第6章 无线广域网

1、第6章 无线广域网 主要内容6.1 概述6.2 3G/4G技术6.3 卫星通信系统6.4 802.20技术6.1 概述 n 无线广域网(WWAN)是指覆盖全国或全球范围内的无线网络，提供更大范围内的无线接入，与无线个域网、无线局域网和无线城域网相比，它更加强调的是快速移动性。n 典型的无线广域网:GSM移动通信系统和卫星通信系统。n 目前全球的无线广域网主要采用两大技术分别是GSM及CDMA技术，预计将来这两套技术仍将以平行的步调发展，逐步向3G/4G技术过渡概述(续)n 蜂窝技术的速率都不高，无法提供类似于无线个域网、无线局域网和无线城域网的宽带接入技术，无线满足多媒体等应用的需求。n 多适

2、用于手机、PDA这样的处理能力较低的弱终端，对于具有高强处理能力的笔记本电脑是不太适宜的。n 专门从事无线广域网移动宽带无线接入技术标准制定的工作组是802.20 802.20标准进展n IEEE802.20技术也被称为Mobile-Fi。n 最初由IEEE802.16工作组2002年3月提出。n 2002年9月，IEEE802.20工作组正式成立。n IEEE标准协会(IEEE-SA)标准委员会2006年6月15日宣布，暂停IEEE802.20工作组的一切活动(发布资料和PDF格式文档) 。n 2006年11月13日，IEEE802.20工作组在美国德克萨斯州达拉斯召开了全体会议(Plena

3、ry Meeting)，重新开始标准制定活动。n 尽管举步为艰，但IEEE802.20前途光明，因为需求永远是拉动技术进步的最大动力。 主要内容6.1 概述6.2 3G/4G技术6.3 卫星通信系统6.4 802.20技术6.2 3G/4G技术n3G技术nW-CDMAnCDMA2000nTD-SCDMAn4G技术nLTEnLTE-AdvancednWiMAX nHSPA+ nWirelessMAN-Advanced 主要内容6.1 概述6.2 3G/4G技术6.3 卫星通信系统6.4 802.20技术6.3 卫星通信系统6.3.1 卫星通信系统的概念6.3.2 卫星通信系统的分类6.3.3 卫

4、星通信系统的特点6.3.4 卫星移动通信系统成功案例6.3.1 卫星通信系统的概念n 卫星通信系统实际上也是一种微波通信，它以卫星作为中继站转发微波信号，在多个地面站之间通信。n 卫星通信系统由卫星端、地面端、用户端三部分组成。n卫星端在空中起中继站的作用，把地面站发上来的电磁波放大后再返送回另一地面站。n地面站则是卫星系统与地面公众网的接口。n用户端即是各种用户终端。 6.3.2 卫星通信系统的分类n 按照工作轨道区分，卫星通信系统一般分为以下3类：（1）低轨道卫星通信系统(LEO)（2）中轨道卫星通信系统(MEO) （3）高轨道卫星通信系统(GEO) 6.3.2 卫星通信系统的分类n按照通

5、信范围区分，卫星通信系统可以分为国际通信卫星、区域性通信卫星、国内通信卫星。n按照用途区分，卫星通信系统可以分为综合业务通信卫星、军事通信卫星、海事通信卫星、电视直播卫星等。n按照转发能力区分，卫星通信系统可以分为无星上处理能力卫星、有星上处理能力卫星。6.3.3 卫星通信系统的特点（1）下行广播，覆盖范围广（2）工作频带宽：可用频段从150MHz30GHz；（3）通信质量好（4）网络建设速度快、成本低（5）信号传输时延大、（6）控制复杂6.3.4 卫星移动通信系统成功案例n铱星（Iridium）系统nGlobalstar系统nIC0全球通信系统nEllips0系统nOrbcomm系统nTel

6、edesic系统主要内容6.1 概述6.2 3G/4G技术6.3 卫星通信系统6.4 802.20技术6.4 802.20技术6.4.1 802.20技术特性6.4.2 802.20与其他技术间的关系6.4.3 802.20展望6.4.1 802.20技术特性n 在物理层技术上，以OFDM和MIMO为核心，充分挖掘时域、频域和空间域的资源，大大提高了系统的频谱效率n 在设计理念上，基于分组数据的纯IP架构应对突发性数据业务的性能也优于现有的3G技术，与3.5G(HSDPA、EV-DO)性能相当n 另外，在实现、部署成本上也具有较大的优势。 1. 系统性能指标 参数目标值移动性最高达250km/

