寬帶無線接入技術(shù)概述

0,寬帶無線接入(BWA)技術(shù)概述,什么是寬帶接入寬帶無線接入技術(shù)的概念寬帶無線接入技術(shù)特點(diǎn)及分類寬帶無線接入技術(shù)的發(fā)展概況小結(jié),寬帶接入,橋梁作用-城域/核心網(wǎng)與本地家庭/企業(yè)網(wǎng)-最后一英里或第一英里-最后或最先一跳關(guān)鍵因素-部署費(fèi)用/時間，服務(wù)范圍，性能-帶寬和用戶的可擴(kuò)展性-應(yīng)用和帶寬相互之間的追趕-為了鼓勵廣泛應(yīng)用，一個真正的寬帶應(yīng)用應(yīng)該能夠?yàn)樯锨€用戶提供服務(wù)，且能提供比用戶翻書或切換頻道更快的下載速度,寬帶接入,各種可能的選擇-有線類：光纜，電力線，DSL，同軸線-電力線，DSL，同軸線接入的好處是可以利用已經(jīng)建設(shè)的基礎(chǔ)架構(gòu)，免除了安裝開銷-無線：802.11,802.16,802.20,802.22,衛(wèi)星，自由空間光通信-好處：快速、靈活、按需提供,寬帶接入,光纖技術(shù)和無線技術(shù)是兩種相互補(bǔ)充的技術(shù)-光纖接入能為用戶提供很大的帶寬，更遠(yuǎn)距離意味著能為更多的應(yīng)用提供服務(wù)-無線接入對大量用戶接入情況下，帶寬分配具有相當(dāng)大的擴(kuò)展性，且其本質(zhì)上的廣播傳輸特別適合于移動用戶-衛(wèi)星接入對郊區(qū)和農(nóng)村地區(qū)，或孤立地域具有吸引力用大投資建設(shè)LAN將終端用戶連接到主干網(wǎng)-有時有可能其費(fèi)用超過計算機(jī)軟硬件費(fèi)用-當(dāng)在家用戶連接到服務(wù)提供商，如因特網(wǎng)或TV時，存在同樣的問題舊瓶裝新酒-在已有的基礎(chǔ)架構(gòu)上采用新的技術(shù),IEEE802標(biāo)準(zhǔn),無線寬帶接入,電信網(wǎng)：公用電信網(wǎng)和用用戶駐地網(wǎng),接入網(wǎng)：核心網(wǎng)和用戶終端，電話業(yè)務(wù)：本地交換網(wǎng)與用戶之間的連接部分，傳輸設(shè)備、服用、交叉連接和網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備G.702:接入網(wǎng)是由業(yè)務(wù)接點(diǎn)接口（SNI）和用戶網(wǎng)絡(luò)接口（UNI）之間的一系列傳送實(shí)體（如線路設(shè)備和傳輸設(shè)備）組成的，為傳送電信業(yè)務(wù)而提供所需傳送承載能力的實(shí)際系統(tǒng)，可由Q3接口進(jìn)行配置和管理。,無線接入,下一個無線革命，在手機(jī)（1990）和Wi-Fi(2000)-1980,1970,1960是什么革命？被許多電信和電纜運(yùn)行商認(rèn)為是一個顛覆性技術(shù)-許多電話由于無線正在丟失他們的陣地（就象由于VOIP丟失他們的業(yè)務(wù)一樣）無論是對固定用戶還是對移動用戶，無線通信的廣播特征提供了無處不在且立竿見影的接入技術(shù)不同于有線接入，大部分投資發(fā)生在用戶入網(wǎng)時候-避免了接入網(wǎng)基礎(chǔ)架構(gòu)不能充分利用的問題,無線接入特點(diǎn),快速、低費(fèi)用：相對于直接安裝電纜或?qū)＞€-該技術(shù)允許長途電信運(yùn)行商可以跳過地區(qū)服務(wù)提供商,向用戶提供服務(wù),這樣可以降低用戶費(fèi)用允許固話服務(wù)提供商拓展他們的寬帶網(wǎng)絡(luò)-在實(shí)現(xiàn)端對端的寬帶網(wǎng)絡(luò)過程中,起到一個很重要的作用在有線連接不切實(shí)際的場合,無線接入是合理的選擇-河流、丘陵、私人領(lǐng)地、高速路等降低了網(wǎng)絡(luò)配置的復(fù)雜性消除了和移動、增加、改變相關(guān)的開銷-免除了和布線有關(guān)的勞動力、材料、設(shè)備費(fèi)用-便于重新配置、增加用戶-便于將來擴(kuò)容,無線接入網(wǎng)分類,有線接入：-xDSL，PON（EPON、GPON）、FTTx-利用現(xiàn)有的通信資源-帶寬很寬-技術(shù)成熟-缺乏靈活性、不支持移動無線接入：交換接點(diǎn)與用戶終端之間-GSM、GPRS、3G；WLAN，HIPERLAN2-網(wǎng)絡(luò)部署靈活、成本低、高靈活性-移動上網(wǎng),接入網(wǎng)分類,無線接入：固定接入：采用蜂窩組網(wǎng)-3.5GHz無線接入-直播衛(wèi)星系統(tǒng)（DBS）-本地多點(diǎn)分配業(yè)務(wù)（LMDS