我国应用的几种无线接入技术的发展现状

  1 引言
  我国电信市场已经从传统单一运营商发展到了多运营商竞争的格局,对于新兴运营商而言,迫切希望通过能够快速部署的无线接入技术切入市场,争取用户,因此无线接入作为一种非常重要的接入手段,有着很大的潜在市场发展空间。窄带无线接入主要用来提供语音业务,解决部分地区不能通过有线手段提供语音通信的问题,同时满足部分用户的移动语音需求,是有线接入的有效补充;宽带无线接入主要用来提供综合的语音和数据业务,以满足用户对宽带数据业务日益增长的需求。本文详细介绍了我国应用的几种无线接入技术的发展情况。
  
  2 无线接入的频率资源
  下列是我国政府为TDD(时分双工)方式的窄带无线接入系统分配的频率,这两个频段主要应用于SCDMA制式的无线接入系统。
  
  (1)1 800 MHz:2003年,我国政府将原来在1800 MHz规划的5 MHz频率扩展为20 MHz,允许无线接人系统使用。具体为1 785-1 805 MHz,可以采用250 kHz和500 kHz两种载频间隔。
  
  (2)400 MHz:2004年,为支持发展农村和边远地区通信,我国政府决定将400MHz频段划为无线接入系统频率。具体频率为406.5-409.5 MHz,可以采用250 kHz和500 kHz两种载频间隔。
  
  下列是我国政府已经为宽带无线接入分配的频率资源。
  
  (1)3.5 GHz频段:3.5GHz固定无线接入系统使用的FDD(频分双工_)工作频率为3400-3 430 MHz和3 500~3 530 MHz,其中,终端站发射频段为3400-3430MHz,中心站发射频段为3500-3530MHz,双工间隔为100 MHz。
  
  (2)本地多点分配系统(LMDS):允许使用的FDD频率为24 507-25 515 MHz(下行)/25 757~26 765 MHz(上行),双工间隔为1 250 MHz,共计(1 008×2)MHz。
  
  (3)5.8 GH频段:2002年国家正式分配了5 725-5 850 MHz这一频段,允许点对点或点对多点扩频通信系统、宽带无线接入系统、高速无线局域网、蓝牙系统等共存。该频段为开放频段,可以用于公众网无线通信和专网通信。
  
  (4)2.4 GHz频段:2 400-2 483.5 MHz为ISM(工科医)频段。我国政府规定该频段作为无线局域网、无线接入系统、蓝牙系统、点对点或点对多点扩频通信系统等各类无线电台站的共用频段。这些业务均为主要业务,因此该频段也是开放频段。
  
  3 无线接入的发展现状
  在窄带无线接入中,除了PHS制式的“小灵通”技术外,SCDMA制式的无线接入应用从2003年开始呈现发展和上升趋势。在宽带固定无线接入技术中,近年发展的主要技术包括3.5 GHz无线接入技术、LMDS技术以及WLAN技术。由于不同技术的工作频率、技术特征、市场特性以及目标定位的不同,因此每种技术的发展和应用情况也不同。
  
  3.1 SCDMA技术
  
  SCDMA无线接入系统采用同步码分多址技术,工作在时分双工方式。SCDMA无线接入系统是由大唐集团信威公司开发的具有自主知识产权的系统,利用了智能天线、软件无线电、上行同步技术等,系统可以提供支持移动性的无线市活。
  
  随着SCDMA技术的逐步成熟以及不同类型终端的出现,从2003年开始,SCDMA无线接入系统在我国迅速发展。在大庆,SCDMA无线市话首先进行了商用试验;之后,中国网通在陕西省的宝鸡和榆林也进行了商用试验。到目前为止,中国网通在南方地区(如四川、广西等地)已经开展了大规模的SCDMA网络建设。
  
  SCDMA除了作为城市无线接入的有效方式之外,还被推荐用于农村电信普遍服务。为了更好、更顺利地完成普遍服务,我国政府在2004年初指定6家基础电信业务经营者采取“分片包干”的方式承担电信普遍服务义务,并为此指定了“村通”工程实施方案,对“村通”工程中采用的无线接入系统,推荐优先采用SCDMA等具有国内自主知识产权的技术手段。
  
  3.2 3.5 GHz固定宽带无线接入技术
  
  虽然早在2001年就已经规划了3.5 GHz固定无线接入频率资源,但是为了鼓励竞争,在频率资源分配上我国政府首次采取评选招标的方式,先后进行了三期招标工作。一期选择了5个城市进行了试点,二期则在包括主要省会城市和直辖市的32个城市进行了招标。在第一、二期招标的基础上,2004年3月信息产业部组织了3.5 GHz频段的第三期招标。到2004年4月,第三期中标企业揭晓,历时3年的3.5 GHz固定无线接入系统频率分配工作基本结束,3.5 GHz频率资源在全国范围内得到了分配。
  
  绝大部分企业在获得频率资源后都开始了网络建设,中国电信在北方地区、中国网通在南方地区利用3.5GHz无线资源很好地开展了业务,有效解决了接入手段的匮乏。中国移动和中国联通则利用该技术提供了基站互联和数据接入。3.5 GHz频段可用的频率资源较少,仅有31.5 MHz,在二期和三期招标中被划分成了3个10.5 MHz的频率块,在同一个城市,每个运营商仅可以申请1个频率块,即在同一个城市最多有3个运营商可以同时利用3.5 GHz频率资源提供无线接入服务。同时,绝大多数设备采用了3.5 MHz渡道带宽,这意味着运营商在一个地区只能用3个频点组网。由此看来,3 .5 GHz频率资源太少,网络难以形成大的规模,也难以满足运营商的需求。
  
