宽带无线通信技术概述.pptx

宽带无线通信技术宽带无线通信技术（Broadband Wireless Communication Technology）（2023年秋季学期）年秋季学期）课程的根本信息课程的根本信息授课学时：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：教材根本内容教学内容：教材根本内容+补充内容。补充内容。教学安排：教学安排：1.宽带无线通信技术根底局部（第宽带无线通信技术根底局部（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局部（第局部（第4章章第第6章）：李卓明；章）：李卓明；3.课程总结：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。课课程学程学习习要求：要求：掌掌握握宽宽带带无无线线通通信信的的根根本本理理论论与与宽宽带带无无线线通通信信网网络络的的根根底底知知识，以及目前宽带无线通信领域的主流标准和新技术。识，以及目前宽带无线通信领域的主流标准和新技术。2第第1 1章章 宽带无线通信技术概述宽带无线通信技术概述主要内容主要内容:1.1 无线通信技术的开展无线通信技术的开展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技术的开展概况技术的开展概况1.5 蜂窝移动通信技术概述蜂窝移动通信技术概述1.6 宽带无线通信技术开展趋势宽带无线通信技术开展趋势31.1 无线通信技术的开展 过过去的去的10多年是通信技多年是通信技术术、电电信根底信根底设设施建施建设设及及电电信效信效劳劳水平水平飞飞速开展的黄金十年，速开展的黄金十年，高新技高新技术术不断涌不断涌现现，根底，根底设设施日益完善，效施日益完善，效劳劳模式推模式推陈陈出新，形成了一个欣欣向荣的巨出新，形成了一个欣欣向荣的巨大大产业产业，涌，涌现现了一些具有代表性的通信技了一些具有代表性的通信技术术。1.1.1 通信技术的总体开展4 在有在有线线通信方面，随着通信方面，随着20世世纪纪90年代中年代中期期ATM、FR、DDN网网络络的大面的大面积积建建设设，电电信数据网信数据网络络市市场彻场彻底辞底辞别别了了X.25时时代，开启代，开启了一个了一个宽带宽带数据网数据网络络开展与开展与应应用的春天。用的春天。5 在公众效在公众效劳领劳领域，无域，无线线和移和移动动通信技通信技术术及效及效劳劳相相对对有有线线通信而言可通信而言可谓谓是更加是更加轰轰轰轰烈烈烈，后来居上。烈，后来居上。20世世纪纪80年代末的无年代末的无线寻线寻呼呼技技术术及效及效劳劳的出的出现现，首次将一般百姓，首次将一般百姓带带入了入了一个移一个移动动通信的通信的时时代。代。6 第第一一代代移移动动通通信信系系统统是是以以 的的AMPS标标准准和和欧欧洲洲的的TACS标标准准为为代代表表的的移移动动通通信信系系统统，它是模，它是模拟拟体制的移体制的移动动通信技通信技术术。第第二二代代移移动动通通信信系系统统的的出出现现迅迅速速将将公公众众个个人人移移动动通通信信效效劳劳推推进进了了高高速速开开展展的的黄黄金金时时期。期。第第三三代代移移动动通通信信系系统统（简简称称3G）向向人人们们描描绘绘的的是是一一个个空空前前眼眼花花缭缭乱乱的的移移动动通通信信效效劳劳世界。世界。7 LTE(Long Term Evolution)技技术术进进一一步步改改进进和和增增强强现现有有3G技技术术的的性性能能，以以应应对对现现有有WiMAX等等新新兴兴宽宽带带无无线线接接入入（BWA）技技术术的的竞竞争。争。LTE采采 用用 原原 方方 案案 用用 于于 B3G/4G的的 OFDM、MIMO等等技技术术，为为3G技技术术向向B3G/4G演演进进提提供供了了一个台一个台阶阶，使，使3G向向4G的演的演进进相相对对平滑。平滑。8 而与此同而与此同时时，以，以IEEE 802.11a/b/g为为代代表的表的WLAN技技术术，以及以，以及以IEEE 802.16为为代代表的表的WiMAX下一代下一代宽带宽带无无线线接入技接入技术术，甚，甚至至还还包括以包括以DVB-T、DVB-H为为代表的数字代表的数字电电视视地面无地面无线线播送技播送技术术，如此众多的成熟和即，如此众多的成熟和即将成熟的无将成熟的无线线通信技通信技术术，在不久的将来将共，在不久的将来将共同同组组成一个高效、灵活和可靠的无成一个高效、灵活和可靠的无线线通信网通信网络络和移和移动动通信网通信网络络。