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無(wú)線寬帶接入通信系統(tǒng)論文
1. 引言
到2001年底,全球移動(dòng)電話用戶總數(shù)突破了10億大關(guān),并有100多個(gè)國(guó)家的移動(dòng)用戶數(shù)超過(guò)了固定用戶數(shù)。移動(dòng)通信已成為普遍接入的必要手段之一,而不再是傳統(tǒng)所認(rèn)為的固定電話的補(bǔ)充。另一方面,定向話音仍是當(dāng)前移動(dòng)通信的主要業(yè)務(wù),但包括高速數(shù)據(jù)在內(nèi)的多媒體業(yè)務(wù)的比重逐年增加,預(yù)計(jì)2010年話音業(yè)務(wù)和多媒體業(yè)務(wù)之比將為1:2 。移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)是把文本、圖形、語(yǔ)音和視頻等信息以任意組合的方式給移動(dòng)用戶提供的服務(wù)。為了提供優(yōu)質(zhì)的移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù),必須構(gòu)筑大范圍覆蓋的高質(zhì)量無(wú)線寬帶網(wǎng)絡(luò)。從2002年開(kāi)始,無(wú)線寬帶網(wǎng)的建設(shè)進(jìn)入高速發(fā)展階段,許多國(guó)家均在政府支持和電信制造商、運(yùn)營(yíng)商的積極投入下,研究和建設(shè)各種不同類型的無(wú)線寬帶網(wǎng)絡(luò)。
我們知道,無(wú)線通信是利用無(wú)線電波(電磁波、激光)在空間的傳播來(lái)傳遞聲音、文字、圖像和其它信息的�？臻g信道具有可移動(dòng)性、共享性、廣播性和可迅速建設(shè)等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)也具有高干擾、強(qiáng)衰落、窄帶寬的缺點(diǎn)。因此,無(wú)線寬帶網(wǎng)絡(luò)需要特殊的發(fā)送和接收技術(shù)來(lái)保證。本文按固定無(wú)線接入、移動(dòng)無(wú)線接入和蜂窩移動(dòng)三大系列介紹國(guó)內(nèi)外無(wú)線寬帶網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀和發(fā)展。
2.固定無(wú)線寬帶接入通信系統(tǒng)
由于固定無(wú)線接入比移動(dòng)通信場(chǎng)合容易現(xiàn)實(shí)操作,智能天線、軟件無(wú)線電、現(xiàn)代編碼調(diào)制及自適應(yīng)信號(hào)處理等功率/頻譜有效利用的新技術(shù)往往首先在固定無(wú)線接入中試驗(yàn)與裝備應(yīng)用,固定無(wú)線接入往往成為新一代移動(dòng)通信的技術(shù)先導(dǎo)。
目前,與xDSL、HFC、FTTx、APON等有線寬帶傳輸?shù)陌l(fā)展相對(duì)應(yīng),LMDS、MMDS、SFO等無(wú)線寬帶接入亦在快速推進(jìn)。固定無(wú)線寬帶接入系統(tǒng)采用TDMA和CDMA等多址技術(shù)將點(diǎn)對(duì)點(diǎn)微波傳輸系統(tǒng)發(fā)展到一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的無(wú)線集中系統(tǒng),它可以提供本地交換局至終端用戶之間的寬帶通信服務(wù)。
2.1 本地多點(diǎn)分配接入系統(tǒng) (LMDS)
LMDS在1998年被美國(guó)電信界評(píng)選為十大新興通信技術(shù)之一。其最大的特點(diǎn)在于寬帶特性,可用頻譜往往達(dá)1GHz以上。在不同國(guó)家或地區(qū),電信管理部門(mén)分配給LMDS的具體工作頻段及頻帶寬度有所不同,其中大部分國(guó)家將 27.5GHz~29.5GHz定為L(zhǎng)MDS頻段。我國(guó)則采用26GHz及38GHz。
