我國應用的幾種無線接入技術的發展現狀

2019-11-05 02:42:07

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　　1　引言
　　我國電信市場已經從傳統單一運營商發展到了多運營商競爭的格局，對于新興運營商而言，迫切希望通過能夠快速部署的無線接入技術切入市場，爭取用戶，因此無線接入作為一種非常重要的接入手段，有著很大的潛在市場發展空間。窄帶無線接入主要用來提供語音業務，解決部分地區不能通過有線手段提供語音通信的問題，同時滿足部分用戶的移動語音需求，是有線接入的有效補充；寬帶無線接入主要用來提供綜合的語音和數據業務，以滿足用戶對寬帶數據業務日益增長的需求。本文具體介紹了我國應用的幾種無線接入技術的發展情況。
　　
　　2　無線接入的頻率資源
　　下列是我國政府為TDD(時分雙工)方式的窄帶無線接入系統分配的頻率，這兩個頻段主要應用于SCDMA制式的無線接入系統。
　　
　　(1)1 800 MHz：2003年，我國政府將原來在1800 MHz規劃的5 MHz頻率擴展為20 MHz，答應無線接人系統使用。具體為1 785-1 805 MHz，可以采用250 kHz和500 kHz兩種載頻間隔。
　　
　　(2)400 MHz：2004年，為支持發展農村和邊遠地區通信，我國政府決定將400MHz頻段劃為無線接入系統頻率。具體頻率為406.5-409.5 MHz，可以采用250 kHz和500 kHz兩種載頻間隔。
　　
　　下列是我國政府已經為寬帶無線接入分配的頻率資源。
　　
　　(1)3.5 GHz頻段：3.5GHz固定無線接入系統使用的FDD(頻分雙工_)工作頻率為3400-3 430 MHz和3 500～3 530 MHz，其中，終端站發射頻段為3400-3430MHz，中心站發射頻段為3500-3530MHz，雙工間隔為100 MHz。
　　
　　(2)本地多點分配系統(LMDS)：答應使用的FDD頻率為24 507-25 515 MHz(下行)／25 757～26 765 MHz(上行)，雙工間隔為1 250 MHz，共計(1 008×2)MHz。
　　
　　(3)5.8 GH頻段：2002年國家正式分配了5 725-5 850 MHz這一頻段，答應點對點或點對多點擴頻通信系統、寬帶無線接入系統、高速無線局域網、藍牙系統等共存。該頻段為開放頻段，可以用于公眾網無線通信和專網通信。
　　
　　(4)2.4 GHz頻段：2 400-2 483.5 MHz為ISM(工科醫)頻段。我國政府規定該頻段作為無線局域網、無線接入系統、藍牙系統、點對點或點對多點擴頻通信系統等各類無線電臺站的共用頻段。這些業務均為主要業務，因此該頻段也是開放頻段。
　　
　　3　無線接入的發展現狀
　　在窄帶無線接入中，除了PHS制式的“小靈通”技術外，SCDMA制式的無線接入應用從2003年開始呈現發展和上升趨勢。在寬帶固定無線接入技術中，近年發展的主要技術包括3.5 GHz無線接入技術、LMDS技術以及WLAN技術。由于不同技術的工作頻率、技術特征、市場特性以及目標定位的不同，因此每種技術的發展和應用情況也不同。
　　
　　3.1　SCDMA技術
　　
　　SCDMA無線接入系統采用同步碼分多址技術，工作在時分雙工方式。SCDMA無線接入系統是由大唐集團信威公司開發的具有自主知識產權的系統，利用了智能天線、軟件無線電、上行同步技術等，系統可以提供支持移動性的無線市活。
　　