9图图图图1-1 1-1 信息网信息网信息网信息网络络络络技技技技术术术术的的的的总总总总体开展体开展体开展体开展历历历历程和程和程和程和趋势趋势趋势趋势10通信市通信市场场正在呈正在呈现现出出话话音音业务业务移移动动化，数据化，数据业务宽带业务宽带化的开展化的开展趋势趋势；电电信网信网络络也正向无也正向无线线化和化和宽带宽带化开展；化开展；在在以以ITU和和3GPP/3GPP2引引领领的的蜂蜂窝窝移移动动通通信信从从3G到到E3G，再再走走向向B3G/4G的的演演进进道道路路上上，各各种种无无线线技技术术通通过过相相互互竞竞争争互互相相借借鉴鉴和和学学习习，使使得得宽宽带带无无线线通通信信技技术术不不断断完完善善，网网络络平安性、有用性不断增平安性、有用性不断增强强；1.1.2 宽带无线通信技术开展背景宽带无线通信技术开展背景11丰丰富富的的市市场场终终端端支支持持，整整个个产产业业链链已已逐逐渐渐成成熟；熟；政政府府社社会会信信息息化化建建设设需需求求，加加速速了了宽宽带带无无线线通信的开展。通信的开展。12图图图图1-2 1-2 移移移移动宽带动宽带动宽带动宽带接入的需求日益接入的需求日益接入的需求日益接入的需求日益提高提高提高提高 截截止止2023年年初初，全全球球 用用户户数数量量到到达达60亿亿，全球有超全球有超过过1.2亿亿的互的互联联网用网用户户。13ISDNFTTHVDSLCATVxDSLPHS 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 Communications图图图图1-3 1-3 固网上的固网上的固网上的固网上的应应应应用在数年后会在移用在数年后会在移用在数年后会在移用在数年后会在移动动动动网上出网上出网上出网上出现现现现14国国际电际电信信联联盟盟报报告告ITU-R M.2033定定义义：窄窄带带（narrowband）：是指数据）：是指数据传输传输速速度在度在100kbit/s以下的通信效以下的通信效劳劳；宽带宽带（wideband）：是指数据）：是指数据传输传输速度速度比窄比窄带带高，通常可达几百高，通常可达几百kbit/s；宽带宽带（broadband）：是指数据）：是指数据传输传输速速度在度在1Mbit/s以上，典型以上，典型传输传输速度在速度在1100Mbit/s之之间间。1.1.3 宽带无线通信的概念宽带无线通信的概念15FCC（Federal Communications Commission）2023年年07月月24日日为为“宽带宽带”这这个个词语词语下了一个定下了一个定义义，FCC认为宽带认为宽带意意味着下味着下载载速率速率为为4Mbps，上行，上行为为1Mbps，可以可以实现视频实现视频等多媒体等多媒体应应用，并同用，并同时时保持保持根底的根底的Web扫扫描和描和E-Mail特性。特性。目前的目前的宽带对宽带对家庭用家庭用户户而言是指而言是指传输传输速率速率超超过过1M，可以，可以满满足足语语音、音、图图像等大量信息像等大量信息传递传递的需求。的需求。16大系大系统统容量、高容量、高业务业务速率支持能力，亟待速率支持能力，亟待开展的核心技开展的核心技术领术领域；域；世界各国高新技世界各国高新技术术支柱支柱产业产业；当前和今后国当前和今后国际际学学术术界及界及产业产业界界竞竞争焦点；争焦点；瓶瓶颈问题颈问题突出，开展面突出，开展面临临巨大挑巨大挑战战：业务业务需求旺盛，增需求旺盛，增长长迅猛；迅猛；频谱资频谱资源受限，形成瓶源受限，形成瓶颈颈。1.1.4 宽带无线通信的特点宽带无线通信的特点17我国的国家科技重大我国的国家科技重大专项专项“新一代新一代宽带宽带无无线线移移动动通信网通信网”属于属于国家中国家中长长期科学和技期科学和技术术开展开展规规划划纲纲要要(2006-2023年年)中确定的中确定的16个重大科技个重大科技专项专项之一。之一。正在制定正在制定“宽带宽带中国中国”战战略。略。2023年年4月工月工信部召开信部召开宽带战宽带战略全国启略全国启动发动动发动会，我国会，我国宽带宽带提速的目提速的目标标是到是到2023年末，城市家庭年末，城市家庭上网上网带宽带宽到达到达20M，农农村家庭上网村家庭上网带宽带宽到到达达4M。