無線廣域網寬帶數據技術i-BURST綜述

2019-11-05 02:38:39

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　　1．前言
　　　　近年來，隨著移動電話通信的迅速發展，個人計算機的迅速普及，多種便攜式計算機，例如膝上型計算機、手持式智能終端和PDA等迅速增多，固定方式的數據通信已不能滿足需要。人們希望能通過無線的通信方式隨時隨地進行數據信息的傳送和交換。在這樣的需求下無線數據通信發展迅速，已經成為無線通信領域的一個重要潮流。
　　　　無線數據通信有不同的分類方式。根據業務實現方式可以劃分為電路交換型的無線數據業務和無線交換型的移動數據業務，早期的技術有摩托羅拉的DataTAC，愛立信的Mobitex，北美的CDPD等都是電路技術。近年來的GPRS，W-CDMA, CDMA2000以及美國愛瑞通信公司(ArrayComm Inc.)的i-BURST技術, 則是分組技術。根據業務覆蓋范圍來劃分，無線數據通信分為廣域網無線數據通信和局域網數據通信。例如W-CDMA, CDMA2000,以及i-BURST技術都是廣域技術。IEEE802.11b，LMDS，MMDS等技術則只提供小范圍覆蓋，因此可以稱作是局域技術。根據所提供的數據帶寬來劃分，則可以分為無線寬帶數據技術和無線窄帶數據技術。其中無線寬帶數據技術基本都是分組型數據業務，如3G, i-BURST，無線局域網等技術。而CDPD等業務則可以稱為窄帶技術。
　　　　移動無線通信和互聯網的融合將產生新的無線互聯網，而無線廣域網寬帶數據技術則是實現無線互聯網的主流技術。下面以i-BURST為例介紹一下無線廣域網寬帶數據技術的原理和應用。
　　　　2．i-BURST技術特點
　　　　i-BURST系統是一種美國愛瑞通信公司(ArrayComm Inc.)推出的分組技術高速無線ip解決方案，它為最終用戶提供便攜式寬帶無線接入。它的特點是，高數據速率，“永遠在線”連接和用戶可自由移動。
　　　　i-BURST是一個完整的解決方案，包括專門針對這個市場優化過的空氣接口。在全負載的實際部署中，i-BURST最多支持10MHz的頻帶每單元40 Mbps的容量（或者5MHz的頻帶每單元20 Mbps的容量），每個用戶的數據速率超過1Mbps。
　　　　除了最充分地使用智能天線來為系統的無線電接入部分提供最好的經濟性之外，i-BURST還針對互聯網接入這個目標市場徹底改進了設計。它僅面向分組交換，并且能夠透明地傳輸終端用戶的互聯網協議（IP）流量。此外，i-BURST總體網絡架構是當前有線寬帶集合和接入結構（包括DSL、電纜和撥號等）的直接擴展。系統采用統一的設置和計費工具，運營商用來支持其有線用戶的很多有線網絡基礎設施都可以用來支持i-BURST終端用戶。其結果是可以快速地同現有的運營商網絡、服務和經營實踐集成
　　　　i-BURST系統具有如下特點:
　　　　·寬帶便攜無線接入為最終用戶提供獨有的無線接入方式,用戶數據速率1 Mbps 到 40 Mbps。
　　　　·具有很高的頻譜效率, 每蜂窩每赫茲每秒可達4 Bits/Sec./Hz/cell. 如圖1所示
　　　　·采用全自適應智能天線IntelliCell?技術. IntelliCell?技術是愛瑞通信的自適應智能天線處理平臺，提供更高的容量和更廣的覆蓋范圍。用戶容量遠遠超過2G甚至3G.
　　　　·TDMA/TDD 分組空中接口
　　　　·可在 3 GHz以下授權頻段內使用
　　　　·采用IP中心的體系結構使用標準工具和網絡設施（如IP路由器），從而充分利用IP網絡的經濟省錢優勢。
　　　　·提供開放的業務平臺. i-BURST能夠把接入提供商和業務提供商分開。
　　　　圖1 i-BURST頻譜效率和其他技術的比較
　　　　3．i-BURST系統的技術實現原理
　　　　1) 網絡結構
　　　　i-BURST系統主要有用戶設備, i-BURST基站, 隧道交換機等構成.它的網絡結構由如下部分構成:
　　　　·終端用戶設備（EUD）可以通過現有的筆記本電腦、臺式PC、PDA等接入。用戶采用這些設備進行交互。
　　　　·i-BURST用戶終端（UT）i-BURST空氣接口和EUD之間的接口。在有PCMCIA卡之前，早期的UT將是一個外置的寬帶調制解調器。最終UT將嵌入到EUD中。
