宽带无线接入技术概述课件

宽带无线接入(BWA)技术概述什么是宽带接入宽带无线接入技术的概念宽带无线接入技术特点及分类宽带无线接入技术的发展概况小结1宽带接入桥梁作用-城域/核心网与本地家庭/企业网

--最后一英里或第一英里--最后或最先一跳关键因素--部署费用/时间，服务范围，性能--带宽和用户的可扩展性

--应用和带宽相互之间的追赶--为了鼓励广泛应用，一个真正的宽带应用应该能够为上千个用户提供服务，且能提供比用户翻书或切换频道更快的下载速度宽带接入各种可能的选择--有线类：光缆，电力线，DSL，同轴线--电力线，DSL，同轴线接入的好处是可以利用已经建设的基础架构，免除了安装开销--无线：802.11,802.16,802.20,802.22,卫星，自由空间光通信--好处：快速、灵活、按需提供

IEEE802标准DataLinkLLCSublayerMACSublayerPhysicalNetwork

802.1Overview,ArchitectureManagementInterworking802.2LogicalLinkControlCSMA/CD802.3BroadbandWirelessAccess802.16WirelessRegionalAreaNetwork802.22WirelessPersonalAreaNetwork802.15WirelessLocalAreaNetwork802.11MobileBroadbandWirelessAccess802.20无线宽带接入电信网：公用电信网和用用户驻地网用户终端用户终端接入网接入网核心网SNIUNIUNISNI接入网：核心网和用户终端，电话业务：本地交换网与用户之间的连接部分，传输设备、服用、交叉连接和网络终端设备G.702:接入网是由业务接点接口（SNI）和用户网络接口（UNI）之间的一系列传送实体（如线路设备和传输设备）组成的，为传送电信业务而提供所需传送承载能力的实际系统，可由Q3接口进行配置和管理。无线接入下一个无线革命，在手机（1990）和Wi-Fi(2000)--1980,1970,1960是什么革命？被许多电信和电缆运行商认为是一个颠覆性技术

--许多电话由于无线正在丢失他们的阵地（就象由于VOIP丢失他们的业务一样）无论是对固定用户还是对移动用户，无线通信的广播特征提供了无处不在且立竿见影的接入技术不同于有线接入，大部分投资发生在用户入网时候--避免了接入网基础架构不能充分利用的问题无线接入特点快速、低费用：相对于直接安装电缆或专线--该技术允许长途电信运行商可以跳过地区服务提供商,向用户提供服务,这样可以降低用户费用允许固话服务提供商拓展他们的宽带网络