目前。目前宽带宽带中国中国战战略已略已经经上升到国家上升到国家层层面，具体面，具体规规划划预计预计在年底正式出台。在年底正式出台。181.2 1.2 宽带无线接入概述宽带无线接入概述1.2.1 接入网的定义接入网的定义 根据国根据国际电际电信信联联盟（盟（ITU-T）关于接入）关于接入网框架建网框架建议议（G.902），接入网是在），接入网是在业务节业务节点接口（点接口（SNI）和用）和用户户网网络络接口（接口（UNI）之）之间间的一系列的一系列为传为传送送实实体提供所需体提供所需传传送能力的送能力的实实施系施系统统，可，可经经由管理接口（由管理接口（Q3）配置和管）配置和管理。因此，接入网可由三个接口界定，即网理。因此，接入网可由三个接口界定，即网络侧经络侧经由由SNI与与业务节业务节点相点相连连，用，用户侧户侧由由UNI与用与用户户相相连连，管理方面，管理方面则经则经Q3接口与接口与电电信管理网（信管理网（TMN）相）相连连。19图图图图1-4 1-4 接入网架构接入网架构接入网架构接入网架构20 接入网的重要特征：接入网的重要特征：（1）接入网）接入网对对于所接入的于所接入的业务业务提供承提供承载载能力，能力，实现业务实现业务的透明的透明传传送。送。（2）接入网）接入网对对用用户户信令是透明的，除信令是透明的，除了一些用了一些用户户信令格式信令格式转换转换外，信令和外，信令和业务处业务处理的功能依然在理的功能依然在业务节业务节点中。点中。21 （3）接入网的引入不）接入网的引入不应应限制限制现现有的各有的各种接入种接入类类型和型和业务业务，接入网，接入网应应通通过过有限的有限的标标准化的接口与准化的接口与业务节业务节点相点相连连。（4）接入网有独立于）接入网有独立于业务节业务节点的网点的网络络管理系管理系统统，该该系系统统通通过标过标准化的接口准化的接口连连接接TMN，TMN实实施施对对接入网的操作、接入网的操作、维护维护和管和管理。理。22 根据根据传输传输方式方式细细分，可以将接入网分分，可以将接入网分为为有有线线接入网和无接入网和无线线接入网两种方式。接入网两种方式。对对于无于无线线接入网，按照空中接口承接入网，按照空中接口承载业载业务带宽务带宽的大小，又可以将其分的大小，又可以将其分为宽带为宽带无无线线接接入网和窄入网和窄带带无无线线接入网。接入网。231.2.2 宽带无线接入技术根本概念宽带无线接入技术根本概念 和根本特点和根本特点 在信息通信在信息通信领领域，开展速度最快，域，开展速度最快，对对人人们们影响最大的两大技影响最大的两大技术术就是就是宽带宽带网网络络技技术术和和无无线线（移（移动动）通信技）通信技术术，这这两大技两大技术术的的结结合，合，即即为宽带为宽带无无线线接入（接入（Broadband Wireless Access，BWA）技术技术。BWA技技术术指从用指从用户终户终端到端到业务业务交交换换点点之之间间通信通信链链路采用无路采用无线链线链路的路的宽带宽带接入技接入技术术，它它实际实际上是核心网上是核心网络络的无的无线线延伸。延伸。24 与与传传统统的的有有线线接接入入方方式式相相比比，BWA具具有有如下特点。如下特点。（1）覆覆盖盖范范围围灵灵活活，单单基基站站（或或接接入入点点）的的覆覆盖盖范范围围通通常常从从几几十十米米到到几几公公里里数数量量级级不不等等，可可以以使使BWA技技术术灵灵活活地地应应用用于于从从局局域域网网到城域网的整个区域。到城域网的整个区域。（2）工作）工作频带宽频带宽，可提供，可提供宽带宽带接入。接入。25 （3）启启动动资资金金较较小小，不不需需要要进进行行大大量量的的根根底底设设施施建建设设，初初期期投投入入少少，仅仅在在增增加加用用户户（即有（即有业务业务收入）收入）时时才需增加才需增加资资金投入。金投入。（4）提提供供效效劳劳速速度度快快，无无线线系系统统安安装装调调试试容易。容易。（5）频频率复用度高，系率复用度高，系统统容量大。容量大。（6）灵活的）灵活的链链路自适路自适应应技技术术。26（7）MAC层层具具备调备调度机制。度机制。（8）动态带宽动态带宽分配能力。分配能力。（9）平安性。）平安性。（10）在开展方面极具灵活性。）在开展方面极具灵活性。（11）提供）提供优质优质价廉的多种价廉的多种业务业务。