固定无线接入技术

5.固定无线接入技术

5.1引言

无线接入在接入网中的地位日趋重要，无线接入无需铺线、组网快捷敏捷，接入自由；

依据用户终端的可移性，无线接入分为固定无线接入和移动无线接入；固定无线接入开头用

于密集住宅小区，对其他接入技术提出J'挑战；固定无线接入是新运营商进军接入网市场的

一个切入点。

5.2固定无线接入概述

用户终端到网络节点交换机之间的传输设施，部分或全部采纳无线传输称为无线接入。

用户终端位置固定的无线接入称为固定无线接入。

固定无线接入的特点是:用户终端不具备移动性;对某一特定地域的固定用户供应接入;

没有越区切换和漫游的功能；工作频率高，在微波波段；供应高的传输容量和多业务；

5.2.1典型的固定无线接入技术

1.LMDS(LocalMultipointDistributeService)

掩盖3-5km,向密集小区或大厦供应高速无线接入

2.MMDS(MultichannelMultipointDistributeService)

掩羔约5()km.向城郊的分散用户供应无线接入

3.高轨卫星接入

典型的为DBS(DirectBroadcastSatellite),掩盖宽阔的地域，为偏远地区的用户供应无

线接入。

5.2.2固定无线接入网基本结构

一般采纳有中心的结构，中心站称为基站；中心站掌握全部用户站的接入，同时接入有

线网；全部用户站之间不能直接通信，必需通过基站转发。如图5-1所示。

图5-1固定无线接入网基本结构

523固定宽带无线接入标准

固定宽带无线接入标注802.16的进展概况如下：

1.802.16工作组1999年成立，制定本地/城域固定宽带无线接入标准。分为3个小组：

802.16.1小组：10GHz〜66GHz频带无线接口开发：802.16.2小组：宽带无线接入系统的共

存；802.16.3小组：2GHz〜11GHz频带无线接口开发。

2.2001年12月802.16标准发布(10〜66GHz)。

3.2003年1月802.16a标准发布(2〜11GHz)。

4.WiMAX联盟，WiMAX(WorldInteroperabilityforMicrowaveAccess)推动802.16

系列标准产品的应用及802.16产品的互连互通测试和认证。

5.802.16c讨论802.16用户在不同基站之间切换。

合同具体介绍如卜：

(1)802.16的频段为10-66GHz,美国安排的频段分为A段:27.5GHz〜28.35GHz,

29.1GHz〜29.25GHz,31.075GHz-31.225GHz；B段：31.225GHz〜31.3GHz。中国划

分的频段为26GHz。其他我国为：24GHz,28GHz(多数我国采纳)等。其技术特点：速率

为155Mbps,蜂窝半径为3—5km,需要视距传输，支持多业务和保证QoS。由于频段高，

需视距传输，芯片贵，进展相对缓慢(比当时预期慢)。

(2)802.16a的频段为2—11GHz。其技术特点：速率为70Mbps,蜂窝半径为30-50km,

可超视距传输，支持多业务和保证QoS,应用前景：WiMAX强力推举，近期热门；Intel

等闻名商家已投大量资金研制和生产支持802.16a的芯片；Inlel与成都和大连签署合同，抢

先占据市场。由于频段相对低，可超视距传输，实现相对简单，加上众多闻名商家的强力参

加，进展前景看好。

802.16的合同模型如图5・2所示。802.16的物理层的功能为：信号的调制解调，从无线

信道上收发信号，信号的司步等。使用的双工技术为频分双工FDD：多址技术:采纳FDMA

ftTDMA；主要调制技术采纳QAM,802.16a规定采纳OFDM。802.16的MAC层分为三

个子层：业务汇聚子层CS（ConvcrgenceSublayer）、MAC掌握子层（MACCommandPart

Sublayer）和加密子层PS（PrivacySublayer）；MAC层功能为:供应面对连接的服务、带

宽安排机制（申请、轮泡等）、冲突分解机制、寻址方式、分段与重组、接入认证与数据加

密。

图5-2合同模型

5.3固定宽带无线接入技术LMDS

固定宽带无线接入技术LMDS本地多点安排业务，技术特点为：固定、双向、无线、

宽带接入技术，采纳点到多点微波传输技术，传输频带为微波范围10GHz〜66GHz,带宽为

1.3GHz,享有“无线光纤”之称，单基站掩盖半径3〜5km,多址方式采纳FDMA和TDMA,

调制方式为QPSK、16QAM和64QAM,通信速率nX64Kbps〜155Mbps,支持业务有话音、

数据、视频、多媒体综合业务。

LMDS系统结构如图5-3所示。系统由用户站和基站组成，通过传输网（基础网）连接

到LMDS中心局，通过中心局连接到业务网；采纳蜂窝小区结构，一个小区一个基站；基

站之间不切换；点对多点结构，上行信道多个用户共享信道，需要某种信道访问机制。

图5-3LMDS系统结构

LMDS系统结构中的基站位于蜂窝小区的中心，向用户供应掩盖，基站可不划分扇区，

