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  • 1 # 食來運轉

    移動通訊系統: 移動通訊系統由第一代模擬製式到第二代數字制式,第三代以CDMA技術為基礎的行動通訊也即將商用,第四代移動通訊系統正在實驗中,5年後將面世。

    無線本地環路系統: 有線固定電話使用者以無線方式接入公用電話網稱為無線本地環路系統。此方式比較經濟、現實,它不但降低了維護成本,縮短了建設週期,同時裝置擴容方便,特別適合遠離城市的邊遠地區。GSM標準、CDMA、FDMA、TDMA技術也被應用在無線本地環路中。無線本地環路主要針對固定無線使用者接入,因此其工作頻率不與公眾行動通訊網相同,主要分佈在1.8GHz~2.5GHz之間的頻段。一點多址微波通訊裝置,實際上就是一種典型的無線本地環路裝置,它一般採用TDMA分時多重進接方式,中心站透過使用者與公用電話網聯接,透過全向天線與分佈在周圍的外圍站通訊,提供固定電話服務。

    無繩電話系統: 是有線固定電話終端的延伸,無繩電話系統的突出特點是靈活方便。這類固定的無線終端可以同時帶有幾個無線子機,子機除和母機通話外,子機之間還可以通訊。一類工作頻率一般在45MHz,天線覆蓋在100米左右。另一類如DECT、PHS等標準的無繩電話系統工作頻率在800MHz~1.9GHz。

    移動衛星接入系統: 透過同步衛星實現行動通訊聯網是一種理想的無線接入方式,可以真正實現任何時間、任何地點、任何人的行動通訊。這種系統通常需要衛星執行在低軌道,並且需要較多的衛星,投資很大。衛星接入系統的最大特點是利用衛星通訊的多址傳輸方式。為全球使用者提供大跨度、大範圍、遠距離的漫遊和機動靈活的行動通訊服務,是陸地移動通訊系統的擴充套件和延伸,在邊遠的地區、山區、海島、受災區、遠洋船隻、遠航飛機等通訊方面更具有獨特的優越性。

    無線區域網: 無線區域網(Wireless LAN,簡稱WLAN)是計算機網路與無線通訊技術相結合的產物。它不受電纜束縛,可移動,能解決因有線網布線困難等帶來的問題,並且組網靈活,擴容方便,與多種網路標準相容,應用廣泛等優點。WLAN既可滿足各類便攜機的入網要求,也可實現計算機區域網遠端接入、圖文傳真、電子郵件等多種功能。

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    無線接入技術的原理、應用及發展

    一、前言

    資訊社會中,資訊瞬息萬變,資訊量大得驚人,傳統的資訊方式和傳統的通訊裝置,顯得有些力不從心。在中國,以電話業務為基礎的電話網經過幾十年的高速發展,已經具有較大規模,網路裝置的程控化、數字化比例已超過了一些發達國家。但是,城市建設中的地下線管問題影響了其發展,並且過去鋪設的使用者線(纜)不能提供和解決寬頻業務的需求。所以,接入網的技術及其發展受到了各地較大的關注,特別是大城市接入網的建設已經在積極著手準備之中。

    接入網的實現方法分為兩種——無線接入和有線接入。在有線通訊不斷髮展的同時,無線通訊技術以其靈活方便的功能特點,廣泛應用於電信網的各個鄰域。

    二、無線接入技術的原理

    無線接入技術(Wireless Access Technology)也稱無線接續技術,或稱無線本地環路(Wireless Local Loop),主要功能是以無線技術(大部分是移動通訊技術)為傳輸媒介向用戶提供固定的或移動的終端使用者。無線使用者環路的宗旨和目標是提供與有線接入網相同的業務種類和更廣泛的服務範圍,無線使用者環路由於具有應用靈活,安裝快捷等特點,目前已成為接入技術中最熱門的話題,受到各國尤其是電信業務急需普及的發展中國家的重視。

    無線接入依靠無線網,其參考模型如圖一所示。

    在無線網路的參考體系中,反向通道一般透過有線網的傳輸,或在LMDS情況下,透過無線網傳輸。內容提供者透過核心網向無線接入節點發送內容,為滿足衛星及地面微波傳輸,在這個接入節點重組資料並對它進行調製。在反向通道里,使用者使用與前向傳輸同樣的網路或者接入網路。當用DBS或MMDS業務時,需要接入網路,它是一個單向網路。

