第6章 无线广域网

第6章无线广域网 6 1概述 无线广域网 WWAN 是指覆盖全国或全球范围内的无线网络 提供更大范围内的无线接入 与无线个域网 无线局域网和无线城域网相比 它更加强调的是快速移动性 典型的无线广域网的例子就是GSM移动通信系统和卫星通信系统 目前全球的无线广域网主要采用两大技术 分别是GSM及CDMA技术 预计将来这两套技术仍将以平行的步调发展 逐步向3G 超3G技术过渡 可以达到384k 2Mbps 3G技术概述 3G是英文3rdGeneration的缩写 指第三代移动通信技术 国际电信联盟 ITU 在2000年5月确定W CDMA CDMA2000和TD SCDMA三大主流无线接口标准 写入3G技术指导性文件 2000年国际移动通讯计划 简称IMT 2000 为了提供3G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 兆字节 每秒 384kbps 千字节 每秒 以及144kbps的传输速度 3G标准组织主要由3GPP 3GPP2组成 以CDMA码分多址技术为核心 其中TD SCDMA WCDMA由3GPP负责具体标准化工作 而CDMA2000由3GPP2负责具体标准化工作 3G各主流技术 CDMA2000 CDMA2000是由IS 95A B标准演进而来的第三代移动通信标准 由3GPP2负责具体标准化工作 目前CDMA2000有由3GPP2制定的Release0 A B C和D五个支持CDMA20001X及其增强型技术的版本 以及由EIA TIA发布的支持CDMA20001XEV DO的IS 856和IS 856A标准 CDMA20001xEV DO定位于Internet的无线延伸 能以较少的网络和频谱资源 在1 25MHz标准载波中 支持平均速率为 静止或慢速移动 1 03Mbps 无分集 和1 4Mbps 分集接收 中高速移动 700Kbps 无分集 和1 03Mbps 分集接收 其峰值速率可达2 4Mbps 而且在IS 856版本A中可支持高达3 1M的峰值速率 3G各主流技术 WCDMA WCDMA是一种由3GPP具体制定的 基于GSMMAP核心网 UTRAN UMTS陆地无线接入网 为无线接口的第三代移动通信系统 目前WCDMA有Release99 Release4 Release5 Release6等版本 WCDMA采用直接序列扩频码分多址 DS CDMA 频分双工 FDD 式 码片速率为3 84Mcps 载波带宽为5MHz 可在5MHz的带宽内 提供最高384kbps的用户数据传输速率 在Release5版本引入了下行链路增强技术 即HSDPA HighSpeedDownlinkPacketAccess 高速下行分组接入 技术 在5MHz的带宽内可提供最高14 4Mbps的下行数据传输速率 在Release6版本引入了上行链路增强技术 即HSUPA在5MHz的带宽内可提供最高约6Mbps的上行数据传输速率 3G各主流技术 TDCDMA TD SCDMA TimeDivision SynchronizationCodeDivisionMultipleAccess 的中文含义为时分同步码分多址接入TD SCDMA采用不需成对频率的TDD双工模式以及FDMA TDMA CDMA相结合的多址接入方式 使用1 28Mcps的低码片速率 扩频带宽为1 6MHz TD SCDMA在Release5版本引入了HSDPA技术 在1 6MHz带宽上理论峰值速率可达到2 8Mbps 3G网络发展存在问题 资金投入大 覆盖范围有限 大规模的3G网络建设需要耗费巨资 而国外运营商由于种种原因没有投入足够的资金进行全覆盖的网络建设 3G技术标准的版本仍不断演进 由于害怕与以后新的标准在漫游和兼容性等方面出现问题 各大运营商仍在综合评估以现有技术进行网络建设的合理规模 LTE技术 3GPP组织于2004年12月正式成立了LTE