--在实现端对端的宽带网络过程中,起到一个很重要的作用在有线连接不切实际的场合,无线接入是合理的选择

--河流、丘陵、私人领地、高速路等降低了网络配置的复杂性消除了和移动、增加、改变相关的开销--免除了和布线有关的劳动力、材料、设备费用--便于重新配置、增加用户--便于将来扩容接入网分类无线接入：固定接入：采用蜂窝组网--3.5GHz无线接入--直播卫星系统（DBS）--本地多点分配业务（LMDS）--IEEE802.16d宽带无线接入移动接入：--IEEE802.11无线局域网WLAN--IEEE802.15无线个域网WPAN--IEEE802.16e无线城域网WMAN--IEEE802.20无线广域网WWAN3.5GHz无线接入系统信产部无线电管理局2000年4月分配：3.40----3.43GHz,3.50----3.53GHz,--固定无线接入，10km,准视距传播--中低速率，技术成熟、单用户成本低--支持多业务接入，中小企事业、住宅小区、无线到大楼、基站连接，中继服务，DDN、IP电话直接广播卫星系统智能卡机顶盒ISP反向链路地球同步卫星高速前向链路本地多点分配业务LMDS工作在毫米波段（28GHz-31GHz）--固定无线通信，点对多点--视频像、数据、话音--直接提供给用户接收（个体或集体）--成本低、灵活性大、组网容易、带宽达1.3GHz--覆盖范围较小（2-5公里），受气候影响较大LMDS系统机构视频服务器视频服务器视频服务器数据转发器微波接口单元中心站DATAPSTN用户单元机顶盒电视PC电话30GHz28GHzLMDS原理工作频段集中在24GHz，26GHz，28GHz、31GHz，38GHz，80%集中在27.5GHz-29.5GHz多址方式下行扇区TDM，上行TDMA或FDMA调制方式QPSK，16QAM、64QAM拓扑结构星型和环型无线局域网传统有线网络的一种延伸，有时可替代可实现良好的移动性设备安装快速、简单、灵活无需布线，减少了费用具有多种网络拓扑WLAN特点安装便捷免除大量部线工作,仅仅需要安装一个或多个AP,便于维护和管理高移动性在无线局域网信号覆盖范围内,用户和随意移动,不收地理的限制,AP支持距离在300米左右,在办公环境为10-100米.易扩展性有多种拓扑结构和多种配置方式,可以方便地扩充用户数可靠性使用与以太网类似的连接协议和数据报确认,提供可靠的数据传送和网络带宽无线个域网基于计算机通信的专用网,用于解决同一地点终端与终端间的连接特点拓扑能够适应网络节点的移动性,可以独立工作,也可以与互连网或蜂窝无线网络连接标准IEEE802.15.12.4GHz,10m,1Mbit/s,1600Hop/s,GFSKIEEE802.15.2定义两种机制,与WLAN关系IEEE802.15.3高速WPAN的物理层和MAC层。QPSK，DQPSK，16/32/64QAM，11/22/33/44/55Mbit/s，Beacon，解决高速数码产品之间的互连。IEEE802.15.3a扩展了IEEE802.15.3频段，3.1-10.6GHzIEEE802.15.4低速WPAN的物理层和MAC层，DSSS技术，250kbit/S(2.4GHz)，20kbit/s(868-915MHz)移动无线宽带接入MBWA:移动宽带接入,IEEE802.202002年3月成立MWBA研究小组(SG)2002年7月成立MWBA执行委员会研究小组(ECSG)2002年7月ECSG批准MWBA的5项标准2003年1月召开MWBAWG第一次会议MWBA网络基本特性完全透明支持实时和非实时应用,并能一直保持网络连通支持不同技术间的切换和漫游(如MBWA到WLAN)支持小区间和扇区间的无缝切换支持MAC的不同状态,能够快速转变能够为上下链路快速分配所需资源支持基于策略的QoS,且同时支持IPv4和IPv6对用户数据速率进行自动化管理,根据无线环境的具体情况自动选择最优的用户数据速率空中接口提供信令消息,以支持用户与网络双方的相互认证允许与现有的蜂窝移动通信系统协同工作,从而降低网络部署成本;空中接口的网络实体接口都是开放的MWBA网络结构协议模型采用和IEEE802系列系统相同的参考模型系统模型:基于蜂窝系统,采用混合小区结构(微和宏小区),以适应不同地理环境,点到多点MBWA模型包括两个平面:数据控制平面和管理平面纯IP网络结构WiMAX技术WiMAX技术是BWM技术中最热门的技术标准基础为IEEE802.16系列面向城域，适合固定、