    圖一:無線接入參考模型

    作為現今大力發展的無線接入技術,大體上可分為移動式接入和無線方式的固定接入兩大類。

    1. 移動式接入技術:

    此類技術主要指使用者終端在較大範圍內移動的通訊系統的接入技術。這類通訊系統主要包括以下幾種:

    叢集移動無線電話系統:它是專用排程指揮無線電通訊系統,它在中國得到了較為廣泛的應用。集群系統是從一對一的對講機發展而來的,從單一通道一呼百應的群呼系統,到後來具有選呼功能的系統,現在已是多通道基站多使用者自動撥號系統,它們可以與市話網相連,並於該系統外的市話使用者通話。

    蜂窩行動電話系統:70年代初由美國貝爾實驗室提出的,在給出蜂窩系統的覆蓋小區的概念和相關理論之後,該系統得到迅速的發展。其中第一代蜂窩行動電話系統:指陸上模擬蜂窩行動電話系統,主要特徵是用無線通道傳輸模擬訊號。第二代則指數字蜂窩行動電話系統,它以直接傳輸和處理數字資訊為主要特徵,因此具有一切數字系統所具有的優點,代表性的是泛歐蜂窩移動通訊系統GSM。

    衛星通訊系統:採用低軌道衛星通訊系統是實現個人通訊的重要圖途徑之一,現在有美國Motorola公司的“銥星”計劃,日本NTT計劃,歐洲RACE計劃,整個系統由三個部分構成:系統的主要部分是衛星及地面控制裝置,關口站,終端。

    2. 固定式無線技術:

    其英文各為Fixed Wireless Access ,簡稱FWA ,它是指能把從有線方式傳來的資訊(語音、資料、圖象)用無線方式傳送到固定使用者終端或是實現相反傳輸的一種通訊系統,也有人用FRA,(Fixed Radio Access)一詞,還有人習慣與有線本地環路相反應,採用無線本地環路(Wireless Local Loop——WLL)的各字。按上述定義,它應該包括了所有來自公共電話網的業務並用無線作傳輸方式送到固定使用者終端的系統,與行動通訊相比,固定無線接入系統的使用者終端是固定的,或者是在極小範圍內。

    由於FMA主要是解決使用者環路部分,所以國內外各大公司的系統方案各不相同。從覆蓋區看,其覆蓋面積的半徑從50M至50公里不等。從頻率角度看,從幾十赫到幾千赫不等;從定址方式看,有分頻多重進接(FDMA)、分時多重進接(TDMA),也有分碼多重進接(CDMA)等。

    雖然各種FWA系統的結構不完全一樣,但如果按照服務物件和覆蓋面積的不同,則可以歸成三大類。圖1.1(a)為尚未採用FWA系統時的線路結構。由圖可知從中心局到中心局一般採用FWA系統的線路結構,從中心局到主分線器,這一段為A段可叫作饋線段,主要由光纜、銅線電纜或微波中繼完成,從主分線器到PBX(使用者交換機)這一段也屬於A段,這一段因為線已大為減少,一般用銅線電纜;從分線(盒)下來到使用者的端機這一段為C段,也為引入線。

    上述的A、B、C三段線路如果用FWA取代可有不同的情況,而實現的系統功能也不同,如圖1、1(b),1、1(c),1、1(d)所示:

    第一種情況是中心局到使用者端機之間全部用無線電傳輸取代有線連線的方式,如圖1、1(b)。這樣做在某些場合從經濟上是十分合算的,安裝也是很方便;但由於這種系統覆蓋區太大,所以在同一頻率和同一多址複用技術下其使用者數量太少。就是前面的宏區(Macro cell)。

    第二種情況是採用FWA系統取代圖(a)的B段和C段,見圖C。多使用較低功率的系統,以解決中等範圍的通訊。這種情況下的使用者容量可比第一種情況多20倍以上,但仍不到微微區容量的1/5。它相當於前面的微區(MC)。

    第三種情況是隻用FWA系統取代(a)中的C段。這種情況下使用低功率系統,覆蓋區為微微區,使用者區只在一個很小的範圍內。這種系統採用的是CT2,CT2+,PACS,DECT,PJS等技術,因此研製費用低,而使用者容量是三種情況中最大的。

    圖二、固定式無線接入線路結構

    根據有關調查結果看,中國的城市,農村,山區,沙漠,沿海地區和島嶼等十分需要FWA系統,價格便宜,質量可靠。1995年中國安裝程控交換機達1800萬門,有關專家們預計新世紀的門數將突破億門以上,在程控交換髮展初期,其實施難度較大,故要求接入技術較高。作為發展中國家的中國,現已高度重視研發有關接入技術的應用技術,全面促進中國的網路接入建設,必定推動中國經濟的穩定發展!