7、h频谱效率1bit/s/Hz/cell工作频率3.5GHz的许可频段单小区覆盖半径1Mb/s4Mb/s用户峰值速率(上行)300kb/s1.2Mb/s单小区峰值速率(下行)4Mb/s16Mb/s单小区峰值速率(上行)800kb/s3.2Mb/s双工方式FDD和TDDMAC帧往返时延(RTT)10ms安全模式AES(高级加密标准)不同场景下的频谱效率 参数下行上行移动速率(km/h)31203120频谱效率(bit/s/Hz/cell)2.01.51.00.752. 纯IP架构n IEEE 802.20秉承了IEEE 802协议族的纯IP架构。n 纯IP架构，与3GPP和3GPP2所提出的全IP

8、概念有所不同前者是核心网和无线接入网都基于IP传输，而后者仅仅实现了核心网的IP化。设计架构的差异使802.20与其它3G技术相比具有明显的优势。6.4 802.20技术6.4.1 802.20技术特性6.4.2 802.20与其他技术间的关系6.4.3 802.20展望1. 与802.11、802.16间的关系n 11和16主要是针对牧游式的无线接入，提供步行速率的移动性。802.20的目标市场定位于无线广域网，强调它对高速移动性的支持。n 三种技术存在很强的互补性。若将它们混合组网，取长补短，将是一种非常好的全网覆盖解决方案。 2. 与3G技术间的关系 从目标市场和技术特点看，802.20

9、和3G确实存在较多的相似性，也就导致了它们之间的竞争性。 IEEE 802.20与3G技术的对比 IEEE 802.203G目标市场1高移动性、高吞吐量数据应用2对称数据服务3对数据服务时延敏感度要求高4全球移动和漫游1高移动性、语音业务和低速率数据应用2非对称数据服务3对数据服务时延敏感度要求低4全球移动和漫游技术特点1全新的空中接口(物理层和MAC层)2属于广域网技术3以OFDM、MIMO为物理层核心技术4工作于3.5GHz以下的许可频段5典型信道带宽小于5MHz6纯IP架构7主要针对移动多媒体应用8高效的上下行数据传输效率9低时延架构1基于GSM或IS-41的演进，已有较成熟的空中接口(

10、WCDMA、cdma2000和TD-SCDMA)2属于广域网技术3以CDMA为物理层核心技术4工作于2.7GHz以下的许可频段5典型信道带宽小于5MHz6以基于电路交换的架构为主7主要针对移动语音业务8数据传输效率下行一般，上行较低9高时延架构802.20 Vs 3Gn (1)两者的目标市场重叠较大。首先，都是广域网技术。其次，802.20具有低时延架构，可以基于VoIP技术来提供高质量的语音业务，也就是说可以支持3G所能提供的全部业务。n (2)在物理层核心技术上802.20更为先进，因而拥有更具吸引力的性能优势。n (3)802.20的纯IP架构使它在组网成本上具有较明显的价格优势。因而在

11、部署广域网时，性价比高的802.20将更受运营商青睐。 3.与3GPP LTE间的关系 n LTE(Long Term Evolution)是国际标准化组织3GPP在2004年底提出的研究计划，旨在提高3G技术在宽带无线接入市场的竞争力。n LTE的市场定位是弥补3G技术在分组接入方面的不足，技术特性与802.20极为相似相似点n 都是针对广域网的移动通信技术，LTE支持最高的移动速率为350 km/h，并且能在15120 km/h下提供高性能的服务n 物理层技术都是基于OFDM和MIMO，频谱效率都很高，并且摆脱了高通公司的CDMA专利制约n 都支持低时延，LTE的接入网时延在10 ms以内，控制平面时延小于100 msn 都是基于IP的架构，LTE的目标是建立一个无线接入网与固网融合的纯IP的核心网，以满足宽带无线接入的需求。6.4 802.20技术6.4.1 802.20技术特性6.4.2 802.20与其他技术间的关系6.4.3 802.20展望6.4.2 802