1、第6章 无线宽带接入技术 6.1 本地多点分配业务 本地多点分配业务(LMDS) 是一种可提供多种宽带业务的点对多点(基站到用户）的微波技术, 工作频段一般为10GHz40GHz,可用带宽大于1GHz。 LMDS采用小区制技术，小区半径一般在5km左右，用户接入速率高达155Mb/s。 采用ATM信元做为基本的无线传输机制。,适用于高密度用户地区或光纤、铜线等有线手段很难到达的区域，满足用户对高速数据和图像通信日益增长的需求，特别适用于突发性数据业务和Internet接入。,1. LMDS系统技术特点： (1)频率复用高、系统容量大 (2)工作频带宽、可提供宽带接入 (3)运营商启动资金较小，
2、后期扩容能力强，投资回收快 (4)提供业务种类多、速度快 (5)在用户发展方面极具灵活性和可扩展性,LMDS系统局限性： (1)LMDS服务区覆盖范围较小，小区半径一般在5km左右,不适合远程用户使用； (2)不适用于降雨量大的地区，会受“降雨衰减”效应的限制； (3)不适用于地形、地物变化较大的地方； (4)传输质量在无线覆盖区边缘不稳定； (5)LMDS仍属于固定无线通信，缺乏移动灵活性。,一LMDS系统结构 典型的LMDS系统结构由基站、终端站、网管系统组成。,1基站 位于服务区的中心，负责进行用户端的覆盖，可对不同扇区的多个终端站提供服务； 提供与核心网的接口，完成SNI接口与空中无线
3、接口之间信号的处理与变换； 并负责LMDS系统无线资源管理。 基站包括室内单元和室外单元两部分。 室内单元作为控制器：将来自各个扇区不同用户的上行业务信息进行适配和汇聚复用，送往核心网，同时将来核心网的下行业务信息分送至各个扇区。,室外单元作为射频设备：将中频信号变换至相应的微波频段，通过天线发射出去，或将天线收到的微波信号变换至中频信号送往基站控制器，基站控制器与室外单元之间通过中频电缆相连。 2终端站 位于用户驻地。负责将用户通过无线方式连接至中心站并与骨干网络相连。他可以提供多种业务接口，通常有E1，POTS，10/100BaseT，FR，ATM，ISDN，N64 kb/s等，可以支持多
4、种应用。,主要任务： 终端站设备通过TDM与FDM广播方式在中心站到终端站的下行链路上接收由中心站传来的数据信息； 在终端站到中心站的上行链路上利用TDMA或FDMA方式共享整个扇区带宽所发送的用户信息。 终端站包括室内单元和室外单元两部分。 室外单元包括微波收发器、定向天线。,室内单元包括调制解调单元和用户接口单元，可提供多种业务接口，支持多种应用。 3网管系统 主要负责管理多个区域内的用户网络，负责完成告警与故障诊断、系统配置、计费、系统性能分析和安全管理等功能。可对基站和终端站设备进行集中监控、实现无人值守。 二LMDS主要技术 1调制技术 主要有相移键控(4PSK又称QPSK )和正交
5、幅度调制(4QAM、16QAM、64QAM)等。,调制技术越复杂，相同条件下覆盖的范围越小。并通过采用自适应调制技术来动态改变所采用的调制方式，为每个用户设定最佳的调制方式，以适应基站与终端站之间的环境和干扰变化。 2.无线频谱规划 LMDS系统的工作频段一般为10GHz40GHz，带宽通常为1GHz以上，属于微波频段。 由于该波段的微波在空间直线传输，只能实现视距接入，所以在基站和终端站之间的无线传输路径上不能存在任何阻挡。,我国LMDS系统占用频段为26GHz，按FDD双工方式规划的LMDS工作频率范围为24.45027.000GHz， 具体规定如下： 下行射频(基站发、终端站收)为24.
