1、宽带无线通信技术宽带无线通信技术（Broadband Wireless Communication Technology）电子与信息工程学院电子与信息工程学院（2013年秋季学期）年秋季学期）2授课学时：授课学时：40；学分：；学分：2.5。授课时间：授课时间：7-16周；考试时间：周；考试时间：18周。周。教学内容：教材基本内容教学内容：教材基本内容+补充内容。补充内容。教学安排：教学安排：1.宽带无线通信技术基础部分（第宽带无线通信技术基础部分（第1章章第第3章）：贾敏；章）：贾敏；2.宽带无线通信技术应用宽带无线通信技术应用部分（第部分（第4章章第第6章）：李卓明；章）：李卓明；3.课程
2、总结：课程总结：2学时。学时。考核：考核：1出勤情况出勤情况+课堂表现课堂表现:10-20分；分；2作业作业:10分；分；3闭卷考试闭卷考试:卷面卷面70-80分。分。课程学习要求：课程学习要求：掌握宽带无线通信的基本理论与宽带无线通信网络的基础掌握宽带无线通信的基本理论与宽带无线通信网络的基础知识，以及目前宽带无线通信领域的主流标准和新技术。知识，以及目前宽带无线通信领域的主流标准和新技术。3主要内容主要内容:1.1 无线通信技术的发展无线通信技术的发展1.2 宽带无线接入概述宽带无线接入概述1.3 宽带无线接入技术的分类宽带无线接入技术的分类1.4 BWA技术的发展概况技术的发展概况1.5
3、 蜂窝移动通信技术概述蜂窝移动通信技术概述1.6 宽带无线通信技术发展趋势宽带无线通信技术发展趋势4 过去的过去的10多年是通信技术、电信基础设多年是通信技术、电信基础设施建设及电信服务水平飞速发展的黄金十年，施建设及电信服务水平飞速发展的黄金十年，高新技术不断涌现，基础设施日益完善，服高新技术不断涌现，基础设施日益完善，服务模式推陈出新，形成了一个欣欣向荣的巨务模式推陈出新，形成了一个欣欣向荣的巨大产业，涌现了一些具有代表性的通信技术。大产业，涌现了一些具有代表性的通信技术。1.1.1 通信技术的总体发展通信技术的总体发展5 在有线通信方面，随着在有线通信方面，随着20世纪世纪90年代年代中
4、期中期ATM、FR、DDN网络的大面积建设，网络的大面积建设，电信电信数据网络市场彻底告别了数据网络市场彻底告别了X.25时代时代，开，开启了一个宽带数据网络发展与应用的春天。启了一个宽带数据网络发展与应用的春天。6 在公众服务领域，无线和移动通信技术在公众服务领域，无线和移动通信技术及服务相对有线通信而言可谓是更加轰轰烈及服务相对有线通信而言可谓是更加轰轰烈烈，后来居上。烈，后来居上。20世纪世纪80年代末的无线寻呼年代末的无线寻呼技术及服务技术及服务的出现，首次将普通百姓带入了的出现，首次将普通百姓带入了一个移动通信的时代。一个移动通信的时代。7 第一代移动通信系统是以美国的第一代移动通信
5、系统是以美国的AMPS标准和欧洲的标准和欧洲的TACS标准为代表的移动通信标准为代表的移动通信系统，它是系统，它是模拟体制模拟体制的移动通信技术。的移动通信技术。第二代移动通信系统的出现迅速将公众第二代移动通信系统的出现迅速将公众个人移动通信服务推进了高速发展的黄金时个人移动通信服务推进了高速发展的黄金时期。期。第三代移动通信系统（简称第三代移动通信系统（简称3G）向人们）向人们描绘的是一个空前眼花缭乱的移动通信服务描绘的是一个空前眼花缭乱的移动通信服务世界。世界。8 LTE(Long Term Evolution)技术技术进一进一步改进和增强现有步改进和增强现有3G技术的性能，以应对现技术的
6、性能，以应对现有有WiMAX等新兴宽带无线接入（等新兴宽带无线接入（BWA）技）技术的竞争。术的竞争。LTE采用原计划用于采用原计划用于B3G/4G的的OFDM、MIMO等技术，为等技术，为3G技术向技术向B3G/4G演进提演进提供了一个台阶，使供了一个台阶，使3G向向4G的演进相对平滑。的演进相对平滑。9 而与此同时，以而与此同时，以IEEE 802.11a/b/g为代为代表的表的WLAN技术，以及以技术，以及以IEEE 802.16为代为代表的表的WiMAX下一代宽带无线接入技术，甚下一代宽带无线接入技术，甚至还包括以至还包括以DVB-T、DVB-H为代表的数字电为代表的数字电视地面无线广