由于該技術(shù)利用高容量點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)毫米波進(jìn)行傳輸,它幾乎可以提供任何種類的業(yè)務(wù),如話音、數(shù)據(jù)及視頻圖像等,能夠?qū)崿F(xiàn)從64Kbps到2Mbps,甚至高達(dá)155Mbps的用戶接入速率,并具有很高的可靠性,被認(rèn)為是一種"無(wú)線光纖"技術(shù)。它是解決電信接入網(wǎng)問(wèn)題的利器,為電信運(yùn)營(yíng)商開(kāi)展業(yè)務(wù)、發(fā)展用戶提供了高成效、低成本的有效手段。尤其適合于新興運(yùn)營(yíng)商進(jìn)入電信市場(chǎng)。
LMDS系統(tǒng)通常由四個(gè)部分組成:基礎(chǔ)骨干網(wǎng)絡(luò)、基站、用戶端設(shè)備以及網(wǎng)管系統(tǒng)。由于LMDS直接支持無(wú)線ATM協(xié)議,可以使鏈路效率得到提高。
2.2 多點(diǎn)多信道分布式系統(tǒng) (MMDS)
LMDS的缺點(diǎn)是覆蓋范圍小,為了覆蓋30平方英里以上的面積,可以使用另外一種成本低廉的寬帶無(wú)線技術(shù)—MMDS技術(shù),它有時(shí)被稱為無(wú)線DSL。如圖1所示,MMDS不需要本地電信或有線廣播公司的干涉就能夠通過(guò)用戶安裝在屋頂上的天線為每位用戶提供服務(wù)。
圖1 MMDS寬帶接入圖
MMDS最初用于單向傳輸?shù)挠跋駨V播服務(wù),包括城市與城市之間的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)�，F(xiàn)在則可以采用雙向的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳輸,允許更加靈活地使用MMDS頻譜。而LMDS技術(shù),則屬于區(qū)域性的無(wú)線技術(shù),可被應(yīng)用在城市內(nèi)、郊區(qū)等小范圍的通信網(wǎng)絡(luò),它們的比較如表1。
表1 LMDS 與MMDS的比較
2.3自由空間光通信(FSO)
激光無(wú)線通信與以往的利用電磁波(radio)的無(wú)線通信相比,具有容量大、發(fā)射裝置和功率小、不用政府特許證、對(duì)人體無(wú)影響等優(yōu)點(diǎn)。但容易受到天氣和障礙物的影響,一般用于近距離室內(nèi)通信,如各種遙控信號(hào)的傳遞、微機(jī)間和手機(jī)間的數(shù)據(jù)通信等�，F(xiàn)在開(kāi)始應(yīng)用到室外通信,但需要使用抗天氣劣化的自適應(yīng)技術(shù)。
自由空間光通信(FSO)使用光脈沖調(diào)制信號(hào),按照FSO聯(lián)盟的規(guī)定可以采用兩個(gè)紅外線波長(zhǎng):長(zhǎng)波長(zhǎng)1550nm和短波長(zhǎng)800nm。以提供100、155和622Mbps的數(shù)據(jù)速率。
3 移動(dòng)無(wú)線寬帶接入通信系統(tǒng)
移動(dòng)通信是處于移動(dòng)狀態(tài)的通信對(duì)象之間的通信,一般采用無(wú)線方式。移動(dòng)通信系統(tǒng)可以分為兩大類:移動(dòng)無(wú)線接入通信系統(tǒng)和蜂窩移動(dòng)無(wú)線通信系統(tǒng)。前者依賴于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),僅僅是現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的接入系統(tǒng);后者是一個(gè)完全獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),除了骨干傳輸部分外,都需要重新建立。移動(dòng)無(wú)線接入通信系統(tǒng)以往主要包括第一代(CT1)、第二代(CT2)、第三代(CT3和PHS)無(wú)繩電話,它們僅提供語(yǔ)音和低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。移動(dòng)無(wú)線寬帶接入通信系統(tǒng)則有以下幾種:
