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无线接入网报告五邑大学接入网技术题 目：无线接入网技术综述院 系 信息工程学院 专 业 通信工程 学 号 AP1005724 学生姓名 欧阳警 指导教师 王天雷 无线接入网技术综述摘要在通信网中，宏观的可划分为接入网和核心网两大类，核心网和接入网在物理上、技术上和经济上都处于完全不同的网络应用环境。在过去的几十年间，无论是交换设备还是传输设备都经历了几代的更换，核心网正在越来越快的更换和应用最先进技术，不久将成为全数字化、智能化、软件主宰和控制的高度集成的大系统。然而，传统的接入网技术已经“老牛拉破车”似的稳定使用了一个世纪，至今仍然由双绞铜缆和落后的模拟系统所主宰(90%以上)，两者在技术上形成巨大的反差，说明接入网已经成为制约全网进一步发展的瓶颈，接入网的革命势在必行。进入90年代以来，新的政策法规、新的业务需求、以及一系列新技术的产生，提供了解决接入网问题的最好机遇，长期遭受冷落的接入网领域开始变得十分活跃，各种新老技术层出不穷。预计光纤技术和无线接入技术在接入网中会有飞速的增长。关键字 无线接入网 Wi Fi WiMax WLAN 3G LTE无线接入技术(也称空中接口)是无线通信的关键问题。它是指通过无线介质将用户终端与网络节点连接起来,以实现用户与网络间的信息传递。无线信道传输的信号应遵循一定的协议,这些协议即构成无线接入技术的主要内容。无线接入技术与有线接入技术的一个重要区别在于可以向用户提供移动接入业务。一、无线接入网的几种关键技术1.1 WiFi技术 WIFI的全称Wireless Fidelity又叫802.11b标准，是IEEE定义的一个无线网络通信的工业标准。该技术使用的使2.4GHz附近的频段，该频段目前尚属没用许可的无线频段。其主要特性为：速度快，可靠性高，在开放性区域，通讯距离可达305米，在封闭性区域，通讯距离为76米到122米，方便与现有的有线以太网络整合，组网的成本更低。11.1主流的WIFI种类 1. 1. 2WIFI突出优势根据无线网卡使用的标准不同，WIFI的速度也有所不同。其中IEEE802.11a最高为11Mbps（部分厂商在设备配套的情况下可以达到22Mbps）IEEE802.11a为54MbpsIEEE802.11g也是54Mbps(Netgear SUPER G技术可以将速度提升到108Mbps，但是不属于802.11n标准）它与有线网络相较之下，有许多优点：无线电波的覆盖范围广，基于蓝牙技术的电波覆盖范围非常小，半径大约只有50英尺左右约合15米，而Wi-Fi的半径则可达300英尺左右约合100米，办公室自不用说，就是在整栋大楼中也可使用。由Vivato公司推出的一款新型交换机。据悉，该款产品能够把目前Wi-Fi无线网络300英尺接近100米的通信距离扩大到4英里(约6.5公里)12WiMax的技术WiMax(Worldwide Interoperability for Microwave Access),即全球微波互联接入。WiMAX也叫80216无线城域网或802.16。WiMAX是一项新兴的宽带无线接入技术，能提供面向互联网的高速连接，数据传输距离最远可达50km。WiMAX还具有QoS保障、传输速率高、业务丰富多样等优点。WiMAX的技术起点较高，采用了代表未来通信技术发展方向的OFDM/OFDMA、AAS、MIMO等先进技术，随着技术标准的发展，WiMAX逐步实现宽带业务的移动化，而3G则实现移动业务的宽带化，两种网络的融合程度会越来越高。 1.2.1WiMax的优劣势优势：(1)实现更远的传输距离。WiMax所能实现的50公里的无线信号传输距离是无线局域网所不能比拟的，网络覆盖面积是3G发射塔的10倍，只要少数基站建设就能实现全城覆盖，这样就使得无线网络应用的范围大大扩展。(2)提供更高速的宽带接入。据悉，WiMax所能提供的最高接入速度是70M，这个速度是3G所能提供的宽带速度的30倍。对无线网络来说，这的确是一个惊人的进步。(3)提供优良的最后一公里网络接入服务。作为一种无线城域网技术，它可以将WiFi热点连接到互联网，也可作为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。WiMax可为50公里线性区域内提供服务，用户无需线缆即可与基站建立宽带连接。