7、播技术，如此众多的成熟和即视地面无线广播技术，如此众多的成熟和即将成熟的无线通信技术，在不久的将来将共将成熟的无线通信技术，在不久的将来将共同组成一个高效、灵活和可靠的无线通信网同组成一个高效、灵活和可靠的无线通信网络和移动通信网络。络和移动通信网络。1011通信市场正在呈现出通信市场正在呈现出话音业务移动化，数话音业务移动化，数据业务宽带化据业务宽带化的发展趋势；的发展趋势；电信网络也正向无线化和宽带化发展；电信网络也正向无线化和宽带化发展；在以在以ITU和和3GPP/3GPP2引领的蜂窝移动引领的蜂窝移动通信从通信从3G到到E3G，再走向，再走向B3G/4G的演进的演进道路上，各种无线技术
8、通过相互竞争互相道路上，各种无线技术通过相互竞争互相借鉴和学习，使得宽带无线通信技术不断借鉴和学习，使得宽带无线通信技术不断完善，网络安全性、实用性不断增强；完善，网络安全性、实用性不断增强；1.1.2 宽带无线通信技术发展背景宽带无线通信技术发展背景12丰富的市场终端支持，整个产业链已丰富的市场终端支持，整个产业链已逐渐成熟；逐渐成熟；政府社会信息化建设需求，加速了宽政府社会信息化建设需求，加速了宽带无线通信的发展。带无线通信的发展。13 截止截止2012年初，全球手机用户数量达到年初，全球手机用户数量达到60亿，全球有超过亿，全球有超过1.2亿的互联网用户。亿的互联网用户。14ISDNFT
9、THVDSLCATVxDSLPHS 1990100K1M10M100M 1G19952010Data speed1K10KVoice band modem20052000 W-CDMA TD-SCDMA cdma200 cdma2000 EV-DO (2.4M)W-CDMA/TD-SCDMA HSDPA (14M)LTE(50M/100M)Systems beyond IMT-2000IMT-2000802.16 family802.11 familyFixed Communications15国际电信联盟报告国际电信联盟报告ITU-R M.2033定义：定义：窄带（窄带（narrowband
10、）：是指数据传输速）：是指数据传输速度在度在100kbit/s以下的通信服务；以下的通信服务；宽带（宽带（wideband）：是指数据传输速度：是指数据传输速度比窄带高，通常可达几百比窄带高，通常可达几百kbit/s；宽带（宽带（broadband）：是指数据传输速：是指数据传输速度在度在1Mbit/s以上，典型传输速度在以上，典型传输速度在1100Mbit/s之间。之间。1.1.3 宽带无线通信的概念宽带无线通信的概念16FCC（Federal Communications Commission）2010年年07月月24日为日为“宽宽带带”这个词语下了一个定义，这个词语下了一个定义，FCC认
11、为宽认为宽带意味着下载速率为带意味着下载速率为4Mbps，上行为，上行为1Mbps，可以实现视频等多媒体应用，并，可以实现视频等多媒体应用，并同时保持基础的同时保持基础的Web浏览和浏览和E-Mail特性。特性。目前的宽带对家庭用户而言是指传输速率目前的宽带对家庭用户而言是指传输速率超过超过1M，可以满足语音、图像等大量信息，可以满足语音、图像等大量信息传递的需求。传递的需求。17大系统容量、高业务速率支持能力，亟待大系统容量、高业务速率支持能力，亟待发展的核心技术领域；发展的核心技术领域；世界各国高新技术支柱产业；世界各国高新技术支柱产业；当前和今后国际学术界及产业界竞争焦点；当前和今后国际
12、学术界及产业界竞争焦点；瓶颈问题突出，发展面临巨大挑战：瓶颈问题突出，发展面临巨大挑战：业务需求旺盛，增长迅猛；业务需求旺盛，增长迅猛；频谱资源受限，形成瓶颈。频谱资源受限，形成瓶颈。1.1.4 宽带无线通信的特点宽带无线通信的特点18我国的国家科技重大专项我国的国家科技重大专项“新一代宽带无新一代宽带无线移动通信网线移动通信网”属于属于国家中长期科学和国家中长期科学和技术发展规划纲要技术发展规划纲要(2006-2020年年)中确定中确定的的16个重大科技专项之一。个重大科技专项之一。正在制定正在制定“宽带中国宽带中国”战略。战略。2012年年4月月工信部召开宽带战略全国启动动员会，我工信部召
13、开宽带战略全国启动动员会，我国宽带提速的目标是到国宽带提速的目标是到2015年末，城市家年末，城市家庭上网带宽达到庭上网带宽达到20M，农村家庭上网带宽，农村家庭上网带宽达到达到4M。目前宽带中国战略已经上升到国。目前宽带中国战略已经上升到国家层面，具体规划预计在年底正式出台。家层面，具体规划预计在年底正式出台。191.2.1 接入网的定义接入网的定义 根据国际电信联盟（根据国际电信联盟（ITU-T）关于接入）关于接入网框架建议（网框架建议（G.902），接入网是在业务节），接入网是在业务节点接口（点接口（SNI）和用户网络接口（）和用户网络接口（UNI）之）之间的一系列为传送实体提供所需传送
