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前 言
随着Internet业务、多媒体业务的迅速发展，以及移动电话用户的迅猛增长，人们确信，未来通信中“宽带”“无线”将扮演重要角色，人们为此已作了不懈的努力：第三代(3G)移动通信正在进行标准化，即所谓的IMT－2000,室外码率384Kb/s，本地可达2Mb/s；无线局域网(WLAN)，包括IEEE 802.11和ETSI的HIPER LAN正在发展，前面在载频2.4GHz时码率为11Mb/s，后者在5GHz、17GHz时，可达24Mb/s;移动宽带系统(MBS)作为一种蜂窝系统可提供更高码率如155Mb/s，正在大量试验中，其载频为40、60GHz；特别是无线宽带固定接入系统发展更快更成熟。2000年8月，IEEE 802.16标准讨论稿已提出，本地多点分配业务(LMDS)的大量试验已取得满意的效果，由于其容量大(2－155Mb/s)，可提供话音、数据、视频等综合业务，就誉为“无线光纤”。
由此可见，无线宽带通信正在兴起，这些通信系统的特点是：
1视带宽，载频高。以上各种无线通信系统可提供的码率为2Mb/s－155Mb/s。由于频带宽，因而载频就必须高，例如LMDS的载频就高达27GHz，其频带可达1GHz。
2无线信道的频率资源有限，而且多经衰落、噪声和干扰比较严重，为了实现可靠的宽带传输，必须依靠现代信号处理技术、抗干扰编码技术、无线技术以及接入技术等，实现可靠的高速无线通信难度较大。
3毫米波的电波传播，易受气候影响，降雨对毫米波影响是，如当降雨强度为5mm/h，30GHz时，吸收损耗约1.5dB/km，降雨强度为100mm/h时，可达15dB/hm，当传送距离为10公里时，降雨损耗达150dB，再加上自由空间传播损耗，甚至可能中断通信。
4毫米波波长较短，只宜于视距通信。电波在自由空间传播损耗LS=(4πd/λ)2。载频为30GHz时，自由空间传输5公里时，损耗为30dB，如LMDS系统，其覆盖范围一般在5公里以内。如超过一定范围应设置中继站。
移动无线通信向更高速率(从而可提供从音频到视频的实时业务)，更快移动性发展。但LMDS则是一种固定的无线接入系统，由于码率可达155Mb/s，可提供丰富多彩的综合业务。目前正在发展的GSM属于窄带的移动通信系统，DECT属窄带的无绳电话系统均不在本文讨论范围之内。因此无线宽带通信系统可列表如下：宽带无线通信的业务与应用
1WLAN和MBS
应该说，无线局域网(WLAN)和移动宽带系统(MBS)的系统概念是完全不同的。WLAN例如HIPER LAN主要用于计算机之间的通信，也可以说是有线LAN的延伸，技术上比较成熟，ETSI已有该WLAN的标准。MBS则尚属开发中的技术，它可提供比通用移动通信系统(UMTS)更为丰富更为先进的业务。
当然，无线宽带通信应用大部分可用于MBS，而WLAN属于固定通信或移动范围。
为了更清楚说这两者的不同，相对来说，WLAN的载频、码率、移动性比MBS都要低，其应用范围也有所不同。
2UMTS和MBS
众所周知，UMTS是第三代移动通信标准，为了进一步说明MBS的性能，把它与UMTS进行比较。
宽带固定无线接入系统
1LMDS(本地多点分配业务)
这是一种毫米波段的宽带固定无线接入系统。它由基站、用户终端、网管系统和骨干网四部分组成。网络结构见图1(下页)所示。用户终端是固定的。
由于低端无线频率资源十分紧张，高端如毫米波段则频带较宽，LMDS的美国标准载频取为27GHz，其频带宽达1GHz，用户接入速率可高达155Mb/s，从而可提供话音、数据、视频等综合业务。
除了容量大，可提供多种业务外，还具有初期投资省(不需开挖马路、铺设管道、电线等)；频率复用度高，系统容量大，(按移动蜂窝式配置小区，每个小区设一基站，由于毫米波段只能视距传输，各基站载频频率可适当重复使用)；配置灵活、扩展性好，扩充容量和增加新业务都很方便(因为LMDS的基站和用户终端都采用模块化设计)；毫米波段方向性好、干扰少、性能稳定等优点。
缺点是：毫米波段传输距离短，小区半径只在3～5公里，不能用于远程通信；毫米波段通信质量受雨、雪影响较大。在选择工作频率时应避开传输衰耗的峰值频点，如氧气吸收峰点为60GHz，水蒸气吸收峰点为166GHz等。
LMDS系统将服务范围分成多个蜂窝状小区，每个小区由一个基站和若干个用户终端组成。由于毫米波的方向性很强，一个小区又可分成多个扇区(例如24个扇区)，每个扇区可根据用户要求来提供不同的业务，其容量可达155Mb/s。基站设备由多个扇区设备组成，每个扇区设备分成室内和室外两部分。室外单元包括天线，毫米波收发模块；室内单元包括调制解调模块、网络接口模块，后者提供与骨干网的接口，包括IP、ATM、FR、PSTN，以及ISDN等。