(4)提供多媒体通信服务。由于WiMax较之WiFi具有更好的可扩展性和安全性，从而能够实现电信级的多媒体通信服务。(5)从产业链来讲，Wimax有商用数据上网卡有商用手机(HTC Max 4G)，并且还存在终端一致性测试的问题。所以，WiMAX的产业链还需要经过像TD-SCDMA产业链的规模试验过程。劣势：（1）从标准来讲WiMax技术是不能支持用户在移动过程中无缝切换。其速度只有50公里，而且如果高速移动，WiMAX达不到无缝切换的要求，跟3G的三个主流标准比，其性能相差是很远的。（2）WiMAX严格意义讲不是一个移动通信系统的标准，还是一个无线城域网的技术。另外，我国政府也组织了相关专家对此做了充分分析与评估，得出的结论是类似的。（3）WiMAX要到802.16m才能成为具有无缝切换功能的移动通信系统。WiMAX阵营把解决这个问题的希望寄托于未来的16m标准上，而16m的进展情况还存在不确定因素。1.3 WLAN(802.11n)技术无线局域网（Wireless Local Area Network，即WLAN）是指以无线信道作传输媒介的计算机局域网，是有线联网方式的重要补充和延伸，并逐渐成为计算机网络中一个至关重要的组成部分，广泛适用于需要可移动数据处理或无法进行物理传输介质布线的领域。随着IEEE802.11无线网络标准的制定与发展，使无线网络技术更加成熟与完善。并已成功的广泛应用于众多行业，如金融证券、教育、大型企业、工矿港口、政府机关、酒店、机场、军队等。产品主要包括：无线接入点、无限网卡、无线路由器、无线网关、无线网桥等。IEEE 802.11 n技术通过物理层和MAC层的技术改进实现了无线传送速率的很大提升，使带宽从54 Mbps提升到300 Mbps。其核心技术MIMO-OFDM，它通过在OFDM传输系统中采用阵列天线实现空间分集，提高了信号质量，并增加了多径的容限，使无线网络的有效传输速率有质的提升。1. 4第三代移动通信技术“3G”（英语3rd-generation）或“三代”是第三代移动通信技术的简称是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。3G服务能够同时传送声音(通话)及数据信息(电子邮件、即时通信等)。代表特征是提供高速数据业务。相对第一代模拟制式手机(1G)和第二代GSM、CDMA等数字手机(2G)，第三代手机（3G）一般地讲，是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统,未来的3G必将与社区网站进行结合，WAP与web的结合是一种趋势，如时下流行的微博客网站：大围脖、新浪微博等就已经将此应用加入进来。3G与2G的主要区别是在传输声音和数据的速度上的提升，它能够在全球范围内更好地实现无线漫游，并处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务，同时也要考虑与已有第二代系统的良好兼容性。为了提供这种服务，无线网络必须能够支持不同的数据传输速度，也就是说在室内、室外和行车的环境中能够分别支持至少2Mbps(兆比特/每秒)、384kbps(千比特/每秒)以及144kbps的传输速度此数值根据网络环境会发生变化)。3G是第三代通信网络，目前国内支持国际电联确定三个无线接口标准，分别是中国电信的CDMA2000，中国联通的WCDMA，中国移动的TD-SCDMA1.4.1 CDMA2000CDMA2000是由窄带CDMA(CDMA IS95)技术发展而来的宽带CDMA技术，也称为CDMA Multi-Carrier，它是由美国高通北美公司为主导提出，摩托罗拉、Lucent和后来加入的韩国三星都有参与，韩国现在成为该标准的主导者。这套系统是从窄频CDMAOne数字标准衍生出来的，可以从原有的CDMAOne结构直接升级到3G，建设成本低廉。但目前使用CDMA的地区只有日、韩和北美，所以CDMA2000的支持者不如W-CDMA多。不过CDMA2000的研发技术却是目前各标准中进度最快的，许多3G手机已经率先面世。该标准提出了从CDMA IS95(2G)-CDMA20001x-CDMA20003x(3G)的演进策略。CDMA20001x被称为2.5代移动通信技术。