寬帶無(wú)線通信系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)

林朋雨

摘 要：我國(guó)寬帶無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展非常之迅速，技術(shù)也日趨成熟，人們對(duì)于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的需要也日漸頻繁，WI-FI，3G，4G 這些無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)物在我們生活中非常常見(jiàn)，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成了生活中必不可少的一部分。本文簡(jiǎn)要的闡述了寬帶無(wú)線通信技術(shù)、超寬帶無(wú)線技術(shù)發(fā)展的基本情況。并對(duì)未來(lái)的移動(dòng)通訊技術(shù)進(jìn)行展望。

關(guān)鍵詞：寬帶無(wú)線通信技術(shù)；無(wú)線網(wǎng)絡(luò)；發(fā)展趨勢(shì)

一、寬帶無(wú)線通信系統(tǒng)概述

寬帶無(wú)線系統(tǒng)一般由遠(yuǎn)端用戶站（RT）、基站（BTS）、和網(wǎng)管系統(tǒng)（EMS）組成，基站負(fù)責(zé)對(duì)遠(yuǎn)端站點(diǎn)進(jìn)行覆蓋，并且提供與核心網(wǎng)絡(luò)的多種業(yè)務(wù)接口技術(shù)。遠(yuǎn)端站由室外和室內(nèi)單元組成，通常會(huì)采用口徑很小的室外定向天線，網(wǎng)管設(shè)備（EMS）主要與基站相連，能實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的性能監(jiān)測(cè)、操作維護(hù)、軟件下載等基本功能。

寬帶無(wú)線通信技術(shù)從所使用的頻帶上可分為兩類，一個(gè)是高頻段的LMDS系統(tǒng)，另一個(gè)是低頻段的MMDS系統(tǒng)。LMDS系統(tǒng)的特色在于可用的帶寬較大，但是可靠覆蓋范圍一般在5公里以內(nèi)，適合商務(wù)熱點(diǎn)地區(qū)的使用；MMDS系統(tǒng)的特色在于受雨衰影響小，全天候可靠覆蓋范圍在10公里以上，但是帶寬較小，適合SME和SOHO用戶使用。

二、寬帶無(wú)線系統(tǒng)的應(yīng)用

1.寬帶無(wú)線技術(shù)

我國(guó)已經(jīng)進(jìn)行了2.5GHz、3.5GHz、5.8GHz、等無(wú)線接入頻譜的規(guī)劃。LMIS為本地多點(diǎn)分配系統(tǒng)，基本工作頻段范圍為10-40GHz。系統(tǒng)通過(guò)扇區(qū)或基站設(shè)備將ATM骨干網(wǎng)基帶信號(hào)調(diào)制為射頻信號(hào)發(fā)射出去，在其覆蓋區(qū)域內(nèi)的許多用戶端設(shè)備接收信號(hào)并將其還原為基帶信號(hào)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)雙向?qū)ΨQ高帶寬無(wú)線傳輸。可以提供語(yǔ)音、IP和楨中繼業(yè)務(wù)。

MMDS是一種提供寬帶業(yè)務(wù)的點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)分布，頻率在3.5GHz的寬帶固定無(wú)線接入技術(shù)。MMDS頻段可應(yīng)用于半徑為幾十公里的覆蓋范圍。為了更好地解決這一頻段的無(wú)線接入問(wèn)題，我國(guó)正在考慮3.3GHzTDD方式的無(wú)線接入頻段的規(guī)劃。在向下一代網(wǎng)絡(luò)前進(jìn)的過(guò)程中，全球無(wú)線移動(dòng)通訊的發(fā)展呈現(xiàn)出6大趨勢(shì)，即傳送寬帶化、應(yīng)用個(gè)性化、接入多樣化、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)化、系統(tǒng)互補(bǔ)化及有線無(wú)線一體化。

2.超寬帶無(wú)線技術(shù)

超寬帶無(wú)線技術(shù)（UWB）是一種無(wú)載波通信技術(shù)，它不采用載波，而是利用納秒至微秒級(jí)的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)，因此其所占帶寬非常的寬。目前美國(guó)聯(lián)邦通訊委員會(huì)（FCC）開(kāi)放的頻段是3.1-10.6GHz，故UWB系統(tǒng)發(fā)射的功率譜密度非常低，在傳輸同樣的速率時(shí)功率消耗僅有傳統(tǒng)技術(shù)的1/10-1/100，所以短距離UWB無(wú)線通信系統(tǒng)與其他窄帶無(wú)線通信系統(tǒng)可以共存。UWB其收發(fā)信機(jī)結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，成本低于全數(shù)字化；具有較好的隱蔽性、低截獲率、保密性好等非常突出的優(yōu)點(diǎn)，能很好地滿足現(xiàn)代通信系統(tǒng)對(duì)于安全性的要求。另一方面由于UWB信號(hào)定位精度及高，所以在透視成像雷達(dá)、人體醫(yī)學(xué)成像、穿地探測(cè)雷達(dá)等方面得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。

