無線接入技術(shù),無線接入技術(shù)是什么意思

無線接入技術(shù),無線接入技術(shù)是什么意思

伴隨著通信的飛速發(fā)展和電話普及率的日益提高，在人口密集的城市或位置偏遠的山區(qū)安裝電話，在鋪設最后一段用戶線的時候面臨著一系列難以解決的問題：銅線和雙絞線的長度在4－5公里的時候出現(xiàn)高環(huán)阻問題，通信質(zhì)量難以保證：山區(qū)、島嶼以及城市用戶密度較大而管線緊張的地區(qū)用戶線架設困難而導致耗時、費力、成本居高不下。為了解決這個所謂的“最后一英（公）里”的問題，達到安裝迅速、價格低廉的目的，作為接入網(wǎng)技術(shù)中的一個重要部分--無線接入技術(shù)便應運而生了。結(jié)構(gòu)及功能：

無線接入是指從交換節(jié)點到用戶終端之間，部分或全部采用了無線手段。

典型的無線接入系統(tǒng)主要由控制器、操作維護中心、基站、固定用戶單元和移動終端等幾個部分組成。各部分所完成的功能如下。

1．控制器

控制器通過其提供的與交換機、基站和操作維護中心的接口與這些功能實體相連接?？刂破鞯闹饕δ苁翘幚碛脩舻暮艚校òê艚薪?、拆線等）、對基站進行管理，通過基站進行無線信道控制、基站監(jiān)測和對固定用戶單元及移動終端進行監(jiān)視和管理。

2．操作維護中心

操作維護中心負責整個無線接入系統(tǒng)的操作和維護，其主要功能是對整個系統(tǒng)進行配置管理，對各個網(wǎng)絡單元的軟件及各種配置數(shù)據(jù)進行操作：在系統(tǒng)運轉(zhuǎn)過程中對系統(tǒng)的各個部分進行監(jiān)測和數(shù)據(jù)采集；對系統(tǒng)運行中出現(xiàn)的故障進行記錄并告警。除此之外，還可以對系統(tǒng)的性能進行測試。

3．基站

基站通過無線收發(fā)信機提供與固定終接設備和移動終端之間的無線信道，并通過無線信道完成話音呼叫和數(shù)據(jù)的傳遞?？刂破魍ㄟ^基站對無線信道進行管理?；九c固定終接設備和移動終端之間的無線接口可以使用不同技術(shù)，并決定整個系統(tǒng)的特點，包括所使用的無線頻率及其一定的適用范圍。

4．固定終接設備

固定終接設備為用戶提供電話、傳真、數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器等用戶終端的標準接口--Z接口。它與基站通過無線接口相接。并向終端用戶透明地傳送交換機所能提供的業(yè)務和功能。固定終接設備可以采用定向天線或無方向性天線，采用定向天線直接指向基站方向可以提高無線接口中信號的傳輸質(zhì)量、增加基站的覆蓋范圍。根據(jù)所能連接的用戶終端數(shù)量的多少；固定終接設備可分為單用戶單元和多用戶單元。單用戶單元（SSU）只能連接一個用戶終端；適用于用戶密度低、用戶之間距離較遠的情況；多用戶單元則可以支持多個用戶終端，一般較常見的有支持4個、8個、16個和32個用戶的多用戶單元，多用戶單元在用戶之間距離很近的情況下（比如一個樓上的用戶）比較經(jīng)濟。

5．移動終端

移動終端從功能上可以看作是將固定終接設備和用戶終端合并構(gòu)成的一個物理實體。由于它具備一定的移動性，因此支持移動終端的無線接入系統(tǒng)除了應具備固定無線接入系統(tǒng)所具有的功能外，還要具備一定的移動性管理等蜂窩移動通信系統(tǒng)所具有的功能。如果在價格上有所突破，移動終端會更受用戶及運營商的歡迎。

5．移動終端

移動終端從功能上可以看作是將固定終接設備和用戶終端合并構(gòu)成的一個物理實體。由于它具備一定的移動性，因此支持移動終端的無線接入系統(tǒng)除了應具備固定無線接入系統(tǒng)所具有的功能外，還要具備一定的移動性管理等蜂窩移動通信系統(tǒng)所具有的功能。如果在價格上有所突破，移動終端會更受用戶及運營商的歡迎。