（12）运）运营维护营维护本本钱钱低。低。27 宽宽带带无无线线接接入入技技术术从从覆覆盖盖范范围围上上可可以以分分为为个个域域网网无无线线宽宽带带接接入入技技术术、局局域域网网宽宽带带无无线线接接入入技技术术、城城域域网网宽宽带带无无线线接接入入技技术术和和广广域域网网宽带宽带无无线线接入技接入技术术四四类类。（1）无无线线个个域域网网（WPAN）覆覆盖盖范范围围从从几几厘厘米米到到几几米米，为为不不同同设设备备间间提提供供双双向向短短程程通通 信信，以以 蓝蓝 牙牙 技技 术术 为为 代代 表表。（IEEE 802.15）1.3 1.3 宽带无线接入技术的分类宽带无线接入技术的分类28 （2）无无线线局局域域网网（WLAN）覆覆盖盖范范围围从从几几米米到到几几百百米米，可可以以为为一一定定范范围围内内的的用用户户提提供供共共享享的的无无线线接接入入带带宽宽，Wi-Fi是是其其代代名名词词。它它的的最最大大特特点点是是便便携携性性，主主要要用用来来解解决决用用户户“最最后后100米米”的的通通信信需需求求，定定位位于于热热点点地地区区的高速游牧数据接入，不支持高速移的高速游牧数据接入，不支持高速移动动性。性。（IEEE 802.11）29 （3）无无线线城城域域网网（WMAN）覆覆盖盖范范围围为为几几公公里里数数量量级级（3km5km是是典典型型值值，点点对对点点链链路路的的覆覆盖盖可可以以高高达达几几十十公公里里），是是为为解解决决宽宽带带接接入入“最最后后一一公公 里里”问问题题而而专专门门设设计计的的，可可以以提提供供支支持持QoS能能力力和和一一定定范范围围移移动动性性 的的 共共 享享 接接 入入 能能 力力。MMDS、LMDS和和WiMAX等技等技术术属于城域网范畴。属于城域网范畴。（IEEE 802.16）30 （4）无无线线广广域域网网（WWAN）。覆覆盖盖范范围围更更广广，最最主主要要的的是是可可以以支支持持全全球球范范围围内内的的广广泛泛的的移移动动性性，属属于于B3G和和4G的的范范畴畴，IEEE 802.20中中的的iBurst和和Flash OFDM等等技技术术是是该类该类技技术术的前身。的前身。（IEEE 802.20）从从是是否否支支持持终终端端移移动动性性上上，宽宽带带无无线线接接入入技技术术可可以以分分为为移移动动宽宽带带无无线线接接入入技技术术和和固固定定宽带宽带无无线线接入技接入技术术。311.3.1 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建建议议，无，无线线接入接入可以分可以分为为静止、步行、典型静止、步行、典型车车速和高速速和高速车车速速四四类类。移。移动宽带动宽带无无线线接入（接入（MBWA）就是能）就是能够够在典型在典型车车速和高速速和高速车车速状速状态态下提供的下提供的宽带宽带无线无线接入，即上述分接入，即上述分类类中的后两中的后两类类的系的系统统。与此相反，固定和游牧无与此相反，固定和游牧无线线接入要求用接入要求用户终户终端使用的端使用的时时候保持静止，也称候保持静止，也称为为便携性系便携性系统统。32 移移动宽带动宽带无无线线接入技接入技术术在空中接口局部需在空中接口局部需要解决要解决的关键技术的关键技术有：有：在高速数据在高速数据传输传输方面主要有多天方面主要有多天线线、分集和波束成形技分集和波束成形技术术、多用、多用户检测户检测和干和干扰扰抵消技抵消技术术、自适、自适应调应调制等；制等；在高在高频传输频传输的可靠性方面主要有的可靠性方面主要有纠错纠错编码编码（Turbo编码编码或或LDPC编码编码等）、等）、自适自适应编码应编码、重、重传传机制；机制；33在非在非对对称的多址接入和双工方面，由称的多址接入和双工方面，由于其存在非于其存在非对对称性称性问题问题，可以考，可以考虑虑的双的双工方式主要有工方式主要有频频分双工和分双工和时时分双工两种分双工两种模式；模式；在在业务业务量和量和QoS的的MAC层设计层设计方面主方面主要有要有业务业务量量设计设计与与QoS保障的保障的结结合。合。34 网网络协议络协议方面需要考方面需要考虑虑和解决的和解决的问题问题有水有水平平/垂直切垂直切换换、快速、快速IP切切换换、效、效劳质劳质量和平安量和平安性等。性等。