固定无线接入技术.docx

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1、5.固定无线接入技术5.1 引言无线接入在接入网中的地位日趋重要，无线接入无需铺线、组网快捷灵活，接入白由；根据用户终端的可移性，无线接入分为固定无线接入和移动无线接入；固定无线接入开始用于密集住宅小区，对其他接入技术提出了挑战:固定无线接入是新运营商进军接入网市场的一个切入点。5.2 固定无线接入概述用户终端到网络节点交换机之间的传输设施，局部或全部采用无线传输称为无线接入。用户终端位置固定的无线接入称为固定无线接入。1. 固定无线接入的特点是：用户终端不具备移动性；对某一特定地域的固定用户提供接入；没有越区切换和漫游的功能；工作频率高，在微波波段；提供高的传输容量和多业务；5.2.1典型的

2、固定无线接入技术2. 1.MDS(Lx)CaIMultipointDistributeService)覆盖3-5km,向密集小区或大厦提供高速无线接入3. MMDS(MultichannelMultipointDistributeService)覆盖约50km,向城郊的分散用户提供无线接入4. 高轨卫星接入典型的为DBS(DireCtBroadcastSatellite),覆盖广阔的地域，为偏远地区的用户提供无线接入。5.2.2 固定无线接入网根本结构一般采用有中心的结构，中心站称为基站；中心站控制所有用户站的接入，同时接入有线网；所有用户站之间不能直接通信，必须通过基站转发。如图5-1所示。

3、图5-1固定无线接入网根本结构5.2.3 固定宽带无线接入标准固定宽带无线接入标准802.16的开展概况如下：1. 802.16工作组1999年成立，制定本地/城域固定宽带无线接入标准。分为3个小组：802.16.1小组OGHz66GHZ频带无线接口开发：802.16.2小组:宽带无线接入系统的共存;802.16.3小组：2GHZIlGHz频带无线接口开发。2. 2001年12月802.16标准发布(1066GHz)。3. 2003年1月802.16a标准发布(2IlGHz)。4. WiMAX联盟，WiMAX(WorldInteroperabilityforMicrowaveAccess)推动

4、802.16系列标准产品的应用及802.16产品的互连互通测试和认证。5. 802.16e研究802.16用户在不同基站之间切换。协议详细介绍如下：(1) 802.16的频段为10-66GHz,美国分配的频段分为A段：27.5GHZ28.35GHz,29.1GHZ29.25GHz,31.075GHZ31.225GHz；B段；31.225GHz31.3GHz,中国划分的频段为26GHz。其他国家为：24GHz,28GHz(多数国家采用)等。其技术特点：速率为155Mbps,蜂窝半径为3-5km,需要视距传输，支持多业务和保证QOS。由于频段高，需视距传输，芯片贵，开展相对缓慢(比当初预期慢)。(

5、2) 802.16a的频段为2-llGHz其技术特点：速率为70Mbps,蜂窝半径为30-50km,可超视距传输，支持多业务和保证QoS。应用前景：WiMAX强力推荐，近期热门：InIel等著名商家己投大量资金研制和生产支持802.16a的芯片：Intel与成都和大连签署协议，抢先占领市场。由于频段相对低，可超视距传输，实现相对容易，加上众多著名商家的强力参与，开展前景看好。802.16的协议模型如图5-2所示。802.16的物理层的功能为：信号的调制解调，从无线信道上收发信号，信号的同步等。使用的双工技术为频分双工FDD：多址技术:采用FDMA和TDMA:主要调制技术采用QAM,802.16

6、a规定采用OFDMo802.16的MAC层分为三个子层：业务会聚子层CS（ConvergenceSublayer）、MAC控制子层（MACCommandPartSublayer）和加密子层PS（PrivacySublayer）；MAC层功能为：提供面向连接的效劳、带宽分配机制（申请、轮询等）、冲突分解机制、寻址方式、分段与重组、接入认证与数据加密。图5-2协议模型5.3 固定宽带无线接入技术LMDS固定宽带无线接入技术LMDS本地多点分配业务，技术特点为：固定、双向、无线、宽带接入技术，采用点到多点微波传输技术，传输频带为微波范围IOGHZ66GHz,带宽为1.3GHz,享有无线光纤之称,单基

7、站覆盖半径35km,多址方式采用FDMA和TDMA,调制方式为QPSK,16QAM和64QAM.通信速率nX64Kbps155Mbps,支持业务有话音、数据、视频、多媒体综合业务。1.MDS系统结构如图5-3所示。系统由用户站和基站组成，通过传输网（根底网）连接到LMDS中心局，通过中心局连接到业务网：采用蜂窝小区结构，一个小区一个基站；基站之间不切换：点对多点结构，上行信道多个用户共享信道，需要某种信道访问机制。图5-3LMDS系统结构1.MDS系统结构中的基站位于蜂窝小区的中央，向用户提供覆盖，基站可不划分扇区，也可划分扇区；基站全向天线和用户定向天线不划分扇区，基站多个定向天线、各天线覆

8、盖一个扇区和用户定向天线要划分扇区：一般采用划分扇区，相邻扇区采用交叉激化方式，频率可重复使用，增加系统容量:扇区角度划分：150、22.50、300、450、600、900；对应扇区数：24、16、12、8、6、4。图5-4单扇区基站图5-5多扇区基站1.MDS系统结构中的用户站设备包括天线、收发信机和网络接口单元NIU。一个LMDS的用户站可由多个用户终端共享，如幢楼的所有用户终端，如图5-6所示。图5-6用户站1.MDS-技术特点：集中控制，便于用户接入管理（基站控制）；上下行不对称，下行带宽为IGHz,上行为300MHz,特别适合Internet业务：提供QOS保证，根据业务QoS,申