常用無線接入在結(jié)構(gòu)上大致上可分為2種類型，一種是局端設備之間通過無線方式互聯(lián)，相當于中繼器。另外一種是用戶終端采用無線接入方式接入局端設備。

典型的接入模型如下圖所示：

圖一 局端設備互聯(lián)

圖二 終端到局端設備互聯(lián)

無線接入的實現(xiàn)主要基于以下幾種類型的技術(shù)；

1．蜂窩技術(shù)

采用蜂窩技術(shù)的無線接入系統(tǒng)技術(shù)成熟，比較易于實現(xiàn)且覆蓋范圍比較大，比較適合于農(nóng)村等地理位置偏遠的地區(qū)使用。比較典型的有450MHZ系統(tǒng)、基于GSM和CDMA的系統(tǒng)等等。

2．數(shù)字無繩技術(shù)

采用數(shù)字無繩技術(shù)的無線接入系統(tǒng)由于采用了32kbps的ADPCM話音編碼技術(shù)，話音質(zhì)量已基本接近有線的話音質(zhì)量。而且由于采用微蜂窩組網(wǎng)（基站覆蓋半徑一般為幾百米），頻率規(guī)劃簡單、頻率復用率高、系統(tǒng)容量大，比較適合城市人口稠密管線緊張的地區(qū)如賓館、飯店、寫字樓以及出于競爭考慮需要快速為用戶提供服務的情況。

3．點對點微波技術(shù)

這是一個傳統(tǒng)的技術(shù)，對于距離超過40公里以上的分散用戶可以采用基于該技術(shù)的系統(tǒng)。

4．衛(wèi)星技術(shù)

對于特別偏遠的地區(qū)以及偏遠的山區(qū)，衛(wèi)星技術(shù)的優(yōu)越性是前面介紹的幾種技術(shù)所無法比擬的。比如對于山區(qū)分散的用戶，如采用微波技術(shù)可能需要經(jīng)過多個中繼接力站才能進行覆蓋，會導致工程費用高、施工困難以及日常維護困難的問題。而采用衛(wèi)星覆蓋的方式，只需在地面建立與固定網(wǎng)連接的關(guān)口站，即可在衛(wèi)星遼闊的覆蓋區(qū)通過架設衛(wèi)星小站提供話音業(yè)務無線接入技術(shù)概述

1.GSM接入技術(shù)

GSM是一種起源于歐洲的移動通信技術(shù)標準，是第二代移動通信技術(shù)。該技術(shù)是目前個人通信的一種常見技術(shù)代表。它用的是窄帶TDMA，允許在一個射頻即“蜂窩”同時進行8組通話。GSM是1991年開始投入使用的。到1997年底，已經(jīng)在100多個國家運營，成為歐洲和亞洲實際上的標準。GSM數(shù)字網(wǎng)具有較強的保密性和抗干擾性，音質(zhì)清晰，通話穩(wěn)定，并具備容量大，頻率資源利用率高，接口開放，功能強大等優(yōu)點。我國于20世紀90年代初引進采用此項技術(shù)標準，此前一直是采用蜂窩模擬移動技術(shù)，即第一代GSM技術(shù)（2001年12月31日我國關(guān)閉了模擬移動網(wǎng)絡）。目前，中國移動、中國聯(lián)通各擁有一個GSM網(wǎng)，GSM手機用戶總數(shù)在1.4億以上，為世界最大的移動通信網(wǎng)絡。

2.CDMA接入技術(shù)