由于移由于移动宽带动宽带接入的技接入的技术术特点，它需要特点，它需要在以下方面做出技在以下方面做出技术术上的折衷考上的折衷考虑虑：移：移动动性性对宽带对宽带、调调制方式制方式对对多址接入方式、多址接入方式、业务业务量量对对复复杂杂性、公平性性、公平性对对效效劳质劳质量等。量等。35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标标准准为为代表。代表。其覆盖范其覆盖范围围在几公里以内，有移在几公里以内，有移动动通信网通信网络络小区小区规规划特点，其目划特点，其目标标是提供在是提供在120km/h（IEEE 802.16e2005）和）和250km/h（IEEE 802.20）的典型移）的典型移动动速率速率下的超高下的超高带宽带宽接入，最大限度地接入，最大限度地满满足用足用户户未未来来对对高高带宽带宽数据数据传输传输的需求。的需求。361.3.2 固定宽带固定宽带无线接入技术无线接入技术 固定固定宽带宽带无无线线接入技接入技术带宽术带宽高，双向高，双向传传输输数据，可提供数据，可提供宽带宽带交互式数据及媒体交互式数据及媒体业务业务，克服了克服了传统传统的本地的本地环环路的瓶路的瓶颈颈，能，能满满足用足用户户对对高速率数据和高速率数据和图图像通信日益增像通信日益增长长的需求。的需求。在各种接入技在各种接入技术术中，固定中，固定宽带宽带无无线线接入接入凭借其凭借其组组网快速灵活、运网快速灵活、运营维护营维护方便及良好方便及良好的本的本钱竞钱竞争力，已迅速成争力，已迅速成为为市市场热场热点。点。37 尤其尤其对对新的新的电电信运信运营营商，能商，能够够以无以无线线技技术术快速低本快速低本钱钱地建地建设设自己的接入网，与自己的接入网，与传统传统的的电电信运信运营营商商竞竞争，争，这这是一个至关重要的手是一个至关重要的手段，也是迅速切入市段，也是迅速切入市场场的有效途径。的有效途径。38固定固定宽带宽带无无线线接入系接入系统统的工作的工作频频率在率在3GHz40GHz，属于微波，属于微波频频段。如段。如LMDS、MMDS等。等。不同不同频频段固定无段固定无线线接入技接入技术术的的组组网均采网均采用一种用一种类类似蜂似蜂窝窝的效的效劳劳区区结结构，将一个需要构，将一个需要提供提供业务业务的地区划分的地区划分为为假假设设干效干效劳劳区，每个区，每个效效劳劳区内区内设设基站，基站基站，基站设备经设备经点到多点无点到多点无线线链链路与效路与效劳劳区内的区内的远远端站通信。端站通信。固定固定宽带宽带无无线线接入系接入系统统一般由三局部一般由三局部组组成：中心站（基站）、成：中心站（基站）、远远端站、网管系端站、网管系统统。391中心站中心站 主要会聚中心站不同扇区主要会聚中心站不同扇区设备设备上的上的业务业务与信令数据，与信令数据，实现实现与核心网与核心网络络相相连连。中心站。中心站可以根据上可以根据上联联的网的网络络和和业务业务需求，配置不同需求，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。中心站接口等。中心站设设备备包括室内包括室内单单元和室外元和室外单单元两个局部。元两个局部。402远端站远端站 包括室外包括室外单单元（含定向天元（含定向天线线、射、射频单频单元）元）和室内和室内单单元（元（调调制与解制与解调单调单元以及与用元以及与用户户室室内内设备设备相相连连的的业务业务接口接口单单元）。系元）。系统统可提供可提供多种多种类类型的用型的用户户接口，目前常接口，目前常见见的的业务业务都可都可直接接入。与直接接入。与远远端站相端站相连连的用的用户户（通（通过过UNI）可以是）可以是单单个用个用户终户终端，也可以是一个端，也可以是一个用用户驻户驻地网（地网（CPN）。）。413网管系统网管系统 主主要要与与中中心心站站相相连连，有有带带内内、带带外外和和串串口口连连接接三三种种方方式式。网网管管系系统统应应完完成成设设备备根根本本的的配配置置、故故障障、性性能能、平平安安管管理理以以及及计计费费信信息的采集。息的采集。26G LMDS、3.5G MMDS和和5.8G点点对对多多点点固固定定宽宽带带无无线线接接入入系系统统的的组组网网模模式式相相同同，均由中心站、均由中心站、远远端站和网管端站和网管这这三局部三局部组组成。成。