求動態地給各用戶單元分配適當的信元數。動態分配的微小時間片的TDMA技術，由于不同用戶單元、不同時間的信元數不同，由它們組成的空間幀長就是可變的，在一幀中每個用戶單元占用某個時間片或多個時間片，完全是動態按需分配的。另外，為了滿足某些突發性業務和實時性強的業務的傳輸需要，還預留了一些固定時隙的信元，以備特需。
按需分配帶寬，帶寬的單位為信元；動態的調整上、下行帶寬和各個用戶單元的接入帶寬，最大限度地提高信道利用率。
        根據流量劃分時段的TDD雙工方式，在動態按需分配上、下行帶寬和各用戶單元接入帶寬的基礎上，動態地分配相應長度的時間段，實現時分雙工工作，這種方式既適應合于上、下行業務對稱，也適合于上、下行業務不對稱的環境，其頻譜利用率往往是頻分雙工的1.5倍到2倍。
（2）軟件無線電
        軟件無線電技術是利用軟件重組來重新配置無線電系統以實現某些特定的功能，提高系統的智能化和個性化水平。在本系統中采用RF模塊化設計、金屬片陣列天線，利用軟件來改變陣列天線的極化方式（水平或者垂直）、調節射頻RF衰減器的衰減值、動態選擇信道、按需分配速率、保證負載均衡等，使人工操作的部分大為減少，同時有效的增加了系統功能，提高了頻譜利用率。
（3）無線ATM
        ATM是在電路交換、分組交換、幀交換的基礎上發展起來的信元交換方式，每個信元長度53個字節（其中信頭5字節、凈荷48字節）,其特點是統計復用、信元長度固定、虛通道（VP）和虛信道(VC)交換、帶寬動態分配、可綜合多種業務。無線ATM是將ATM寬帶業務延伸到無線接入網中，用以滿足無線接入用戶的高速、寬帶、多媒體通信的需要。
        無線ATM的基礎原理是在固定無線網中采用基于ATM的寬帶網絡，無線接入部分為ATM信元提供可靠、透明的傳輸，從而使各用戶單元能在各種環境下均能高效地接入寬帶網絡。與光纖ATM相比，由于無線信道屬于時變、頻變信道，存在多徑效應，誤碼率高且突發型分布，從而使傳輸速率受到限制，進而降低頻譜利用率。為了使無線ATM性能趨近于光纖ATM，需要在無線系統做出以下改進：增加DLC層（數據鏈路控制層）差錯控制，以提高物理層的傳輸性能；增加信元序列代號，以保證信元連續傳輸；在無線信道上實現統計復用多路傳輸；改善VPI/VCI（虛路徑識別/虛信道識別），以便于選定無線路徑和信道，在本系統中VPI=0、每用戶單元可以使用最多256個VCI;優選調制方式和多址方式，改善信道質量，本系統采用相干QPSK調制和TDMA多址方式。
        本系統有豐富的協議支持特性，支持的協議包括：DHCP（動態主機配置協議），可為各用戶單元自動地動態分配IP地址并提供配置信息；NAT（網絡地址傳輸）協議，用戶單元可作為一個NAT網關使用，自動將無線信道傳來的Internet網的IP地址翻譯成有線端的網絡終端的目標地址；RFC1483 Bridging（ATM適配層5上的復用協議），為兩個LAN（局域網）通過ATM網進行橋接提供了一種簡單的方法；CLIP（基于ATM的典型IP）協議，它綜合了IP和ATM的特點，在ATM網絡上建立IP的點對多點傳輸，ATM是面向連接的網絡協議，IP是無連接的網絡協議，要在ATM網絡傳輸IP報文幀，就需要CLIP進行IP地址到ATM地址的解析；PPPoA（基于ATM適配層5的點對點協議），為ATM網絡中兩個設備單元提供點對點的連接，并為通信提供AAA（驗證、授權和計費）保證，可有效提高傳輸效率。
為了提高無線信道的效率，當ATM信元流進入無線信道時需進行ATM/TDMA的轉換，以便去掉ATM信元流中的空閑信元，到接收端再恢復出ATM信元流，而為了恢復正確需在發端對每個ATM信元增設一個信元時間代號。
        用戶信元優先級的判斷和控制，ATM業務分為CBR（恒定比特率業務）、rt-VBR（實時變比特率業務）、nrt-VBR（非實時變比特率業務）、UBR（未指定比特率）和ABR（可用比特率）5種。CBR業務如PCM電話，優先級最高，即優先級1；rt-VBR業務如實時圖像，優先級居其次，即優先級2；nrt-VBR業務，優先級3；UBR和ABR業務，優先級最低，為優先級4。系統的通信控制協議按優先等級來改變用戶信令中的控制參數和狀態參數，動態地為用戶分配系統資源。
（4）無線接力
        當網絡拓撲為點對多點的扇區通信時，每個接入點與用戶單元之間的空中連接最多有256條路徑，每扇區支持的用戶單元數最多為254個（按識別號），系統可通過EMS（網元管理系統）動態、實時地進行配置管理。
當網絡拓撲為點對點通信時，既可以用一個接入點對一個用戶單元，也可以用一對用戶單元來實現。當采用后者時，其中一個用戶單元要加載接入點軟件，變成接入從設備，由接入主設備控制MAC（媒體訪問控制協議）成幀，給用戶單元分配預留時隙，以實現點對點的空中接力。若接力主設備采用以太網方式終接，則空中接力速率可達10Mbps，若接力主設備以ATM方式終接，則空中接力速率可達25Mbps。
四、應用前景
        鑒于5GHz寬帶無線接入網的諸多特點、優勢和環境適應性，許多制造商、運營商和寬帶用戶都十分關注其開放政策和應用前景。中國聯通公司正在各省建設本地傳輸接入網（即城域網），每個城市都安排了一定數量的寬帶無線接入網；中國網通公司正在建設全國的寬帶數據網，除了光纜之外，也要求大量建設寬帶無線接入網；中國移動公司沒有城市光纜，則可借助寬帶無線接入實現直接面對用戶，也可為部分蜂窩基站提供無線接力；中國電信公司雖擁有大量的光纜線路，但許多地方仍然需要寬帶無線接入通信；對于新型的工業園區和一些臨時通信要求，特別是突發事件現場通信，寬帶無線接入均有不可替代的應急寬帶能力；近年來，各大城市許多IDC（Internet 數據中心）運營商也積極籌劃建設自己的寬帶無線接入網，以追求更大的市場利益；隨著國家經濟的持續快速發展，信息化智能小區如雨后春筍般發展起來，它要求通信系統能提供數據、語音、圖象等業務的寬帶傳輸通道，融合用戶計費、用戶認證、流量控制等管理功能，解決"最后一公里"的接入瓶頸問題；其它如大型企業、局域網互聯、光纜的無線備份等均需要寬帶無線接入。對上述應用，5GHz寬帶無線接入系統將是一個有力的競爭者。
        當今是一個技術領先于市場的時代。當一項新的技術出現時，用戶往往不無需求，而是不理解。往往需要通過精心的廣告、實際的演示、媒體的宣傳、政府的規范等，才能識得"盧山真面目"。對于5GHz寬帶無線接入網的推廣應用宜采用技術牽引、創造需求、引導消費、培植市場的策略?？梢韵嘈?，5GHz寬帶無線接入系統一定會有十分廣闊的發展前景。