淺談寬帶無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)的應用

引言

隨著(zhù)通信技術(shù)的飛速發(fā)展及社會(huì )生活水平的不斷提高，傳統的、純粹的話(huà)音業(yè)務(wù)已經(jīng)不能滿(mǎn)足人們的需求，特別是隨著(zhù)互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展，人們更希望享受到多媒體化、多樣化、個(gè)性化的電信業(yè)務(wù),數據業(yè)務(wù)量的猛增使人們對通信帶寬的需求日益高漲。光纖接入雖然代表了未來(lái)寬帶接入的方向，但其龐大的工程量和巨額的資金投入使其難以在近期一蹴而就。應運而生的寬帶無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)，以其建網(wǎng)的快速靈活和經(jīng)濟特性受到了廣泛關(guān)注，新老運營(yíng)商均對其表現出濃厚的興趣。盡管同有線(xiàn)的寬帶接入相比，目前的寬帶無(wú)線(xiàn)接入用戶(hù)量增長(cháng)還不是那么快，但中國因特網(wǎng)用戶(hù)數近年來(lái)始終處于快速增長(cháng)期，并且還有很大的增長(cháng)空間。同有線(xiàn)接入技術(shù)相比，無(wú)線(xiàn)接入所占的比例目前還是比較小，遠遠不能滿(mǎn)足最終用戶(hù)的需求。但新技術(shù)下的寬帶無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)本身的傳輸能力非常強，移動(dòng)性也在逐步改善，完善的技術(shù)標準、成熟的運營(yíng)模式將會(huì )促進(jìn)寬帶無(wú)線(xiàn)接入產(chǎn)業(yè)的快速增長(cháng)，所以寬帶無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)在未來(lái)一定會(huì )有很好的應用前景。802.11系列在目前的寬帶無(wú)線(xiàn)接入領(lǐng)域暫時(shí)處于領(lǐng)先的地位，但其它技術(shù)也層出不窮，很難說(shuō)哪一種技術(shù)將主導未來(lái)的市場(chǎng)。但可以肯定的是，完整的產(chǎn)業(yè)鏈將促成設備商、運營(yíng)商和用戶(hù)的多贏(yíng)，能否打造完整的產(chǎn)業(yè)鏈是未來(lái)發(fā)展的關(guān)鍵。

現階段我國無(wú)線(xiàn)電管理工作信息化過(guò)程中，數據傳輸依賴(lài)于國家、省、地市分級互連的星型有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )。數據資源和業(yè)務(wù)系統相繼移植到網(wǎng)絡(luò )環(huán)境中使用，提高了無(wú)線(xiàn)電管理人員對網(wǎng)絡(luò )的依賴(lài)性，由于有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的局限性，作為移動(dòng)監測和外出工作人員如何利用網(wǎng)絡(luò )中的數據和系統，目前還沒(méi)有很好地解決。如何結合寬帶無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)，解決遠程訪(fǎng)問(wèn)，提高現有網(wǎng)絡(luò )的延伸性，是下一步信息化建設中應該考慮的工作。

我國目前無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)應用現狀分析

（1）400 MHz頻段（TDD）

為支持發(fā)展農村和邊遠地區的通信發(fā)展，緩解接入困難問(wèn)題，國家規劃了406.5 MHz～409.5 MHz頻段為時(shí)分多址(TDD)方式無(wú)線(xiàn)接入系統使用頻率，用于本地公眾通信網(wǎng)無(wú)線(xiàn)接入 通信。并規定在此頻段內，射電天文業(yè)務(wù)、固定業(yè)務(wù)、移動(dòng)業(yè)務(wù)等均為主要業(yè)務(wù)，但須對射電天文業(yè)務(wù)予以保護。還規定了兩種載波間隔，即250 kHz和500 kHz。

（2）450 MHz頻段（農村無(wú)線(xiàn)接入系統 FDD）

按照最早的規定，450 MHz～470 MHz頻段是用于雙頻組網(wǎng)話(huà)機。1998年對450 MHz對講機使用頻段進(jìn)行了調整，增加了農村無(wú)線(xiàn)接入業(yè)務(wù)，規定了450 MHz頻率在城市及有線(xiàn)通信較普及的地區主要用于無(wú)線(xiàn)對講機;而在地廣人稀的農村地區，450 MHz頻率可用于農村無(wú)線(xiàn)接入系統。

（3）1800 MHz頻段 (SCDMA)

