第6章無(wú)線廣域網(wǎng)

1、第6章 無(wú)線廣域網(wǎng) 主要內(nèi)容6.1 概述6.2 3G/4G技術(shù)6.3 衛(wèi)星通信系統(tǒng)6.4 802.20技術(shù)6.1 概述 n 無(wú)線廣域網(wǎng)(WWAN)是指覆蓋全國(guó)或全球范圍內(nèi)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，提供更大范圍內(nèi)的無(wú)線接入，與無(wú)線個(gè)域網(wǎng)、無(wú)線局域網(wǎng)和無(wú)線城域網(wǎng)相比，它更加強(qiáng)調(diào)的是快速移動(dòng)性。n 典型的無(wú)線廣域網(wǎng):GSM移動(dòng)通信系統(tǒng)和衛(wèi)星通信系統(tǒng)。n 目前全球的無(wú)線廣域網(wǎng)主要采用兩大技術(shù)分別是GSM及CDMA技術(shù)，預(yù)計(jì)將來(lái)這兩套技術(shù)仍將以平行的步調(diào)發(fā)展，逐步向3G/4G技術(shù)過(guò)渡概述(續(xù))n 蜂窩技術(shù)的速率都不高，無(wú)法提供類似于無(wú)線個(gè)域網(wǎng)、無(wú)線局域網(wǎng)和無(wú)線城域網(wǎng)的寬帶接入技術(shù)，無(wú)線滿足多媒體等應(yīng)用的需求。n 多適

2、用于手機(jī)、PDA這樣的處理能力較低的弱終端，對(duì)于具有高強(qiáng)處理能力的筆記本電腦是不太適宜的。n 專門(mén)從事無(wú)線廣域網(wǎng)移動(dòng)寬帶無(wú)線接入技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定的工作組是802.20 802.20標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展n IEEE802.20技術(shù)也被稱為Mobile-Fi。n 最初由IEEE802.16工作組2002年3月提出。n 2002年9月，IEEE802.20工作組正式成立。n IEEE標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(IEEE-SA)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)2006年6月15日宣布，暫停IEEE802.20工作組的一切活動(dòng)(發(fā)布資料和PDF格式文檔) 。n 2006年11月13日，IEEE802.20工作組在美國(guó)德克薩斯州達(dá)拉斯召開(kāi)了全體會(huì)議(Plena

3、ry Meeting)，重新開(kāi)始標(biāo)準(zhǔn)制定活動(dòng)。n 盡管舉步為艱，但I(xiàn)EEE802.20前途光明，因?yàn)樾枨笥肋h(yuǎn)是拉動(dòng)技術(shù)進(jìn)步的最大動(dòng)力。 主要內(nèi)容6.1 概述6.2 3G/4G技術(shù)6.3 衛(wèi)星通信系統(tǒng)6.4 802.20技術(shù)6.2 3G/4G技術(shù)n3G技術(shù)nW-CDMAnCDMA2000nTD-SCDMAn4G技術(shù)nLTEnLTE-AdvancednWiMAX nHSPA+ nWirelessMAN-Advanced 主要內(nèi)容6.1 概述6.2 3G/4G技術(shù)6.3 衛(wèi)星通信系統(tǒng)6.4 802.20技術(shù)6.3 衛(wèi)星通信系統(tǒng)6.3.1 衛(wèi)星通信系統(tǒng)的概念6.3.2 衛(wèi)星通信系統(tǒng)的分類6.3.3 衛(wèi)

4、星通信系統(tǒng)的特點(diǎn)6.3.4 衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)成功案例6.3.1 衛(wèi)星通信系統(tǒng)的概念n 衛(wèi)星通信系統(tǒng)實(shí)際上也是一種微波通信，它以衛(wèi)星作為中繼站轉(zhuǎn)發(fā)微波信號(hào)，在多個(gè)地面站之間通信。n 衛(wèi)星通信系統(tǒng)由衛(wèi)星端、地面端、用戶端三部分組成。n衛(wèi)星端在空中起中繼站的作用，把地面站發(fā)上來(lái)的電磁波放大后再返送回另一地面站。n地面站則是衛(wèi)星系統(tǒng)與地面公眾網(wǎng)的接口。n用戶端即是各種用戶終端。 6.3.2 衛(wèi)星通信系統(tǒng)的分類n 按照工作軌道區(qū)分，衛(wèi)星通信系統(tǒng)一般分為以下3類：（1）低軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng)(LEO)（2）中軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng)(MEO) （3）高軌道衛(wèi)星通信系統(tǒng)(GEO) 6.3.2 衛(wèi)星通信系統(tǒng)的分類n按照通

