第09章无线宽带接入技术

1、第第 9章章无线宽带接入技术具有组网灵活、成本较低无线宽带接入技术具有组网灵活、成本较低等特点，成为有线宽带接入的有效支持、补充与延等特点，成为有线宽带接入的有效支持、补充与延伸，适用于不便于铺设光纤尤其是电话基础网络较伸，适用于不便于铺设光纤尤其是电话基础网络较薄弱的农村以及沙漠、山区等地区，它利用无线信薄弱的农村以及沙漠、山区等地区，它利用无线信道实现高速数据、道实现高速数据、vod视频点播、广播视频和电视频点播、广播视频和电话业务等。宽带固定无线接入技术主要有话业务等。宽带固定无线接入技术主要有3类：本类：本地多点分配业务（地多点分配业务（lmds）、多路多点分配业务）、多路多点分配业务

2、（mmds）、直播卫星系统（）、直播卫星系统（dbs）。宽带移动）。宽带移动无线接入技术主要是第三代移动通信（无线接入技术主要是第三代移动通信（3g）和无）和无线局域网（线局域网（wlan），全球主流），全球主流3g制式有制式有3种：种：wcdma、cdma2000、td-scdma。9.1 本地多点分配业务本地多点分配业务本地多点分配业务（本地多点分配业务（lmds），是一种高吞），是一种高吞吐量、可提供多种宽带业务的点对多点的微波技术，吐量、可提供多种宽带业务的点对多点的微波技术，工作频段一般为工作频段一般为10ghz40ghz，可用带宽大于，可用带宽大于1ghz。lmds采用小区制技术，

3、小区半径一般在采用小区制技术，小区半径一般在5km左右，用户接入速率高达左右，用户接入速率高达155mbit/s，lmds具有高带宽、双向无线传输等特点，主要应具有高带宽、双向无线传输等特点，主要应用是向用户提供双向话音、宽带交互式数据和多媒用是向用户提供双向话音、宽带交互式数据和多媒体业务等，如宽带视频分配业务，体业务等，如宽带视频分配业务，特别适用于突发性数据业务和因特网接入。特别适用于突发性数据业务和因特网接入。 基站 网管系统 终端站 终端站 uni uni sni 空中接口 控制器 射频 收发器 射频 收发器 用户 接口单元 射频 收发器 用户 接口单元 pstn atm/fr in

4、ternet cpn cpn 图9-1 lmds系统结构1基站基站2终端站终端站3网管系统网管系统1调制技术调制技术表表9-1lmds系统调制方式比较系统调制方式比较调 制 方 式4psk16qam64qam信噪比要求低中高技术复杂性低中高系统容量小中大覆盖范围大中小频谱利用率低中高在相同的传输带宽下，调制技术复杂，其系统在相同的传输带宽下，调制技术复杂，其系统容量较大，但降雨对其影响越大，系统覆盖范围就越容量较大，但降雨对其影响越大，系统覆盖范围就越小。小。3无线频谱规划无线频谱规划4组网技术组网技术 工作频带宽、可提供宽带接入。工作频带宽、可提供宽带接入。 运营商启动资金较小，后期扩容能运

5、营商启动资金较小，后期扩容能力强，投资回收快。力强，投资回收快。 提供业务种类多、速度快。提供业务种类多、速度快。 在用户发展方面极具灵活性和可扩在用户发展方面极具灵活性和可扩展性。展性。lmds系统有如下局限性：系统有如下局限性： lmds服务区覆盖范围较小，小区半径一般在服务区覆盖范围较小，小区半径一般在5km左右，不适合远程用户使用；左右，不适合远程用户使用； 不适用于降雨量大的地区，会受不适用于降雨量大的地区，会受“降雨衰减降雨衰减”效应的限制，降雨衰减指的是雨滴对微波的散射效应的限制，降雨衰减指的是雨滴对微波的散射和吸收所造成的信号失真的现象；和吸收所造成的信号失真的现象； 不适用于

6、地形、地物变化较大的地方，因为不适用于地形、地物变化较大的地方，因为微波直线传输，所以只能实现视距接入，地形、微波直线传输，所以只能实现视距接入，地形、地物的阻挡会使基站与远端站间的通信中断；地物的阻挡会使基站与远端站间的通信中断； 传输质量在无线覆盖区边缘不稳定；传输质量在无线覆盖区边缘不稳定； lmds仍属于固定无线通信，缺乏移动灵活性。仍属于固定无线通信，缺乏移动灵活性。1p-com lmds系统系统 话音/数据网 (ip/atm) 数字基站 (dbs) 室内 无线基站 (rbs) 室外 网络终端 (nt) 室内 无线终端 (rt) 室外 网络终端 (nt) 室内 无线终端 (rt) 室