CDMA20003x与CDMA20001x的主要区别在于应用了多路载波技术，通过采用三载波使带宽提高。目前中国电信正在采用这一方案向3G过渡，并已建成了CDMA IS95网络。1.4.2 WCDMAWCDMA主要起源于欧洲和日本的早期第三代无线研究活动，GSM的巨大成功对第三代系统在欧洲的标准化产生重大影响。欧洲于1988年开展RACE（欧洲先进通信技术的研究）程序，并一直延续到1992年6月，它代表了第三代无线研究活动的开始。1992-1995年之间欧洲开始了RACE程序。ACTS（先进通信技术和业务）建立于1995年底，为UMTS（通用移动通信系统）建议了FRAMES（未来无线宽带多址接入系统）方案。在这些早期研究中，对各种不同的接入技术包括TDMA、CDMA、OFDM等进行了实验和评估。为WCDMA奠定了技术基础。1.4.3 TD-SCDMA TDSCDMA英文全称为Time Division-Synchronization Code Division Multiple Access。它是百年来中国提出的第一个完整的通信技术标准，经国际电联（ITU）采纳并正式发布为第三代移动通信空间接口技术规范之一，并得到了CWTS及3GPP的全面支持；它是集CDMA、TDMA等技术优势于一体、系统容量大、频谱利用率高、抗干扰能力强的移动通信技术，是UTRAFDD的对等方案；它采用了智能天线、联合检测、同步CDMA、多时隙、可变扩频系统、自适应功率调整等技术。15 LTE技术LTE（Long Term Evolution，长期演进)是由3GPP组织制定的UMTS技术标准的长期演进，于2004年12月3GPP多伦多TSG RAN#26会议上正式立项并启动。LTE系统引入了OFDM和多天线MIMO等关键传输技术，显著增加了频谱效率和数据传输速率（峰值速率能够达到上行50Mbit/s,下行100Mbit/s），并支持多种带宽分配：1.4MHz,3MHz,5MHz,10MHz,15MHz和20MHz等，频谱分配更加灵活，系统容量和覆盖显著提升。LTE无线网络架构更加扁平化，减小了系统时延，降低了建网成本和维护成本。LTE系统支持与其他3GPP系统互操作。FDD-LTE已成为当前世界上采用的国家及地区最广泛的，终端种类最丰富的一种4G标准。1.5.1技术特征与3G相比，LTE具有如下技术特征：(1)通信速率有了提高，下行峰值速率为100Mbps、上行为50Mbps。(2)提高了频谱效率，下行链路5(bit/s)/Hz，(3-4倍于R6版本的HSDPA);上行链路2.5(bit/s)/Hz，是R6版本HSU-PA的2-3倍。(3)以分组域业务为主要目标，系统在整体架构上将基于分组交换。(4)QoS保证，通过系统设计和严格的QoS机制，保证实时业务(如VoIP)的服务质量。(5)系统部署灵活，能够支持1.25MHz-20MHz间的多种系统带宽，并支持“paired”和“unpaired”的频谱分配。保证了将来在系统部署上的灵活性。(6)降低无线网络时延：子帧长度0.5ms和0.675ms，解决了向下兼容的问题并降低了网络时延，时延可达U-plan5ms，C-plan100ms。(7)增加了小区边界比特速率，在保持基站位置不变的情况下增加小区边界比特速率。如MBMS(多媒体广播和组播业务)在小区边界可提供1bit/s/Hz的数据速率。(8)强调向下兼容，支持已有的3G系统和非3GPP规范系统的协同运作。与3G相比，LTE更具技术优势，具体体现在：高数据速率、分组传送、延迟降低、广域覆盖和向下兼容。二、新通信的优点和缺点及应用范围与传统的有线接入网络相比，无线接入网络具有许多有线接入网络所无法比拟的优势：（1） 经济：无线接入网的安装、维护费用大大低于有线接入网络，而且接入网费用与用户距离无关，这在经济不发达地区尤显其经济优势。（2) 能迅速提供业务：无线接入网安装容易，建设周期短；而有线系统不仅建设周期长，而且要占用土地资源，施工接续困难，设备易遭人为破坏，还容易受到自然灾害的影响。无线接入网在自然灾害中仍能保证用户通信畅通的优势是有线系统无法比拟的。（3) 灵活：无线接入网灵活可变，不需要预知用户位置，容量可大可小，易扩容。（4) 覆盖面大：无线接入网在基站合理选址的情况下，可覆盖达30公里以上的地域，从而优化网络结构，降低网络投资。三、学习新通信技术的体会通过学习接入网技术，我学习到了很多现代网络的接入技术，对现实