5、信范圍區(qū)分，衛(wèi)星通信系統(tǒng)可以分為國(guó)際通信衛(wèi)星、區(qū)域性通信衛(wèi)星、國(guó)內(nèi)通信衛(wèi)星。n按照用途區(qū)分，衛(wèi)星通信系統(tǒng)可以分為綜合業(yè)務(wù)通信衛(wèi)星、軍事通信衛(wèi)星、海事通信衛(wèi)星、電視直播衛(wèi)星等。n按照轉(zhuǎn)發(fā)能力區(qū)分，衛(wèi)星通信系統(tǒng)可以分為無(wú)星上處理能力衛(wèi)星、有星上處理能力衛(wèi)星。6.3.3 衛(wèi)星通信系統(tǒng)的特點(diǎn)（1）下行廣播，覆蓋范圍廣（2）工作頻帶寬：可用頻段從150MHz30GHz；（3）通信質(zhì)量好（4）網(wǎng)絡(luò)建設(shè)速度快、成本低（5）信號(hào)傳輸時(shí)延大、（6）控制復(fù)雜6.3.4 衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)成功案例n銥星（Iridium）系統(tǒng)nGlobalstar系統(tǒng)nIC0全球通信系統(tǒng)nEllips0系統(tǒng)nOrbcomm系統(tǒng)nTel

6、edesic系統(tǒng)主要內(nèi)容6.1 概述6.2 3G/4G技術(shù)6.3 衛(wèi)星通信系統(tǒng)6.4 802.20技術(shù)6.4 802.20技術(shù)6.4.1 802.20技術(shù)特性6.4.2 802.20與其他技術(shù)間的關(guān)系6.4.3 802.20展望6.4.1 802.20技術(shù)特性n 在物理層技術(shù)上，以O(shè)FDM和MIMO為核心，充分挖掘時(shí)域、頻域和空間域的資源，大大提高了系統(tǒng)的頻譜效率n 在設(shè)計(jì)理念上，基于分組數(shù)據(jù)的純IP架構(gòu)應(yīng)對(duì)突發(fā)性數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的性能也優(yōu)于現(xiàn)有的3G技術(shù)，與3.5G(HSDPA、EV-DO)性能相當(dāng)n 另外，在實(shí)現(xiàn)、部署成本上也具有較大的優(yōu)勢(shì)。 1. 系統(tǒng)性能指標(biāo) 參數(shù)目標(biāo)值移動(dòng)性最高達(dá)250km/

7、h頻譜效率1bit/s/Hz/cell工作頻率3.5GHz的許可頻段單小區(qū)覆蓋半徑1Mb/s4Mb/s用戶峰值速率(上行)300kb/s1.2Mb/s單小區(qū)峰值速率(下行)4Mb/s16Mb/s單小區(qū)峰值速率(上行)800kb/s3.2Mb/s雙工方式FDD和TDDMAC幀往返時(shí)延(RTT)10ms安全模式AES(高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn))不同場(chǎng)景下的頻譜效率 參數(shù)下行上行移動(dòng)速率(km/h)31203120頻譜效率(bit/s/Hz/cell)2.01.51.00.752. 純IP架構(gòu)n IEEE 802.20秉承了IEEE 802協(xié)議族的純IP架構(gòu)。n 純IP架構(gòu)，與3GPP和3GPP2所提出的全I(xiàn)P

8、概念有所不同前者是核心網(wǎng)和無(wú)線接入網(wǎng)都基于IP傳輸，而后者僅僅實(shí)現(xiàn)了核心網(wǎng)的IP化。設(shè)計(jì)架構(gòu)的差異使802.20與其它3G技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)勢(shì)。6.4 802.20技術(shù)6.4.1 802.20技術(shù)特性6.4.2 802.20與其他技術(shù)間的關(guān)系6.4.3 802.20展望1. 與802.11、802.16間的關(guān)系n 11和16主要是針對(duì)牧游式的無(wú)線接入，提供步行速率的移動(dòng)性。802.20的目標(biāo)市場(chǎng)定位于無(wú)線廣域網(wǎng)，強(qiáng)調(diào)它對(duì)高速移動(dòng)性的支持。n 三種技術(shù)存在很強(qiáng)的互補(bǔ)性。若將它們混合組網(wǎng)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，將是一種非常好的全網(wǎng)覆蓋解決方案。 2. 與3G技術(shù)間的關(guān)系 從目標(biāo)市場(chǎng)和技術(shù)特點(diǎn)看，802.20

