寬帶無線接入技術(shù)概述課件

寬帶無線接入(BWA)技術(shù)概述什么是寬帶接入寬帶無線接入技術(shù)的概念寬帶無線接入技術(shù)特點及分類寬帶無線接入技術(shù)的發(fā)展概況小結(jié)1寬帶接入橋梁作用-城域/核心網(wǎng)與本地家庭/企業(yè)網(wǎng)

--最后一英里或第一英里--最后或最先一跳關(guān)鍵因素--部署費用/時間，服務(wù)范圍，性能--帶寬和用戶的可擴展性

--應(yīng)用和帶寬相互之間的追趕--為了鼓勵廣泛應(yīng)用，一個真正的寬帶應(yīng)用應(yīng)該能夠為上千個用戶提供服務(wù)，且能提供比用戶翻書或切換頻道更快的下載速度寬帶接入各種可能的選擇--有線類：光纜，電力線，DSL，同軸線--電力線，DSL，同軸線接入的好處是可以利用已經(jīng)建設(shè)的基礎(chǔ)架構(gòu)，免除了安裝開銷--無線：802.11,802.16,802.20,802.22,衛(wèi)星，自由空間光通信--好處：快速、靈活、按需提供

IEEE802標(biāo)準(zhǔn)DataLinkLLCSublayerMACSublayerPhysicalNetwork

802.1Overview,ArchitectureManagementInterworking802.2LogicalLinkControlCSMA/CD802.3BroadbandWirelessAccess802.16WirelessRegionalAreaNetwork802.22WirelessPersonalAreaNetwork802.15WirelessLocalAreaNetwork802.11MobileBroadbandWirelessAccess802.20無線寬帶接入電信網(wǎng)：公用電信網(wǎng)和用用戶駐地網(wǎng)用戶終端用戶終端接入網(wǎng)接入網(wǎng)核心網(wǎng)SNIUNIUNISNI接入網(wǎng)：核心網(wǎng)和用戶終端，電話業(yè)務(wù)：本地交換網(wǎng)與用戶之間的連接部分，傳輸設(shè)備、服用、交叉連接和網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備G.702:接入網(wǎng)是由業(yè)務(wù)接點接口（SNI）和用戶網(wǎng)絡(luò)接口（UNI）之間的一系列傳送實體（如線路設(shè)備和傳輸設(shè)備）組成的，為傳送電信業(yè)務(wù)而提供所需傳送承載能力的實際系統(tǒng)，可由Q3接口進行配置和管理。無線接入下一個無線革命，在手機（1990）和Wi-Fi(2000)--1980,1970,1960是什么革命？被許多電信和電纜運行商認(rèn)為是一個顛覆性技術(shù)

--許多電話由于無線正在丟失他們的陣地（就象由于VOIP丟失他們的業(yè)務(wù)一樣）無論是對固定用戶還是對移動用戶，無線通信的廣播特征提供了無處不在且立竿見影的接入技術(shù)不同于有線接入，大部分投資發(fā)生在用戶入網(wǎng)時候--避免了接入網(wǎng)基礎(chǔ)架構(gòu)不能充分利用的問題無線接入特點快速、低費用：相對于直接安裝電纜或?qū)＞€--該技術(shù)允許長途電信運行商可以跳過地區(qū)服務(wù)提供商,向用戶提供服務(wù),這樣可以降低用戶費用允許固話服務(wù)提供商拓展他們的寬帶網(wǎng)絡(luò)