用户终端可以是家庭或住宅小区的用户，它也由室外室内单元组成。室外单元包括天线，毫米波收发模块；室内单元包括调制解调模块，用户接口模块，后者用户提供多种网络接口。
网管系统是LMDS系统的监控中心，以实现监控管理、网络配置、系统计费等功能。
2MMDS(多通道多点分配业务)
MMDS也是一种固定的点对多点宽带无线接入系统。MMDS原只是单向的CATV系统的无线延伸，现正在对该系统进行改造，使其能用于双向的数据业务传输。
MMDS工作于25～27GHz，近来某些厂商的产品已可工作于2～4GHz，甚至1～10GHz。
MMDS的配置、构成和所用技术与LMDS相似，但由于工作于3GHz微波波段，远低于LMDS的30GHz，可用频谱资源也比LDMS少得多。
与LMDS相比，MMDS适用于用户相对分散，容量较小的地区，其成本比也比LMDS低。
3自由空间光通信系统(FSO)
FSO是用激光或光脉冲在太赫芝(THz)光谱范围内传送分组数据的通信系统。它是用空气作媒介，不是用光纤的光通信系统。
FSO的优点是带宽大、成本低、安装方便、易于扩容、不易被截取和发现(因为波束很窄，是不可见光)。
如果采取点到点的组网方式，FSO能支持155Mb/s到10Gb/s码率，距离在2～4公里。在点到多点的组网方式中，FSO同样能支持155Mb/s～10Gb/s码率，但距离在1～2公里。如果采用网状的组网方式则可支持622Mb/s，距离为200～400米。可见带宽大是其主要优势。
FSO的主要缺点是无线光链路易受雾、雨、雪的影响，而且由于波长短、传输距离短。
宽带可移动无线接入系统
WLAN(无线局域网)
目前有两种WLAN，一种即IEEE 802.11协议标准体系，工作在24GHz频段，可提供1～20Mb/s码率，一般应称为WLAN。另一种是CEPT制订的HIPERLAN标准体系，其工作频率在5GHz左右，适用于小范围(150米)的高速(54Mb/s)的宽带无线接入，其终端可作慢速移动。这里对HIPERLAN/2作一介绍。
HIPER LAN是到目前为止最完善的WLAN协议，其特点是：高速传输、面向连接、支持QoS、自动频率配置、支持小区切换、安全保密、网络与应用无关。
用户平面的功能是在已经连接的信道上传输数据，控制平面则用于控制连接的建立、释放与监控。 物理层(PHY)
OFDM调制(用FFT实现)；信道间隔为20MHz；每一信道又分成52个子信道，每个子信道的间隔为312.5KHz，其中48个用来传送数据，其余4个用于提供同步的导频信号；传输时延≤250ns。
数据链路控制层(DLC)
包括MAC协议、差错控制协议(EC)、无线链路控制协议(RLC)三个子层。
MAC子层采用CSMA/CA协议，即随机退避方式；对数据可选用ARQ方式，实时业务则允许丢失一些数据；RLC用于接入点和移动终端之间交换信令数据，建立和释放连接等。
1汇聚层(CL)
用于高层服务请求与DLC层提供服务之间的适配，将高层固定或可变长度的分组整理成DLC中固定长度的业务数据单元(SDU)。
2WATM(无线异步转移模式)
如果有线骨干网是IP网络，则以WLAN作为宽带接入，可实现有线与无线网络的无缝连接，这种连接的实现比较简单，因为两者都以TCP/IP协议为基础。
由于ATM技术的多业务传送、保证QoS等优越性，骨干网的边缘也常选用ATM终端，这样一来，无线LAN接入ATM骨干网就比较复杂。
由于ATM是面向连接的，IP是不连接的，两种技术体制的不同，在相连时应进行传输信息格式、信令和路由选择机制的转换，实现的难度较大。
相比之下，如果用WATM的无线终端接入ATM骨干网，其实现要简单得多，因为无线ATM是在有线ATM信元基础上进行的，这种适配会导致传输效率的降低。
此时，WATM实际是ATM基础上添加DLC/MAC子层。无线ATM信元结构也应在有线ATM信元基础上增加无线头，由于信元头中含有地址等重要信息，必须分别用CRC1和CRC2进行纠错。
MAC协议用于规范若干无线终端共享无线信道资源的接入方式。也采用CSMA/CA协议。因为是宽带，采用碰撞检测较困难，于是采取随机退避方式减少碰撞概率。除随机接入外，媒体接入还可采用按需分配方式，用户可根据需求申请所需带宽。
传统的ATM连接建立协议中，终端的地址是固定的，但无线ATM终端的位置是不断改变的，因此必须要扩展ATM连接建立协议，以便动态地确定移动ATM终端的位置。
3MBS(移动宽带系统)
MBS是指码率>25Mb/s的移动宽带接入系统。
欧盟提出了一个关于MBS的ACTS项目，其下有若干课题(1)MEDIAN：60GHz,155Mb/s；(2)Magic WAND：5GHz,24Mb/s;(3)AWACS:19GHz,34Mb/s。
日本MPT则在IEEE 802.11标准下，正开发2.4GHz，带宽26MHz的MBS系统。
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