　　　　·i-BURST用戶基站（BS）是網絡的無線和有線部分之間的橋梁。從有線網絡的角度來看，基站是一個接入集合設備，扮演同DSL網絡中DSLAM相似的角色。
　　　　·分組服務交換機(隧道交換機)（PSS）分組服務交換機可以將用戶會話（經常同PSTN、DSL以及電纜用戶一起）集合并導向相應的服務提供商。
　　　　·L2TP網絡服務器（LNS）終端用戶PPP會話的終點。提供用戶鑒別以及諸如IP地址等IP會話參數。此外，它還收集計費數據和執行服務水平協議。
　　　　·傳輸WAN（TWAN）在PSS和BS域內的傳送網絡。
　　　　·交互WAN（IWAN）在PSS和服務提供商WAN域內的交互網絡。
　　　　由上所述我們可以清楚地看到，i-BURST提供的不僅僅是無線接入解決方案。它是一種完全的端到端服務解決方案，使得多個服務提供商可以在高度細分化的接入機制下向終端用戶提供互聯網和內容服務。
　　　　圖2 i-BURST網絡結構
　　　　2) 空中接口
　　　　空中接口的基本參數指標如下:
　　　　·時分雙工 (TDD) + TDMA
　　　　– 帶寬選擇方面具有最大的靈活性
　　　　– 在保證不對稱業務方面保證最大的靈活性
　　　　– 最大程度地發揮智能天線的作用
　　　　·采用全自適應智能天線IntelliCell?技術. 可以實現空分處理和空分多址技術
　　　　·自適應可變QAM 調制形式, 增加了糾錯冗余, 從而保證空中接口高質量的傳輸.
　　　　·動態資源分配 – 時間，頻率，空間由基站控制，達到最大化利用頻譜和QOS控制的效果
　　　　·初期單用戶峰值速率 > 1 Mbps, 每小區可以到達總速率40 Mbps
　　　　這里需要非凡指出的是, 使用了全自適應智能天線IntelliCell?的基站可以動態地引導并將能量集中于目標用戶設備，從而能夠極大地降低四周環境中的RF干擾以及對其它用戶的干擾。
　　　　通過將IntelliCell?的接收和發送能力集成到網絡中，基站和用戶設備之間的通信就可以在空間信道上傳輸。在i-BURST系統中，多個用戶就可以在同一時間、同一單元中使用同樣的傳統無線信道進行通信。某種意義上說, 正是由于智能天線IntelliCell?的作用, 才使得i-BURST系統能夠提供高速率高容量的優質服務.
　　　　4．業務和應用
　　　　i-BURST技術在最終用戶設備、內容與服務提供商、業務之間建立了無線的，可兼容的IP連接。有了i-BURST系統，在電話，ISDN，ADSL和E1之外又多了一種遠程接入的技術。更重要的是，i-BURST連接能夠伴隨用戶移動，隨時隨地高速接入任何遠程IP網絡的內容或應用。
　　　　i-BURST將會同時服務于商用和消費者市場，主要是因為它能夠為這些市場提供各種應用。對于企業客戶來說，i-BURST是一套完整的工具，可以提高通信能力、生產率、盈利能力和成功率。從簡單的電子郵件通信到對企業應用和信息的實時訪問，i-BURST可以消除那些阻礙完全接入企業應用的障礙，如大范圍接入、移動性和數據帶寬等。i-BURST可以為人們提供各種各樣的業務,如流式媒體音樂，視頻照相機，流式視頻，互動游戲，信息化會議，電子商務，多媒體電子新聞和雜志等等。
　　　　5．結束語
　　　　隨著移動通信的迅猛發展，移動終端日益革新，作為移動技術和互連網技術融合的無線互連網必將成為通信行業的主要發展方向，同時日新月異的新業務不斷滿足人類層出不窮的新需求。
　　　　美國Yankee Group于2001年8月份對中國2005年底移動市場的主要猜測數據如下為: 無線數據通信服務用戶達到1億1250萬人。其中移動服務用戶為40%，占中國總人口的8%；數據通信服務銷售總額達到56億8000萬美元.
　　　　根據這種趨勢, 我們相信, 無線廣域網寬帶數據技術將會扮演重要的角色. 在實施市場寬帶無線數據系統下，i-BURST能滿足三個重要技術需求：高數據速率，信息包接入機制和高頻譜效率。這種開放的平臺,可以提供永遠在線的連接,自由的移動和寬帶內容服務,從而確保給人們帶來一種全新的消費和商務生活方式和優質的無處不在的服務.

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