6、50725.515GHz 上行射频(终端站发、基站收)为25.57526.765GHz,4组网技术 LMDS系统主要采用多扇区蜂窝组网技术。 通常将一个地区划分为若干小区，一个基站为一个小区，每个小区可分为多个扇区，每个小区内的基站设备经点到多点无线链路与小区内的用户端通信。 5. 多址方式 LMDS下行主要采用TDM（时分复用）的方式将信号向相应扇区广播，每个用户终端在特定的频段内接收属于自己的信号。 基站设备主要以TDMA和FMDA中的一种接收来自本扇区内多个远端用户的信号。 多址方式是指基站设备采用何种办法正确接收来自本扇区内多个远端用户的信号.,如果采用TDMA方式，则若干远端站可以在
7、相同频段的不同时隙向基站发射信号，需要同步和定时，效率较低(与FDMA 比)，需预先分配时隙，支持按需分配带宽，这种方式更适合为突发性的数据业务提供服务，可以实现灵活的带宽分配，统计复用。比如Internet接入应用比较有优势。 如果采用FDMA方式，则相同扇区中不同远端在不同频段上向基站发射信号，彼此互不干扰。由于这种方式则适合于业务量大、稳定、突发少的租用线业务。,三LMDS提供的业务 (1)话音业务 LMDS 系统是一种高容量的点对多点微波传输技术，可实现PSTN主干网无线接入,可提供高质量的话音服务。 (2)数据业务 LMDS的数据业务包括低速数据业务、中速数据业务、高速数据业务，支持
8、局域网互连，并支持多种协议，包括帧中继、ATM、TCP/IP等。,(3)IP接入业务 LMDS可以直接实现Internet的无线接入，数据传输速率为1.2kb/s155Mb/s，也可以通过ATM交换机间接实现Internet的无线接入。 (4)视频业务 LMDS能提供模拟和数字视频业务。如远程医疗、高速会议电视、远程教育、VOD等。 应用领域：大客户的综合宽带接入、网吧宽带接入、公话超市、移动基站互连以及电路出租等。,9.2 多路多点分配业务 多路多点分配业务(MMDS)是一种点对多点分布、提供宽带接入业务的无线接入技术. 主要用于电视节目的无线传输。 MMDS工作频段主要集中在2GHz5GH
9、z，可应用于半径为40km左右的大范围覆盖。 9.2.1 MMDS系统结构 一般由基站、用户站、网管系统组成。 一个数字MMDS系统主要由MMDS发射机、发射天线和接收天线、机顶盒等设备组成。,1MMDS发射机 主要任务是将输入的视频、音频和数据信号，经MPEG-2数字压缩、数字复接和QAM调制、再经过上变频器后输出MMDS微波信号。 2天线 数字MMDS发射天线即基站天线，发射功率一般为500W、800W，覆盖范围可4050km左右. MMDS接收天线即用户站天线，一般采用比较简单的屋顶天线，天线尺寸一般为0.53.0m，天线形状一般为矩形栅状或圆形栅状。,3降频器 即降频变换器,是数字MM
10、DS的下变换器,它将数字MMDS信号变换到射频数字信号。 4机顶盒 数字MMDS机顶盒是数字MMDS接收解码器。 它将数字MMDS的下变换器输出的RF数字信号转换成模拟电视机可以接收的信号。,9.2.2 MMDS主要技术 1调制技术 主要有相移键控(4PSK又称QPSK )和正交幅度调制(4QAM、16QAM、64QAM)等。 2多址技术 上行多址方式为TDMA、CDMA，下行复用方式为TMD、FDM方式等。 3无线频谱规划 MMDS系统工作频段主要集中在2GHz5GHz，这个频段的资源比较紧张，各个国家能够分配给MMDS使用的频率要比LMDS少得多。,我国国家无线电管理委员会规定：MMDS的
11、工作频段为2.535 GHz2.599 GHz，只有64MHZ带宽，只能传送8个PAL-D频道节目。 4组网技术 MMDS系统为视距传播，支持多扇区组网方式。一般情况下采用单基站系统、点到多点应用形式。,9.2.3 MMDS提供的业务 MMDS技术是以视距传输为基础的图像分配传输技术，可提供模拟视频、数字视频、双向数据传输、Internet接入和电话业务等，还支持用户终端业务、补充业务、GSM短消息业务和各种GPRS电信业务， 适合于用户分布较分散，而业务需求却不大的用户群。 【应用实例】 MMDS在卫星直播电视网中的应用,9.3 无线局域网 1. 概述 无线局域网(WLAN)是指以无线电波或