  目前我国市场上的3.5 GHz固定无线接入产品很多,各种产品在空中接口、调制方式、业务能力上存在较大差异,从基本实现方式上大致可分为电路型、纯IP型以及混合型。利用电路型产品主要可以提供2 Mbit/s电路传输、普通语音接入;利用纯IP型产品主要可以提供Internet接入业务;利用混合型产品可以同时支持电路型和分组型业务,并能保证业务的服务质量。我国的通信厂商在固定无线通信领域的技术和生产基础相对比较薄弱,很多通信制造企业都采用了初期OEM国外厂商的方式。值得一提的是,中兴通讯已经率先在国内制造商中推出了具有自主知识产权的3.5 GHz固定无线接入产品。
  
  3.3 LMDS技术
  
  早在1999年,我国几个主导运营商就开始了LMDS的技术试验。2002年底,信息产业部批准了中国网通、中国电信、中国移动和中国联通四大运营商在指定的城市开展为期一年的商用试验,以评估在不同降雨条件下雨衰对LMDS的影响。到2003年底,商用试验已经结束。在为期一年的商用试验中,中国网通在12个城市、中国电信在23个城市、中国移动在13个城市、中国联通在14个城市分别开展了LMDS商用试验,分别对不同环境下的LMDS组网进行了试验。目前,主流的设备提供商有爱立信、上海贝尔阿尔卡特、中兴通讯、大唐无线、西门子和东方通信等。由于LMDS工作的26 GHz频率对生产工艺和设备研制水平都有较高的要求,因此目前国内设备制造商基本采用OEM方式。
  
  与3.5 GHz无线接入设备相比,LMDS设备的实现技术比较统一,基本上都是基于ATM平台,采用ATM 155 Mbit/s接口上联,用户端设备提供E1和10Base-T接口。随着IP城域网的发展,LMDS设备上联口更加丰富,除ATM 155 Mbit/s和E1上联接口外,还出现了以太网上联接口。由于LMDS工作频率较高,因此要求必须采用视距传播,这就对基站和远端站选址提出了要求。另外,该频段很容易受降雨的影响,造成在网络规划时必须为了保证可用性而牺牲传输距离。通常,实际传输距离一般在3 km以内,在降雨量小的地区,传输距离可以延伸到5 km。
  
  LMDS可用的频带较宽,波道带宽以28 MHz和14 MHz居多,因此面向的用户群主要是业务需求较大的企业客户。运营商利用LMDS技术主要提供大客户的综合接入、基站互联、数据接入等。LMDS技术发展一直比较平稳,技术因素和设备成本因素在一定程度上限制了LMDS的使用范围,因此还需要加强对LMDS市场的培育。
  
  3.4 WLAN技术
  
  WLAN与有线局域网的不同主要体现在便携性上。一个WLAN服务区的覆盖范围一般在100 m以内,且主要定位于室内应用。WLAN可以提供较低速的接入服务,如用户在步行状态或低速移动状态下仍然可以利用WLAN接入网络,但是WLAN不能应用于高速移动状态。正是因为这种低速移动特性,WLAN被称为“游牧式”无线接入。
  
  WLAN技术近两年发展较为迅速,这是因为IEEE 802.11系列标准解决了空中接口兼容性问题,有力地促进了无线局域网终端和接入点(AP)的互通,从而使设备成本迅速下降。WLAN主要面向个人用户,一般部署在商旅人士经常出入的场所或数据业务需求较大的公共场合,呈“岛形覆盖”或“热点覆盖”,如机场、会议中心、展览馆、宾馆、咖啡屋或大学校园等。WLAN主流的两种标准集中在2.4 GHz频段和5 GHz频段。2.4 GHz频段为ISM频段,有IEEE 802.11b和IEEE 802.11g标准支撑,5 GHz频段则有IEEE 802.11a标准支撑。目前国内主流的产品以2.4 GHz频段为主,5 GHz频段的产品应用较少。
  
  从2001年开始,WLAN开始在我国公众热点地区应用。中国网通自2001年10月率先在上海APEC会议上提供无线宽带接入服务以来,已经在全国约150个热点地区敷设了WLAN网络。中国电信的WLAN“天翼通”将ADSL用户端设备和无线局域网的AP集成到一起,采用ADSL+WLAN的模式,解决了一个家庭多个终端接入的问题,有效地发展了家庭宽带用户。“随e行”是中国移动面向商务人士、集团客户推出的无线上网服务,用户可通过笔记本电脑、PDA等终端以GPRS/WLAN接入因特网和企业网。对于WLAN业务,用户可以通过短消息方式申请WLAN上网密码,密码以短消息方式下发到用户手机,申请即开通,费用计入相应手机账号。目前中国移动已在全国1 000多个热点地区提供了WLAN网络覆盖,并且可以实现全国漫游。无论是固网运营商还是移动运营商,在利用WLAN建网时,都必须首先考虑充分利用现有资源,这样才能降低投资成本。
  
  4 技术的新进展
  在无线通信中,对于10 GHz频段以下的通信系统必须考虑多径衰落,利用OFDM(正交频分复用)调制技术将可用带宽划分成若干个子载波,这样每个子载波的带宽较窄,每个OFDM符号的持续时间就比较长,由多径时延扩展带来的影响将减