14、能力的间的一系列为传送实体提供所需传送能力的实施系统，可经由管理接口（实施系统，可经由管理接口（Q3）配置和）配置和管理。因此，接入网可由三个接口界定，即管理。因此，接入网可由三个接口界定，即网络侧经由网络侧经由SNI与业务节点相连，用户侧由与业务节点相连，用户侧由UNI与用户相连，管理方面则经与用户相连，管理方面则经Q3接口与电接口与电信管理网（信管理网（TMN）相连。）相连。2021 接入网的重要特征：接入网的重要特征：（1）接入网对于所接入的业务提供承）接入网对于所接入的业务提供承载能力，实现业务的透明传送。载能力，实现业务的透明传送。（2）接入网对用户信令是透明的，除）接入网对用户信令
15、是透明的，除了一些用户信令格式转换外，信令和业务处了一些用户信令格式转换外，信令和业务处理的功能依然在业务节点中。理的功能依然在业务节点中。22 （3）接入网的引入不应限制现有的各）接入网的引入不应限制现有的各种接入类型和业务，接入网应通过有限的标种接入类型和业务，接入网应通过有限的标准化的接口与业务节点相连。准化的接口与业务节点相连。（4）接入网有独立于业务节点的网络）接入网有独立于业务节点的网络管理系统，该系统通过标准化的接口连接管理系统，该系统通过标准化的接口连接TMN，TMN实施对接入网的操作、维护和实施对接入网的操作、维护和管理。管理。23 根据传输方式细分，可以将接入网分为根据传输
16、方式细分，可以将接入网分为有线接入网和无线接入网两种方式。有线接入网和无线接入网两种方式。对于无线接入网，按照空中接口承载业对于无线接入网，按照空中接口承载业务带宽的大小，又可以将其分为宽带无线接务带宽的大小，又可以将其分为宽带无线接入网和窄带无线接入网。入网和窄带无线接入网。241.2.2 宽带无线接入技术基本概念宽带无线接入技术基本概念 和基本特点和基本特点 在信息通信领域，发展速度最快，对人在信息通信领域，发展速度最快，对人们影响最大的两大技术就是宽带网络技术和们影响最大的两大技术就是宽带网络技术和无线（移动）通信技术，这两大技术的结合，无线（移动）通信技术，这两大技术的结合，即为宽带无
17、线接入（即为宽带无线接入（Broadband Wireless Access，BWA）技术技术。BWA技术指从用户终端到业务交换点技术指从用户终端到业务交换点之间通信链路采用无线链路的宽带接入技术，之间通信链路采用无线链路的宽带接入技术，它实际上是核心网络的无线延伸。它实际上是核心网络的无线延伸。25 与传统的有线接入方式相比，与传统的有线接入方式相比，BWA具具有如下特点。有如下特点。（1）覆盖范围灵活，单基站（或接入点）覆盖范围灵活，单基站（或接入点）的覆盖范围通常从几十米到几公里数量级不的覆盖范围通常从几十米到几公里数量级不等，可以使等，可以使BWA技术灵活地应用于从局域技术灵活地应用于
18、从局域网到城域网的整个区域。网到城域网的整个区域。（2）工作频带宽，可提供宽带接入。）工作频带宽，可提供宽带接入。26 （3）启动资金较小，不需要进行大量的）启动资金较小，不需要进行大量的基础设施建设，初期投入少，仅在增加用户基础设施建设，初期投入少，仅在增加用户（即有业务收入）时才需增加资金投入。（即有业务收入）时才需增加资金投入。（4）提供服务速度快，无线系统安装调）提供服务速度快，无线系统安装调试容易。试容易。（5）频率复用度高，系统容量大。）频率复用度高，系统容量大。（6）灵活的链路自适应技术。）灵活的链路自适应技术。27（7）MAC层具备调度机制。层具备调度机制。（8）动态带宽分配能
19、力。）动态带宽分配能力。（9）安全性。）安全性。（10）在发展方面极具灵活性。）在发展方面极具灵活性。（11）提供优质价廉的多种业务。）提供优质价廉的多种业务。（12）运营维护成本低。）运营维护成本低。28 宽带无线接入技术从覆盖范围上可以分宽带无线接入技术从覆盖范围上可以分为个域网无线宽带接入技术、局域网宽带无为个域网无线宽带接入技术、局域网宽带无线接入技术、城域网宽带无线接入技术和广线接入技术、城域网宽带无线接入技术和广域网宽带无线接入技术四类。域网宽带无线接入技术四类。（1）无线个域网（）无线个域网（WPAN）覆盖范围从）覆盖范围从几厘米到几米，为不同设备间提供双向短程几厘米到几米，为不