　　隨著SCDMA技術的逐步成熟以及不同類型終端的出現，從2003年開始，SCDMA無線接入系統在我國迅速發展。在大慶，SCDMA無線市話首先進行了商用試驗；之后，中國網通在陜西省的寶雞和榆林也進行了商用試驗。到目前為止，中國網通在南方地區(如四川、廣西等地)已經開展了大規模的SCDMA網絡建設。
　　
　　SCDMA除了作為城市無線接入的有效方式之外，還被推薦用于農村電信普遍服務。為了更好、更順利地完成普遍服務，我國政府在2004年初指定6家基礎電信業務經營者采取“分片包干”的方式承擔電信普遍服務義務，并為此指定了“村通”工程實施方案，對“村通”工程中采用的無線接入系統，推薦優先采用SCDMA等具有國內自主知識產權的技術手段。
　　
　　3.2　3.5 GHz固定寬帶無線接入技術
　　
　　雖然早在2001年就已經規劃了3.5 GHz固定無線接入頻率資源，但是為了鼓勵競爭，在頻率資源分配上我國政府首次采取評選招標的方式，先后進行了三期招標工作。一期選擇了5個城市進行了試點，二期則在包括主要省會城市和直轄市的32個城市進行了招標。在第一、二期招標的基礎上，2004年3月信息產業部組織了3.5 GHz頻段的第三期招標。到2004年4月，第三期中標企業揭曉，歷時3年的3.5 GHz固定無線接入系統頻率分配工作基本結束，3.5 GHz頻率資源在全國范圍內得到了分配。
　　
　　絕大部分企業在獲得頻率資源后都開始了網絡建設，中國電信在北方地區、中國網通在南方地區利用3.5GHz無線資源很好地開展了業務，有效解決了接入手段的匱乏。中國移動和中國聯通則利用該技術提供了基站互聯和數據接入。3.5 GHz頻段可用的頻率資源較少，僅有31.5 MHz，在二期和三期招標中被劃分成了3個10.5 MHz的頻率塊，在同一個城市，每個運營商僅可以申請1個頻率塊，即在同一個城市最多有3個運營商可以同時利用3.5 GHz頻率資源提供無線接入服務。同時，絕大多數設備采用了3.5 MHz渡道帶寬，這意味著運營商在一個地區只能用3個頻點組網。由此看來，3 .5 GHz頻率資源太少，網絡難以形成大的規模，也難以滿足運營商的需求。
　　
　　目前我國市場上的3.5 GHz固定無線接入產品很多，各種產品在空中接口、調制方式、業務能力上存在較大差異，從基本實現方式上大致可分為電路型、純ip型以及混合型。利用電路型產品主要可以提供2 Mbit／s電路傳輸、普通語音接入；利用純IP型產品主要可以提供Internet接入業務；利用混合型產品可以同時支持電路型和分組型業務，并能保證業務的服務質量。我國的通信廠商在固定無線通信領域的技術和生產基礎相對比較薄弱，很多通信制造企業都采用了初期OEM國外廠商的方式。值得一提的是，中興通訊已經率先在國內制造商中推出了具有自主知識產權的3.5 GHz固定無線接入產品。
　　
　　3.3 LMDS技術
　　
　　早在1999年，我國幾個主導運營商就開始了LMDS的技術試驗。2002年底，信息產業部批準了中國網通、中國電信、中國移動和中國聯通四大運營商在指定的城市開展為期一年的商用試驗，以評估在不同降雨條件下雨衰對LMDS的影響。到2003年底，商用試驗已經結束。在為期一年的商用試驗中，中國網通在12個城市、中國電信在23個城市、中國移動在13個城市、中國聯通在14個城市分別開展了LMDS商用試驗，分別對不同環境下的LMDS組網進行了試驗。目前，主流的設備提供商有愛立信、上海貝爾阿爾卡特、中興通訊、大唐無線、西門子和東方通信等。由于LMDS工作的26 GHz頻率對生產工藝和設備研制水平都有較高的要求，因此目前國內設備制造商基本采用OEM方式。
　　
