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窦 笠 王靖宇 李松林 (中国网络通信集团公司技术部,北京 100031) 1 3.5 GHz固定无线接入系统技术特性 1.1 概述 　　3.5GHz固定无线接入系统是一种点对多点、提供宽带业务的无线技术。它适用于中小企业用户和集团用户。可透明传输业务，在基站端与网络的接口为T1/E1、100Base-T、OC-3或V5接口与骨干网相连，在用户端的接口为E1、FR、N×64 kbit/s、POTS、10Base-T、ISDN接口等，可以为用户提供Internet的接入、本地用户的数据交换、语音业务和VOD视频点播业务。可选择基于电路方式、IP方式或ATM方式的设备。3.5 GHz固定无线接入系统可用带宽为2×31.5 MHz，需要准视距传播，支持多扇区组网，支持QPSK、16QAM、64QAM调制方式。 1.2 3.5 GHz固定无线接入系统技术特点 3.5 GHz固定无线接入系统没有统一的空中接口标准，因此技术特点也因各种设备的不同而不同。由于系统设备和用户站的位置是固定的，不存在漫游等问题，接口的不兼容基本不影响设备的使用。系统提供的业务能力和射频指标等，应该符合我国的标准。 1.2.1 系统组成 3.5 GHz固定无线接入系统主要由三部分组成，包括基站，终端用户站和网管系统，如图1所示。 [img]http://bbs.edw.com.cn/UploadFile/2003658265191342.jpg[/img] 图1 3.5GHz固定无线接入系统组成 基站，又称为中心站，主要汇聚中心射频站的业务和信令数据，并提供至网络侧的接口。中心站主要负责对远端站进行覆盖，并提供至中心控制站的接口。 终端用户站位于用户所在地，可服务于一个或多个用户终端设备，其射频收发设备可以分立实现，也可以集成实现，一般包括室内单元，和室外单元。通常采用口径较小的室外定向天线，用户端业务接口为各种用户业务提供接口，并完成复用/解复用功能。 网管系统主要与中心站、终端站通过带内、带外、串口等几种方式完成中心站和远端站的配置、性能、故障、安全管理、以及计费功能。目前的3.5 GHz固定无线接入系统产品的网管系统，基本上采用SNMP协议。一般来说各厂家的设备都可以提供下面的网络管理功能，但不同设备网管系统间互相不兼容。 虽然目前的3.5 GHz固定无线接入系统的网管系统功能还不全面，例如计费的功能还不完善、在兼容性方面还存在一定问题，但不影响设备的正常使用和目前业务的开展。 1.2.2 无线特性 根据信息产业部无线电管理局《接入网技术要求-3.5 GHz固定无线接入》的规定，FDD方式固定无线接入系统工作频段如下： 　　● 终端站发射频段：3 399.5MHz～3 431.0MHz； 　　●中心站发射频段：3 499.5MHz～3 531.0MHz； 　　● 收发载频间隔100 MHz。 可采用的波道配置方案有4种，信道间隔分别为：1.75 MHz、3.5 MHz、7 MHz和14 MHz。可采用FDMA、TDMA、CDMA多址方式。调制方式有BPSK、QPSK、4QAM、16QAM、64QAM等，基站覆盖范围典型值为10 km，最大可达到20多公里，基站和用户站之间需要视距传输，可利用频分和极化方式的不同，分为1～24扇区。 采用蜂窝式覆盖时，可用频率越多越便于蜂窝式网络规划。 　　3.5 G无线接入系统一般都具备简单的功率控制功能，调节基站和终端站的发射功率，不同的厂家机制不同。也具备简单的无线链路加密功能，不同厂家的加密方式不同，可满足普通用户和一般企业的需求。 容量以Mbit/s/扇区/载频来计，目前的设备中最大可达到8 Mbit/s/扇区/3.5 MHz载频，最小1.3 Mbit/s/扇区/载频。 每个基站的总容量=Mbit/s/扇区/载频×扇区数/基站×载频数/扇区。 典型的有4扇区、8扇区等，最大可达到24扇区。扇区数越多，每个基站可提供的容量也就越大。如果采用8扇区则每个基站每个载频可提供的容量最大可以达到：8×8=64 Mbit/s。