3.1 寬帶無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)(WLAN)
無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)是便攜式移動(dòng)通信的產(chǎn)物,終端多為便攜式微機(jī)。如圖2所示,其構(gòu)成包括無(wú)線網(wǎng)卡、無(wú)線接入點(diǎn)(AP)和無(wú)線路由器等。目前最流行的是IEEE802.11系列標(biāo)準(zhǔn),它們主要用于解決辦公室、校園、機(jī)場(chǎng)、車站及購(gòu)物中心等處用戶終端的無(wú)線接入。
圖2 802.11網(wǎng)絡(luò)的典型應(yīng)用
在802.11的基礎(chǔ)上,IEEE相繼推出了802.11b和802.11a兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。三者之間技術(shù)上的主要差別在于MAC子層和物理層。802.11b使用動(dòng)態(tài)速率漂移,可因環(huán)境變化,在11 Mbps、5.5 Mbps、2 Mbps、1 Mbps之間切換,且在2Mbps、1Mbps速率時(shí)與802.11兼容。 802.11a工作在5GHz頻段,物理層速率可達(dá)54Mbps,傳輸層可達(dá)25Mbps。 可提供25Mbps的無(wú)線ATM接口和10Mbps的以太網(wǎng)無(wú)線幀結(jié)構(gòu)接口,以及TDD/TDMA的空中接口。
表 2 無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)比較
目前,2波段兼容(2.4GHz 802.11b 和 5GHz 802.11a)的產(chǎn)品最為流行,3波段 (2.4GHz 802.11b, 5GHz 802.11a和1.8 GHz GSM/GPRS/WCDMA) 產(chǎn)品也走出了實(shí)驗(yàn)室。另外,802.11g標(biāo)準(zhǔn)剛剛被推出,它可以在2.4GHz頻段上實(shí)現(xiàn)54Mbps的數(shù)據(jù)速率。
歐洲的寬帶WLAN標(biāo)準(zhǔn)是HiperLAN2,它與IEEE 802.11a非常相似。它希望和3G移動(dòng)通信協(xié)議互通,并且能提供不同等級(jí)的QoS,以滿足多媒體或VoIP等不同類型的應(yīng)用需求。
3.2 無(wú)線ATM網(wǎng)絡(luò)
無(wú)線ATM的目的是在ATM骨干網(wǎng)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)端到端的ATM連接,以提供質(zhì)量可保證的各種服務(wù),如ABR、VBR、CBR和UBR等。由于無(wú)線ATM網(wǎng)絡(luò)采用的無(wú)線傳輸信道與ATM骨干網(wǎng)所采用的光纖傳輸信道具有很大的差異,一些新的問(wèn)題,如介質(zhì)共享性、廣播性、較長(zhǎng)的傳輸延時(shí)、較高的信道誤比特率以及信道衰落的影響等等,必須加以解決。因而無(wú)線ATM除了具有與ATM相同的ATM層、AAL層以及信令部分外,還要增加與無(wú)線通信有關(guān)的無(wú)線物理層(PHY)、介質(zhì)訪問(wèn)控制層(MAC)、數(shù)據(jù)鏈路控制層(DLC),以及相應(yīng)的無(wú)線控制功能,這樣才能在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)ATM服務(wù)。為支持對(duì)各種業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量控制,DLC協(xié)議常常針對(duì)不同的業(yè)務(wù)采用不同的差錯(cuò)控制方式;MAC協(xié)議則一般采用信道動(dòng)態(tài)分配算法來(lái)支持業(yè)務(wù)速率的可變。