20、同设备间提供双向短程通信，以蓝牙技术为代表。通信，以蓝牙技术为代表。（IEEE 802.15）29 （2）无线局域网（）无线局域网（WLAN）覆盖范围从几）覆盖范围从几米到几百米，可以为一定范围内的用户提供米到几百米，可以为一定范围内的用户提供共享的无线接入带宽，共享的无线接入带宽，Wi-Fi是其代名词。是其代名词。它的最大特点是便携性，主要用来解决用户它的最大特点是便携性，主要用来解决用户“最后最后100米米”的通信需求，定位于热点地的通信需求，定位于热点地区的高速游牧数据接入，不支持高速移动性。区的高速游牧数据接入，不支持高速移动性。（IEEE 802.11）30 （3）无线城域网（）无线
21、城域网（WMAN）覆盖范围）覆盖范围为几公里数量级（为几公里数量级（3km5km是典型值，点是典型值，点对点链路的覆盖可以高达几十公里），是为对点链路的覆盖可以高达几十公里），是为解决宽带接入解决宽带接入“最后一公最后一公 里里”问题而专门问题而专门设计的，可以提供支持设计的，可以提供支持QoS能力和一定范围能力和一定范围移动性的共享接入能力。移动性的共享接入能力。MMDS、LMDS和和WiMAX等技术属于城域网范畴。等技术属于城域网范畴。（IEEE 802.16）31 （4）无线广域网（）无线广域网（WWAN）。覆盖范围）。覆盖范围更广，最主要的是可以支持全球范围内的广更广，最主要的是可以支
22、持全球范围内的广泛的移动性，属于泛的移动性，属于B3G和和4G的范畴，的范畴，IEEE 802.20中的中的iBurst和和Flash OFDM等技术是等技术是该类技术的前身。该类技术的前身。（IEEE 802.20）从是否支持终端移动性上，宽带无线接从是否支持终端移动性上，宽带无线接入技术可以分为移动宽带无线接入技术和固入技术可以分为移动宽带无线接入技术和固定宽带无线接入技术。定宽带无线接入技术。321.3.1 移动宽带移动宽带无线接入技术无线接入技术 根据根据ITU-R的的M.1034-1建议，无线接入建议，无线接入可以分为静止、步行、典型车速和高速车速可以分为静止、步行、典型车速和高速车
23、速四类。移动宽带无线接入（四类。移动宽带无线接入（MBWA）就是能）就是能够在典型车速和高速车速状态下提供的宽带够在典型车速和高速车速状态下提供的宽带无线无线接入，即上述分类中的后两类的系统。接入，即上述分类中的后两类的系统。与此相反，固定和游牧无线接入要求用户终与此相反，固定和游牧无线接入要求用户终端使用的时候保持静止，也称为便携性系统。端使用的时候保持静止，也称为便携性系统。33 移动宽带无线接入技术在空中接口部分移动宽带无线接入技术在空中接口部分需要解决需要解决的关键技术的关键技术有：有：在高速数据传输方面主要有多天线、在高速数据传输方面主要有多天线、分集和波束成形技术、多用户检测和干分
24、集和波束成形技术、多用户检测和干扰抵消技术、自适应调制等；扰抵消技术、自适应调制等；在高频传输的可靠性方面主要有纠错在高频传输的可靠性方面主要有纠错编码（编码（Turbo编码或编码或LDPC编码等）、编码等）、自适应编码、重传机制；自适应编码、重传机制；34在非对称的多址接入和双工方面，由在非对称的多址接入和双工方面，由于其存在非对称性问题，可以考虑的双于其存在非对称性问题，可以考虑的双工方式主要有频分双工和时分双工两种工方式主要有频分双工和时分双工两种模式；模式；在业务量和在业务量和QoS的的MAC层设计方面层设计方面主要有业务量设计与主要有业务量设计与QoS保障的结合。保障的结合。35 网
25、络协议方面需要考虑和解决的问题有网络协议方面需要考虑和解决的问题有水平水平/垂直切换、快速垂直切换、快速IP切换、服务质量和安切换、服务质量和安全性等。全性等。由于移动宽带接入的技术特点，它需要由于移动宽带接入的技术特点，它需要在以下方面做出技术上的折衷考虑：移动性在以下方面做出技术上的折衷考虑：移动性对宽带、调制方式对多址接入方式、业务量对宽带、调制方式对多址接入方式、业务量对复杂性、公平性对服务质量等。对复杂性、公平性对服务质量等。36移动宽带无线接入技术移动宽带无线接入技术以以IEEE 802.162005和和IEEE 802.20标准为代表。标准为代表。其覆盖范围在几公里以内，有移动通
