宽带无线接入技术概述

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    作者：王海燕

    宽带无线接入技术代表了宽带接入技术一种新的发展趋势，不但建网开通快、维护简单、用户较密时成本低，而且改变了本地电信业务的传统观念，最适于新的电信竞争者开展有效的竞争。

    宽带无线接入技术一般包含无线个人域网（WPAN）、无线局域网（WLAN）、无线城域网（WMAN）、无线广域网（WWAN）四个大类，它们共同组成宽带无线接入的网络架构。

    一、无线个人域网

    1．概述

    在网络构成上，WPAN位于整个网络链的末端，用于解决同一地点的终端与终端之间的连接，即点到点的短距离连接，如手机和蓝牙耳机之间的无线连接。WPAN工作在个人操作环境，需要相互通信的装置构成一个网络，而无需任何中央管理装置，可以动态组网，从而实现各个设备间的无线动态连接和实时信息交换。

    WPAN在2.4GHz频段，其新的标准将可以支持最高达55Mbit/s的多媒体通信。目前承担WPAN标准化任务的国际组织主要是IEEE802.15工作组。

    2．标准化进程

    1998年3月，在IEEE802.11无线局域网工作组内成立了一个WPAN研究组。1999年3月，该研究组扩充为一个专门的工作组，即现在所说的IEEE802.15。IEEE802.15负责制订WPAN标准，又分为4个任务组（TG）。

    TG1也就是IEEE802.15.1，该任务组负责在蓝牙技术1.1版的基础上制订WPAN标准。IEEE802.15.1于2002年6发布了IEEEstd.802.15.1--2002版。

    TG2是解决WPAN与WLAN等其他无线网络之间共存问题的任务组。目标是使WPAN和WLAN在同时运行的过程中相互干扰最小，保证两者正常运作。

    TG3是高速率任务组，为在WPAN实现20Mbit/s以上的传输速率制定相应的标准和规则。

    TG4，也就是IEEE802.15.4，负责低速WPAN标准的制定。

    二、无线局域网

    1．概述

    WLAN是目前在全球重点应用的宽带无线接入技术之一，用于点对多点的无线连接，解决用户群内部的信息交流和网际接入，如企业网和驻地网。现在的大多数WLAN都在使用2.4GHz频段。

    IEEE于1990年11月成立无线局域网标准委员会，并于1997年6月制定了全球第一个无线局域网标准IEEE802.11。目前已经批准了四个涉及物理层的主要标准：802.11、802.11b、802.11a和802.11g。后三个标准是802.11的升级，其中802.11b产品是全球WLAN设备市场的主流，而802.11a和802.11g设备的市场份额也在逐步增加。

    除了上述几个物理层标准外，IEEE还根据WLAN的应用需求，提出了针对安全、QoS和提高速率等问题的标准，如802.11c、802.11d、802.11e、802.11f、802.11h、802.11i等。

    欧洲通信标准协会（ETSI）也制定了WLAN领域的标准HiperLAN1/HiperLAN2。HiperLAN1与802.11b整体上相当，HiperLAN2则是HiperLAN1的第二版本，对应于IEEE的802.11a。

    2.标准化进程

    802.11系列的标准化进程可以分为三条主线：①物理层标准化②满足管制要求的修改版本标准化？③增强型标准的标准化。2004年6月，IEEE又批准了两个新标准：802.11e和802.11i。

    3.技术新热点

    WLAN在应用方面比较成熟，但需求的增加也引发了一些新的研究热点，如：

    ①VoWALAN：运营商和设备商希望将蜂窝电话和WLAN结合在一起，使用户通话时能方便地在蜂窝网络和WLAN网络之间无缝切换。

    ②提高速率：很多设备厂家正在研制100Mbit/s以上传输速率的WLAN产品，如Netgeaar等，但产品性能尚不稳定，缺乏统一标准。更高速率的WLAN产品将等到2006年802.11n标准批准后才能商用。

