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LMDS宽带无线接入技术及其应用
2008年1月29日 13:19    泰尔网    评论()    
作 者:王利群 魏迎春 徐淳宁

    终端站设备提供支持本地终端操作工作的计算机接口及软件,提供设备管理人员进行本地调测、配置、维护的途径。同时终端站支持远程的操作维护管理程序。网络工程师可以方便地在远端通过指令对处在用户侧的设备进行操作维护。

    2.1.3网管系统

    LMDS系统的实现多基于传输控制协议/网际协议(TCP/IP)的简单网络管理协议(SNMP)。网络管理系统(NMS)又称网络运营系统(NDS),主要负责管理多个区域内的用户网络,负责完成系统分配、性能分析,安全管理等功能,多个网络运营系统可通过通信网络进行互联。

    2.2系统传输方式

    LMDS系统使用基于ATM信号复用的连续载波,从中心站到终端站的下行方向上通过空中接口传送数据。中心站每个扇区使用一个或多个下行载波发送这些ATM信元到终端站。这些载波用不同的频率发射,以避免相互之间的干扰。终端站可以使用FDMA或TDMA技术通过空中接口发送信息到中心站。当终端站使用FDMA方式的上行链路时,发射端的调制解调器工作在一个连续的载波模式下,每个远端设备与该扇区设备的特定调制解调器维持一个连续的链路。当终端站使用TDMA方式的上行链路时,终端站发射端的调制解调器工作在一个突发的载波模式下,网络通过保持精确定时来获得最佳的性能,减少丢失突发帧的概率。每个从终端站来的突发帧包括前同步、独立字、FEC编码及2个或4个ATM信号的净负荷。

    中心站从网络接口接收ATM信元,其中带内网管信息发送到中心站的处理器中,业务承载信息被传送到调制解调器接口处。业务承载单元在调制解调器中采用QPSK、16QAM或64QAM的调制方式,通过扇区的室外单元广播给所辖区域的终端站。每个远端终端调谐接收中心站的一个载波,由解调器恢复数据和时钟,生成ATM信元流。远端终端只处理在本端信元路由表中列出的ATM信元,而所有剩余的信元在此端被忽略丢掉。

    3、LMDS的主要技术要点

    3.1工作频段

    目前世界上不少国家都规划了LMDS的应用频段。美国联邦通信委员会(FCC)将LMDS的频谱分为两段:27.5~28.35GHz、29.1~29.25GHz和31.075~31.225GHz为A段,共1150MHz;31.225~31.375GHz为B段,共150MHz。其他国家如加拿大、澳大利亚、新西兰、俄罗斯、新加坡等数10个国家也都相继分配了LMDS频谱。总体来看,这些国家的频谱分配一般集中在24GHz、26GHz、28GHz、31GHz和38GHz等几个频段,其中27.5~29.5GHz最为集中,差不多80%的国家都将本国的频谱分配在这一频段之内。我国无线电频率主管部门——信息产业部无线电管理局目前已经进行了LMDS的频率规划工作。

    3.2多址方式

    LMDS下行主要采用TDM(时分复用)的方式将信号向相应扇区广播,每个用户终端在特定的频段内接收属于自己的信号。目前绝大多数设备都采用ATM信元流的形式来进行下行业务的分配工作。而基站设备主要以TDMA和FMDA中的一种接收来自本扇区内多个远端用户的信号。如果采用TDMA方式,则若干远端站可以在相同频段的不同时隙向基站发射信号。这种方式对支持突发型的数据业务,比如Internet接入应用比较有优势。如果采用FDMA方式,则相同扇区中不同远端在不同频段上向基站发射信号,彼此互不干扰。由于这种方式远端需长期占用频率资源,因而对于租用线业务比较有利。

    3.3调制方式

    目前较普遍的调制方式为QPSK(四相相移键控),也可用16QAM(正交振幅调制),甚至64QAM。采用16QAM或者64QAM等高阶调制方式可以有效的扩大系统的容量。简单地说,采用16QAM,相同频段可以支持的容量是QPSK的2.3倍,如果采用64QAM,则为3.5倍,但是调制技术越复杂,则在相同条件下覆盖的范围越小。根据用户离基站距离的远近,混合选择多种调制方式可以明显扩大容量,当然采用细化扇区的办法同样也能达到相同的效果,但显然要增加额外的设备费用。

    3.4拓扑结构

    LDMS系统的拓扑结构与局域网类似,可以有星型和环型两种主要结构形式,目前星型结构居于主流地位。星型结构是指基站采用全向或扇区天线与采用定向天线的远端用户终端直接进行微波通信,如图2所示,环型结构是指相邻服务节点之间采用定向天线彼此进行微波通信,中央节点处于网络枢纽位置,负责微波环路上业务量的汇聚和转接(如图3所示)。环型LMDS可以方便地实现链路自愈(Self-Healing)功能,同时由于采用点对点相连方式,如果环路组织合适,有可能部分解决星型LMDS中的覆盖盲区问题。比较而言,星型拓扑结构比较适合于用户分布较确定和较集中的环境,环型拓扑结构更适合于用户比较稀少、地理环境比较复杂的环境。

    图2  星型LMDS系统拓扑结构

    图3  环型LMDS系统拓扑结构

    4、LMDS系统提供的业务

    LMDS系统可提供多种业务,可同时向用户提供语音、数据及视频综合业务,还可以提供承载业务,如与蜂窝移动通信系统或PCS/PCN基站之间的传输等。具体业务如下。

    4.1语音业务

    LMDS系统是一种高容量的点对多点微波传输系统,可提供高质量的语音服务;和传统的POTS业务相连,可实现PSTN主干网无线接入。

    4.2数据业务

    LMDS系统的数据业务包括低、中、高速3档:低速数据业务,速率1.2~9.6kbit/s,能处理开放协议的数据,网络允许从本地接入点接到增值业务网;中速数据业务,速率9.6kbit/s~2Mbit/s,这样的数据接口通常是增值网络本地接点;高速数据业务,速率2~155Mbit/s,BER低于10-9,提供这样的数据业务必须有以太网和光纤分布数据接口。

    4.3视频综合业务

    LMDS能够提供模拟和数字视频业务,如远程医疗、高速会议电视、远程教育、远程商务及用户电视、VOD等。

    5、LMDS技术的应用

    LMDS系统可提供多种业务,从分类角度归纳起来,LMDS技术主要有如下一些应用。

    (1)租用线业务(LeasedLinedServices):租用线业务提供用户终端至网络的E1或部分E1(N×64kbit/s)、帧中继(FR)连接等。主要应用于PABX(用户自动交换机)连接,基于专线的广域网连接应用等。

    (2)突发数据业务(BurstyDataServices):这类业务包括Internet、Intranet以及局域网互联等,主要面向企业、SOHO以及居民用户等。

[1]  [2]  [3]  编 辑:张翀
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