26、信网络其覆盖范围在几公里以内，有移动通信网络小区规划特点，其目标是提供在小区规划特点，其目标是提供在120km/h（IEEE 802.16e2005）和）和250km/h（IEEE 802.20）的典型移动速率下的超高）的典型移动速率下的超高带宽接入，最大限度地满足用户未来对高带带宽接入，最大限度地满足用户未来对高带宽数据传输的需求。宽数据传输的需求。371.3.2 固定宽带固定宽带无线接入技术无线接入技术 固定宽带无线接入技术带宽高，双向传固定宽带无线接入技术带宽高，双向传输数据，可提供宽带交互式数据及媒体业务，输数据，可提供宽带交互式数据及媒体业务，克服了传统的本地环路的瓶颈，能满足用户克
27、服了传统的本地环路的瓶颈，能满足用户对高速率数据和图像通信日益增长的需求。对高速率数据和图像通信日益增长的需求。在各种接入技术中，固定宽带无线接入在各种接入技术中，固定宽带无线接入凭借其组网快速灵活、运营维护方便及良好凭借其组网快速灵活、运营维护方便及良好的成本竞争力，已迅速成为市场热点。的成本竞争力，已迅速成为市场热点。38 尤其对新的电信运营商，能够以无线技尤其对新的电信运营商，能够以无线技术快速低成本地建设自己的接入网，与传统术快速低成本地建设自己的接入网，与传统的电信运营商竞争，这是一个至关重要的手的电信运营商竞争，这是一个至关重要的手段，也是迅速切入市场的有效途径。段，也是迅速切入市
28、场的有效途径。39固定宽带无线接入系统的工作频率在固定宽带无线接入系统的工作频率在3GHz40GHz，属于微波频段。如，属于微波频段。如LMDS、MMDS等。等。不同频段固定无线接入技术的组网均采不同频段固定无线接入技术的组网均采用一种类似蜂窝的服务区结构，将一个需要用一种类似蜂窝的服务区结构，将一个需要提供业务的地区划分为若干服务区，每个服提供业务的地区划分为若干服务区，每个服务区内设基站，基站设备经点到多点无线链务区内设基站，基站设备经点到多点无线链路与服务区内的远端站通信。路与服务区内的远端站通信。固定宽带无线接入系统一般由三部分组固定宽带无线接入系统一般由三部分组成：中心站（基站）、远
29、端站、网管系统。成：中心站（基站）、远端站、网管系统。401中心站中心站 主要汇聚中心站不同扇区设备上的业务主要汇聚中心站不同扇区设备上的业务与信令数据，实现与核心网络相连。中心站与信令数据，实现与核心网络相连。中心站可以根据上联的网络和业务需求，配置不同可以根据上联的网络和业务需求，配置不同的接口，例如的接口，例如ATM接口、接口、2M接口、接口、10/100Base-T接口和接口和V5接口等。中心站设接口等。中心站设备包括室内单元和室外单元两个部分。备包括室内单元和室外单元两个部分。412远端站远端站 包括室外单元（含定向天线、射频单元）包括室外单元（含定向天线、射频单元）和室内单元（调制
30、与解调单元以及与用户室和室内单元（调制与解调单元以及与用户室内设备相连的业务接口单元）。系统可提供内设备相连的业务接口单元）。系统可提供多种类型的用户接口，目前常见的业务都可多种类型的用户接口，目前常见的业务都可直接接入。与远端站相连的用户（通过直接接入。与远端站相连的用户（通过UNI）可以是单个用户终端，也可以是一个用户驻可以是单个用户终端，也可以是一个用户驻地网（地网（CPN）。）。423网管系统网管系统 主要与中心站相连，有带内、带外和串主要与中心站相连，有带内、带外和串口连接三种方式。网管系统应完成设备基本口连接三种方式。网管系统应完成设备基本的配置、故障、性能、安全管理以及计费信的配
31、置、故障、性能、安全管理以及计费信息的采集。息的采集。26G LMDS、3.5G MMDS和和5.8G点对多点对多点固定宽带无线接入系统的组网模式相同，点固定宽带无线接入系统的组网模式相同，均由中心站、远端站和网管这三部分组成。均由中心站、远端站和网管这三部分组成。431.4.1 传统传统BWA技术技术1传统传统BWA技术概况技术概况 传统的传统的BWA技术是指以固定宽带为技术技术是指以固定宽带为技术特征，空中接口立足于各设备制造商私有技特征，空中接口立足于各设备制造商私有技术实现的无线接入技术，主要目的是解决网术实现的无线接入技术，主要目的是解决网络接入部分带宽不足和有线接入网络铺设困络接入