9、和3G確實(shí)存在較多的相似性，也就導(dǎo)致了它們之間的競(jìng)爭(zhēng)性。 IEEE 802.20與3G技術(shù)的對(duì)比 IEEE 802.203G目標(biāo)市場(chǎng)1高移動(dòng)性、高吞吐量數(shù)據(jù)應(yīng)用2對(duì)稱數(shù)據(jù)服務(wù)3對(duì)數(shù)據(jù)服務(wù)時(shí)延敏感度要求高4全球移動(dòng)和漫游1高移動(dòng)性、語(yǔ)音業(yè)務(wù)和低速率數(shù)據(jù)應(yīng)用2非對(duì)稱數(shù)據(jù)服務(wù)3對(duì)數(shù)據(jù)服務(wù)時(shí)延敏感度要求低4全球移動(dòng)和漫游技術(shù)特點(diǎn)1全新的空中接口(物理層和MAC層)2屬于廣域網(wǎng)技術(shù)3以O(shè)FDM、MIMO為物理層核心技術(shù)4工作于3.5GHz以下的許可頻段5典型信道帶寬小于5MHz6純IP架構(gòu)7主要針對(duì)移動(dòng)多媒體應(yīng)用8高效的上下行數(shù)據(jù)傳輸效率9低時(shí)延架構(gòu)1基于GSM或IS-41的演進(jìn)，已有較成熟的空中接口(

10、WCDMA、cdma2000和TD-SCDMA)2屬于廣域網(wǎng)技術(shù)3以CDMA為物理層核心技術(shù)4工作于2.7GHz以下的許可頻段5典型信道帶寬小于5MHz6以基于電路交換的架構(gòu)為主7主要針對(duì)移動(dòng)語(yǔ)音業(yè)務(wù)8數(shù)據(jù)傳輸效率下行一般，上行較低9高時(shí)延架構(gòu)802.20 Vs 3Gn (1)兩者的目標(biāo)市場(chǎng)重疊較大。首先，都是廣域網(wǎng)技術(shù)。其次，802.20具有低時(shí)延架構(gòu)，可以基于VoIP技術(shù)來(lái)提供高質(zhì)量的語(yǔ)音業(yè)務(wù)，也就是說(shuō)可以支持3G所能提供的全部業(yè)務(wù)。n (2)在物理層核心技術(shù)上802.20更為先進(jìn)，因而擁有更具吸引力的性能優(yōu)勢(shì)。n (3)802.20的純IP架構(gòu)使它在組網(wǎng)成本上具有較明顯的價(jià)格優(yōu)勢(shì)。因而在

11、部署廣域網(wǎng)時(shí)，性價(jià)比高的802.20將更受運(yùn)營(yíng)商青睞。 3.與3GPP LTE間的關(guān)系 n LTE(Long Term Evolution)是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織3GPP在2004年底提出的研究計(jì)劃，旨在提高3G技術(shù)在寬帶無(wú)線接入市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。n LTE的市場(chǎng)定位是彌補(bǔ)3G技術(shù)在分組接入方面的不足，技術(shù)特性與802.20極為相似相似點(diǎn)n 都是針對(duì)廣域網(wǎng)的移動(dòng)通信技術(shù)，LTE支持最高的移動(dòng)速率為350 km/h，并且能在15120 km/h下提供高性能的服務(wù)n 物理層技術(shù)都是基于OFDM和MIMO，頻譜效率都很高，并且擺脫了高通公司的CDMA專利制約n 都支持低時(shí)延，LTE的接入網(wǎng)時(shí)延在10 ms以內(nèi)，控制平面時(shí)延小于100 msn 都是基于IP的架構(gòu)，LTE的目標(biāo)是建立一個(gè)無(wú)線接入網(wǎng)與固網(wǎng)融合的純IP的核心網(wǎng)，以滿足寬帶無(wú)線接入的需求。6.4 802.20技術(shù)6.4.1 802.20技術(shù)特性6.4.2 802.20與其他技術(shù)間的關(guān)系6.4.3 802.20展望6.4.2 802