CDMA即code－division multiple access 的縮寫，譯為“碼分多址分組數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)”，被稱為第2.5代移動通信技術(shù)。CDMA手機具有話音清晰、不易掉話、發(fā)射功率低和保密性強等特點，被稱為“綠色手機”。更為重要的是，基于寬帶技術(shù)的CDMA使得移動通信中視頻應用成為可能。CDMA與GSM一樣，也是屬于一種比較成熟的無線通信技術(shù)。與使用Time－Division Multiplexing 技術(shù)的GSM不同的是，CDMA并不給每一個通話者分配一個確定的頻率，而是讓每一個頻道使用所能提供的全部頻譜。因此，CDMA數(shù)字網(wǎng)具有以下幾個優(yōu)勢：高效的頻帶利用率和更大的網(wǎng)絡容量、簡化的網(wǎng)絡規(guī)劃、通話質(zhì)量高、保密性及信號覆蓋好，不易掉話等。另外，CDMA系統(tǒng)采用編碼技術(shù)，其編碼有4.4億種數(shù)字排列，每部手機的編碼還隨時變化，這使得盜碼只能成為理論上的可能。

3.GPRS接入技術(shù)

相對原來GSM的撥號方式的電路交換數(shù)據(jù)傳送方式，GPRS是分組交換技術(shù)。由于使用了“分組”的技術(shù)，用戶上網(wǎng)可以免受斷線的痛苦?情形大概就跟使用了下載軟件NetAnts差不多。此外，使用GPRS上網(wǎng)的方法與WAP并不同，用WAP上網(wǎng)就如在家中上網(wǎng)，先“撥號連接”，而上網(wǎng)后便不能同時使用該電話線，但GPRS就較為優(yōu)越，下載資料和通話是可以同時進行的。從技術(shù)上來說，如果單純進行語音通話，不妨繼續(xù)使用GSM，但如果有數(shù)據(jù)傳送需求時，最好使用GPRS，它把移動電話的應用提升到一個更高的層次。同時，發(fā)展GPRS技術(shù)也十分“經(jīng)濟”，因為它只需對現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡進行升級即可。GPRS的用途十分廣泛，包括通過手機發(fā)送及接收電子郵件，在互聯(lián)網(wǎng)上瀏覽等。

GPRS的最大優(yōu)勢在于：它的數(shù)據(jù)傳輸速度非WAP所能比擬。目前的GSM移動通信網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸速度為每秒9.6K字節(jié)，而GPRS達到了115kbps?此速度是常用56K modem 理想速率的兩倍。除了速度上的優(yōu)勢，GPRS還有“永遠在線”的特點，即用戶隨時與網(wǎng)絡保持聯(lián)系。

4.CDPD接入技術(shù)

CDPD接入技術(shù)最大的特點就是傳輸速度快，最高的通信速度可以達到19.2kbps。另外，在數(shù)據(jù)的安全性方面，由于采用了RC4加密技術(shù)，所以安全性相對較高；正反向信道密鑰不對稱，密鑰由交換中心掌握，移動終端登錄一次，交換中心自動核對舊密鑰更換新的密鑰一次，實行動態(tài)管理。此外，由于CDPD系統(tǒng)是基于TCP/IP的開放系統(tǒng)，因此我們可以很方便地接入Internet，所有基于TCP/IP協(xié)議的應用軟件都可以無需修改直接使用；應用軟件開發(fā)簡便；移動終端通信編號直接使用IP地址。CDPD系統(tǒng)還支持用戶越區(qū)切換和全網(wǎng)漫游、廣播和群呼，可與公用有線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡互聯(lián)互通。

5.固定寬帶無線接入（MMDS/LMDS）技術(shù)

寬帶無線接入系統(tǒng)可以按使用頻段的不同劃分為MMDS（Multi-channel Multi-point Distribution Service）和LMDS（Local Multi-point Distribution Service）兩大系列，中文含義叫本地多點分配業(yè)務。這是一種微波的寬帶技術(shù)，又被喻為“無線光纖”技術(shù)。它可在較近的距離實現(xiàn)雙向傳輸話音、數(shù)據(jù)圖像、視頻、會議電視等寬帶業(yè)務，并支持ATM、TCP/IP和MPEG2等標準。采用一種類似蜂窩的服務區(qū)結(jié)構(gòu)，將一個需要提供業(yè)務的地區(qū)劃分為若干服務區(qū)，每個服務區(qū)內(nèi)設基站，基站設備經(jīng)點到多點無線鏈路與服務區(qū)內(nèi)的用戶端通信。每個服務區(qū)覆蓋范圍為幾公里至十幾公里，并可相互重疊。