）-IEEE802.16d寬帶無線接入移動接入：-IEEE802.11無線局域網(wǎng)WLAN-IEEE802.15無線個域網(wǎng)WPAN-IEEE802.16e無線城域網(wǎng)WMAN-IEEE802.20無線廣域網(wǎng)WWAN,3.5GHz無線接入系統(tǒng),是ITU推薦的用于固定無線接入的頻段-多信道多點(diǎn)分配業(yè)務(wù)（MMDS）-點(diǎn)到多點(diǎn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（PMP）-中心站、終端站和網(wǎng)管系統(tǒng),3.5GHz無線接入系統(tǒng),信產(chǎn)部無線電管理局2000年4月分配：3.40-3.43GHz,3.50-3.53GHz,-固定無線接入，10km,準(zhǔn)視距傳播-中低速率，技術(shù)成熟、單用戶成本低-支持多業(yè)務(wù)接入，中小企事業(yè)、住宅小區(qū)、無線到大樓、基站連接，中繼服務(wù)，DDN、IP電話,直接廣播衛(wèi)星系統(tǒng),直接廣播衛(wèi)星（DBS）系統(tǒng)使用Ku波段地球同步衛(wèi)星（12GHz/14GHz）-衛(wèi)星廣播業(yè)務(wù)（BSS）、不同于衛(wèi)星節(jié)目傳輸，點(diǎn)對點(diǎn)（多點(diǎn)），固定衛(wèi)星業(yè)務(wù)-視像、圖文、聲音-直接提供給用戶接收（個體或集體）-全球覆蓋性、固定廣播能力，用于提供對各種網(wǎng)絡(luò)的寬帶接入。,直接廣播衛(wèi)星系統(tǒng),本地多點(diǎn)分配業(yè)務(wù),LMDS工作在毫米波段（28GHz-31GHz）-固定無線通信，點(diǎn)對多點(diǎn)-視頻像、數(shù)據(jù)、話音-直接提供給用戶接收（個體或集體）-成本低、靈活性大、組網(wǎng)容易、帶寬達(dá)1.3GHz-覆蓋范圍較?。?-5公里），受氣候影響較大,LMDS系統(tǒng)機(jī)構(gòu),LMDS原理,工作頻段集中在24GHz，26GHz，28GHz、31GHz，38GHz，80%集中在27.5GHz-29.5GHz多址方式下行扇區(qū)TDM，上行TDMA或FDMA調(diào)制方式QPSK，16QAM、64QAM拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)星型和環(huán)型,無線局域網(wǎng),傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)的一種延伸，有時可替代可實(shí)現(xiàn)良好的移動性設(shè)備安裝快速、簡單、靈活無需布線，減少了費(fèi)用具有多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?IEEE802.11系列標(biāo)準(zhǔn),IEEE802.11第一個無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn),用于解決辦公室局域網(wǎng)和校園網(wǎng)中用戶與用戶終端的無線接入,業(yè)務(wù)主要局限于數(shù)據(jù)訪問,速率最高達(dá)到2Mbit/s,在速率和距離上不能滿足需要IEEE802.11a工作在5.8GHz,使用OFDM調(diào)制技術(shù),支持54Mbit/s傳輸速率IEEE802.11b工作在2.4GHz,使用CCK調(diào)制技術(shù),支持11或22Mbit/s傳輸速率IEEE802.11g工作在2.4GHz,使用OFDM調(diào)制技術(shù),支持54Mbit/s傳輸速率,可于802.11b系統(tǒng)互連IEEE802.11i和IEEE802.11xIEEE802系列LAN的整體安全體系架構(gòu),包括認(rèn)證和密鑰管理IEEE802.11n高速率WLAN,將WALN速率從54Mbit/s提高到108Mbit/s以上,最高可達(dá)320Mbit/s,雙頻工作模式(2.4GHz和5.8GHz),采用MIMO和OFDM技術(shù),傳輸距離可達(dá)幾公里,WLAN特點(diǎn),安裝便捷免除大量部線工作,僅僅需要安裝一個或多個AP,便于維護(hù)和管理高移動性在無線局域網(wǎng)信號覆蓋范圍內(nèi),用戶和隨意移動,不收地理的限制,AP支持距離在300米左右,在辦公環(huán)境為10-100米.