為適應本地無(wú)線(xiàn)接入業(yè)務(wù)的需求，促進(jìn)無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)的發(fā)展，提高頻譜利用率，根據我國無(wú)線(xiàn)電頻率劃分規定和頻譜使用情況，將1800 MHz時(shí)分雙工(TDD)方式無(wú)線(xiàn)接入系統的工作頻率帶寬由原規劃的5 MHz擴展為20 MHz。時(shí)分雙工(TDD)方式無(wú)線(xiàn)接入系統的工作頻段由1800 MHz～1805 MHz擴展為1785 MHz～1805 MHz。此頻段主要用于本地公眾網(wǎng)無(wú)線(xiàn)接入，對確有需要的本地專(zhuān)用網(wǎng)也可用于無(wú)線(xiàn)接入。頻率指配原則上自高端開(kāi)始，在同一地區給具有無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)經(jīng)營(yíng)權的同一公眾網(wǎng)運營(yíng)商或專(zhuān)網(wǎng)單位指配的頻率帶寬一般不超過(guò)5 MHz。目前該段頻率主要用于SCDMA無(wú)線(xiàn)接入系統。

(4) 1900 MHz頻段（公眾網(wǎng)或專(zhuān)用網(wǎng)無(wú)線(xiàn)接入系統）

1900 MHz～1920 MHz頻段用于無(wú)線(xiàn)接入系統TDD方式，1880 MHz～1900 MHz和1960 MHz～1980 MHz頻段用于無(wú)線(xiàn)接入系統FDD方式(該頻段屬于3G頻率，無(wú)線(xiàn)接入系統尚未使用)。目前1900 MHz～1920 MHz頻段主要為PHS無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)。

（5）2.4 GHz頻段(802.11b/g)

2400 MHz～2483.5 MHz為ISM(工科醫)頻段，該頻段作為無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)、無(wú)線(xiàn)接入系統、藍牙系統、點(diǎn)對點(diǎn)或點(diǎn)對多點(diǎn)擴頻通信系統等各類(lèi)無(wú)線(xiàn)電臺站的共用頻段，但設置2.4 GHz頻段的無(wú)線(xiàn)電臺站，必須按照信息產(chǎn)業(yè)部發(fā)布的《微功率(短距離)無(wú)線(xiàn)電設備暫行規定》進(jìn)行管理。

（6）3.5 GHz頻段(MMDS)

3.5 GHz固定無(wú)線(xiàn)接入系統使用的FDD(頻分雙工)工作頻率為3400 MHz～3430 MHz和3500 MHz～3530 MHz，其中，終端站發(fā)射頻段為3400 MHz～3430 MHz，中心站發(fā)射頻段為3500 MHz～3530 MHz，雙工間隔為100 MHz。

（7）5.8 GHz頻段(802.11a)

2002年國家分配了5725 MHz～5850 MHz這一頻段，允許點(diǎn)對點(diǎn)或點(diǎn)對多點(diǎn)擴頻通信系統、寬帶無(wú)線(xiàn)接入系統、高速無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)、藍牙技術(shù)設備及車(chē)輛無(wú)線(xiàn)自動(dòng)識別系統等無(wú)線(xiàn)電臺站在此頻段共用。設置使用5.8 GHz頻段點(diǎn)對點(diǎn)或點(diǎn)對多點(diǎn)擴頻通信系統、無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)、寬帶無(wú)線(xiàn)接入系統的無(wú)線(xiàn)電臺站，原則上用于公眾網(wǎng)無(wú)線(xiàn)接入通信，運營(yíng)企業(yè)須取得相應的基礎電信業(yè)務(wù)經(jīng)營(yíng)許可。

（8）26 GHz頻段(LMDS)

根據信部無(wú)[2001]652號文件，2001年國家將24.45 GHz～27 GHz頻段的部分頻率作為FDD方式本地多點(diǎn)分配業(yè)務(wù)(LMDS)使用頻率。遠端站頻率為25757 MHz～26765 MHz，中心站頻率為24507 MHz～25515 MHz，雙工間隔為1250 MHz，基本頻道帶寬為3.5 MHz、7 MHz、14 MHz、28 MHz，可根據具體業(yè)務(wù)需求將基本信道合并使用。

寬帶無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)