    ③增强移动性：以往的WLAN产品只能支持小范围、低速的游牧移动，随着技术的发展，很多厂家正在努力寻求通过WLAN实现更高的移动性。

    三、无线城域网

    1.概述

    WMAN主要用于解决城域网的接入问题，目前正在商用的主要是多点多信道分配系统（MMDS）和本地多点分配业务（LMDS）技术。在MMDS中应用比较多的是3.5GHz/5.8GHz频段，而在LMDS中应用比较多的是26GHz/38 GHz频段。

    2.标准化进程

    从第一代模拟系统发展到现在的第二代数字系统，LMDS技术不断更新，但目前各厂商制造的LMDS设备彼此之间还不能兼容。

    1999年，IEEE-SA成立了802.16工作组来专门开发宽带固定无线技术标准。IEEE802.16标准的颁布，既考虑了与现有LMDS系统的兼容，又考虑了LMDS技术的发展。IEEE802.16是点对多点宽带固定无线接入系统的权威规范，其最初目标是规范10-66GHz频段的宽带固定无线接入系统，之后又对2-11GHz频段的系统进行了改进。

    一些世界知名企业还发起成立了WiMAX论坛，力争在全球范围推广802.16标准。

    ETSI也正在制订LMDS标准，称之为HiperMAN标准。

    3.新技术的发展

    目前有一些公司开始尝试用CDMA、OFAM等技术来实现“最后一英里”的宽带无线接入。改进后的宽带固定无线接入网与LMDS、MMDS相比，主要有以下几个优点：

    ①便于携带和移动：传统的MMDS和LMDS需要保证运营商的基站和客户的收发器之间的距离必须在视距范围之内，引入OFDM和CDMA等新技术后将不再有这样的限制。

    ②即插即用：运营商的技术人员不再需要逐个访问用户的驻地进行安装调试，可以大大节省运营成本。

    ③实现QoS保证：对于运营商来说，尽管数据业务很重要，但是他们仍然从话音业务中获得了绝大多数的收入，因此设备提供商必须要保证QoS的性能以赋予话音和数据业务更高的优先权。

    四、无线广域网

    1.概述

    WWAN满足超出一个城市范围的信息交流和网际接入需求。802.20和2G、3G蜂窝移动通信系统共同构成WWAN的无线接入，其中，2G、3G蜂窝移动通信系统在目前使用最多。

    802.20标准拥有更高的数据传输速率，达到16Mbit/S，传输距离约为31km。802.20移动宽带无线接入标准也被称为Mobile-Fi。

    2.标准化进程

    IEEE802.20标准工作组正式成立后的主要任务是制定移动宽带无线接入系统数据传输的空中接口标准，规范物理层和MAC层，工作组的初步任务是要使802.20标准达到如下要求：

    *工作在3.5GHz以下的许可证频段；

    *每用户的峰值数据传输速率超过1Mbit/s；

    *保证在最高移动速度达到250km/h的情况下正常使用；

    *实现主要大城市地区的网络覆盖；

    *提高频谱利用率，保证用户的数据传输速率，努力使高端用户得到的性能高于现在的移动网络。

    这一新的标准将弥补现有802系列标准中高速率低移动性和现有移动通信网络高移动性低速率的缺陷，同时实现高速率和高移动性。

    五、相关技术标准之间的关系

    802.11、802.16、802.20标准分别针对不同的网络层面，相互之间没有冲突，而更多的是互补关系。但是随着802.16a标准的推出，以及802.16e研究和制订工作的开始，许多人开始怀疑这三种技术标准之间的相互关系：802.16a的频段范围是2-11GHz，已与802.11的频段出现重叠；802.16e的目标是增加移动性，这又与802.20最为炫耀的移动性相一致。于是有人推测这三种技术标准在与其他技术相抗衡时将不可避免地出现相互重叠并展开竞争。

    笔者认为，这三种标准各自主攻的方向不同，覆盖范围不同，用户类型也各有侧重，虽然它们的主要目的都是为了解决数据接入问题，但其面对的层面并不相同。因此这三者之间应该是互补的关系。

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