421.4 BWA1.4 BWA技术的开展技术的开展概况概况1.4.1 传统传统BWA技术技术1传统传统BWA技术概况技术概况 传传统统的的BWA技技术术是是指指以以固固定定宽宽带带为为技技术术特特征征，空空中中接接口口立立足足于于各各设设备备制制造造商商私私有有技技术术实实现现的的无无线线接接入入技技术术，主主要要目目的的是是解解决决网网络络接接入入局局部部带带宽宽缺缺乏乏和和有有线线接接入入网网络络铺铺设设困困难难等等瓶瓶颈颈问问题题，属属于于典典型型的的“最最后后一一公公里里”技技术术。432LMDS技术概述技术概述 LMDS（Local Multipoint Distribution System，本本地地多多点点分分布布系系统统）是是点点对对多多点点的的固固定定无无线线通通信信方方式式，具具有有非非常常高高的的带带宽宽和和双双向向数数据据传传输输的的特特点点，可可提提供供多多种种宽宽带带交交互互式式数数据据及及多多媒媒体体业业务务，满满足足用用户户对对高高速速数数据据和和图图像通信日益增像通信日益增长长的要求。的要求。其其工工作作频频率率通通常常为为10GHz43GHz，在在26GHz频频段段附附近近可可用用的的频频谱谱带带宽宽最最大大可可达达1GHz以上。以上。（1）LMDS的概念的概念44（2）LMDS的技术参数的技术参数 不不同同国国家家或或地地区区的的电电信信管管理理部部门门分分配配给给LMDS的的具具体体工工作作频频段段及及频频带带宽宽度度有有所所不不同同，其其中中大大约约有有80%的的国国家家将将27.5GHz29.5GHz定定为为LMDS频频段。段。工作工作频频段段45 我我国国为为满满足足宽宽带带无无线线接接入入业业务务开开展展的的需需求求，规规划划的的LMDS工工作作频频段段和和主主要要技技术术参参数数暂暂定定为为：中中心心站站发发射射频频段段24.507GHz25.515GHz；远远端端站站发发射射频频段段25.757GHz26.765GHz；收收发发频频率率间间隔隔为为1250MHz，根根本本频频道道带带宽宽为为3.5MHz、7MHz、14MHz和和28MHz，可可根根据据具具体体业业务务需需求求将将根根本本信信道道合合并使用，并使用，传输传输容量容量42.048Mbit/s/7MHz。46 多址方式多址方式 LMDS无无线线收收发发大大多多项项选选择择用用频频分分双双工工（FDD）.下下行行链链路路一一般般通通过过时时分分复复用用（TDM），将将信信号号向向相相应应扇扇区区播播送送，每每个个用用户户终终端端在在特特定定的的频频段内接收属于自己的信号段内接收属于自己的信号上上行行链链路路可可通通过过频频分分多多址址（FDMA）、时时分分多址（多址（TDMA）等多址方式与基站）等多址方式与基站进进行通信。行通信。47 调调制方式制方式 LMDS系系统统可可采采用用的的调调制制方方式式有有相相移移键键控控PSK（包包括括BPSK，DQPSK，QPSK）和和正正交交幅幅度度调调制制QAM（包包括括4QAM，16QAM，64QAM），具具体体应应用用时时将将根根据据实实际际情情况况选选定。定。48 拓扑拓扑结结构构 LMDS系系统统的的拓拓扑扑结结构构与与局局域域网网类类似似，可有星形和可有星形和环环形两种主要形两种主要结结构形式。构形式。49（3）LMDS系统的组成系统的组成图图图图1-5 LMDS1-5 LMDS系系系系统组统组统组统组成示意成示意成示意成示意图图图图50 根底骨干网根底骨干网络 基站基站 用用户端端设备（CPECPE）网管系网管系统51（4）LMDS的主要特点的主要特点 可提供极高的通信带宽。可提供极高的通信带宽。蜂窝式的结构配置可覆盖整个城域范蜂窝式的结构配置可覆盖整个城域范围。围。可提供多种业务（语音、数据、图像可提供多种业务（语音、数据、图像等）。等）。高效的调制与编码方式。高效的调制与编码方式。52（5）LMDS的优缺点的优缺点 与与传传统统的的有有线线接接入入或或者者低低频频段段无无线线接接入入方式相比，方式相比，LMDS具有以下具有以下优势优势。工程启工程启动快，工程完成快。快，工程完成快。工作工作频带宽，可提供，可提供宽带接入。接入。前前期期投投资比比较小小，后后期期扩容容能能力力强，投投资回收快。回收快。53 业务提供速度快。提供速度快。在用在用户开展方面极具灵活性。开展方面极具灵活性。可提供可提供质优价廉的多种价廉的多种业务。频率复用度高，系率复用度高，系统容量大。