易擴(kuò)展性有多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和多種配置方式,可以方便地擴(kuò)充用戶數(shù)可靠性使用與以太網(wǎng)類似的連接協(xié)議和數(shù)據(jù)報確認(rèn),提供可靠的數(shù)據(jù)傳送和網(wǎng)絡(luò)帶寬,無線個域網(wǎng),基于計算機(jī)通信的專用網(wǎng),用于解決同一地點(diǎn)終端與終端間的連接特點(diǎn)拓?fù)淠軌蜻m應(yīng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的移動性,可以獨(dú)立工作,也可以與互連網(wǎng)或蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)連接標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.15.12.4GHz,10m,1Mbit/s,1600Hop/s,GFSKIEEE802.15.2定義兩種機(jī)制,與WLAN關(guān)系IEEE802.15.3高速WPAN的物理層和MAC層。QPSK，DQPSK，16/32/64QAM，11/22/33/44/55Mbit/s，Beacon，解決高速數(shù)碼產(chǎn)品之間的互連。IEEE802.15.3a擴(kuò)展了IEEE802.15.3頻段，3.1-10.6GHzIEEE802.15.4低速WPAN的物理層和MAC層，DSSS技術(shù)，250kbit/S(2.4GHz)，20kbit/s(868-915MHz),無線個域網(wǎng)-藍(lán)牙技術(shù),一種短距離無線通信技術(shù)。2.4GHz，距離范圍一般10米，但可達(dá)100米（加大功率）1600Hop/s,1Msymbol/s支持點(diǎn)到點(diǎn)和點(diǎn)到多點(diǎn)連接，組成微微網(wǎng)每一個藍(lán)壓設(shè)備均有一個48位地址TDMA結(jié)構(gòu)和TDD方式,移動無線寬帶接入,MBWA:移動寬帶接入,IEEE802.202002年3月成立MWBA研究小組(SG)2002年7月成立MWBA執(zhí)行委員會研究小組(ECSG)2002年7月ECSG批準(zhǔn)MWBA的5項標(biāo)準(zhǔn)2003年1月召開MWBAWG第一次會議,MWBA網(wǎng)絡(luò)基本特性,完全透明支持實(shí)時和非實(shí)時應(yīng)用,并能一直保持網(wǎng)絡(luò)連通支持不同技術(shù)間的切換和漫游(如MBWA到WLAN)支持小區(qū)間和扇區(qū)間的無縫切換支持MAC的不同狀態(tài),能夠快速轉(zhuǎn)變能夠?yàn)樯舷骆溌房焖俜峙渌栀Y源支持基于策略的QoS,且同時支持IPv4和IPv6對用戶數(shù)據(jù)速率進(jìn)行自動化管理,根據(jù)無線環(huán)境的具體情況自動選擇最優(yōu)的用戶數(shù)據(jù)速率空中接口提供信令消息,以支持用戶與網(wǎng)絡(luò)雙方的相互認(rèn)證允許與現(xiàn)有的蜂窩移動通信系統(tǒng)協(xié)同工作,從而降低網(wǎng)絡(luò)部署成本;空中接口的網(wǎng)絡(luò)實(shí)體接口都是開放的,MWBA網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)類型,MWBA網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),協(xié)議模型采用和IEEE802系列系統(tǒng)相同的參考模型系統(tǒng)模型:基于蜂窩系統(tǒng),采用混合小區(qū)結(jié)構(gòu)(微和宏小區(qū)),以適應(yīng)不同地理環(huán)境,點(diǎn)到多點(diǎn)MBWA模型包括兩個平面:數(shù)據(jù)控制平面和管理平面純IP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),WiMAX技術(shù),WiMAX技術(shù)是BWM技術(shù)中最熱門的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)為IEEE802.16系列面向城域，適合固定、便攜和移動場景寬帶業(yè)務(wù),IEEE802.22技術(shù),802.16a/d/e和20用于在半徑為1-5km的無線城域網(wǎng)環(huán)境建立基礎(chǔ)架構(gòu),而802.22技術(shù)的目標(biāo)是提供接入半徑為100km地理范圍內(nèi)的地域級無線接入速率可以到達(dá)ADSL或者CableModem水平主要為生活在農(nóng