三、寬帶無(wú)線通信系統(tǒng)的前景

寬帶無(wú)線接入技術(shù)能夠提供更多的業(yè)務(wù)，它是隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)迅猛發(fā)展而不斷提高的。無(wú)線通信系統(tǒng)和有線通信系統(tǒng)相比有兩個(gè)特殊點(diǎn)，即無(wú)線頻譜資源有限和無(wú)線傳輸環(huán)境惡劣。寬帶無(wú)線接入技術(shù)的發(fā)展也是圍繞著解決這兩個(gè)難點(diǎn)而展開(kāi)的?？偨Y(jié)下來(lái)，寬帶無(wú)線接入系統(tǒng)有以下幾個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)：

1.調(diào)制技術(shù)

調(diào)制技術(shù)的發(fā)展使得在單位帶寬內(nèi)所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)速率越來(lái)越高，早期的寬帶無(wú)線技術(shù)多采用QPSK和FSK調(diào)制；目前出現(xiàn)的系統(tǒng)已經(jīng)普遍采用16QAM和64QAM調(diào)制技術(shù)，因?yàn)楦咝д{(diào)制技術(shù)對(duì)解調(diào)信噪比要求也相應(yīng)提高了。在點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的寬帶無(wú)線接入系統(tǒng)中，64QAM是目前最實(shí)用化的調(diào)制方式，256QAM或更高等級(jí)的調(diào)制一般多用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸系統(tǒng)。目前還出現(xiàn)了自適應(yīng)調(diào)制技術(shù)，使得寬帶無(wú)線接入系統(tǒng)可以根據(jù)當(dāng)前的通信環(huán)境信噪比的情況自動(dòng)設(shè)定調(diào)制方式，使系統(tǒng)更好的適應(yīng)傳輸環(huán)境的變化，保持無(wú)線通信鏈路通暢。

2.天線技術(shù)

寬帶無(wú)線接入系統(tǒng)將會(huì)在今后的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)領(lǐng)域中占有越來(lái)越多的份額，而頻譜資源始終是有限的，這就要求增加頻率的復(fù)用率，而扇區(qū)天線技術(shù)在這其中發(fā)揮了非常重要的作用，高復(fù)用效率要求扇區(qū)天線的主波束增益盡可能的均勻，旁瓣盡可能低。這些都對(duì)天線的設(shè)計(jì)提出了全新的要求，目前在天線設(shè)計(jì)領(lǐng)域波束成型和智能天線的概念也被用到固定的寬帶無(wú)線接入系統(tǒng)中來(lái)。

3.固定寬帶技術(shù)

固定寬帶技術(shù)就是利用寬帶接入網(wǎng)絡(luò)，借助設(shè)備產(chǎn)生無(wú)線互聯(lián)信號(hào)，本身固定寬帶技術(shù)在操作和服務(wù)上都有很大的優(yōu)勢(shì)。因此這項(xiàng)服務(wù)的應(yīng)用也注定了會(huì)更加廣泛，具體表現(xiàn)就是固定 IP 地址的使用。IP 的操作相對(duì)于更為簡(jiǎn)單，采用不同的網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)設(shè)置 IP 便可以建立網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。IP 協(xié)議的應(yīng)用對(duì)人們的工作生活學(xué)習(xí)有著深遠(yuǎn)的影響。生活中，我們可以使用固定 IP 來(lái)保證我們的用網(wǎng)安全。 IP 地址的使用對(duì)于我們創(chuàng)建和維護(hù)文明有序的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境有著非常重要的意義，時(shí)還是現(xiàn)在被社會(huì)認(rèn)知的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)?；跓o(wú)線互聯(lián)通信給我們帶來(lái)了很大的便利，對(duì)于我們維護(hù)和諧的用網(wǎng)環(huán)境，加強(qiáng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)維護(hù)的需求也隨之有了更高要求。

四、無(wú)線新技術(shù)發(fā)展的未來(lái)發(fā)展基礎(chǔ)

無(wú)線技術(shù)的優(yōu)化與協(xié)作突出表現(xiàn)在以下技術(shù)發(fā)展方向：網(wǎng)絡(luò)的分層、異構(gòu)和互操作，包括無(wú)線資源管理和干擾控制、感知無(wú)線電、異系統(tǒng)切換和互操作；業(yè)務(wù)融合與多樣性 ：包括傳統(tǒng)固網(wǎng)和非移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)與移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的融合，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)支持新的業(yè)務(wù)和新的用戶類型 ；此外，要應(yīng)對(duì)成千上百倍增長(zhǎng)的高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，能夠獲得更多的頻譜將是最為直接的方式。各個(gè)國(guó)家的政府都在積極研究利用3GHz、5GHz以及以上頻段的規(guī)劃問(wèn)題。由于多種業(yè)務(wù)都在動(dòng)態(tài)發(fā)展過(guò)程中，越來(lái)越多的業(yè)務(wù)希望能夠使用低頻段，而頻率資源將成為日益稀缺的資源。

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