由于NMDS/LMDS具有更高帶寬和雙向數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶攸c，可提供多種寬帶交互式數(shù)據(jù)及多媒體業(yè)務，克服傳統(tǒng)的本地環(huán)路的瓶頸，滿足用戶對高速數(shù)據(jù)和圖像通信日益增長的需求，因此是解決通信網(wǎng)接入問題的利器。

6.DBS星接入技術(shù)

DBS技術(shù)也叫數(shù)字直播衛(wèi)星接入技術(shù)，該技術(shù)利用位于地球同步軌道的通信衛(wèi)星將高速廣播數(shù)據(jù)送到用戶的接收天線，所以它一般也稱為高軌衛(wèi)星通信。其特點是通信距離遠，費用與距離無關(guān)，覆蓋面積大且不受地理條件限制，頻帶寬，容量大，適用于多業(yè)務傳輸，可為全球用戶提供大跨度、大范圍、遠距離的漫游和機動靈活的移動通信服務等。在DBS系統(tǒng)中，大量的數(shù)據(jù)通過頻分或時分等調(diào)制后利用衛(wèi)星主站的高速上行通道和衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)器進行廣播，用戶通過衛(wèi)星天線和衛(wèi)星接收Modem接收數(shù)據(jù)，接收天線直徑一般為0.45ｍ或0.53ｍ。

由于數(shù)字衛(wèi)星系統(tǒng)具有高可靠性，不像PSTN網(wǎng)絡中采用雙絞線的模擬電話需要較多的信號糾錯，因此可使下載速率達到400kbps，而實際的DBS廣播速率最高可達到12Mbps。目前，美國已經(jīng)可以提供DBS服務，主要用于因特網(wǎng)接入，其中最大的DBS網(wǎng)絡是休斯網(wǎng)絡系統(tǒng)公司的Direct PC。Direct PC的數(shù)據(jù)傳輸也是不對稱的，在接入因特網(wǎng)時，下載速率為400kbps，上行速率為33.6kbps，這一速率雖然比普通撥號Modem提高不少，但與DSL及Cable Modem 技術(shù)仍無法相比。

7.藍牙技術(shù)

藍牙的英文名稱為“Bluetooth”，實際上它是一種實現(xiàn)多種設備之間無線連接的協(xié)議。通過這種協(xié)議能使包括蜂窩電話、掌上電腦、筆記本電腦、相關(guān)外設和家庭Hub等包括家庭RF的眾多設備之間進行信息交換。藍牙應用于手機與計算機的相連，可節(jié)省手機費用，實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、因特網(wǎng)接入、無線免提、同步資料、影像傳遞等。

雖然藍牙在多向性傳輸方面上具有較大的優(yōu)勢，但若是設備眾多，識別方法和速度也會出現(xiàn)問題；藍牙具有一對多點的數(shù)據(jù)交換能力，故它需要安全系統(tǒng)來防止未經(jīng)授權(quán)的訪問；藍牙的基本通信速度為750Kbps，不過現(xiàn)在帶4Mbps IR端口的產(chǎn)品已經(jīng)非常普遍，而且最近16Mbps的擴展也已經(jīng)被批準。

8.Home RF技術(shù)

Home RF主要為家庭網(wǎng)絡設計，旨在降低語音數(shù)據(jù)成本。為了實現(xiàn)對數(shù)據(jù)包的高效傳輸，Home RF采用了IEEE802.11標準中的CSMA/CA 模式，它與CSMA/CD類似，以競爭的方式來獲取對信道的控制權(quán)，在一個時間點上只能有一個接入點在網(wǎng)絡中傳輸數(shù)據(jù)。不像其他的協(xié)議，Home RF提供了對流業(yè)務（Stream Media）的真正意義上的支持。由于對流業(yè)務規(guī)定了高級別的優(yōu)先權(quán)并采用了帶有優(yōu)先權(quán)的重發(fā)機制，這樣就確保了實時性流業(yè)務所需的帶寬和低干擾、低誤碼。