2.1 寬帶無(wú)線(xiàn)接入應用發(fā)展面臨的問(wèn)題

目前寬帶無(wú)線(xiàn)接入系統主要是固定接入的方式,但是固定的接入方式目前已經(jīng)遠不能滿(mǎn)足人們的需求，雖然在我國寬帶無(wú)線(xiàn)接入已經(jīng)有所發(fā)展，但發(fā)展速度并不是很快，還面臨著(zhù)各種問(wèn)題。

（1）頻譜問(wèn)題。無(wú)線(xiàn)接入是通過(guò)無(wú)線(xiàn)的方式完成接入，需要電磁波來(lái)承載，即需要頻率資源。但頻率資源是非常有限的資源，由無(wú)線(xiàn)電管理局按照相關(guān)的規定和政策統一分配協(xié)調。因此，寬帶無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)的應用受到國家相關(guān)政策法規的影響。雖然2.4 GHz頻段和5.8 GHz頻段是免執照的，但是此頻段內的業(yè)務(wù)是不受保護的，干擾問(wèn)題不能解決就不能有很好的服務(wù)質(zhì)量;3.5 GHz頻段是許可頻段，干擾問(wèn)題可以采用網(wǎng)絡(luò )規劃的方式解決，但是3.5 GHz由于頻點(diǎn)少、帶寬小，無(wú)法滿(mǎn)足電信運營(yíng)商大規模組網(wǎng)和向用戶(hù)提供高帶寬的接入、傳輸業(yè)務(wù)的需求;26 GHz頻段盡管是許可頻段，而且帶寬足夠寬，但頻段太高抗雨衰差，覆蓋范圍小,設備成本高等不足仍然沒(méi)有得到很好的利用，因此解決頻譜問(wèn)題是發(fā)展寬帶無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)的重要因素。

（2）標準問(wèn)題?？罩薪涌跇藴实慕y一以及設備平臺接口的統一將大大降低成本。3.5 GHz無(wú)線(xiàn)接入技術(shù):沒(méi)有統一的空中接口標準，設備接口的類(lèi)型差異也較大。LMDS:空中接口實(shí)現存在差異，設備的平臺和提供的接口類(lèi)型比較一致。以上兩種技術(shù)，由于并不支持任何移動(dòng)性，因此對空中接口開(kāi)放的需求不像其它支持移動(dòng)的無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)要求那么迫切。但是如果采用標準的協(xié)議，將能促進(jìn)產(chǎn)品成本的下降，推動(dòng)固定無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。WLAN技術(shù):空中接口協(xié)議基于IEEE 802.11系列標準，標準化程度高，目前不存在互通的問(wèn)題。但是WLAN在運營(yíng)中涉及的網(wǎng)絡(luò )標準比較缺乏。

（3）用戶(hù)數量問(wèn)題。與寬帶有線(xiàn)接入技術(shù)相比，寬帶無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)的用戶(hù)數量不夠多。中國的因特網(wǎng)用戶(hù)數近年來(lái)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，并且還會(huì )有很大的增長(cháng)空間。以ADSL為代表的xDSL用戶(hù)數目前已經(jīng)達到2000萬(wàn)，在我國寬帶接入用戶(hù)中占有絕對高的比例。同有線(xiàn)接入技術(shù)相比，無(wú)線(xiàn)接入所占的比例很小，遠遠沒(méi)有滿(mǎn)足最終用戶(hù)的需求。

2.2 寬帶無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)現狀

寬帶無(wú)線(xiàn)接入是指能夠以無(wú)線(xiàn)傳輸方式向用戶(hù)提供高數據速率（2 Mbit/s以上）接入到Internet的技術(shù)。IEEE根據覆蓋范圍將寬帶無(wú)線(xiàn)接入劃分為PAN、WirelessLAN、WirelessMAN和WAN，覆蓋范圍由10m以?xún)鹊?00 m以?xún)?，再到城市范圍覆蓋，再到極大范圍覆蓋。

（1）802.16技術(shù)。IEEE 802.16標準又稱(chēng)為IEEE Wireless MAN空中接口標準（WiMAX），它對工作于不同頻段的寬帶無(wú)線(xiàn)接入系統空中接口進(jìn)行了規范。802.16被設計用于廣范圍的寬帶無(wú)線(xiàn)接入部署場(chǎng)景，包括室外視距（LOS）條件下長(cháng)距離（高達50公里）的部署直至市區環(huán)境非視距（NLOS）短距離的部署。

（2）Mcwill(大唐信威SCDMA)。信威公司的McWiLL是在原SCDMA技術(shù)基礎上，通過(guò)增加一系列關(guān)鍵技術(shù)而研發(fā)的寬帶無(wú)線(xiàn)接入產(chǎn)品。