也可划分扇区；基站全向天线和用户定向天线不划分扇区，基站多个定向天线、各天线掩盖

一个扇区和用户定向天线要划分扇区；一般采纳划分扇区，相邻扇区采纳交叉激化方式，频

率可重复使用，增加系统容量；扇区角度划分：150、22.50、300、450、600、900；对应扇

区数：24、16、12、8、6、4o

图5-4单扇区基站

图5-5多扇区基站

LMDS系统结构中的用户站设施包括天线、收发信机和网络接口单元NIU。一个LMDS

的用户站可由多个用户终瑞共享，如一幢楼的全部用户终端，如图5-6所示。

图5-6用户站

LMDS-技术特点：集中掌握，便于用户接入管理（基站掌握）；上下行不对称，下行

带宽为1GHz,上行为300MHz,特殊适合Internet业务；供应QoS保证，依据业务QoS,

申请并安排带宽;全双工通信,FDD实现上下行双向通信，下行为TDMA方式,上行为FDMA

和TDMA：系统容量大，带宽大（1.3GHz）,供应容量大；可■扩容性强，可增加每个扇区的

载波数（最多可容纳5个载频），可增加扇区的数量，最多可划分24个扇区。

LMDS的主要影响因素为视距（要求视距传输）、雨衰（雨天信号衰减大）、树木反射（反

射引起信号衰减）、天线的高度（高度低通信质量差），实行的应对措施：蜂窝交叠、保证天

线高度、自动功率掌握、抗衰落的调制技术和差错掌握技术提高通信牢靠性。因此LMDS

更适合于平原少雨的地区，

LMDS的每个用户站有一个48位的MAC地址，下行通信采纳广播通信技术，各用户

站接收符合自己地址的信息，上行信道分为很多个时隙（用于注册、竞争或传输数据等）；

各站在上行发送数据之前，向基站申请时隙数，由基站安排（依据Qos按需安排），各站在

安排的时隙内上传数据；申请带宽时可能会冲突，冲突后按二进制指数退避；申请到带宽后，

传数不会冲突。

5.4卫星接入技术

卫星接入是采用人造卫星作为中继站，实现地球上无线用户之间、或移动用户到固定用

户之间的通信，如图5-7所示。卫星接入的用户可移动，天线指向卫星，面状天线的口径越

大，所需放射功越小。

图5-7卫星接入

卫星接入的通信距离远、掩盖范围大、对接收站没有特殊的地理环境要求，特殊适合偏

远山区、农村等地域；带宽高、容量大，特殊适合广播型业务；传输时延大，不同轨道的卫

星时延不同，适合的业务也有所不同。卫星工作频段范围很大，目前卫星通信使用的频段主

要在L、要Ku、Ka波段,如表LL

表5-1卫星工作频段

波段名称频率范围（GHz）用途

L波段1.121.7移动卫星通信、海事卫星业务

C波段3.955.85固定卫星、专用卫星业务

Ku波段12.418.0卫星电视广播、移动卫星通信

Ka波段26.540.0卫星电视广播

5.4.1卫星接入技术基本类型

H星通信系统分为三种基本类型，GEO：Geo—StationaryEarthOrbit地球同步H星轨道，

MEO：MediumEarthOrbit中地球卫星轨道，LEO：LowEarthOrbit低地球卫星轨道。

GEO可称为地球同步卫星、高轨卫星、静止卫星，离地距离35768km,与地球自转同

步，相对于地球静止不动：3颗卫星就可掩盖全球，单颗星掩盖范围广，通信时不需更换卫

星，信道稳定，由于距离远，时延很大，来回时延大于500ms：不适合传输实时业务，但适

合广播电视业务或无时延要求的数据业务，用于固定用户的接入。如东方红三号卫星

（DFH-3）,它是中国新一代通信卫星，主要用于电视传输、广播、通信及数据传输等业务。

卫星上有24路C频段转发器，服务范围有中国大陆、海南、台湾及近海岛屿。

MEO离地距离10352km,运行方向与速度与地球自转不同步，相对于地球是运动的，

连续掩盖同一地域需要多颗卫星，一颗卫星可以较长时间掩盖某个地域，大多数通信过程可

能不需切换卫星；时延较大，来回时延大于100ms,不太适合传输实时业务，但有时依旧传

输话音，有肯定延时：主要用于军事、海事等应急通信，用于固定或移动用户的接入。运行

于中地球轨道的卫星大都是导航卫星，例如即将完成的北斗卫星导航系统，GPS（20,200km）,

格洛纳斯系统（19,100km）以及伽利略定位系统（23,222km）。部分跨越南北极的通信卫

星也使用中地球轨道；中地球轨道的卫星运转周期在2至12小时之间；最早的通信卫星

“Telstar”也是使用的这条轨道。

LEO离地距离1457km（平均），运行方向与速度与地球自转不同步，相对于地球是运

动的；连续掩盖某一地域需要很多颗卫星（几十上百），大多数通信过程可能需要切换多颗

卫星；时延较小，来回时延小于30ms,适合传输实时业务及其他数据业务，最适合移动用

户的卫星接入方式。OBCOMM系统是由美国OrbitalSciences公司和加拿大Teleglobe公司

共同提出的，是投入商用的小LEO系统。

5.5直播卫星DBS

直播卫星DBS是一种采纳同步轨道卫星作为通信链路，以大功率辐射地面某一区域，

向用户传送信息的宽带接入系统。上行链路为各运营商将有偿信息加密上传至卫星，下行链

路为卫星将有偿信息通过广播方式送问地面，