    三、無線接入技術的應用和發展

    已經趨於成熟的無線接入技術,在當今的社會發揮著巨大的作用,使得人們感到科技的關懷。無線接入技術主要應用於電話網,行動通訊網,無繩通訊系統,衛星移動通訊系統,個人通訊網等。

    1、 無線本地環系統(WLL)

    又稱為固定無線接入(FRA)系統,是一種提供基本電話業務或數字無線接入系統,其網路側有標準有線接入的2線模擬介面或2Mbit/s數字介面,可直接與公司電話網的本地交換機相連,使用者側與普通機相連,可直接進行電話業務。目前,無線本地環系統尚無專用的國際標準使用頻段,因而其頻段可能佔用任何現有無線裝置的頻段,從450MHz一直到4GHz。對於1GHz以下的頻段已十分擁擠,且多為蜂窩行動通訊所佔用,包括(無線在內),因而留下的頻段十分有限。對於1~4GHz的頻段,特別是1.8GHz至4GHz頻段尚不算很擁擠,因而無線本地環路系統有較大的發展餘地。總的來看,可用頻帶沒有保證可能是限制本地無線環系統發展的主要障礙。從另一方面看,由於無線本地環系統沒有漫遊問題,各系統不必相互相容,因而可以充分利用各個頻段的空閒頻段,見縫插針地發展,這也是其頑強生命力的表現。

    2.蜂窩移動通訊系統

    行動通訊區由一個一個的小區組成,每一個蜂窩區由一個蜂窩基站和一群使用者移動臺組成,移動臺是收發合一的。每個使用者移動臺與基站通訊,基站負責射頻資源管理並經電話線或微波通道與行動電話交換中心(MSC)相連。MSC控制呼叫訊號和處理、協調不同蜂窩區間的越區切換。行動電話交換局再與被叫使用者相連。

    3. 無線通訊系統

    所謂無線通訊系統也屬於行動通訊的一種,但與蜂窩行動通訊不同。無繩通訊系統就是一種無線接入技術,而不涉及網路。最早應用至今仍然在發展的第一代無繩通訊系統實際是家用無繩電話(稱為CT),之後一種基於數字技術,面向公司網應用的第二代無繩通訊系統(CT2)開始出現並形成了公共空中介面標準(CAI)。隨後又出現了一些改進系統。如CT2P和CT3等,均因價效比不夠理想,未能獲得普及。一種新的歐洲數字無繩通訊(DECT)於1992年誕生,著重規定了射頻和協議要求,因而可以應用於各種不同業務和場合。最後DECT作為GSM網的無繩接入手段應用,從而提供了一種低成本“蜂窩”系統。這種DECT系統的出現標誌著無繩通訊進入了一個嶄新的時代,即PCN的初級階段。

    4. 衛星移動通訊系統

    經過傳統衛星移動的發展,出現了一種慨念。低軌道衛星(LEO)方案,即在地球上方500~2000km處設定一系列衛星(20~70顆),其高度低於輻射帶,但遠高於大氣層。目前已有很多衛星行動通訊方案,最著名的是美國Motorola公司的全球數字移動個人通訊衛星系統和美國Loral Qual-Comm衛星業務公司的全球星系統。

    5. 個人通訊和個人通訊網

    一種無論任何人(whoever)在任何時候(whenever)和任何地方(whereever)都能與世界上任何其它人進行無約束自由通訊的理想服務,而提供這種服務的通訊手段即為個人通訊網(PCN),或稱個人通訊系統(PCS)。作為個人通訊的技術關鍵:網路技術和智慧網技術,多址接入技術,蜂窩結構,傳播特性等需要突破,進而才能進一步的發展個人通訊。

    當今世界通訊技術已成為發展最活躍的科技領域之一。特別是今年來接入技術的迅猛發展,使郵電通訊、資訊交換、介面技術等相關技術也快速發展,給社會帶來全新的數字無線接入理念。

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