（3）WiBro。WiBro（Wireless Broadband）是韓國提出的寬帶無(wú)線(xiàn)接入服務(wù)，應用在2.3GHz頻率上。WiBro來(lái)源于TTA2003年6月啟動(dòng)的HPI項目，之后HPI項目在IEEE 802.16工作組中進(jìn)行了融合。WiBro標準完全遵從IEEE 802.16e標準，可以看做是IEEE 802.16e標準的子集。

（4）HIPERMAN。HIPERMAN無(wú)論從物理層還是從MAC層都是基于IEEE802.16a、16d到16e的，只不過(guò)HIPERMAN根據歐洲的情況減少了一些可選項，以便更加有利于系統的實(shí)現和互通互連。在載波帶寬的選擇上,要求是3.5 MHz,7 MHz或14 MHz的整數倍,希望的結果是既能和802.16融合,提供全球統一的OFDM標準,又能照顧歐洲的利益。

（5）IEEE 802.20。IEEE 802.20標準工作組計劃制訂的一個(gè)移動(dòng)寬帶無(wú)線(xiàn)接入標準，可以支持的移動(dòng)目標速率大約為250km/h。由于對移動(dòng)性的支持較高，IEEE 802.20的傳輸速率低于IEEE 802.16e，其業(yè)務(wù)定位是提供移動(dòng)環(huán)境下的高速I(mǎi)nternet服務(wù)，其使用范圍與3G系統相似。

（6）IEEE 802.22。IEEE 802.22工作組的任務(wù)是制訂一種被稱(chēng)為無(wú)線(xiàn)區域網(wǎng)（WRAN，Wireless Regional Area Network）的空中接口的PHY和MAC的協(xié)議標準。WRAN網(wǎng)絡(luò )在感知無(wú)線(xiàn)電技術(shù)的幫助下，使用54MHz到862 MHz之間的空閑頻段，為用戶(hù)提供寬帶無(wú)線(xiàn)接入服務(wù)。借助感知無(wú)線(xiàn)電技術(shù)，對已經(jīng)分配的但實(shí)際處于閑置的頻段加以利用。在無(wú)線(xiàn)電頻率資源十分緊張的情況下，這是發(fā)展寬帶無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)的一個(gè)很有價(jià)值的思路。

2.3 寬帶無(wú)線(xiàn)接入發(fā)展的趨勢

雖然寬帶無(wú)線(xiàn)接入目前還面臨著(zhù)很多的問(wèn)題,但是作為一種更優(yōu)的接入手段，未來(lái)一定會(huì )有很好的發(fā)展前景。 IEEE 802.16組織將逐步規范好802.16d和802.16e的統一標準，統一的空中接口標準可以保證不同設備廠(chǎng)商設備、基站與終端之間的兼容性和互操作性，降低產(chǎn)品的成本。目前終端以固定接入形式為主，支持簡(jiǎn)單的游牧低速的移動(dòng)是其過(guò)渡，最終將可以在高速移動(dòng)的情況下提供很好的服務(wù)。寬帶無(wú)線(xiàn)接入增值應用也將有較大的發(fā)展空間，例如:位置服務(wù)、電子商務(wù)、和無(wú)線(xiàn)VPN技術(shù)相關(guān)的無(wú)線(xiàn)辦公/銷(xiāo)售、無(wú)線(xiàn)在線(xiàn)游戲、無(wú)線(xiàn)監控等，可為企業(yè)、家庭、娛樂(lè )、辦公、旅游等多方面提供無(wú)線(xiàn)應用服務(wù)。

小結

隨著(zhù)寬帶無(wú)線(xiàn)技術(shù)逐步的成熟，及其在可靠性、安全性和帶寬等方面的不斷加強，在今后我國無(wú)線(xiàn)電管理信息化工作中，可以考慮在有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的基礎上，利用寬帶無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)建立無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，實(shí)現有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的融合，不斷擴大網(wǎng)絡(luò )的范圍，從一個(gè)本地網(wǎng)絡(luò )發(fā)展到跨地區、跨城市甚至是跨國家的網(wǎng)絡(luò )，充分利用網(wǎng)絡(luò )內部資源，提高網(wǎng)絡(luò )可使用率，這也許會(huì )成為今后網(wǎng)絡(luò )發(fā)展的趨勢。