另外,無(wú)線ATM通信網(wǎng)要支持移動(dòng)用戶,因此網(wǎng)絡(luò)應(yīng)具有移動(dòng)管理功能。當(dāng)無(wú)線ATM通信網(wǎng)采用微蜂窩小區(qū)形式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)時(shí),越區(qū)切換控制就是移動(dòng)管理的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。無(wú)線ATM網(wǎng)和現(xiàn)有的移動(dòng)通信系統(tǒng)(如GSM)相比具有一些不同的特點(diǎn)。例如,無(wú)線ATM網(wǎng)可支持多種類型的業(yè)務(wù)及多速率業(yè)務(wù)的通信,越區(qū)切換時(shí)需保證各種業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量 (信元丟失率、延時(shí)等)不惡化;ATM信元字頭沒(méi)有序號(hào)字段,越區(qū)切換時(shí)可能出現(xiàn)信元次序混亂,造成信元丟失;現(xiàn)有的ATM網(wǎng)絡(luò)采用固定VP/VC連接方式(即固定路由),而越區(qū)切換需更新原來(lái)的連接、重建路由。這就必須研究適用于無(wú)線ATM網(wǎng)絡(luò)的切換控制方案。
關(guān)于無(wú)線ATM的無(wú)線接口方面和移動(dòng)管理方面的標(biāo)準(zhǔn)分別由ETSI和ATM論壇負(fù)責(zé)制定。依據(jù)這些標(biāo)準(zhǔn),許多無(wú)線ATM系統(tǒng)被推出,如表3所示。無(wú)線ATM技術(shù)在生活中的深層次應(yīng)用主要包括如何幫助人們完成遠(yuǎn)程醫(yī)療、保健和教育。
表3 無(wú)線ATM系統(tǒng)比較
移動(dòng)無(wú)線寬帶接入還包括歐洲ACTS項(xiàng)目中著名的AWACS、SAMBA及MEDLAN系統(tǒng),其工作頻段分別使用19GHz、40GHz、61GHz等,MEDIAN為室內(nèi)慢速移動(dòng),AWACS及SAMBA可用于室外較高移動(dòng)速度的情況,覆蓋范圍一般較小,為數(shù)十米至200米左右。它們的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)155Mbps乃至速率更高的移動(dòng)或半移動(dòng)環(huán)境下高速優(yōu)質(zhì)多媒體個(gè)人通信服務(wù)。
另外,在移動(dòng)無(wú)線寬帶接入通信方面還有兩個(gè)技術(shù)動(dòng)向應(yīng)引起注意:
最近美國(guó)FCC公布了最新頻率分配政策,批準(zhǔn)有限使用在超寬頻帶(UWB)上傳送高速數(shù)據(jù)的非許可無(wú)線系統(tǒng),但UWB的使用須高于3.1GHz或低于960MHz。有些廠商已經(jīng)開(kāi)始推出UWB產(chǎn)品的試驗(yàn)樣機(jī),它最適用于擁擠的室內(nèi)通信。
作為一種多跳無(wú)中心分布控制網(wǎng)絡(luò),自組網(wǎng)(ad hoc) 的研究方興未艾,它組網(wǎng)靈活、生存力強(qiáng),可以迅速應(yīng)用到某些特殊環(huán)境和緊急情況, 是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的新方向。
4.蜂窩移動(dòng)無(wú)線通信系統(tǒng)
蜂窩移動(dòng)無(wú)線通信系統(tǒng)是當(dāng)前移動(dòng)通信的主力軍,它采用蜂窩結(jié)構(gòu),頻率可重復(fù)利用,實(shí)現(xiàn)了大區(qū)域覆蓋;并支持漫游和越區(qū)切換,實(shí)現(xiàn)了高速移動(dòng)環(huán)境下的不間斷通信。從70年代起,它已經(jīng)歷了第一代(1G)、第二代(2G)并開(kāi)始進(jìn)入第三代(3G),未來(lái)向超(Beyond)3G過(guò)渡。圖3描述了移動(dòng)無(wú)線接入和蜂窩移動(dòng)無(wú)線通信系統(tǒng) [1] [2] 下一頁(yè) 的發(fā)展過(guò)程,它們的數(shù)據(jù)傳輸速率分別對(duì)應(yīng)于不同的固定通信系統(tǒng),其中MMAC、HAPS和ITS將在后面介紹。