7、外 tv lan 基站 终端站 网络管理业务管理 图9-2 alcatel lmds系统结构9.2 多路多点分配业务多路多点分配业务多路多点分配业务（多路多点分配业务（mmds）是一种）是一种点对多点分布、提供宽带接入业务的无线点对多点分布、提供宽带接入业务的无线接入技术，接入技术，mmds工作频段主要集中在工作频段主要集中在2ghz5ghz，由于，由于2ghz5ghz频段受频段受雨衰的影响很小，并且在同等条件下空间雨衰的影响很小，并且在同等条件下空间传输损耗比传输损耗比lmds低，所以低，所以mmds系统可系统可应用于半径为应用于半径为40km左右的大范围覆盖。左右的大范围覆盖。 卫星 接收

8、机 数字 前端 mmds 发射机 降频器 机顶盒 降频器 机顶盒 监控终端 用户 1 用户 2 internet tv tv 图9-3 mmds系统结构1mmds发射机发射机2天线天线3降频器降频器4机顶盒机顶盒1调制技术调制技术2多址技术多址技术3无线频谱规划无线频谱规划高频段（高频段（26ghz）的）的lmds技术和低频段技术和低频段（2.5ghz，3.5ghz）的）的mmds技术比较如下。技术比较如下。 mmds与与lmds都是微波技术，视距传输。都是微波技术，视距传输。 mmds与与lmds系统在容量上、传播距离上系统在容量上、传播距离上各有优势与劣势，各有优势与劣势，mmds的传播距

9、离可达的传播距离可达40km的范围。的范围。 在业务上，在业务上，mmds系统适合于用户分布较系统适合于用户分布较分散、而业务需求却不大的用户业务群，而分散、而业务需求却不大的用户业务群，而lmds系统则适合于用户分布集中、业务需系统则适合于用户分布集中、业务需求量大的用户群。求量大的用户群。 在成本上，在成本上，mmds低于低于lmds。 mmds所能提供的数据带宽同样与可利用所能提供的数据带宽同样与可利用的频段、采用的调制方式（的频段、采用的调制方式（qpsk、16qam或或64qam）和扇区数量有关。）和扇区数量有关。 在产品供应上，在产品供应上，mmds比比lmds要弱一些，要弱一些，

10、但目前已经有一些生产厂家。但目前已经有一些生产厂家。9.3 无线局域网无线局域网无线局域网（无线局域网（wlan）是指以无线电）是指以无线电波或红外线作为传输媒质的计算机局域网。波或红外线作为传输媒质的计算机局域网。采用无线电或红外线作为传输媒质，无采用无线电或红外线作为传输媒质，无需布线即可灵活地组成可移动的局域网。无需布线即可灵活地组成可移动的局域网。无线局域网的主要应用是作为线局域网的主要应用是作为ip接入网技术，接入网技术，提供高速因特网无线接入业务。提供高速因特网无线接入业务。表表9-2 ieee 802.11系列主要规范的特性系列主要规范的特性 标准名称标准名称发布时间发布时间工作

11、频段工作频段传传 输输 速速 率率传传 输输 距距 离离业业 务务 支支 持持调调 制制 方方 式式其其 他他802.1119972.4ghz1mbit/s2mbit/s100m数据数据bpsk/qpskweb加密加密802.11a19995ghz可达可达54mbit/s5km10km数据数据图像图像bpsk/qpsk/ofdm/16qam/64qam802.11b19992.4ghz可达可达11mbit/s300m400m语音、数据、语音、数据、图像图像bpsk/qpsk/cck目前主导标准目前主导标准802.11g20012.4ghz5ghz可达可达54mbit/s5km10km语音、数据

12、、语音、数据、图像图像ofdm/cck前后兼容前后兼容欧洲电信标准协会（欧洲电信标准协会（etsi）标准组织发布了）标准组织发布了hiperlan标准，标准，hiperlan/1采用采用gmsk调制方式，调制方式，工作在欧洲专用频段工作在欧洲专用频段5.150ghz5.300ghz上，因上，因此无需采用扩频技术，数据传输速率可达此无需采用扩频技术，数据传输速率可达23.5mbit/s；hiperlan/2采用采用ofdm调制方式，工调制方式，工作在欧洲专用频段作在欧洲专用频段5.470ghz5.725ghz上，数据上，数据传输速率可达传输速率可达54mbit/s，它具有高速率传输、面向，它具有

13、高速率传输、面向连接、支持连接、支持qos要求、自动频率配置、支持小区切要求、自动频率配置、支持小区切换、安全保密和兼容换、安全保密和兼容3g无线接入系统等特点，无线接入系统等特点，hiperlan/2提供了一个小范围（提供了一个小范围（150m）、高速）、高速（54mbit/s）的无线接入系统。）的无线接入系统。1wlan拓扑结构拓扑结构无中心拓扑结构无中心拓扑结构wlan的主要特点是：的主要特点是：无需布线，建网容易，稳定性好，但容量无需布线，建网容易，稳定性好，但容量有限，有限， 只适用于个人用户站之间互连通信，只适用于个人用户站之间互连通信，不能用来开展公众无线接入业务。不能用来开展公