32、部分带宽不足和有线接入网络铺设困难等瓶颈问题，属于典型的难等瓶颈问题，属于典型的“最后一公里最后一公里”技术。技术。442LMDS技术概述技术概述 LMDS（Local Multipoint Distribution System，本地多点分布系统）是点对多点，本地多点分布系统）是点对多点的固定无线通信方式，具有非常的固定无线通信方式，具有非常高的带宽和高的带宽和双向数据传输双向数据传输的特点，可提供的特点，可提供多种宽带交互多种宽带交互式数据及多媒体业务式数据及多媒体业务，满足用户对高速数据，满足用户对高速数据和图像通信日益增长的要求。和图像通信日益增长的要求。其工作频率通常为其工作频率通常
33、为10GHz43GHz，在，在26GHz频段附近可用的频谱带宽最大可达频段附近可用的频谱带宽最大可达1GHz以上。以上。45 不同国家或地区的电信管理部门分配不同国家或地区的电信管理部门分配给给LMDS的具体工作频段及频带宽度有所不的具体工作频段及频带宽度有所不同，其中大约有同，其中大约有80%的国家将的国家将27.5GHz29.5GHz定为定为LMDS频段。频段。46 我国为满足宽带无线接入业务发展的需我国为满足宽带无线接入业务发展的需求，规划的求，规划的LMDS工作频段和主要技术参数工作频段和主要技术参数暂定为：暂定为：中心站发射频段中心站发射频段24.507GHz25.515GHz；远端
34、站发射频段；远端站发射频段25.757GHz26.765GHz；收发频率间隔为；收发频率间隔为1250MHz，基本频道带宽为基本频道带宽为3.5MHz、7MHz、14MHz和和28MHz，可根据具体业务需求将基本信道合，可根据具体业务需求将基本信道合并使用，传输容量并使用，传输容量42.048Mbit/s/7MHz。47 L M D S 无 线 收 发 大 多 选 用无 线 收 发 大 多 选 用 频 分 双 工频 分 双 工（FDD）.下行链路一般通过时分复用下行链路一般通过时分复用（TDM），），将信将信号向相应扇区广播，每个用户终端在特定的号向相应扇区广播，每个用户终端在特定的频段内接收
35、属于自己的信号频段内接收属于自己的信号上行链路可通过频分多址上行链路可通过频分多址（FDMA）、时分时分多址（多址（TDMA）等多址方式与基站进行通信。等多址方式与基站进行通信。48 LMDS系统可采用的调制方式有相移键系统可采用的调制方式有相移键控控PSK（包括（包括BPSK，DQPSK，QPSK）和）和正交幅度调制正交幅度调制QAM（包括（包括4QAM，16QAM，64QAM），具体应用时将根据实际情况选），具体应用时将根据实际情况选定。定。49 LMDS系统的拓扑结构与局域网类似，系统的拓扑结构与局域网类似，可有星形和环形两种主要结构形式。可有星形和环形两种主要结构形式。50515253
36、 与传统的有线接入或者低频段无线接入与传统的有线接入或者低频段无线接入方式相比，方式相比，LMDS具有以下优势。具有以下优势。5455 虽然虽然LMDS有以上的优点，但是亦存在有以上的优点，但是亦存在不同程度的局限性。不同程度的局限性。LMDS的的致命缺点是在信号传输上致命缺点是在信号传输上会有发射器和接收器之间一条直射的传输限会有发射器和接收器之间一条直射的传输限制制，如果中间有过多的障碍物阻挡信号传送，如果中间有过多的障碍物阻挡信号传送，就会影响传输品质。就会影响传输品质。LMDS服务区覆盖范围较小，服务区覆盖范围较小，不适不适合远程用户使用合远程用户使用。覆盖半径通常为几公里。覆盖半径通
37、常为几公里。56 LMDS使用约使用约30GHz的频段作为传的频段作为传输媒介，对于树木、建筑物等障碍物的穿透输媒介，对于树木、建筑物等障碍物的穿透能力较弱，而且有能力较弱，而且有严重的雨衰效应严重的雨衰效应，通信质，通信质量受雨、雪等天气影响较大，量受雨、雪等天气影响较大，只有在与基地只有在与基地台建立直线传输线路时才会有较佳的通信品台建立直线传输线路时才会有较佳的通信品质。质。基站设备比较复杂，价格较贵，所基站设备比较复杂，价格较贵，所以在用户少时，每个用户的分摊成本较高。以在用户少时，每个用户的分摊成本较高。适合于大城市或其他人口比较稠密的地区适合于大城市或其他人口比较稠密的地区。57
38、LMDS属于无线访问的一种新形式，属于无线访问的一种新形式，可可以采用蜂窝式的小区结构覆盖整个城域范围，以采用蜂窝式的小区结构覆盖整个城域范围，每个蜂窝站的覆盖区为每个蜂窝站的覆盖区为5km7km。若采用具有若采用具有更高的发射功率、更强的接更高的发射功率、更强的接收灵敏度收灵敏度，可增加基站的覆盖范围，使覆盖，可增加基站的覆盖范围，使覆盖范围达到范围达到10km以上。以上。58 LMDS覆盖区可相互重叠，每个蜂窝的覆盖区可相互重叠，每个蜂窝的覆盖区又可以划分为多个扇区，可以根据需覆盖区又可以划分为多个扇区，可以根据需要在该扇区提供特定业务或服务。要在该扇区提供特定业务或服务。LMDS系统特别