9、请并分配带宽;全双工通信，FDD实现上下行双向通信，下行为TDMA方式,上行为FDMA和TDMA:系统容量大,带宽大（1.3GHz）,提供容量大；可扩容性强，可增加每个扇区的载波数（最多可容纳5个载频），可增加扇区的数量，最多可划分24个扇区。1.MDS的主要影响因素为视距（要求视距传输）、雨衰（雨天信号衰减大）、树木反射（反射引起信号衰减）、天线的高度（高度低通信质量差），采取的应对措施：蜂窝交叠、保证天线高度、自动功率控制、抗衰落的调制技术和过失控制技术提高通信可靠性。因此LMDS更适合于平原少雨的地区。1.MDS的每个用户站有一个48位的MAC地址，下行通信采用播送通信技术，各用户站接收

10、符合自己地址的信息，上行信道分为许多个时隙（用于注册、竞争或传输数据等）；各站在上行发送数据之前，向基站申请时隙数，由基站分配（根据Qos按需分配），各站在分配的时隙内上传数据：申请带宽时可能会冲突，冲突后按二进制指数退避；申请到带宽后，传数不会冲突.5.4 卫星接入技术卫星接入是利用人造卫星作为中继站，实现地球上无线用户之间、或移动用户到固定用户之间的通信，如图5-7所示。卫星接入的用户可移动，天线指向卫星，面状天线的口径越大，所需发射功越小。图5-7卫星接入卫星接入的通信距离远、覆盖范围大、对接收站没有特别的地理环境要求，特别适合偏远山区、农村等地域：带宽高、容量大，特别适合播送型业务：传

11、输时延大，不同轨道的卫星时延不同，适合的业务也有所不同。卫星工作频段范围很大，目前卫星通信使用的频段主要在L、C、Ku、Ka波段，如表表5-1卫星工作频段波段名称频率范围（GHZ）用途L波段1.121.7移动卫星通信、海事卫星业务C波段3.955.85固定卫星、专用卫星业务Ku波段12.418.0卫星电视播送、移动卫星通信Ka波段26.540.0卫星电视播送5.4.1 卫星接入技术根本类型卫星通信系统分为三种根本类型，GEO：GeoStationaryEarthOrbit地球同步卫星轨道，MEO：MediUmEarthorbit中地球卫星轨道，LEO：LoWEarthorbit低地球卫星轨道。

12、GEO可称为地球同步卫星、高轨卫星、静止卫星，离地距离35768km,与地球自转同步，相对于地球静止不动：3颗卫星就可覆盖全球，单颗星覆盖范围广，通信时不需更换卫星，信道稳定，由于距离远，时延很大，往返时延大于500ms：不适合传输实时业务，但适合播送电视业务或无时延要求的数据业务，用于固定用户的接入。如东方红三号卫星(DFH-3),它是中国新一代通信卫星，主要用于电视传输、播送、通信及数据传输等业务。卫星上有24路C频段转发器，效劳范围有中国大陆、海南、台湾及近海岛屿。MEO离地距离10352km,运行方向与速度与地球自转不同步，相对于地球是运动的，连续覆盖同一地域需要多颗卫星，一颗卫星可以

13、较长时间覆盖某个地域，大多数通信过程可能不需切换卫星：时延较大，往返时延大于100ms,不太适合传输实时业务，但有时依然传输话音，有一定延时：主要用于军事、海事等应急通信，用于固定或移动用户的接入。运行于中地球轨道的卫星大都是导航卫星，例如即将完成的北斗卫星导航系统，GPS(20,200km),格洛纳斯系统(19,10Okm)以及伽利略定位系统(23,222km)。局部跨越南北极的通信卫星也使用中地球轨道；中地球轨道的卫星运转周期在2至12小时之间：最早的通信卫星“Telstar也是使用的这条轨道。1.Eo离地距离1457km平均)，运行方向与速度与地球自转不同步，相对于地球是运动的：连续覆盖

14、某一地域需要许多颗卫星(几十上百)，大多数通信过程可能需要切换多颗卫星：时延较小，往返时延小于30ms,适合传输实时业务及其他数据业务，最适合移动用户的卫星接入方式。OBCOMM系统是由美国OrbitalSciences公司和加拿大TeIegk)be公司共同提出的，是投入商用的小LEo系统。5.5 直播卫星DBS直播卫星DBS是一种采用同步轨道卫星作为通信链路，以大功率辐射地面某一区域，向用户传送信息的宽带接入系统。上行链路为各运营商将有偿信息加密上传至卫星，下行链路为卫星将有偿信息通过播送方式送回地面，由用户接收，用户必须安装相应运营商的解码器后，方能对信号解码：一般一个解码器只能对一个频道

15、解码。它的卫星波束窄、功率大、用户天线小、只需接收天线和解码器就可接收信号：直播卫星DBS是一种有偿效劳，同时也是一种受管制的业务。5.5.1 直播卫星DBS的业务与实现直播卫星DBS的业务包括一下三种：(1)播送电视业务：业务提供商将电视信号加密上传至卫星，卫星将各路加密信号复用下传到一个地面覆盖区，覆盖区的用户通过定向天线和特定解码器接收信号。(2)播送数据业务：发送和接收过程与播送电视业务类似，用户可以通过定制的方式接收。(3)Internet下行业务，用户到网络方向的小数据量通过传统的地面方式接入(如话带modem方式)网络到用户的大量数据通过DBS传输：目前“中星在线提供此项业务。直播卫星DBS的实现如图5-8所示，用户通过话带modem方式接入ISP,ISP将用户请求转发到所访问的网站，网站信息传回ISP,通过处理，ISP将网站的信息上传至卫星，卫星将数据信息与电视节目复用，传回用户所在区域，用户通过天线和解码器接收。图5-8在播卫星DBS的实现