便携和移动场景宽带业务IEEE802.22技术802.16a/d/e和20用于在半径为1-5km的无线城域网环境建立基础架构,而802.22技术的目标是提供接入半径为100km地理范围内的地域级无线接入速率可以到达ADSL或者CableModem水平主要为生活在农村地区的人提供宽带接入业务2004年11月IEEE开始了802.22标准化工作使用TV广播频段,即UHF/VHF,47-910MHzIEEE802.22物理层主要基于802.16的固定宽带接入标准,主要差别在于使用频段以及所支持的信道数量802.22工作频段为TV广播频段,即UHF/VHF,47-910MHz频道带宽:6,7,8MHz支持TDD和FDD两种双工方式速据速率:6MHz带宽—23Mbps(2-3)*6MHz带宽—71Mbps(绑定)调制方式:OFDM用户容量:100/小区或采用部分频道技术,如1-8MHz,这样可以和如无线话筒共享一个频段,避免干扰和串话IEEE802.22物理层传输方式:自适应OFDM,1024或2048个子信道,具有更好的抗干扰和外部影响.调制方式:BPSK到64QAM,具备动态适应信道变化的情况.编码:卷积码(强制性的),LDPC和TurboCoding(可选)高级传输控制机制:支持STBC,AAS,MIMO和SDMAIEEE802.22MAC层大部分特征和IEEE802.16e相同,如支持具有QoS功能的Diffserv,以及全OFDM帧结构.连接建立和成帧:通过在每一个OFDM帧头发送先导码来识别出IEEE802.22基站;一但用户定位出了IEEE802.22基站,该用户通过在每一个帧的开始部分加入基于竞争连接配置的消息完成认证和连接配置.数据传送:IEEE802.22中的数据通过与IEEE802.16e类似的OFDM帧发送,BS控制所有下行链路数据的发送,而用户发送数据之前,必须向BS请求上行时隙.不同点是要考虑重叠探测和信道绑定.一但使用绑定,就要使用’超级帧头部’,以便向用户表明他们应该使用哪些频道来发送数据.IEEE802.22MAC层感知和检测:A.采用带内感知和带外感知两种方法.带外测量对应于其他所有未受影响的信道,带内测量涉及基站用于同用户设备通信的信道以及受该通信影响的邻近信道。在带内测量时,基站必须停止信道中的一切数据传送，而在带外测量中不需要。B.需要通过基站的动态控制在较低的信噪比下以非相干的方式感知信号,从而确定主用户的存在.C.使用智能综合算法将感知任务分配到各个用户设备,一旦得到足够感知数据,基站通过将它们进行综合,获得整个小区的频谱占用图,并采取适当的步骤改变相关的用户设备的操作参数,如操作频率和功率等级,解决潜在干扰问题D.综合了频谱管理功能，比如切换信道、挂起/重启信道传输、终止/重启信道操作等，以保证主用户业务得到保护和实现有效共存。IEEE802.22MAC层QoS支持:类似也IEEE802.16e标准流分类:支持UGS,rtPS,nrtPS,BE端到端:Diffserv和RSVP安全性:类似也IEEE802.16e标准,支持认证,授权,信息完整性以及数据加密等IEEE无线连网标准分类和覆盖区域三种宽带无线接入标准特征比较目标市场使用频率数据速率频谱效率特殊考虑基站覆盖802.16企业固定无线接入10-66GHz授权频段75Mbps0.5-4.5bps/HzLOS50km4km802.16d商业固定无线接入2-11GHz授权/免频段75Mbps0.5-4.5bps/Hz50km4km802.16e商业半移动无线接入2-11GHz授权/免频段75Mbps500k/m0.5-4.5bps/Hz切换,电源管理4kmOrless802.20商业全移动无线接入小于3.5GHz授权频段1Mbps下行,300kbps上行大于1bps/Hz切换,电源管理4kmOrless802.22商业固定远程无线接入47-910Mhz5-70Mbps;1Mbps/user0.5-5bps/Hz感知,检测,共存100km50kmROF接入系统ROF:RadiooverFiber射频信号的光纤传输技术(RadiooverFiber,简称RoF),利用光纤的巨大带宽，基于RoF技术的新型多天线无线网络微小区结构，可以实现比通常移动通信系统高得多的传输容量，是未来超宽带移动通信的关键技术之一。基站结构简单:仅需实现光电和电光转换，从而有效简化远程天线单元，节省了大量的建设和维护费用。调制透明ROF接入系统关键技术宽带副载波信号的全光产生