圖3 不同移動(dòng)通信系統(tǒng)與固定通信系統(tǒng)的比較
1G采用FDMA和模擬調(diào)制,由于頻率利用率低、通話質(zhì)量差、容量小,在中國(guó)已經(jīng)退出市場(chǎng)。目前,國(guó)內(nèi)外的主流系統(tǒng)是2G,它采用TDMA/CDMA和數(shù)字調(diào)制,提高了系統(tǒng)容量和通話質(zhì)量。但1G/2G主要提供語(yǔ)音服務(wù),為了提供自由的移動(dòng)多媒體接入,例如話音、可視電話和高速數(shù)據(jù)傳輸,則需要發(fā)展3G和超3G移動(dòng)通信系統(tǒng)。
4.1 第三代移動(dòng)通信系統(tǒng) (3G)
為了支持多媒體業(yè)務(wù)和全球無(wú)縫漫游,90年代初,一些標(biāo)準(zhǔn)化組織就已經(jīng)對(duì)3G進(jìn)行研究。在1999年10月的ITU芬蘭會(huì)議上,3G(即IMT-2000)的無(wú)線接口技術(shù)規(guī)范(如圖4)獲得通過(guò),標(biāo)志著第三代技術(shù)的格局最終確定。它分為CDMA和TDMA兩大類共五種技術(shù),其中主流技術(shù)為三種CDMA技術(shù):CDMA-DS(直接擴(kuò)頻)即歐洲和日本共同提出的WCDMA技術(shù);CDMA-MC(多載波)即美國(guó)提出的cdma2000技術(shù);CDMA-TDD(時(shí)分雙工)包括我國(guó)提出的TD-SCDMA和歐洲提出的UTRA TDD。這些標(biāo)準(zhǔn)的制定主要靠3GPP和3GPP2兩個(gè)國(guó)際組織。
圖4 IMT-2000標(biāo)準(zhǔn)
3GPP研究制定并推廣基于演變的GSM核心網(wǎng)絡(luò)的3G標(biāo)準(zhǔn),即WCDMA、TDS-CDMA等。 GSM系統(tǒng)在向3G演進(jìn)的過(guò)程中,其無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)采用新型WCDMA技術(shù),引入了適于分組數(shù)據(jù)傳輸?shù)膮f(xié)議和機(jī)制,可支持144Kbps、384Kbps、2Mbps的數(shù)據(jù)速率,這是一個(gè)革命性的變化。而在網(wǎng)絡(luò)部分則采用演進(jìn)的方式,即在初期針對(duì)話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)分別接入到不同的交換網(wǎng)絡(luò)--電路型和分組型的交換網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)提高現(xiàn)有GSM的傳輸帶寬,逐步向提供3G所要求的2Mbps速率的方向努力。目前,3GPP完成了許多標(biāo)準(zhǔn)版本,其中版本5完成了IP多媒體子系統(tǒng)的定義,諸如路由選取及多媒體會(huì)話,其下行峰值數(shù)據(jù)速率可高達(dá)8-10Mbps,并具有高的數(shù)據(jù)吞吐量和低的延時(shí)。
按照從事CDMA2000標(biāo)準(zhǔn)研究的國(guó)際組織—3GPP2的規(guī)范,窄帶CDMA系統(tǒng) (IS-95) 無(wú)論是無(wú)線接口部分還是網(wǎng)絡(luò)部分在向3G過(guò)渡時(shí),都將采用演進(jìn)的方式。cdma2000-1X商用初期,網(wǎng)絡(luò)部分在窄帶CDMA網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上,保持電路交換、引入分組交換,以分別支持話音和移動(dòng)IP業(yè)務(wù)。為了進(jìn)一步增強(qiáng)傳輸能力, 3GPP2開(kāi)始制訂支持速率高于2Mbps的cdma2000-1X增強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn),其中高通公司的HDR、摩托羅拉和諾基亞公司聯(lián)合提交的1Xtreme,還有中國(guó)的LAS-CDMA都作為候選技術(shù)在探討中。