14、众无线接入业务。 笔记本 电脑 笔记本 电脑 笔记本 电脑 (a) 无中心 pda ap 笔记本 电脑 (b) 有中心 台式 计算机 lan/man 图9-4 wlan拓扑结构一个一个bss可配置一个可配置一个ap，多个，多个ap即即多个多个bss就组成了一个更大的网络，称为就组成了一个更大的网络，称为扩展服务集（扩展服务集（ess）。）。有中心拓扑结构有中心拓扑结构wlan的主要特点是：的主要特点是：无需布线，建网容易，扩容方便，但网络无需布线，建网容易，扩容方便，但网络稳定性差，一旦中心站点出现故障，网络稳定性差，一旦中心站点出现故障，网络将陷入瘫痪，将陷入瘫痪，ap的引入增加了网络成本。

15、的引入增加了网络成本。wlan具有独特的媒体接入控制具有独特的媒体接入控制（mac）机制，支持以下两种不同的）机制，支持以下两种不同的mac方案。方案。 分布协调功能（分布协调功能（dcf） 点协调功能（点协调功能（pcf）2wlan系统组成系统组成 ap ap 认证计费系统 网管系统 ap ac 宽带 ip 城域网 图9-5 wlan系统结构1扩频技术扩频技术3安全技术安全技术4覆盖与天线技术覆盖与天线技术5无线漫游技术无线漫游技术wlan扩展业务范围包括以下几个方面。扩展业务范围包括以下几个方面。 付费电视付费电视 视频点播视频点播 网络教学网络教学 网络购物网络购物 远程医疗远程医疗 i

16、p电话电话/传真传真【业务实例】【业务实例】 中国电信中国电信“天翼通天翼通”业务业务 ac 中心广场 ap1 候机厅 ap2 餐厅 休息室 ap3 ap4 ap 无线终端 电信接入设备 因特网 图图9-6 机场机场wlan系统组成系统组成【应用实例【应用实例2】 电信运营级电信运营级wlan系统建设方案系统建设方案图图9-7 电信运营级电信运营级wlan系统组成系统组成 ap ap 认证计费中心 ap adsl modem l2 交换机 l3 交换机 l3 交换机 ac ac dslam bas 办公室 家庭用户 公众区 核心层 汇聚层 接入层 因特网 ieee802.15是一个关于无线个人

17、网络是一个关于无线个人网络（wpan）的技术标准，它以蓝牙技术作）的技术标准，它以蓝牙技术作为为wpan的基础，采纳了大部分重要的蓝的基础，采纳了大部分重要的蓝牙规范，由牙规范，由ieee 802.15工作组负责制定，工作组负责制定，目前由以下目前由以下4个分标准组成：个分标准组成： ieee 802.15.1 ieee 802.15.2 ieee 802.15.3 ieee 802.15.4 2蓝牙系统结构蓝牙系统结构 射频发送/ 接收机 基带 处理器 链路 管理软件 蓝牙 软件协议 连接 控制器 图9-8 蓝牙系统结构3蓝牙技术的主要应用蓝牙技术的主要应用9.4 第第3代移动通信代移动通信

18、wcdmacdma2000核心网核心网1采用采用itu no.7信令体系信令体系2r99网络结构继承了网络结构继承了gsm/gprs核心网结构，采用基于核心网结构，采用基于atm的的iu系列接口，采用系列接口，采用map信令组网信令组网3基于软交换的构架，基于软交换的构架，r4采用了与承载无关的电路交换采用了与承载无关的电路交换网网bicscn的概念的概念4r5引入了引入了ip多媒体子系统（多媒体子系统（ims）、）、ipv6，采用，采用sip协协议进行呼叫控制议进行呼叫控制5智能网采用智能网采用camel1采用北美采用北美no.7信令体系信令体系2核心网电路域由核心网电路域由is-95 演进

19、而来，采用演进而来，采用is-41信令信令组网组网3分组网络部分引用分组网络部分引用ietf的标准，采用的标准，采用mobile ip 4远期发展将实现全远期发展将实现全ip，采用，采用sip进行呼叫控制进行呼叫控制5智能网采用智能网采用win无线网无线网1fdd2占用带宽占用带宽5mhz3码片速率码片速率3.84mc/s4r99、r4最高速率最高速率2mbit/sr5r5板的板的hsdpa最高速率最高速率8mbit/s10mbit/s1fdd2占用带宽占用带宽1.25mhz3码片速率码片速率1.2288mc/s41x release 0的最高速率的最高速率153.6kbit/s51x release a的最高速率的最高速率307.2kbit/s6cdma2000 1x ev-do最高速率最高速率2.4mbit/s7cdma2000 1x ev-dv最高速率最高速率3.1mbit/s业务业务1r99制定了网络业务能力提供、应用程序接口（制定了网络业务能力提供、应用程序接口（api）、）、业务开发平台及业务开发工具等规范业务开发平台及业务开发工具等规范2r4对业务开发平台、部分业务开发工具（如对业