容量大。网网络运行、运行、维护费用比用比较低。低。54 虽虽然然LMDS有有以以上上的的优优点点，但但是是亦亦存存在在不同程度的局限性。不同程度的局限性。LMDS的的致致命命缺缺点点是是在在信信号号传传输输上上会会有有发发射射器器和和接接收收器器之之间间一一条条直直射射的的传传输输限限制制，如如果果中中间间有有过过多多的的障障碍碍物物阻阻挡挡信信号号传传送送，就就会影响会影响传输传输品品质质。LMDS效效劳劳区区覆覆盖盖范范围围较较小小，不不适适合合远远程用程用户户使用。覆盖半径通常使用。覆盖半径通常为为几公里。几公里。55 LMDS使使用用约约30GHz的的频频段段作作为为传传输输媒媒介介，对对于于树树木木、建建筑筑物物等等障障碍碍物物的的穿穿透透能能力力较较弱弱，而而且且有有严严峻峻的的雨雨衰衰效效应应，通通信信质质量量受受雨雨、雪雪等等天天气气影影响响较较大大，只只有有在在与与基基地地台台建建立立直直线线传传输输线线路路时时才才会会有有较较佳佳的的通通信信品品质质。基基站站设设备备比比较较复复杂杂，价价格格较较贵贵，所所以以在在用用户户少少时时，每每个个用用户户的的分分摊摊本本钱钱较较高高。适合于大城市或其他人口比适合于大城市或其他人口比较较稠密的地区。稠密的地区。56（6）LMDS的应用的应用 LMDS属属于于无无线线访访问问的的一一种种新新形形式式，可可以以采采用用蜂蜂窝窝式式的的小小区区结结构构覆覆盖盖整整个个城城域域范范围围，每个蜂每个蜂窝窝站的覆盖区站的覆盖区为为5km7km。假假设设采采用用具具有有更更高高的的发发射射功功率率、更更强强的的接接收收灵灵敏敏度度，可可增增加加基基站站的的覆覆盖盖范范围围，使使覆覆盖范盖范围围到达到达10km以上。以上。57 LMDS覆覆盖盖区区可可相相互互重重叠叠，每每个个蜂蜂窝窝的的覆覆盖盖区区又又可可以以划划分分为为多多个个扇扇区区，可可以以根根据据需需要在要在该该扇区提供特定扇区提供特定业务业务或效或效劳劳。LMDS系系统统特特别别适适于于在在城城市市商商贸贸区区、技技术术开开辟辟区区、写写字字楼楼群群、城城市市居居民民小小区区等等高高密密度用度用户户地区使用。地区使用。58LMDS的的应应用用场场合如下。合如下。企企业应用。用。住宅用住宅用户。连接接2G2G和和3G3G。59LMDS系系统统可提供的可提供的业务业务如下。如下。话音音业务。数据数据业务。视频业务。603MMDS技术概述技术概述 MMDS（Multi-channel Microwave Distribution System，多多信信道道多多点点分分布布系系统统）可可透透明明传传输输业业务务，在在基基站站端端与与网网络络的的接接口口为为T1/E1、100Base-T等等，在在用用户户端端的的接接口口 为为 E1和和 10Base-T等等。可可 为为 用用 户户 提提 供供internet接接入入、本本地地用用户户的的数数据据交交换换、话话音音业务业务和和VOD视频视频点播等点播等业务业务。（1）MMDS技术的概念技术的概念61 MMDS工工作作频频段段一一般般为为2GHz5GHz，使使用用的的频频率率要要比比LMDS少少得得多多。由由于于该该频频段段受受雨雨衰衰的的影影响响很很小小，并并且且在在同同等等条条件件下下空空间间传传输输损损耗耗也也较较LMDS低低，故故MMDS频频段段可可应应用于半径用于半径为为几十公里的大范几十公里的大范围围覆盖。覆盖。MMDS最最初初用用于于传传输输单单向向电电视视和和网网络络播播送送。近近些些年年来来，高高速速数数据据接接入入需需求求的的不不断断增增长长促促进进了了MMDS的开展。的开展。62 与与点点对对多多点点的的LMDS相相比比，MMDS适适于于用用户户相相对对分分散散、容容量量较较小小的的地地区区，从从本本钱钱上上来来讲讲，MMDS低低于于LMDS。MMDS所所能能提提供供的的数数据据带带宽宽同同样样与与可可利利用用的的频频段段、采采用用的的调调制制方方式式（QPSK、16QAM或或64QAM）和和扇扇区区数数量量有有关关。能能够够提提供供的的数数据据容容量量大大约约为为所所占占频频率率带带宽宽的的34倍倍。即即100MHz的的频频率率带带宽宽能能提提供供300Mbit/s400Mbit/s的的数数据据带带宽宽，供一个基站覆盖范供一个基站覆盖范围围内的用内的用户户共享。共享。