目前移動(dòng)通信業(yè)界已基本達(dá)成一個(gè)共識(shí):未來(lái)的移動(dòng)通信核心網(wǎng)絡(luò)將是一個(gè)全I(xiàn)P的寬帶分組網(wǎng)絡(luò)。3GPP和3GPP2都將3G發(fā)展的目標(biāo)設(shè)定為全I(xiàn)P網(wǎng),它將承載從實(shí)時(shí)話音、視頻到Web瀏覽、電子商務(wù)等多種業(yè)務(wù)。
IMT-2000的原意是指2000年在2000MHz頻段實(shí)現(xiàn)2000Kbps的數(shù)據(jù)傳輸速率。但由于2.5G和WLAN的加強(qiáng)運(yùn)作,延長(zhǎng)了2G的壽命,再加上超(beyond)3G的基本概念與框架結(jié)構(gòu)的研究已經(jīng)啟動(dòng),這使得3G處于2.5G/WLAN及超3G的夾擊之下。另外3G標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)上也存在一些問(wèn)題,近來(lái)世界經(jīng)濟(jì)也處于低潮,這都使得3G的大規(guī)模使用比預(yù)想的要晚些到來(lái)。
為了在2G網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)移動(dòng)數(shù)據(jù)通信,許多2.5G過(guò)渡方案被提出,象GPRS和WAP技術(shù)。目前發(fā)展最快的是NTT DoCoMo公司的i-mode,它很好地實(shí)現(xiàn)了在線上網(wǎng)。在i-mode的基礎(chǔ)上,i-motion、i-area、i-appli等業(yè)務(wù)陸續(xù)在日本被推出。為了更好地提供這些服務(wù),NTT DoCoMo公司于2001年10月1日開(kāi)通了世界上第一個(gè)商業(yè)3G網(wǎng)—FOMA系統(tǒng)。
4.2超第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)
如圖3所示,即使3G系統(tǒng)建成了,也僅僅實(shí)現(xiàn)了相當(dāng)于窄帶ISDN的數(shù)據(jù)速率。為了提供交互式移動(dòng)多媒體服務(wù)、更高速數(shù)據(jù)接入(相當(dāng)于寬帶ISDN)、真正的全球漫游和服務(wù)可攜帶性,超3G的研究已經(jīng)啟動(dòng)。目前的設(shè)想是將各種無(wú)線接入手段(包括宏/微蜂窩漫游、高/低速率傳輸?shù)?組合起來(lái),與以IPv6為基礎(chǔ)的核心網(wǎng)相連接,構(gòu)成超3G的框架,從而形成慢速移動(dòng)與快速移動(dòng)的有機(jī)融合。ITU認(rèn)為,可以將IMT重新定義為Internet Mobile/Multimedia Telecommunications即互聯(lián)網(wǎng)移動(dòng)/多媒體通信。目前,超3G的研究主要包括:
多媒體接入通信系統(tǒng)(MMAC)--高速率傳輸
MMAC是由日本推出的多媒體無(wú)線接入系統(tǒng),其目標(biāo)是通過(guò)便攜式可視電話和因特網(wǎng)獲得信息。如表4所示,目前主要提供兩類高速無(wú)線接入。第一類用于室內(nèi)外寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng),用3-60GHz頻段傳輸30Mbps的數(shù)據(jù),該項(xiàng)目從2001年開(kāi)始;第二類提供超高速WLAN室內(nèi)接入,傳輸速率達(dá)到600Mbps,采用60GHz頻率,即毫米波。但是這些系統(tǒng)不能提供大范圍覆蓋,也不能用于車輛業(yè)務(wù)環(huán)境,只能用于“熱點(diǎn)地區(qū)”。研制出的毫米波樣機(jī)可以演示60GHz的WLAN與ATM或100BASE以太網(wǎng)接口,其數(shù)據(jù)速率可以達(dá)到155Mbps。
表4系統(tǒng)諸元表
移動(dòng)寬帶系統(tǒng)(MBS) --高速率傳輸