)村地區(qū)的人提供寬帶接入業(yè)務(wù)2004年11月IEEE開始了802.22標(biāo)準(zhǔn)化工作使用TV廣播頻段,即UHF/VHF,47-910MHz,IEEE802.22網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),一個基站和多個用戶駐地設(shè)備(CPE);基站必須是點(diǎn)到多點(diǎn),通過使用全向天線和一個成形扇區(qū)或者自適應(yīng)天線陣列實(shí)現(xiàn)下行信號發(fā)射到用戶設(shè)備;為了實(shí)現(xiàn)共存,必須包含相應(yīng)的物理層和MAC層控制機(jī)制,允許基站基于對授權(quán)用戶的頻譜感知來動態(tài)改變網(wǎng)絡(luò)的功率或者頻率,以避免干擾;為了解決排列或重疊覆蓋造成的問題,實(shí)現(xiàn)更好的共享頻譜,系統(tǒng)還必須包含各基站之間的協(xié)調(diào)機(jī)制。,IEEE802.22物理層,主要基于802.16的固定寬帶接入標(biāo)準(zhǔn),主要差別在于使用頻段以及所支持的信道數(shù)量802.22工作頻段為TV廣播頻段,即UHF/VHF,47-910MHz頻道帶寬:6,7,8MHz支持TDD和FDD兩種雙工方式速據(jù)速率:6MHz帶寬23Mbps(2-3)*6MHz帶寬71Mbps(綁定)調(diào)制方式:OFDM用戶容量:100/小區(qū)或采用部分頻道技術(shù),如1-8MHz,這樣可以和如無線話筒共享一個頻段,避免干擾和串話,IEEE802.22物理層,傳輸方式:自適應(yīng)OFDM,1024或2048個子信道,具有更好的抗干擾和外部影響.調(diào)制方式:BPSK到64QAM,具備動態(tài)適應(yīng)信道變化的情況.編碼:卷積碼(強(qiáng)制性的),LDPC和TurboCoding(可選)高級傳輸控制機(jī)制:支持STBC,AAS,MIMO和SDMA,IEEE802.22MAC層,大部分特征和IEEE802.16e相同,如支持具有QoS功能的Diffserv,以及全OFDM幀結(jié)構(gòu).連接建立和成幀:通過在每一個OFDM幀頭發(fā)送先導(dǎo)碼來識別出IEEE802.22基站;一但用戶定位出了IEEE802.22基站,該用戶通過在每一個幀的開始部分加入基于競爭連接配置的消息完成認(rèn)證和連接配置.數(shù)據(jù)傳送:IEEE802.22中的數(shù)據(jù)通過與IEEE802.16e類似的OFDM幀發(fā)送,BS控制所有下行鏈路數(shù)據(jù)的發(fā)送,而用戶發(fā)送數(shù)據(jù)之前,必須向BS請求上行時隙.不同點(diǎn)是要考慮重疊探測和信道綁定.一但使用綁定,就要使用超級幀頭部,以便向用戶表明他們應(yīng)該使用哪些頻道來發(fā)送數(shù)據(jù).,IEEE802.22MAC層,感知和檢測:A.采用帶內(nèi)感知和帶外感知兩種方法.帶外測量對應(yīng)于其他所有未受影響的信道,帶內(nèi)測量涉及基站用于同用戶設(shè)備通信的信道以及受該通信影響的鄰近信道。在帶內(nèi)測量時,基站必須停止信道中的一切數(shù)據(jù)傳送，而在帶外測量中不需要。B.需要通過基站的動態(tài)控制在較低的信噪比下以非相干的方式感知信號,從而確定主用戶的存在.C.使用智能綜合算法將感知任務(wù)分配到各個用戶設(shè)備,一旦得到足夠感知數(shù)據(jù),基站通過將它們進(jìn)行綜合,獲得整個小區(qū)的頻譜占用圖,并采取適當(dāng)?shù)牟襟E改變相關(guān)的用戶設(shè)備的操作參數(shù),如操作頻率和功率等級,解決潛在干擾問題D.綜合了頻譜管理功能，比如切換信道、掛起/重啟信道傳輸、終止/重啟信道操作等，以保證主用戶業(yè)務(wù)得到保護(hù)和實(shí)現(xiàn)有效共存。,IEEE802.22MAC層,QoS支持:類似也IEEE802.16e標(biāo)準(zhǔn)流分類:支持UGS,rtPS,nrtPS,BE端到端:Diffserv和RSVP安全性:類似也IEEE802.16e標(biāo)準(zhǔn),支持認(rèn)證,授權(quán),信息完整性以及數(shù)據(jù)加密等,IEEE無線連網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)分類和覆蓋區(qū)域,三種寬帶無線接入標(biāo)準(zhǔn)特征比較,ROF接入系統(tǒng),ROF:RadiooverFiber射頻信號的光纖傳輸技術(shù)(RadiooverFibe