由于提供的带宽有限，每扇区可支持的用户站有限，根据业务不同，每扇区支持的用户站数量不同，一般都在两三个到10个左右。因此，在用户数量较多的情况，就需要采用较多的扇区。 频谱利用率是以扇区、每赫兹频率提供的净载荷来计，单位是bit/s/Hz。频谱利用率和系统的调制方式以及编码方式相关，不同设备有差异。 1.2.3 性价比的考虑因素 在考虑性能价格比时主要应考虑的因素有：系统提供的容量，覆盖范围，单扇区设备的价格，终端站的价格，还可考虑其他调节因素，例如：终端站价格，设备的可靠性，安装维护的方便性，服务等。 由于3.5 GHz固定无线接入系统目前在国内还没有大规模商用，价格还存在不确定的因素，目前基站设备的价格大约在每扇区每载频25万元左右，每个用户站的价格大约在2万元左右。 1.3 3.5 GHz固定无线接入系统业务特点 1.3.1 业务种类 3.5 GHz固定无线接入系统可以提供的业务包括面向连接的语音/数据业务和面向无连接的各种IP业务。 其中面向连接的业务有： ●ISDN 2B+D或30B+D； ●低于E1的电路承载业务，如64 kbit/s，N×64 kbit/s等无线DDN； ●E1或高于E1的数字电路承载业务。 面向无连接的业务有： ●基于IP方式的实时业务，如IP电话； ●因特网接入（WWW浏览、E-mail、高速文件传输等）； ●局域网互连； ●VPN。 各种厂家设备提供的网络侧接口有E1, V.35/X.21, ATM, ETH10/100等，用户站提供的接口有E1，100Base-T、10Base-T，ATM，ISDN，帧中继等。 1.3.2 业务应用 3.5 GHz固定无线接入系统主要可用于中小企业和居民小区包括：写字楼、工厂、商场、商店、银行分行、个体企业、公寓、学校以及具备一定个人需求的智能住宅小区的接入。 特别提出的是3.5 GHz固定无线接入系统的站间传播距离较大，链路受雨衰的影响较小，比较适合PHS以及移动通信系统的基站控制器和基站之间的站间传输。尤其在公司传输资源缺乏的地区，是提供移动通信系统传输的经济手段。 2 本地多点分配接入系统（LMDS） 技术特性 2.1 概述 　　LMDS（Local Multipoint Distribute Service）——本地多点分配接入系统是一种崭新的宽带无线接入技术，1998年被美国电信界评选为十大新兴通信技术之一。由于该技术利用高容量点对多点微波传输，可以提供双向话音、数据及视频图像业务，能够实现从N×64 kbit/s到2 Mbit/s，甚至高达155 Mbbi/s的用户接入速率，具有很高的可靠性，号称是一种“无线光纤”技术。 LMDS系统工作在20～40 GHz频段，当前应用最广的是在24/26/28 GHz、38 GHz。目前世界上尚无统一的LMDS技术标准，各国的运营商都根据自己的情况，采用各自的技术体制。 　　信息产业部无线电管理局于2001年11月向各省、自治区、直辖市无线电管理机构和全军无委办公室下发了《关于发布２６ＧＨｚ频段ＦＤＤ方式本地多点分配业务（ＬＭＤＳ）频率规划（试行）的通知》，决定将２４．４５ＧＨｚ～２７ＧＨｚ频段的部分频率作为ＦＤＤ方式ＬＭＤＳ使用频率（试行）。 　　我国FDD双工方式的LMDS系统目前的工作频段率范围为:24 450～27 000 MHz,其中已分配频段如下： ●中心站发射频段:24 507～25 515 MHz； ●终端站发射频段:25 757～26 765 MHz； ●同一波道收发频段间隔为1 250 MHz。 LMDS在该频段上可采用的波道配置方案有4种，基本信道间隔为：3.5 MHz、7 MHz、14 MHz和28 MHz。可根据具体业务需求将基本信道合并使用。 2.2 LMDS系统特点 2.2.1 LMDS系统组成 LMDS一般基于无线ATM技术，直接与ATM骨干网实现无缝融合。LMDS系统通常由3部分组成：基站（也称中心站）、用户端设备(也称远端站)和网管系统见图2。 [img]http://bbs.edw.com.cn/UploadFile/2003658281232154.jpg[/img] 图 2 LMDS系统结构框图 LMDS系统通过基站的接口模块连接到基础骨干网。基础骨干网由光纤或微波传输网实现，包括ATM交换或IP交换或IP+ATM的核心交换平台以及与Internet、PSTN的互连模块等组成。 基站设备包括与基础骨干网络相连的接口模块、调制解调模块（IDU,室内单元）和微波收发模块（ODU，室外单元）。基站可支持全向天线和扇区天线。微波收发模块通常安装在楼顶或塔顶。目前基站与基础骨干网络的常用接口是STM-1、E1等。 用户端设备包括室外单元（ODU,含定向天线、微波收发设备）和室内单元（IDU,含调制解调模块和网络接口模块），室外定向天线类似于用来接收卫星直播信号的单波束抛物面微波反射器。用户端设备的目前常用接口包括POTS、10Base-T、帧中继、E1等，可支持多种应用。 网管系统完成告警、故障诊断、系统配置、系统性能分析和安全管理等功能。但目前各厂家网管标准不统一，给运行维护带来问题。 2.2.2 LMDS系统设备情况 LMDS系统采用的双工方式可以是FDD方式或TDD方式。两种方式各有优缺点，由于标准不统一，各个设备厂商考虑的不一样。从基本上来说，TDD使用一个共享的总带宽用于上行和下行通信，发送和接收在不同的时间进行，分配给每个方向的带宽是灵活可变的。在需要时甚至可以将全部的带宽用于发送或接收；而FDD则将总带宽分成上行频带和下行频带两个相对固定的部分，上下行之间有一个保护带宽，上下行的容量是固定的。 对于用户来说，选择LMDS主要为传送数据业务和高速接入Internet；系统上下行的数据流量是随着时间变化的，用户只在特定的时候需要较宽的带宽。从效率上说，采用TDD方式比采用FDD方式具有更高的频带利用率。但是从技术上来说，采用FDD方式由于带宽分配是固定的，对设备以及网络规划的要求相对简单一些。从业务上看，FDD这种相对固定的带宽分配比较适合于语音传输，而当数据业务量比较大时，则是TDD占优势。而目前从网上的业务量分析，数据业务量增加的速度比语音业务要快得多，未来的LMDS业务主要是数据业务，因此总地来说,采用TDD方式是未来的发展方向。但目前FDD方式的设备较多，也较成熟，目前无线电管理局分配给LMDS使用的也是FDD的频段。 在LMDS系统中，主要采用FDMA或TDMA多址方式。这两种方式各有特点，要视业务特性、服务策略、市场情况而定。FDMA比较适合于业务量大、持续使用时间长的用户；而TDMA则适用于业务突发性强的用户。 LMDS系统采用的调制方式也有很多种，一般可以分为相移键控（PSK）和正交调幅（QAM）两大类。 目前，在LMDS系统中，TDMA多址方式多采用QPSK调制方式，还不能采用64QAM调制方法。而FDMA系统中则可以采用64QAM调制方式，所以FDMA系统具有更高的数据速率。但由于64QAM调制方式要求有较高的信号电平，而LMDS系统中随着传输距离的增加，信号电平会衰减，因而在LMDS系统中可实现高速数据传送的64QAM调制方式只适合于近距离的传送。 某主流厂家设备在不同调制方式下的数据带宽提供能力见表1。 表1 不同调制方式下的数据带宽提供能力 . 调制方式 QPSK(注) 16QAM 64QAM 载波 3.5MHz 2.6Mbit/s 8.1Mbit/s 12.2Mbit/s 带宽 7MHz 8.1Mbit/s 10.2Mbit/s 24.5Mbit/s LMDS系统能够把多协议流集合到一个方便的“无线光纤”中，使用嵌入式ATM协议。这样就能建立独立的“虚电路”连接，LMDS根据特定时间的电路使用按需分配带宽，将时延减小到最低。 LMDS系统要求视距传输，基站覆盖半径根据环境（主要是降雨）、频段以及用户要求的可用度不同而不同，一般覆盖半径在3～5 km，LMDS系统都具有自动功率控制功能。目前LMDS一般采用90o扇区。 2.2.3 LMDS技术的特点 LMDS系统工作在Ka波段，可提供很宽的数据带宽，另外它具有无线接入所固有的优点，如组网灵活、建设周期短、维护费用低，随着设备价格降低，建设成本会比较低等。