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1 引 言
当前，在推进信息化的过程中，宽带信息通信网络的发展具有重要的作用。随着社会经济的发展和科技的进步，人们对于宽带网络的需求与日俱增。无线宽带接入技术以其低成本、不受地理环境的约束、支持用户的移动性等优点，将是未来通信网发展的主要方向之一。无线宽带技术将逐渐代替传统的有线通信手段，使人们实现真正意义上的个人通信。
无线宽带接入技术包括当今各种系统中的多种技术，包括新近出现的正交频分复用技术(OFDM)、多人多出系统(MIMO)、软件无线电技术等。按照通信覆盖范围无线宽带接入技术分为无线个域网、无线局域网、无线城域网及无线广域网，各种无线接入方式相互结合将提供无处不在的接入，最终实现“无线城市”的构想，这将极大方便人们生活，促进信息的实时传输与处理，加快各种文明的相互交流与融合。
2 无线宽带接入技术相关概念
2.1 无线宽带接入
无线宽带接入(数据传输速率>2 Mb／s)指在宽带业务接口与宽带业务用户之间，以无线通信的方式实现宽带业务的接入，为用户提供话音、视频、数据以及多媒体应用的服务。
2.2 “无线城市”的概念
“无线城市”的定位包括两层含义：一是“无线”，指的是无线宽带网络，电脑、智能手机等不再需要连接网线就可以实现联网，具有投资成本低、建设时间短、安装灵活和安全环保的特点；二是“城市”，指无线宽带网络覆盖面广，不仅仅是局限在一个房间、一栋楼里，而是如手机信号那样，覆盖了整个城市。
2.3 无线宽带技术比较
无线宽带技术覆盖范围分类示意图如图1所示，IEEE802系列主要标准对比如表1所示。
3 “无线城市”模型
“无线城市”的概念最初由美国费城于2002年提出，当初是以建设基于802.11b标准的Wi-Fi无线局域接入网络为主要标志，主要实现固定无线网络接入。随着无线电技术的飞速发展，“无线城市”内涵在动态发展变化，不断地拓展和丰富。“无线城市”现阶段的发展：首先是以WiMAX宽带无线网络作为信息载体，可实现漫游、高速移动网络功能。其次，以宽带移动网络为依托，结合身份识别和位置定位等技术，为市政服务、商务旅游、个人生活等提供多种增值服务。
3.1 无线宽带接入系统组成
首先简要介绍无线宽带接人系统组成，这是因为，无线城市的概念是基于无线宽带接入系统组成的。
一个综合的无线宽带接入系统通常包括中心站(CS)、中心控制站(CCS)、接入控制器(AC)、接入点(AP)和终端设备(TE)等。如图2所示。
3.2 “无线城市”实现方式
以WiMAX+WiFi Mesh相结合“无线城市”的基本无线宽带数据通信网络，用户实际数据带宽至少>2 Mb／s，在宽带无线网络基础上实现电脑移动上网、移动电子政务应用、城市应急联动、移动信息查询、文化娱乐、视频会议、视频监控、远程医疗、远程教育等无线信息化应用，形成“无线城市”的基本框架。如图3所示。
图3中，通过遍布城市的WiMAX基站组成城域网，其中一个基站通过路由器实现与骨干电信网进而与因特网连接，其他基站通过对等组网方式实现无线互联，同时起到无线中继的作用。根据城市业务的需求程度，可在城市中心区域设置多种接入方式以满足学校、企业、家庭、酒店等热点地区的无线接入需求。例如学校采用基于LMDS的接入方案，首先通过无线方式实现与最近基站的连接，在校园内部通过自己已设基站在网管的控制下将宿舍楼、教学楼及家属区无线连接；企业可以通过其内部自组建的以太网一端与附近基站实现无线连接，一端通过交换机接口通过接入点实现无线互联，如果超过接入点覆盖范围可通过多个接入点以无线中继方式扩展其覆盖面；家庭通过附近的基站路由器接入公共电话交换网，再通过ADSL调制解调器实现话音与数据的同步传输，话音可通过一般线缆连接至电话终端，数据业务通过ADSL调制解调器连接无线路由器再通过接入点实现无线连接；酒店等热点地区可以采用典型的Wi-Fi接人方案实现无线互联；通过多个无线接入网桥可以实现远程互联，使城市边远地区也以无线方式实现了无缝连接。在未来几年各种无线终端通过内置基于IEEE802.16d／e无线网卡的方式就近连接至基站实现无处不在的无线接入。
需要说明的是，由于其无线信号的传输距离最远达50 km，网络覆盖面积是3G基站的10倍，只要建设少数基站就能实现全程覆盖。同时由于WiMAX所能提供的最高接入速率是70 Mb／s，这个速率是3G所能提供的宽带速率的30倍，很容易实现宽带接入。作为一种无线城域网技术，它可以将Wi-Fi热点连接到互联网，也可以作为DSL等有线接入方式的无线扩展，实现最后一公里的宽带接入。
3.3 采用的关键技术
“无线城市”模型采用了OFDM及MIMO等技术，前者的基本原理是将高速串行的数据码流变换为N(N通常取偶数)路并行的低速数据率，然后再分别将这N路低速的数据流分别调制到等频率间隔的一组总数为N的子载波上，并且这组子载波要满足正交的条件。后者是在发射机／接收机采用多天线发送／接收，从而利用空间复用实现多用户传输的技术。MIMO利用空间资源大大提高了系统容量。其基本原理是：不同的天线，只要间隔一定的距离，它们就可以拥有不同的多径衰落信道，从而实现“空间分集”。其示意图如图5所示。
4 结语
无线城市正成为衡量一座城市整体运行效率、信息化程度及国际竞争力的重要尺度。目前，我国上海嘉兴、美国纽约、旧金山和费城等多个城市正在开展无线城市计划。中兴通讯最近在墨西哥城也开建类似网络，使用WiMAX+WiFi技术。
从今年起，我国也在各方争议中迎来了无线城市建设热潮。北京围绕奥运的无线城市一期建设已于2008年3月底完成，到第二季度前，北京市275 km2的范围内将设置9 000个WLAN(无线局域网)接入点，以及150个WiMAX基站，覆盖北京市90％的主要街道；上海提出要在2010年建成无线城市；中国电信将在近期启动21省新一轮无线网络招标，加速部署Wi-Fi基站建设。
“无线城市”的发展已经形成当今世界的潮流。美国纽约、旧金山和费城等多个城市，以及我国香港、台湾等地区，都已成为或正在成为“无线城市”。预计到2010年，全球“无线城市”将达到1 500个。
作者：王兴亮，张 亮 (空军工程大学 电讯工程学院 陕西 西安 710077)