歐洲MBS的目標(biāo)是使蜂窩系統(tǒng)具備低時(shí)延、高QoS保證,數(shù)據(jù)傳輸率達(dá)到155Mbps的水平,比現(xiàn)行速率要快數(shù)千倍。MBS將朝著“與服務(wù)無(wú)關(guān)性”方向發(fā)展,即隨著數(shù)據(jù)傳輸率的提高,無(wú)線通信設(shè)備將能實(shí)現(xiàn)任何應(yīng)用。
MBS創(chuàng)建于1995年,原型的數(shù)據(jù)傳輸率為34M的水平,但通過(guò)并行運(yùn)用多路鏈接可提高數(shù)據(jù)傳輸率。MBS經(jīng)過(guò)很多室內(nèi)和室外環(huán)境的測(cè)試,包括在比較擁塞的城區(qū)以每小時(shí)30英里的速度行進(jìn)。MBS的物理層采用獨(dú)特的TDMA技術(shù),這也是大多數(shù)2G蜂窩電話所采納的標(biāo)準(zhǔn);更高層則采用ATM方式。不過(guò)開(kāi)發(fā)人員認(rèn)為,MBS原型的功能仍不是很強(qiáng),成熟的產(chǎn)品將在2010年出現(xiàn)。這期間規(guī)范肯定要作相應(yīng)變更,物理層將會(huì)采用OFDM技術(shù),網(wǎng)絡(luò)層則會(huì)采用IP協(xié)議。
智能運(yùn)輸系統(tǒng)(ITS)--高速度移動(dòng)
ITS是新型的傳輸系統(tǒng),由先進(jìn)的信息通信網(wǎng)組成,為用戶道路、車輛等提供高速運(yùn)動(dòng)中的信息傳遞。ITS不僅提供道路情況、交通事故等,同時(shí)還能為駕駛員和乘客提供多媒體業(yè)務(wù)。
ITS由9個(gè)開(kāi)發(fā)層面組成,包括導(dǎo)航系統(tǒng)、電子長(zhǎng)途數(shù)據(jù)采集(ETC)、安全行車輔助系統(tǒng)等。ETC是利用兩對(duì)5.8GHz的頻段進(jìn)行連續(xù)的長(zhǎng)途數(shù)據(jù)采集。ITS的通信系統(tǒng)分為路途車輛通信和車輛互通,其中最主要的是路途車輛通信。ITS系統(tǒng)在沿途布上光纖網(wǎng),光纖無(wú)線收發(fā)信機(jī)是關(guān)鍵技術(shù)。
平流層高空平臺(tái)(HAPS)--宏蜂窩漫游
HAPS系統(tǒng)基于高空平臺(tái)提供多媒體電信業(yè)務(wù)和大氣層監(jiān)測(cè)�；緦⒈话卜旁陂L(zhǎng)時(shí)間停留在空中的氣艇、氣球或其他飛行器上。這些飛行器處于距地面20km至50km的空中,基本靜止�；局g彼此通過(guò)光互連鏈路形成網(wǎng)絡(luò)。由于基站所處位置很高,使得每個(gè)基站有非常大的覆蓋范圍。因此,只需較少的基站就可以完成全網(wǎng)覆蓋,部署較快。
按照設(shè)計(jì)目標(biāo),HAPS將兼取衛(wèi)星系統(tǒng)和地面通信系統(tǒng)的長(zhǎng)處,以作為地面移動(dòng)通信系統(tǒng)強(qiáng)有力的補(bǔ)充手段。HAPS可以支持固定終端、便攜終端和移動(dòng)終端。典型的接入速率為25Mbps,對(duì)于有些固定終端可達(dá)幾百M(fèi)bps。由于采用了毫米波頻段(47/48GHz),容許使用高增益小口徑天線。
5 結(jié)語(yǔ)
無(wú)線通信方式深深改變了我們和世界,它與我們的生活、工作和娛樂(lè)已經(jīng)緊密相連。回溯到60年前,絕大多數(shù)國(guó)際電話是通過(guò)無(wú)線短波傳送的,人們也通過(guò)無(wú)線方式獲取最新時(shí)事新聞。展望未來(lái),多數(shù)國(guó)際呼叫仍將通過(guò)手持或可攜帶的終端收發(fā),而且這些設(shè)備還能從全球不同渠道接收網(wǎng)頁(yè)和實(shí)時(shí)視頻的更新。目前移動(dòng)通信、圖象通信和互聯(lián)網(wǎng)正走向融合,多媒體業(yè)務(wù)將成為今后移動(dòng)通信業(yè)的一個(gè)新的增長(zhǎng)點(diǎn)。無(wú)線將越來(lái)越多地被用于提供接入,而使用有線網(wǎng)絡(luò)提供長(zhǎng)途大容量傳輸。
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