但是，高频段的特性也带来了一些缺点。具体来说，LMDS的技术特点如下所述。 系统容量大，LMDS有“无线光纤”之称，可以满足宽带接入的带宽需要。可承载语音、数据、会议电视、视频点播业务。一般设备都可以支持所有语音和数据传输标准，如ATM/IP等。 接口满足不同场合的需要。现有厂家的LMDS设备可以提供一系列的网络接口比如E1、FR、10Base-T、ATM等. 进入市场的成本较低。初期资金投入少，无线网的大块成本是用户站设备成本，这部分成本只有在安装用户驻地设备时才发生，这样网络业务提供者可以测定投资方案，与新用户的签约保持一致，这意味着运营者只在能带来收益的用户签约时才进行投资，避免了系统运营者一开始就需要花巨额资金在基础设施上。另外LMDS的建设无需管道建设方面的投入，也避免了昂贵费时的市政工作，为竞争业务提供者提供了直接向用户提供业务的方案。 较低的拓展成本,业务和覆盖可以容易地随用户需求的增加而扩展，系统运营者能根据用户的需求灵活提供特定业务。蜂窝之间可以重叠覆盖，由于每个峰窝的覆盖区可以划分成多个扇区，故可以根据用户需要在相邻小区范围内提供特定业务，较好地适应用户业务量的增长，根据最终用户的需求而决定设备成本的增长。 较低的网络维护、管理和运营成本，设备量较少，没有有线接入的大规模的管线，相对来说运维更为方便。 高频段的传输特性要求视距传输，这为组网带来不便和难度。特别是目前市政建设发展快，城市的建筑群体变化大，原来规划的路径出现高楼阻挡，需要重新调整网络布局。 雨衰的影响。雨衰带来传输距离减小和可用度的下降。在组网规划时，需要综合考虑用户的业务对可用度的要求、传输距离、投资成本，不同地区、系统使用不同的频段（26 GHz、38 GHz）以及用户要求的可用度不同，LMDS的覆盖范围有较大的不同。 2.3 LMDS系统的业务特点 2.3.1 业务种类 LMDS系统的宽带特性以及接口类型多样化（必须有相应的附加设备），决定它几乎可以承载任何种类的业务，LMDS系统可同时向用户提供语音、数据及视频综合业务，还可以提供承载业务，如蜂窝系统或PCS/PCN基站之间的传输等。主要业务类别包括： 基本语音、电话业务（POTS）。LMDS系统可以提供高质量的语音服务，系统可以提供标准接口，如RJ-11。 数据业务。包括低速数据业务、中速数据业务和高速数据业务，具体表现为： ——租用数据线业务； ——Internet接入/LAN互连业务； ——高速数据广播业务； ——图像业务：LMDS可支持高速数字图像业务。 2.3.2 业务应用 LMDS主要应用于： ——商业/小区接入； ——移动通信基站传输。 3 综合比较 3.5 GHz固定无线接入系统和LMDS系统都是固定无线接入系统，表2列出了二者的比较。 　　 表2 两种固定无线接入系统的比较 . 3.5GH2 LMDS 可用带宽 31.5MHz×2 1008MHz×2 覆盖半径 10~15km 3~5km 系统容量 低 高 业务 主要提供中低速数据业务 主要提供中高速数据业务 雨衰影响 不明显 严重 技术难度和技术成本 低 高 视距传输要求 准视距 绝对视距 适用对象 宽范围,一般覆盖 宽带业务需求高,用户密集 的热点覆盖 作者简介： 　　窦 笠 1989年毕业于北京邮电大学，获学士学位。1989年起在邮电部设计院无线处工作,历任工程师、高级工程师、室主任；2000年起在中国电信集团公司工作,任技术部无线移动处副处长；2002年到中国网络通信集团公司工作,任技术部无线技术处处长。 李松林 1991年毕业于华中理工大学，获学士学位，1999年毕业于北京航空航天大学电子工程系，获硕士学位。曾在电子部4057厂及信息产业部电信规划研究院工作，现供职于中国网通集团技术部无线处。 王靖宇 1992年毕业于南开大学计算机系,获学士学位,1995年于邮电部电信科学技术研究院获通信与电子工程硕士学位。曾在大唐电信集团从事IS-95 CDMA交换子系统、基站子系统研究开发及TD-SCDMA标准研究开发工作，现供职于中国网通集团技术部无线处。 摘自　电信建设