無線接入技術論文

　　無線接入技術在一定條件下,用于提供本地交換局至用戶終端之間的通信傳輸,但不提供局間漫游服務。下面小編給大家分享無線接入技術論文，大家快來跟小編一起欣賞吧。

　　無線接入技術論文篇一

　　寬帶無線接入(WiMAX)技術應用

　　摘要：全球微波互聯接入(WiMAX)技術不僅應用于互聯網，還可應用于廣播電視CATV網，寬帶無線接入技術是目前較為先進的，對廣播電視CATV網的移動傳輸起點也較高。全球微波互聯接入(WiMAX)應用無線代替有線接入的寬帶技術對無線電領域具有重要作用。

　　關鍵詞：無線 寬帶 WiMAX

　　中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416(2013)03-0054-02

　　1 WiMAX的慨念

　　WiMAX稱為全球微波互聯接入，又稱IEEE802.16標準或者寬帶無線接入標準。WiMAX是采用無線方式來代替有線實現“最后一公里”接入的寬帶無線接入技術，是針對微波和毫米波頻段來提出的一種空中接口標準?？捎糜趯EEE802.16a無線接入熱點連接到互聯網，還可作為線纜和DSL的無線擴展技術，實現無線寬帶接入。WiMAX作為寬帶無線接入技術，能提供面向互聯網的高速連接，傳輸距離可達48Km，還具有QOS保障、傳輸速率高等。

　　是否支持移動特性，IEEE802.16標準可分為固定寬帶無線接入、移動寬帶無線接入空中接口標準。WiMAX技術起點較高，采用具有代表今后通信技術發展方向的OFDM/OFDMA、AAS、MIMO等先進技術，WiMAX逐步實現寬帶業務的移動化。

　　2 WiMAX技術

　　2.1 WiMAX工作原理

　　WiMAX傳輸速率更快，傳播距離更遠，可供使用用戶數更多，許多地方無任何寬帶網絡接入，WiMAX能消除這些盲區。

　　WiMAX系統組成;WiMAX發射塔，從慨念上看和移動手機發射塔相似。單臺WiMAX發射塔可覆蓋約8，000平方公里。WiMAX接收機;接收機和天線可是一個小盒或者是一張PCMCIA卡，也可像無線上網接入方式一樣內置。

　　WiMAX發射塔臺可使用高帶寬的有線連接直接連接到互聯網。也可使用視線微波鏈接和另一個WiMAX發射塔連接，這種和第二個發射塔的連接(通常稱為回程)，以及單臺WiMAX發射塔可覆蓋的約8，000平方公里能力，使得WiMAX能夠覆蓋較邊遠地區。

　　WiMAX實際上可以提供兩種無線服務形式，1是非視線型無線上網，計算機上的小天線可與發射塔連接。在這種模式下，WiMAX使用較低頻率范圍―2GHz至11GHz(與無線上網相似)。較低波長傳輸不容易被障礙物干擾。2是視線型服務，一般安裝在房頂的固定拋物面天線指向WiMAX發射塔。視線型連接功率更強、更穩定，因此可在錯誤更少情況下發送大量數據。視線型傳送使用較高頻率，范圍可達66GHz。頻率越高，干擾越小，同時又有較大的帶寬。

　　無線上網型接入方式局限于大約6Km至10Km范圍，通過使用更強的視線型天線，WiMAX發射臺可將數據發送到以該發射臺為中心，半徑48Km范圍內WiMAX發射臺的路由器上。

　　廣域網擴大局域網最后一步就是建立廣域網(GAN)。這種網絡具有足夠的帶寬以提供可與電纜調制解調器服務的互聯網接入。

　　2.2 WiMAX應用模式

　　固定接入業務是WiMAX基于802.16標準最基本的業務模型，網絡模式與現有的點對多點固定無線接入相似。終端設備可選擇連接到最好的中心站，WiMAX固定應用模式的用戶及場景包括;小區EI/IP的承載線路，作為DSL的替代者進行無線寬帶接入網絡覆蓋，作為有線網絡無法進入的地方鏈路備份。

　　采用OFDM、MIMO技術以后，增強了抗多徑的能力，能夠非視距傳輸，提高頻譜利用率。

　　2.3 工作頻段

　　802.16工作頻段采用的是無需授權頻段，頻率范圍在2GHz至66GHz之間，而802.16a則是采用2GHz至11GHz無需授權頻段的寬帶無線接人技術，頻道帶寬可根據需求在1.5MHz至20MHz范圍調整。即此802.16所使用的頻譜可能比其它任何無線技術更豐富，具有如下優點;(1)對于已知的干擾，窄的信道帶寬有利于避開。(2)當信息帶寬需求不大時，窄的信道帶寬有利于節省頻譜資源。(3)靈活的帶寬調整能力，有利于協調頻譜資源。