Home RF工作在2.4GHz頻段。它采用數(shù)字跳頻擴頻技術(shù)，速率為50跳/s?共有75個帶寬為1MHz跳頻信道。調(diào)制方式為恒定包絡的FSK調(diào)制，分為2FSK與4FSK兩種。采用調(diào)頻調(diào)制可以有效地抑制無線環(huán)境下的干擾和衰落。在2FSK方式下，最大數(shù)據(jù)的傳輸速率為1Mbps；在4FSK方式下，速率可達2Mbps。最新版Home RF2.x 中，采用了WBFH wide band frequency hopping 技術(shù)來增加跳頻帶寬，從原來的1MHz增加到3MHz、5MHz，跳頻的速率也增加到75跳/s，其數(shù)據(jù)峰值也高達10Mbps，接近IEEE802.11b 標準的11Mbps，基本能滿足未來的家庭寬帶通信。

9.WCDMA接入技術(shù)

WCDMA技術(shù)能為用戶帶來了最高2Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速率，在這樣的條件下，現(xiàn)在計算機中應用的任何媒體都能通過無線網(wǎng)絡輕松的傳遞。WCDMA的優(yōu)勢在于，碼片速率高，有效地利用了頻率選擇性分集和空間的接收和發(fā)射分集，可以解決多徑問題和衰落問題，采用Turbo信道編解碼，提供較高的數(shù)據(jù)傳輸速率，F(xiàn)DD制式能夠提供廣域的全覆蓋，下行基站區(qū)分采用獨有的小區(qū)搜索方法，無需基站間嚴格同步。采用連續(xù)導頻技術(shù)，能夠支持高速移動終端。

相比第二代的移動通信技術(shù)，WCDMA具有更大的系統(tǒng)容量、更優(yōu)的話音質(zhì)量、更高的頻譜效率、更快的數(shù)據(jù)速率、更強的抗衰落能力、更好的抗多徑性、能夠應用于高達500km/h的移動終端的技術(shù)優(yōu)勢，而且能夠從GSM系統(tǒng)進行平滑過渡，保證運營商的投資，為3G運營提供了良好的技術(shù)基礎。WCDMA通過有效的利用寬頻帶，不僅能順暢的處理聲音、圖像數(shù)據(jù)、與互聯(lián)網(wǎng)快速連接；此外WCDMA和MPEG-4技術(shù)結(jié)合起來還可以處理真實的動態(tài)圖象。

10.3G通信技術(shù)

該技術(shù)又稱為國際移動電話2000，該技術(shù)規(guī)定，移動終端以車速移動時，其傳輸數(shù)據(jù)速率為144kbps，室外靜止或步行時速率為384kbps，而室內(nèi)為2Mbps。但這些要求并不意味著用戶可用速率就可以達到2Mbps，因為室內(nèi)速率還將依賴于建筑物內(nèi)詳細的頻率規(guī)劃以及組織與運營商協(xié)作的緊密程度。然而，由于無線LAN一類的高速業(yè)務的速率已可達54Mbps，在3G網(wǎng)絡全面鋪開時，人們很難預測2Mbps業(yè)務的市場需求將會如何。

11.無線局域網(wǎng)

無線局域網(wǎng)Wireless LAN，簡稱WLAN是計算機網(wǎng)絡與無線通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。它不受電纜束縛，可移動，能解決因有線網(wǎng)布線困難等帶來的問題，并且組網(wǎng)靈活，擴容方便，與多種網(wǎng)絡標準兼容，應用廣泛等優(yōu)點。WLAN既可滿足各類便攜機的入網(wǎng)要求，也可實現(xiàn)計算機局域網(wǎng)遠端接入、圖文傳真、電子郵件等多種功能。

12.無線光接入系統(tǒng)（FSO）

無線紅外光傳輸系統(tǒng)是光通信與無線通信的結(jié)合，通過大氣而不是光纖來傳輸光信號。這一技術(shù)既可以提供類似光纖的速率，又不需要頻譜這樣的稀有資源。主要特點是：傳輸速率高，從2Mbps到622Mbps的高速數(shù)據(jù)傳輸；傳輸距離為200米到6公里的范圍；由于工作在紅外光波段，對其它傳輸系統(tǒng)不會產(chǎn)生干擾，安全性強；信號發(fā)射和接收通過光儀器，無需天饋線系統(tǒng)，設備體積較小。