宽带知识-微波无线接入

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  目前最常被应用于军事通信上的就是一般大家常说的微波,所谓微波是指频率大过于1GHz的电波。如果应用较小的发射功率(约一瓦)配合定向高增益微波天线,再于每隔10~50英哩(约为16~80KM)的距离设置一个中继站就可以架构起微波通信系统。数字微波设备所接收与传送的是数字信号,数字微波采用正交调幅(QAM)或移相键送(PSK)等调幅方式,传送语音、数据或是影像等数字信号。与类此微波比较起来,数字微波具有较佳的通信品质,而且在长距离的传送过程中比较不会有杂音累积。 数字微波作为一种无线传输方式,在灵活性、抗灾性和移动性方面具有光纤传输所无法比拟的优点,这也是它的优势所在
   
  本地多点分配业务(LMDS),作为近年来兴起的一种宽带无线接入技术。它与蜂窝移动通信系统类似,一般也采用小区结构,小区的半径为2~5km(具体数值因各地的地理环境与气候条件不同而有差异)。美国FCC规定,LMDS占用28GHz与31GHz频段附近(Ka波段)的1.3GHz带宽,其他各国对LMDS所占用的频段规定各不相同,但一般都采用20~40GHz间的频段,带宽通常在1GHz以上。与蜂窝移动通信系统不同的是,LMDS由于具有Ka波段的电波传播特点,所以不能支持移动业务,只能提供定点的接入。
 
  LMDS系统通常由多个小区组成,每个小区由一个中心站和众多用户站组成,各中心站通过带自愈功能的高速光纤环路相连。

中心站由网络节点设备与射频设备组成,网络节点设备主要包括与ATM和CATV网络的接口、信号的编/解码、压缩、纠错、复/分接、路由、调制解调、合/分路等;射频设备主要包括射频收发信机与天线。通常,这两部分是做在一起的,射频部分将来自网络节点设备的中频信号变频至相应频段,通过天线发射出去,同时将大线收到的信号变频至中频送入网络节点设备处理。

用户站由网络接口单元和射频部分组成,其结构基本同中心站。但网络接口单元较中心站的网络节点设备要简单得多,而且因用户所需业务的不同而有差异,一般可向用户提供E1/T1、E3/T3、 10BaseT、ATM25.6、ISDN BNI、PRI、POTS等接口。

中心站一般采用全向天线或扇形天线,用户站则采用方向性极强的高增益天线。每个小区通常可以提供的下行带宽为1GHz,上行带宽为300MHz。如果在小区内划分扇区,并且在相邻扇区内采用交叉极化的方式,还可以成倍地扩大带宽。例如,一个划分了8个扇区的小区,如采用QPSK调制,从理论上来说,该小区内的用户可以享受10GHz以上的带宽。此外LMDS系统采用了高效先进的均衡与纠错算法,使系统的误码率降至10-10~10-11。因此,LMDS系统在带宽容量和传输性能上都达到或接近了光纤的水平,所以有人称其为“空中光纤”。

同低频段的其他无线通信系统不同的是,LMDS系统对各通信点之间的“视通” (LOS)的要求非常苛刻。由于建筑物与植物等的阻挡,所以一个小区内能满足“视通”要求的用户比例通常为60%左右。对此,LMDS系统在规划、设计小区时采用了小区重叠、增加中继站或反射器等技术,这可以使小区内收到有效信号的用户比例上升到85%左右。此外,LMDS系统所处Ka波段的电波还易受天气的影响,雨、雪、雾等都会引起电波的衰减,较强的降雨甚至可能导致信号的完全中断。对此,LMDS系统通常采用动态自适应发信功率控制技术,在信号衰减较大的情况下,自动增大信号的发射功率,以便为系统提供足够的增益储备。另外,LMDS系统还采用了动态自适应带宽分配,动态自适应调制等一系列先进的技术,以最大限度优化系统性能。可以说,LMDS系统集成了当今世界多项尖端的通信与网络技术。     
   
  GPRS是通用分组无线业务(General Packet Radio Service)的英文简称,是在现有的GSM系统上发展出来的一种新的承载业务。在某种意义上,可以认为GPRS是GSM向IP和X.25数据网的延伸;反过来也可以说GPRS是互联网在无线应用上的延伸。在GPRS上可实现FTP、WEB浏览器、E—MAIL等互联网应用。  
 
  GPRS无线分组数据系统与现有的GSM语音系统最根本的区别是,GSM是一种电路交换系统,而GPRS是一种分组交换系统。   

分组交换的基本过程是把数据先分成若干个小的数据包,通过不同的路由,以存储转发的接力方式传送到目的端,再组装成完整的数据。  
 
  在GSM无线系统中,无线信道资源非常宝贵,如采用电路交换,每条GSM信道只能提供9.6kb/s或14.4kb/s传输速率。如果多个组合在一起(最多8个时隙),虽可提供更高的速率,但只能被一个用户独占,在成本效率上显然缺乏可行性。而采用分组交换的GPRS则可灵活运用无线信道,让其为多个GPRS数据用户所共用,从而极大地提高了无线资源的利用率。在理论上,GPRS可以将最多8个时隙组合在一起,给用户提供高达171.2kb/s的带宽。同时,与GSM不同的是,它可同时供多个用户共享。从无线系统本身的特点看,GPRS使GSM系统实现无线数据业务的能力产生了质的飞跃,从而提供了便利高效、低成本的无线分组数据业务。   

GPRS特别适用于间断的、突发性的或频繁的、少量的数据传输,也适用于偶尔的大数据量传输。而这正是大多数移动互联应用的特点。
  
  由于GPRS网是通过软件升级和增加必要的硬件,利用GSM现有的无线系统实现分组数据传输,GSM在承载GPRS业务时可以不必中断其他业务,如语音业务等。所以业内人士普遍认为,GPRS是GSM向3G系统演进的重要一环,它的引入将大大延长GSM系统的生存周期,同时为3G的发展奠定基础。

   来源:互联网
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