　　2.4 多址方式

　　在OFDM技術基礎上結合頻分多址(FDMA)，將信道帶寬內可用的子載波資源分配給不同用戶使用，就是OFDMA。根據具體的子載波分配方式，OFDMA又可分為子信道OFDMA和跳頻OFDMA。

　　在多址方面，802.16/e在上行采用時分多址(TDMA)，上行信道被劃分成多個時隙。初始化、維護業務傳輸等都是通過占用一定數量時隙來完成。占用數量由基站的MAC層統一控制，并根據系統性能優化要求而動態改變。下行信道采用時分復用(TDM)，基站送給不同用戶的信息被復用成單個數據流，通過下行信道廣播發送給扇區內所有終端。

　　2.4 鏈路層技術

　　TCP/IP協議特點之一是對信道傳輸質量有較高要求。寬帶無線接人技術面對日益增長的IP數據業務，必須適應TCP/IP協議對信道傳輸質量要求。在WiMax技術的應用條件下(室外遠距離)，無線信道衰落現象非常顯著，在質量不穩定的無線信道上應用TCP/IP協議，其效率可能十分低。WiMax技術在鏈路層加入了ARQ機制，減少達到網絡層的信息差錯，可大大提高系統業務量。同時WiMax采用天線陣、天線極化方式等天線分集技術來應對無線信道衰落。提高了WiMax的無線數據傳輸性能。

　　2.5 QoS性能

　　WiMax可以向用戶提供具有QoS性能的數據、視頻業務，WiMax可提供三種等級服務;CBR(固定帶寬)、CIR(承諾帶寬)、BE(盡力而為)。CBR的優先級最高，任何情況下網絡操作者與服務商以高優先級、高速率和低延時為用戶提供服務，保證用戶訂購的寬帶。CIR次之，網絡操作者以約定的速率來提供，如果速率超過規定的峰值時，優先級會降低，還可根據設備帶寬資源情況向用戶提供更多的傳輸帶寬。BE則具有更低的優先級，這種服務象傳統IP網絡的盡力而為服務，網絡不提供優先級和速率保證。在系統滿足較高優先級業務用戶條件下，盡量為用戶提供帶寬。 　　3 WiMAX系統網絡結構

　　WiMAX系統網絡結構包括;WiMAX終端、接人網、核心網。

　　作為核心網的連接服務網絡提供WiMAX網絡及其它IP網的互聯以及用戶認證、管理、漫游等服務，終端直接提供給用戶使用，基站為終端用戶提供無線接人服務。各個基站可根據情況直接相聯也可通過核心網相聯。目前，對核心網只提供了網絡構架及一些功能要求，標準仍在發展完善中。有關WiMAX的產品主要是基站及終端設備。基站建設規劃直接關系到能否為用戶提供滿意的接人服務。

　　射頻收發模塊負責電磁信號的收發及處理，它和物理層基帶模塊交互的是中頻信號。設計時可考慮采用智能天線、多輸入多輸出和扇區化等技術來提高頻譜利用率，以提高抗干擾性并增加網絡容量。

　　物理層基帶與MAC層處理模塊是基站系統的重要組成部分，802.16協議功能主要由它們來實現。隨著芯片集成能力提高，它們與存儲系統可在一個芯片上集成。在基帶處理芯片選擇上，要注意的是;采取何種調制方式、雙工方式、可支持物理信道帶寬、OFDM處理性能等。

　　802.16采用了QPSK，16―QAM與64―QAM調制技術。QAM正交振幅調制技術機理較復雜，可充分利用帶寬，抗噪聲能力強等特點，被廣泛采用。

　　802.16標準支持的雙工模式為;時分(TDD)、頻分(FDD)及半雙工FDD(H―FDD)三種。TDD方式成本較高，但接收和發送的帶寬可同時使用，具有極大數據吞吐量。設計時一般基站采用FDD模式，終端較多采用成本較低的H―FDD或FDD模式。網絡處理器負責數據上層處理及以其它網絡互聯，設計時可把MAC層軟件部分嵌入網絡處理器中。