--在實現(xiàn)端對端的寬帶網(wǎng)絡(luò)過程中,起到一個很重要的作用在有線連接不切實際的場合,無線接入是合理的選擇

--河流、丘陵、私人領(lǐng)地、高速路等降低了網(wǎng)絡(luò)配置的復(fù)雜性消除了和移動、增加、改變相關(guān)的開銷--免除了和布線有關(guān)的勞動力、材料、設(shè)備費用--便于重新配置、增加用戶--便于將來擴容接入網(wǎng)分類無線接入：固定接入：采用蜂窩組網(wǎng)--3.5GHz無線接入--直播衛(wèi)星系統(tǒng)（DBS）--本地多點分配業(yè)務(wù)（LMDS）--IEEE802.16d寬帶無線接入移動接入：--IEEE802.11無線局域網(wǎng)WLAN--IEEE802.15無線個域網(wǎng)WPAN--IEEE802.16e無線城域網(wǎng)WMAN--IEEE802.20無線廣域網(wǎng)WWAN3.5GHz無線接入系統(tǒng)信產(chǎn)部無線電管理局2000年4月分配：3.40----3.43GHz,3.50----3.53GHz,--固定無線接入，10km,準(zhǔn)視距傳播--中低速率，技術(shù)成熟、單用戶成本低--支持多業(yè)務(wù)接入，中小企事業(yè)、住宅小區(qū)、無線到大樓、基站連接，中繼服務(wù)，DDN、IP電話直接廣播衛(wèi)星系統(tǒng)智能卡機頂盒ISP反向鏈路地球同步衛(wèi)星高速前向鏈路本地多點分配業(yè)務(wù)LMDS工作在毫米波段（28GHz-31GHz）--固定無線通信，點對多點--視頻像、數(shù)據(jù)、話音--直接提供給用戶接收（個體或集體）--成本低、靈活性大、組網(wǎng)容易、帶寬達(dá)1.3GHz--覆蓋范圍較?。?-5公里），受氣候影響較大LMDS系統(tǒng)機構(gòu)視頻服務(wù)器視頻服務(wù)器視頻服務(wù)器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)器微波接口單元中心站DATAPSTN用戶單元機頂盒電視PC電話30GHz28GHzLMDS原理工作頻段集中在24GHz，26GHz，28GHz、31GHz，38GHz，80%集中在27.5GHz-29.5GHz多址方式下行扇區(qū)TDM，上行TDMA或FDMA調(diào)制方式QPSK，16QAM、64QAM拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)星型和環(huán)型無線局域網(wǎng)傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)的一種延伸，有時可替代可實現(xiàn)良好的移動性設(shè)備安裝快速、簡單、靈活無需布線，減少了費用具有多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋀LAN特點安裝便捷免除大量部線工作,僅僅需要安裝一個或多個AP,便于維護和管理高移動性在無線局域網(wǎng)信號覆蓋范圍內(nèi),用戶和隨意移動,不收地理的限制,AP支持距離在300米左右,在辦公環(huán)境為10-100米.易擴展性有多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和多種配置方式,可以方便地擴充用戶數(shù)可靠性使用與以太網(wǎng)類似的連接協(xié)議和數(shù)據(jù)報確認(rèn),提供可靠的數(shù)據(jù)傳送和網(wǎng)絡(luò)帶寬無線個域網(wǎng)基于計算機通信的專用網(wǎng),用于解決同一地點終端與終端間的連接特點拓?fù)淠軌蜻m應(yīng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的移動性,可以獨立工作,也可以與互連網(wǎng)或蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)連接標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.15.12.4GHz,10m,1Mbit/s,1600Hop/s,GFSKIEEE802.15.2定義兩種機制,與WLAN關(guān)系IEEE802.15.3高速WPAN的物理層和MAC層。