自2003年起,在中国有较大影响的FuTURE研究计划开始有选择地将宽带无线接入关键技术列入攻关内容,并先后取得了一系列重要成果,积累了相当数量的知识产权。同时受国际形势的影响,中国各级标准化组织开始制订对应于IEEE 802.16标准系列的行业标准,并酝酿相关国家标准。其中比较有影响的是由中国3部委(中国国家发改委、信息产业部和科技部)联合成立的宽带无线接入工作组、中国通信标准化协会TC5 WG3工作组以及中国国家信息标准化委员会宽带无线多媒体标准工作组。
与其他工作组相比,中国国家通信标准化委员会的宽带无线多媒体标准的定位与典型宽带无线接入系统明显不同,是自主宽带无线接入系统和数字地面电视系统的内在融合,技术基础主要来自于FuTURE研究计划、中国下一代互联网(CNGI)研究计划以及中国颁布的自主移动电视标准,并在一定程度上吸收了IEEE 802.16系列标准的优点。宽带无线多媒体标准推荐使用超高频(UHF)频段,但也支持其他频段(如3.5 GHz)的运行;可以分解成广播电视系统和宽带无线接入系统单独运营,但也支持联合运营,是无线“三网融合”的有效解决手段;推荐基于点对点(P2P)会话初始协议(SIP)的智能节点层叠网(叠加在公众互联网上的有一定QoS保障的虚拟网)作为宽带无线多媒体接入网的核心网,但也支持与NGN/IMS接口。空中接口在上行采用面向低功耗优化的广义多载波(GMC)技术。
1 宽带无线多媒体接入网的关键技术
本文重点讨论宽带无线多媒体接入网涉及到的主要关键技术,包括无线网络架构、物理层关键技术以及MAC层关键技术。对其他关键技术,如安全加密子层技术、核心网技术等,限于篇幅不予详述。
1.1 无线网络架构
宽带无线多媒体系统必须解决广播电视和宽带无线接入的统一传输和资源协调问题,在无线网络架构中最大程度地重用数字地面电视网络和无线城域网络的现有资源,实现网络架构方面的融合。宽带无线多媒体的网络拓扑有3种类型,分别支持广播电视和宽带无线接入两种典型业务。
1.1.1 大区覆盖模式
以大区覆盖方式为广播电视提供无线网络是当前地面数字电视系统普遍采用的方式,宽带无线多媒体系统沿用了这个技术,并依需求支持多区单频组网(SFN),以提供区域性的广播电视业务。其网络拓扑如图1所示。
根据宽带无线多媒体系统的技术特点,大区覆盖模式既可以视之为单独运营的模式,也可以视之为与宽带无线接入网相融合的预先部署模式。在第2种运营场景里,一旦以小区覆盖模式为主体的宽带无线接入网部署完毕,宽带无线多媒体系统就可以过渡到大小区混合覆盖模式,提供广播电视和宽带无线接入业务。
1.1.2 小区覆盖模式
小区覆盖模式是宽带无线多媒体系统提供双向业务的前提。小区覆盖模式依据运行需求又可以进一步分为热点覆盖和蜂窝覆盖模式,而蜂窝覆盖模式类似于传统的移动通信蜂窝网络。基于小区覆盖模式,宽带无线多媒体系统也能够在一定范围内进行单频组网以提供广播电视业务,因此,小区覆盖模式将是宽带无线多媒体系统商业运营中的主体组网模式之一。其网络拓扑如图2所示。