　　設計時采用低功率的片上系統(SoC)解決方案，多載波情況下射頻部分設計也相當關鍵。另外，WiMAX終端要考慮提供給不同環境中用戶使用，主要接口要多樣性。

　　4 WiMAX的優缺點

　　4.1 WiMAX優點

　　(1)實現更遠傳輸距離。WiMAX所能實現的48公里無線信號傳輸距離是無線局域網所不能比擬的，網絡覆蓋是3G發射塔的10倍，只需少數基站就能實現全城覆蓋，就使得無線網絡應用范圍得到擴展。(2)提供更高速寬帶接人。WiMAX的最高接人速度是70Mbps，速度是3G寬帶速度的30倍。對無線網絡來說，是一個驚人的進步。(3)較好的最后一公里網絡接人服務。它可以將Wi―Fi熱點連接到互聯網，還可以作為DSL等有線接人方式無線擴展，實現最后一公里寬帶接人。(4)提供多媒體信息服務。WiMAX比較Wi―Fi具有較好的可擴展性及較安全性，從而能夠實現多媒體較好的信息服務。(5)從產業鏈來說，WiMAX還需要經過像TD―SCDMA產業鏈的規模實驗過程。

　　4.2 WiMAX缺點

　　(1)從標準來說WiMAX技術是不能支持用戶在移動過程中無縫切換。因為速度只有50公里/小時，如高速移動，WiMAX達不到無縫切換要求，與3G三個主流標準相比，其性能相差很遠。(2)WiMAX嚴格意義上來說不是一個移動通信系統標準，是一個無線局域網技術。(3)WiMAX要到802.16才能成為具有無縫切換功能的移動通信系統。

　　5 WiMAX技術應用及發展趨勢

　　5.1 WiMAX的應用

　　跟其它接人方式相比，WiMAX寬帶無線接人技術具有部署速度更快，擴展能力更強及靈活性更高等優點，典型應用有;

　　5.1.1 Intemet接人

　　主要針對有綜合布線的小區及大樓，在樓頂安裝WiMAX用戶端的室外單元ODU，并安裝用戶側室內單元和以太網交換機，利用現有綜合布網線接人用戶，通過無線空中接口提供寬帶服務。

　　WiMAX真正實現了寬帶無線化，使互聯網擺脫了線的束縛，同時WiMAX又能根據用戶需求提供高帶寬，使終端用戶體驗到高科技所帶來的極速體驗。

　　5.1.2 村村通、戶戶通工程

　　對于農村及邊遠山區的低端用戶來說，農村通信服務要求系統覆蓋范圍大，不依賴線纜架設，接人速度快，成本較低。WiMAX(802.16―2004)技術非常適合這一工程，可提高農村服務質量，在較短時間內縮小與城市之間的差距。

　　5.1.3 視頻實時監控

　　傳統的視頻監控系統大多只在現場模擬監視，傳輸的監控信息簡單，不能清晰傳輸大流量的實時圖像，監控效果比較低。

　　WiMAX網絡讓大信息量的視頻傳輸成為可能，可讓傳統的視頻監控在WiMAX技術的無線寬帶上得以延伸，實時監控的業務范圍非常廣泛，幾乎可覆蓋大部分行業。

　　從另外一方面看，WiMAX可無需鋪設線路，通過無線傳輸給實時監控業務提供快捷方便的接人手段。

　　5.1.4 LAN局域網互聯

　　一個單位如在地域內有多個部門，利用WiMAX寬帶固定無線接入系統，可較方便實現單位與各個部門的局域網連接。

　　5.1.5 窄帶業務或基站互聯

　　通過WiMAX寬帶固定無線接人系統提供EI接口，可滿足GSM移動基站的接入，將來支持3G網絡基站互聯。

　　5.1.6 IPTV應用

　　隨著用戶規模擴大，IPTV等多業務的承載網絡將走向多邊化。每個IPTV視頻流用戶的網絡帶寬需求約2Mbps左右，WiMAX技術能提供足夠帶寬給IPTV的寬帶接人方式。

　　5.2 WiMAX發展趨勢

　　對于WiMAX的進入TD領域，從技術支持角度來看，WiMAX跟TD同屬一個系列，從這里帶來幾個含義，1是證明了TD所采用技術的先進性，移動通信技術越來越采用TD模式。2是TD系列產業增加了新的技術，對TD是一種壓力及動力，此舉對兩種技術之間都取到一種促進和發展作用。3是WiMAX基于固定數據接入發展而來，TD是從高速移動的語音和部分數據向更高數據方面發展。現階段存在一定互補性，有一定重疊，在現實階段并不大，WiMAX要做到像3G在高速移動狀態下很好的傳輸語音和數據，還需要一定時間，所以WiMAX發展還任重道遠。

　　參考文獻

　　[1]武海斌.超寬帶無線通信技術的研究[J].無線電工程，2003，(10).

　　[2]張靖，黎海濤，張平.超寬帶無線通信技術及發展[J].電信科學，2001，(11).

　　[3]云南無線電管理辦.無線電教程(四)[M].無線電操作編委會，2012.

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