39、适于在城市商贸区、技系统特别适于在城市商贸区、技术开发区、写字楼群、城市居民小区等高密术开发区、写字楼群、城市居民小区等高密度用户地区使用。度用户地区使用。59LMDS的应用场合如下。的应用场合如下。60LMDS系统可提供的业务如下。系统可提供的业务如下。613MMDS技术概述技术概述 MMDS（Multi-channel Microwave Distribution System，多信道多点分布系，多信道多点分布系统）可透明传输业务，在基站端与网络的接统）可透明传输业务，在基站端与网络的接口为口为T1/E1、100Base-T等，在用户端的接等，在用户端的接口为口为E1和和10Base-T等
40、。可为用户提供等。可为用户提供internet接入、本地用户的数据交换、话音接入、本地用户的数据交换、话音业务和业务和VOD视频点播等业务。视频点播等业务。62 MMDS工作频段一般为工作频段一般为2GHz5GHz，使用的频率要比使用的频率要比LMDS少得多。由于该频段少得多。由于该频段受雨衰的影响很小，并且在同等条件下空间受雨衰的影响很小，并且在同等条件下空间传输损耗也较传输损耗也较LMDS低，故低，故MMDS频段可应频段可应用于半径为几十公里的大范围覆盖。用于半径为几十公里的大范围覆盖。MMDS最初用于传输单向电视和网络广最初用于传输单向电视和网络广播。播。近些年来，高速数据接入需求的不断
41、增近些年来，高速数据接入需求的不断增长促进了长促进了MMDS的发展。的发展。63 与点对多点的与点对多点的LMDS相比，相比，MMDS适于适于用户相对分散、容量较小用户相对分散、容量较小的地区，从成本上的地区，从成本上来讲，来讲，MMDS低于低于LMDS。MMDS所能提供所能提供的数据带宽同样与可利用的频段、采用的调的数据带宽同样与可利用的频段、采用的调制方式（制方式（QPSK、16QAM或或64QAM）和扇）和扇区数量有关。能够提供的数据容量大约为所区数量有关。能够提供的数据容量大约为所占频率带宽的占频率带宽的34倍。即倍。即100MHz的频率带的频率带宽能提供宽能提供300Mbit/s40
42、0Mbit/s的数据带宽，的数据带宽，供一个基站覆盖范围内的用户共享。供一个基站覆盖范围内的用户共享。6465 MMDS技术可以为用户提供多种业务功技术可以为用户提供多种业务功能，包括能，包括点对点面向连接的数据业务、点对点对点面向连接的数据业务、点对多点业务、点对点无连接型网络业务多点业务、点对点无连接型网络业务等。等。664传统传统BWA技术的发展技术的发展 目前，目前，LMDS和和MMDS并没有形成并没有形成FBWA领域的统一技术标准，各个设备制造领域的统一技术标准，各个设备制造商的空中接口协议没有实现兼容性和互操作商的空中接口协议没有实现兼容性和互操作性。性。因此，产品批量生产能力不高
43、，成本下因此，产品批量生产能力不高，成本下降较慢，产业链不健全，导致技术更新和新降较慢，产业链不健全，导致技术更新和新技术的引入无法有效进行，致使整个行业的技术的引入无法有效进行，致使整个行业的发展受到了很大的局限。由于发展受到了很大的局限。由于标准不统一标准不统一造造成的成本问题已经成为制约宽带固定无线接成的成本问题已经成为制约宽带固定无线接入技术发展的最大障碍。入技术发展的最大障碍。67 整个整个BWA产业需要产业需要成熟的技术、统一成熟的技术、统一的标准以及有效的成本降低的标准以及有效的成本降低机制构成的良性机制构成的良性循环，为此，许多机构开始着手解决这一问循环，为此，许多机构开始着手
44、解决这一问题，试图建立起题，试图建立起真正统一的全球性标准真正统一的全球性标准。在这样的背景下，诞生了在这样的背景下，诞生了ETSI HIPER ACCESS、ARIB MMAC和和IEEE 802.11等等标准。标准。681.4.2 IEEE 802.11技术技术 无线局域网（无线局域网（Wireless Local Area Network，WLAN）是固定局域网的一种延）是固定局域网的一种延伸，指以无线媒体作为传输媒介的局域网。伸，指以无线媒体作为传输媒介的局域网。69 目前国际上目前国际上无线局域网有三大标准家族，无线局域网有三大标准家族，美国美国IEEE 802.11、欧洲、欧洲ET