12、红外线作为传输媒质的计算机局域网。 无线局域网支持具有一定移动性的终端的无线连接能力，无需布线即可灵活地组成可移动的局域网, 是有线局域网的补充. 无线局域网的主要应用是作为IP接入网技术，提供高速Internet无线接入业务。,无线局域网的应用价值体现在： 1）可移动性：由于没有线缆的限制，用户可以在不同的地方移动工作，网络用户不管在任何地方都可以实时地访问信息。 2）布线容易：由于不需要布线，消除了穿墙或过天花板布线的繁琐工作，因此安装容易，建网时间可大大缩短。 3）组网灵活：无线局域网可以组成多种拓扑结构，可以十分容易地从少数用户的 点对点 模式扩展到上千用户的 基础架构 网络。 4）成
13、本优势：在需要频繁移动和变化的动态环境中，无线局域网的投资更有回报。,2. 广泛使用无线局域网的领域 移动办公的环境：大型企业、医院等移动工作的人员应用的环境； 难以布线的环境：历史建筑、校园、工厂车间、城市建筑群、大型的仓库等不能布线或者难于布线的环境； 频繁变化的环境：活动的办公室、零售商店、售票点、医院、以及野外勘测、试验、军事、公安和银行金融等，以及流动办公、网络结构经常变化或者临时组建的局域网； 公共场所：航空公司、机场、货运公司、码头、展览和交易会等； 小型网络用户：办公室、家庭办公室（SOHO）用户；,3. WLAN协议 1985年，美国联邦通信委员会（FCC）授权普通 用户可以
14、使用ISM频段而把无线局域网推向商业 化发展。 ISM分别取自industrial（工业）、scientific（科研）及medical（医疗）的第一个字母，许多工业、科研和医疗设备使用的无线频率集中在该频段。 FCC定义的ISM频段为902928MHZ、2.42.4835GHZ和5.7255.875GHZ三个频段。,IEEE802.11规范了无线局域网网络的媒体访问控制 (mediun access control-MAC)层及物理(physical-PHY)层。 1）IEEE 802.11a IEEE 802.11a工作在5GHz频段，数据传输速率为6Mb/s 54Mb/s动态可调，支持语
15、音、数据和图像业务，适用室内、 室外无线接入。该标准在IEEE 802.11基础上扩充了标准的物理层，可采 用正交频分复用(OFDM)、BPSK、DQPSK、16QAM、 64QAM调制方式，可提供无线ATM接口、以太网无线帧 结构接口、TDD/TDMA空中接口，一个扇区可接入多个 用户，每个用户可带多个用户终端。,（2）IEEE 802.11b WIFI全称Wireless Fidelity，又称802.11b标准，工作在2.4GHz频段，数据传输速率可在1Mb/s、2Mb/s、5.5Mb/s、11Mb/s之间自动切换，支持数据和图像业务，适用于在一定范围内移动办公的要求。 该标准在IEEE
16、 802.11基础上扩充了标准的物理层，可采用直接序列扩频(DSSS)和补码键控(CCK)调制方法； 在网络安全机制上，IEEE 802.11b提供了MAC层的接入控制和加密机制，达到与有线局域网相同的安全级别。,(3) IEEE 802.11g 由于IEEE 802.11b和IEEE 802.11a工作在不同的频段上，物理层调制方式也不同,IEEE 802.11a不能兼容目前的IEEE 802.11b的产品。 同时5GHz频段在许多国家还没有获得正式批准，而且11Mbit/s的传输满足不了视频服务带宽的需求。 IEEE 802.11g标准方案在确保兼容现有使用2.4GHz频带的IEEE 802.11b的同时,实现了54Mbit/s数据传送速度。2. 802.11介质访问协议： IEEE802.11无线局域网必须协调好对共享通信介质（在 这里是无线电频率）的访问和使用，避免冲突的访问协 议CSMA/CA。,二WLAN系统结构 WLAN可通过无线电、采取不同网络结构来实现互连，通常将相互连接的设备称为站，将无线电波覆盖的范围成为服务区。 WLAN中的站有3类：固定站、移动站、半移动站；装有无线网卡的台式PC 机、装有无线网卡的笔记本电脑、个人数字助理(PDA)、802.11手机 .,