63图图图图1-6 MMDS1-6 MMDS系系系系统统统统功能框功能框功能框功能框图图图图 64（2）MMDS技术可以提供的业务技术可以提供的业务 MMDS技技术术可可以以为为用用户户提提供供多多种种业业务务功功能能，包包括括点点对对点点面面向向连连接接的的数数据据业业务务、点点对对多点多点业务业务、点、点对对点无点无连连接型网接型网络业务络业务等。等。654传统传统BWA技术的开展技术的开展 目目 前前，LMDS和和 MMDS并并 没没 有有 形形 成成FBWA领领域域的的统统一一技技术术标标准准，各各个个设设备备制制造造商商的的空空中中接接口口协协议议没没有有实实现现兼兼容容性性和和互互操操作作性。性。因因此此，产产品品批批量量生生产产能能力力不不高高，本本钱钱下下降降较较慢慢，产产业业链链不不健健全全，导导致致技技术术更更新新和和新新技技术术的的引引入入无无法法有有效效进进行行，致致使使整整个个行行业业的的开开展展受受到到了了很很大大的的局局限限。由由于于标标准准不不统统一一造造成成的的本本钱钱问问题题已已经经成成为为制制约约宽宽带带固固定定无无线线接接入技入技术术开展的最大障碍。开展的最大障碍。66 整整个个BWA产产业业需需要要成成熟熟的的技技术术、统统一一的的标标准准以以及及有有效效的的本本钱钱降降低低机机制制构构成成的的良良性性循循环环，为为此此，许许多多机机构构开开始始着着手手解解决决这这一一问问题题，试图试图建立起真正建立起真正统统一的全球性一的全球性标标准。准。在在这这样样的的背背景景下下，诞诞生生了了ETSI HIPER ACCESS、ARIB MMAC和和IEEE 802.11等等标标准。准。671.4.2 IEEE 802.11技术技术 无无线线局局域域网网（Wireless Local Area Network，WLAN）是是固固定定局局域域网网的的一一种种延延伸，指以无伸，指以无线线媒体作媒体作为传输为传输媒介的局域网。媒介的局域网。68 目目前前国国际际上上无无线线局局域域网网有有三三大大标标准准家家族族，IEEE 802.11、欧欧 洲洲 ETSI高高 性性 能能 局局 域域 网网HiperLAN和和 ARIB移移动动多多媒媒体体接接入入通通信信MMAC，其其中中IEEE 802.11系系列列标标准准是是无无线线局域网的主流局域网的主流标标准。准。随随着着IEEE 802.11标标准准的的推推行行，无无线线局局域域网网的的产产品品越越来来越越丰丰富富，不不同同产产品品的的兼兼容容性性得得到加到加强强。69 电电气气和和电电子子工工程程学学会会（IEEE）在在制制定定局局域域网网标标准准中中起起了了重重大大作作用用，IEEE 802是是主主要要的的局局域域网网标标准准，已已经经成成为为ISO国国际际标标准准，IEEE 802.11对对 应应 的的 ISO标标 准准 是是 ISO/IEC 8802-11，定定义义了了无无线线局局域域网网的的MAC层层和和物物理理层标层标准。准。70 IEEE 802.11的的制制定定，主主要要用用于于解解决决办办公公室室局局域域网网和和校校园园网网中中用用户户与与用用户户终终端端的的无无线线接接入入，业业务务主主要要局局限限于于数数据据访访问问，速速度度最最高只能到达高只能到达2Mbit/s。由由于于它它在在速速率率和和传传输输距距离离上上都都不不能能满满足足人人们们 的的 需需 要要，因因 此此，IEEE又又 相相 继继 推推 出出 了了802.11b和和802.11a两两个个标标准准。此此后后，ci的的标标准也在不断形成和制定之中。准也在不断形成和制定之中。71图图图图1-7 IEEE 802.111-7 IEEE 802.11协议栈协议栈协议栈协议栈 72图图图图1-8 IEEE 802.111-8 IEEE 802.11协议协议协议协议根本参考模型根本参考模型根本参考模型根本参考模型 1协议根本参考模型协议根本参考模型732IEEE 802.11 MAC层层 由由于于IEEE 802.11网网络络中中，多多个个终终端端共共享享同同一一传传输输媒媒质质，所所以以需需要要一一种种MAC协协议议来来操作各个操作各个终终端端对对同一同一传输传输媒媒质质的的访问访问。IEEE 802.11MAC层层采采用用了了与与以以太太网网类类似似的的CSMA（载载波波监监听听多多路路访访问问）来来操操作作