LongTermEvolution 研究项目 WCDMA是3GP的R5 R6技术 可达到14 5M的峰值速率 LTE是3GPR8技术 可达100 50M的峰值速率 LTE下一步LTE Advanced是3GPR9技术 是B3G 4G 的候选技术 概述 续 蜂窝技术的速率都不高 无法提供类似于无线个域网 无线局域网和无线城域网的宽带接入技术 无线满足多媒体等应用的需求 更多是适用于手机 PDA这样的处理能力较低的弱终端 对于具有高强处理能力的笔记本电脑是不太适宜的 专门从事无线广域网移动宽带无线接入技术标准制定的工作组是802 20 802 20标准进展 802 20正式标准没有发布IEEE802 20技术也被称之为Mobile Fi 最初由IEEE802 16工作组于2002年3月提出的 2002年9月 IEEE802 20工作组正式成立 IEEE标准协会 IEEE SA 标准委员会2006年6月15日宣布 暂停IEEE802 20工作组的一切活动 发布资料和PDF格式文档 2006年11月13日 IEEE802 20工作组在美国德克萨斯州达拉斯召开了全体会议 PlenaryMeeting 重新开始了标准制定活动 6 2802 20技术特性 在物理层技术上 以OFDM和MIMO为核心 充分挖掘时域 频域和空间域的资源 大大提高了系统的频谱效率在设计理念上 基于分组数据的纯IP架构应对突发性数据业务的性能也优于现有的3G技术 与3 5G HSDPA EV DO 性能相当另外 在实现 部署成本上也具有较大的优势 1 系统性能指标 2 纯IP架构 IEEE802 20秉承了IEEE802协议族的纯IP架构 纯IP架构 与3GPP和3GPP2所提出的全IP概念有所不同 前者是核心网和无线接入网都基于IP传输 而后者仅仅实现了核心网的IP化 设计架构的差异使802 20与其它3G技术相比具有明显的优势 优点 物理层和MAC层为突发性分组数据业务设计组网灵活方便 便于融合IP网络和未来基于IMS的核心网充分利用现有基于IP的各种协议 实现灵活的业务部署 6 3802 20与其它技术间的关系 1 与802 11 802 16间的关系三种技术存在很强的互补性 可以基于802 21 媒质无关切换 实现3种技术的无缝切换 当用户处于热点地区 切换到802 11或802 16获取更高接入速率 当用户离开 切换到802 20 以获取更好的移动性三种技术都是纯IP 其核心网都是标准IP网 相互接口简单多模终端可以有较高的集成度 降低成本 2 与3G技术间的关系 从目标市场和技术特点看 802 20和3G确实存在较多的相似性 也就导致了它们之间的竞争性 IEEE802 20与3G技术的对比 802 20Vs3G 1 两者的目标市场重叠较大 首先 它们都是广域网技术 其次 802 20具有低时延架构 它可以基于VoIP技术来提供高质量的语音业务 也就是说它可以支持3G所能提供的全部业务 2 在物理层核心技术上802 20更为先进 因而拥有更具吸引力的性能优势 3 802 20的纯IP架构使它在组网成本上具有较明显的价格优势 因而在部署广域网时 性价比高的802 20将更受运营商青睐 3 与3GPPLTE间的关系 LTE LongTermEvolution 是国际标准化组织3GPP在2004年底提出的研究计划 旨在提高3G技术在宽带无线接入市场的竞争力 LTE的市场定位是弥补3G技术在分组接入方面的不足 它的技术特性与802 20极为相似 相似点 都是针对广域网的移动通信技术 LTE支持最高的移动速率为350km h 并且能在15 120km h下提供高性能的服务物理层技术都是基于OFDM和MIMO 频谱效率都很高 并且摆脱了高通公司的CDMA专利制约都支持低的时延 LTE的接入网时延在10ms以内 控制平面时延小于100ms都是基于IP的架构 LTE的目标是建立一个无线接入网与固网融合的纯IP的核心网 以满足宽带无线接入