QPSK，DQPSK，16/32/64QAM，11/22/33/44/55Mbit/s，Beacon，解決高速數(shù)碼產(chǎn)品之間的互連。IEEE802.15.3a擴展了IEEE802.15.3頻段，3.1-10.6GHzIEEE802.15.4低速WPAN的物理層和MAC層，DSSS技術(shù)，250kbit/S(2.4GHz)，20kbit/s(868-915MHz)移動無線寬帶接入MBWA:移動寬帶接入,IEEE802.202002年3月成立MWBA研究小組(SG)2002年7月成立MWBA執(zhí)行委員會研究小組(ECSG)2002年7月ECSG批準(zhǔn)MWBA的5項標(biāo)準(zhǔn)2003年1月召開MWBAWG第一次會議MWBA網(wǎng)絡(luò)基本特性完全透明支持實時和非實時應(yīng)用,并能一直保持網(wǎng)絡(luò)連通支持不同技術(shù)間的切換和漫游(如MBWA到WLAN)支持小區(qū)間和扇區(qū)間的無縫切換支持MAC的不同狀態(tài),能夠快速轉(zhuǎn)變能夠為上下鏈路快速分配所需資源支持基于策略的QoS,且同時支持IPv4和IPv6對用戶數(shù)據(jù)速率進行自動化管理,根據(jù)無線環(huán)境的具體情況自動選擇最優(yōu)的用戶數(shù)據(jù)速率空中接口提供信令消息,以支持用戶與網(wǎng)絡(luò)雙方的相互認(rèn)證允許與現(xiàn)有的蜂窩移動通信系統(tǒng)協(xié)同工作,從而降低網(wǎng)絡(luò)部署成本;空中接口的網(wǎng)絡(luò)實體接口都是開放的MWBA網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)協(xié)議模型采用和IEEE802系列系統(tǒng)相同的參考模型系統(tǒng)模型:基于蜂窩系統(tǒng),采用混合小區(qū)結(jié)構(gòu)(微和宏小區(qū)),以適應(yīng)不同地理環(huán)境,點到多點MBWA模型包括兩個平面:數(shù)據(jù)控制平面和管理平面純IP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)WiMAX技術(shù)WiMAX技術(shù)是BWM技術(shù)中最熱門的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)為IEEE802.16系列面向城域，適合固定、便攜和移動場景寬帶業(yè)務(wù)IEEE802.22技術(shù)802.16a/d/e和20用于在半徑為1-5km的無線城域網(wǎng)環(huán)境建立基礎(chǔ)架構(gòu),而802.22技術(shù)的目標(biāo)是提供接入半徑為100km地理范圍內(nèi)的地域級無線接入速率可以到達(dá)ADSL或者CableModem水平主要為生活在農(nóng)村地區(qū)的人提供寬帶接入業(yè)務(wù)2004年11月IEEE開始了802.22標(biāo)準(zhǔn)化工作使用TV廣播頻段,即UHF/VHF,47-910MHzIEEE802.22物理層主要基于802.16的固定寬帶接入標(biāo)準(zhǔn),主要差別在于使用頻段以及所支持的信道數(shù)量802.22工作頻段為TV廣播頻段,即UHF/VHF,47-910MHz頻道帶寬:6,7,8MHz支持TDD和FDD兩種雙工方式速據(jù)速率:6MHz帶寬—23Mbps(2-3)*6MHz帶寬—71Mbps(綁定)調(diào)制方式:OFDM用戶容量:100/小區(qū)或采用部分頻道技術(shù),如1-8MHz,這樣可以和如無線話筒共享一個頻段,避免干擾和串話IEEE802.22物理層傳輸方式:自適應(yīng)OFDM,1024或2048個子信道,具有更好的抗干擾和外部影響.調(diào)制方式:BPSK到64QAM,具備動態(tài)適應(yīng)信道變化的情況.