45、SI高性能局域网高性能局域网HiperLAN和日本和日本ARIB移动多媒体接入通信移动多媒体接入通信MMAC，其中，其中IEEE 802.11系列标准是无线系列标准是无线局域网的主流标准。局域网的主流标准。随着随着IEEE 802.11标准的推行，无线局域标准的推行，无线局域网的产品越来越丰富，不同产品的兼容性得网的产品越来越丰富，不同产品的兼容性得到加强。到加强。70 美国电气和电子工程学会（美国电气和电子工程学会（IEEE）在）在制定局域网标准中起了重大作用，制定局域网标准中起了重大作用，IEEE 802是主要的局域网标准，已经成为是主要的局域网标准，已经成为ISO国际标国际标准，准，IE
46、EE 802.11对应的对应的ISO标准是标准是ISO/IEC 8802-11，定义了无线局域网的，定义了无线局域网的MAC层和物层和物理层规范。理层规范。71 IEEE 802.11的制定，主要用于解决办的制定，主要用于解决办公室局域网和校园网中用户与用户终端的无公室局域网和校园网中用户与用户终端的无线接入，业务主要局限于数据访问，速度最线接入，业务主要局限于数据访问，速度最高只能达到高只能达到2Mbit/s。由于它在速率和传输距离上都不能满足人由于它在速率和传输距离上都不能满足人们的需要，因此，们的需要，因此，IEEE又相继推出了又相继推出了802.11b和和802.11a两个标准。此后，
47、两个标准。此后，ci的的标准也在不断形成和制定之中。标准也在不断形成和制定之中。72731协议基本参考模型协议基本参考模型742IEEE 802.11 MAC层层 由于由于IEEE 802.11网络中，多个终端共网络中，多个终端共享同一传输媒质，所以享同一传输媒质，所以需要一种需要一种MAC协议协议来控制各个终端对同一传输媒质的访问来控制各个终端对同一传输媒质的访问。IEEE 802.11MAC层采用了与以太网类似层采用了与以太网类似的的CSMA（载波监听多路访问）来控制对传（载波监听多路访问）来控制对传输媒质的访问输媒质的访问。75 a分布访问协同功能（分布访问协同功能（Distribute
48、d Coordination Function，DCF）。）。DCF是物是物理层和理层和AP之间自动共享无线介质的协议，之间自动共享无线介质的协议，IEEE 802.11采用采用CSMA/CA协议进行无线介协议进行无线介质共享。质共享。b中心点协同功能（中心点协同功能（Point Coordination Function，PCF）。提供无竞争的帧传送。）。提供无竞争的帧传送。76 c请求发送请求发送/允许发送（允许发送（Request To Send/Clear To Send，RTS/CTS）协议。）协议。RTS/CTS协议相当于一种握手协议，用来解协议相当于一种握手协议，用来解决决“隐藏
49、终端隐藏终端”问题。问题。d分段技术和差错恢复机制分段技术和差错恢复机制 eQoS机制机制77 工作站开机后通过被动或主动扫描方式工作站开机后通过被动或主动扫描方式搜索有无现成的搜索有无现成的AP可供加入，搜索到后从可供加入，搜索到后从AP接收服务集标识符（接收服务集标识符（Service Set Identifier，SSID）、时间同步函数（）、时间同步函数（Timer Synchronization Function，TSF）、计数）、计数器的值和物理安装等参数。器的值和物理安装等参数。78 无线局域网中所有工作站共享无线介质，无线局域网中所有工作站共享无线介质，由于传输介质的脆弱性，工
50、作站更容易受到由于传输介质的脆弱性，工作站更容易受到攻击，主要包括身份假冒、重放攻击、信息攻击，主要包括身份假冒、重放攻击、信息篡改、拒绝服务攻击等主动式攻击和网络窃篡改、拒绝服务攻击等主动式攻击和网络窃听、网络通信量分析等被动式攻击，因此安听、网络通信量分析等被动式攻击，因此安全性需要高度重视。全性需要高度重视。79 当无须对发送工作站进行身份认证时，当无须对发送工作站进行身份认证时，一般采用开放系统认证（一般采用开放系统认证（Open System Authentication），通常情况下，无线局域），通常情况下，无线局域网中的数据传输需要更高的安全级别，包括网中的数据传输需要更高的安全