　　與3.5 GHz無線接入設備相比，LMDS設備的實現技術比較統一，基本上都是基于ATM平臺，采用ATM 155 Mbit／s接口上聯，用戶端設備提供E1和10Base-T接口。隨著IP城域網的發展，LMDS設備上聯口更加豐富，除ATM 155 Mbit／s和E1上聯接口外，還出現了以太網上聯接口。由于LMDS工作頻率較高，因此要求必須采用視距傳播，這就對基站和遠端站選址提出了要求。另外，該頻段很輕易受降雨的影響，造成在網絡規劃時必須為了保證可用性而犧牲傳輸距離。通常，實際傳輸距離一般在3 km以內，在降雨量小的地區，傳輸距離可以延伸到5 km。
　　
　　LMDS可用的頻帶較寬，波道帶寬以28 MHz和14 MHz居多，因此面向的用戶群主要是業務需求較大的企業客戶。運營商利用LMDS技術主要提供大客戶的綜合接入、基站互聯、數據接入等。LMDS技術發展一直比較平穩，技術因素和設備成本因素在一定程度上限制了LMDS的使用范圍，因此還需要加強對LMDS市場的培育。
　　
　　3.4 WLAN技術
　　
　　WLAN與有線局域網的不同主要體現在便攜性上。一個WLAN服務區的覆蓋范圍一般在100 m以內，且主要定位于室內應用。WLAN可以提供較低速的接入服務，如用戶在步行狀態或低速移動狀態下仍然可以利用WLAN接入網絡，但是WLAN不能應用于高速移動狀態。正是因為這種低速移動特性，WLAN被稱為“游牧式”無線接入。
　　
　　WLAN技術近兩年發展較為迅速，這是因為IEEE 802.11系列標準解決了空中接口兼容性問題，有力地促進了無線局域網終端和接入點(AP)的互通，從而使設備成本迅速下降。WLAN主要面向個人用戶，一般部署在商旅人士經常出入的場所或數據業務需求較大的公共場合，呈“島形覆蓋”或“熱點覆蓋”，如機場、會議中心、展覽館、賓館、咖啡屋或大學校園等。WLAN主流的兩種標準集中在2.4 GHz頻段和5 GHz頻段。2.4 GHz頻段為ISM頻段，有IEEE 802.11b和IEEE 802.11g標準支撐，5 GHz頻段則有IEEE 802.11a標準支撐。目前國內主流的產品以2.4 GHz頻段為主，5 GHz頻段的產品應用較少。
　　
　　從2001年開始，WLAN開始在我國公眾熱點地區應用。中國網通自2001年10月率先在上海APEC會議上提供無線寬帶接入服務以來，已經在全國約150個熱點地區敷設了WLAN網絡。中國電信的WLAN“天翼通”將ADSL用戶端設備和無線局域網的AP集成到一起，采用ADSL+WLAN的模式，解決了一個家庭多個終端接入的問題，有效地發展了家庭寬帶用戶?！半Se行”是中國移動面向商務人士、集團客戶推出的無線上網服務，用戶可通過筆記本電腦、PDA等終端以GPRS／WLAN接入因特網和企業網。對于WLAN業務，用戶可以通過短消息方式申請WLAN上網密碼，密碼以短消息方式下發到用戶手機，申請即開通，費用計入相應手機賬號。目前中國移動已在全國1 000多個熱點地區提供了WLAN網絡覆蓋，并且可以實現全國漫游。無論是固網運營商還是移動運營商，在利用WLAN建網時，都必須首先考慮充分利用現有資源，這樣才能降低投資成本。
　　
　　4　技術的新進展
　　在無線通信中，對于10 GHz頻段以下的通信系統必須考慮多徑衰落，利用OFDM(正交頻分復用)調制技術將可用帶寬劃分成若干個子載波，這樣每個子載波的帶寬較窄，每個OFDM符號的持續時間就比較長，由多徑時延擴展帶來的影響將減

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