編碼:卷積碼(強制性的),LDPC和TurboCoding(可選)高級傳輸控制機制:支持STBC,AAS,MIMO和SDMAIEEE802.22MAC層大部分特征和IEEE802.16e相同,如支持具有QoS功能的Diffserv,以及全OFDM幀結(jié)構(gòu).連接建立和成幀:通過在每一個OFDM幀頭發(fā)送先導(dǎo)碼來識別出IEEE802.22基站;一但用戶定位出了IEEE802.22基站,該用戶通過在每一個幀的開始部分加入基于競爭連接配置的消息完成認(rèn)證和連接配置.數(shù)據(jù)傳送:IEEE802.22中的數(shù)據(jù)通過與IEEE802.16e類似的OFDM幀發(fā)送,BS控制所有下行鏈路數(shù)據(jù)的發(fā)送,而用戶發(fā)送數(shù)據(jù)之前,必須向BS請求上行時隙.不同點是要考慮重疊探測和信道綁定.一但使用綁定,就要使用’超級幀頭部’,以便向用戶表明他們應(yīng)該使用哪些頻道來發(fā)送數(shù)據(jù).IEEE802.22MAC層感知和檢測:A.采用帶內(nèi)感知和帶外感知兩種方法.帶外測量對應(yīng)于其他所有未受影響的信道,帶內(nèi)測量涉及基站用于同用戶設(shè)備通信的信道以及受該通信影響的鄰近信道。在帶內(nèi)測量時,基站必須停止信道中的一切數(shù)據(jù)傳送，而在帶外測量中不需要。B.需要通過基站的動態(tài)控制在較低的信噪比下以非相干的方式感知信號,從而確定主用戶的存在.C.使用智能綜合算法將感知任務(wù)分配到各個用戶設(shè)備,一旦得到足夠感知數(shù)據(jù),基站通過將它們進行綜合,獲得整個小區(qū)的頻譜占用圖,并采取適當(dāng)?shù)牟襟E改變相關(guān)的用戶設(shè)備的操作參數(shù),如操作頻率和功率等級,解決潛在干擾問題D.綜合了頻譜管理功能，比如切換信道、掛起/重啟信道傳輸、終止/重啟信道操作等，以保證主用戶業(yè)務(wù)得到保護和實現(xiàn)有效共存。IEEE802.22MAC層QoS支持:類似也IEEE802.16e標(biāo)準(zhǔn)流分類:支持UGS,rtPS,nrtPS,BE端到端:Diffserv和RSVP安全性:類似也IEEE802.16e標(biāo)準(zhǔn),支持認(rèn)證,授權(quán),信息完整性以及數(shù)據(jù)加密等IEEE無線連網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)分類和覆蓋區(qū)域三種寬帶無線接入標(biāo)準(zhǔn)特征比較目標(biāo)市場使用頻率數(shù)據(jù)速率頻譜效率特殊考慮基站覆蓋802.16企業(yè)固定無線接入10-66GHz授權(quán)頻段75Mbps0.5-4.5bps/HzLOS50km4km802.16d商業(yè)固定無線接入2-11GHz授權(quán)/免頻段75Mbps0.5-4.5bps/Hz50km4km802.16e商業(yè)半移動無線接入2-11GHz授權(quán)/免頻段75Mbps500k/m0.5-4.5bps/Hz切換,電源管理4kmOrless802.20商業(yè)全移動無線接入小于3.5GHz授權(quán)頻段1Mbps下行,300kbps上行大于1bps/Hz切換,電源管理4kmOrless802.22商業(yè)固定遠(yuǎn)程無線接入47-910Mhz5-70Mbps;1Mbps/user0.5-5bps/Hz感知,檢測,共存100km50kmROF接入系統(tǒng)ROF:RadiooverFiber射頻信號的光纖傳輸技術(shù)(RadiooverFiber,簡稱RoF),利用光纖的巨大帶寬，基于RoF技術(shù)的新型多天線無線網(wǎng)絡(luò)微小區(qū)結(jié)構(gòu)，可以實現(xiàn)比通常移動通信系統(tǒng)高得多的傳輸容量，是未來超寬帶移動通信的關(guān)鍵技術(shù)之一?；窘Y(jié)構(gòu)簡單:僅需實現(xiàn)光電和電光轉(zhuǎn)換，從而有效簡化遠(yuǎn)程天線單元，節(jié)省了大量的建設(shè)和維護費用。調(diào)制透明ROF接入系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)寬帶副載波信號的全光產(chǎn)生