1 引言
我國(guó)電信市場(chǎng)已經(jīng)從傳統(tǒng)單一運(yùn)營(yíng)商發(fā)展到了多運(yùn)營(yíng)商競(jìng)爭(zhēng)的格局，對(duì)于新興運(yùn)營(yíng)商而言，迫切希望通過(guò)能夠快速部署的無(wú)線接入技術(shù)切入市場(chǎng)，爭(zhēng)取用戶(hù)，因此無(wú)線接入作為一種非常重要的接入手段，有著很大的潛在市場(chǎng)發(fā)展空間。窄帶無(wú)線接入主要用來(lái)提供語(yǔ)音業(yè)務(wù)，解決部分地區(qū)不能通過(guò)有線手段提供語(yǔ)音通信的問(wèn)題，同時(shí)滿(mǎn)足部分用戶(hù)的移動(dòng)語(yǔ)音需求，是有線接入的有效補(bǔ)充；寬帶無(wú)線接入主要用來(lái)提供綜合的語(yǔ)音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，以滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)日益增長(zhǎng)的需求。本文詳細(xì)介紹了我國(guó)應(yīng)用的幾種無(wú)線接入技術(shù)的發(fā)展情況。
2 無(wú)線接入的頻率資源
下列是我國(guó)政府為T(mén)DD(時(shí)分雙工)方式的窄帶無(wú)線接入系統(tǒng)分配的頻率，這兩個(gè)頻段主要應(yīng)用于SCDMA制式的無(wú)線接入系統(tǒng)。
(1)1 800 MHz：2003年，我國(guó)政府將原來(lái)在1800 MHz規(guī)劃的5 MHz頻率擴(kuò)展為20 MHz，允許無(wú)線接人系統(tǒng)使用。具體為1 785-1 805 MHz，可以采用250 kHz和500 kHz兩種載頻間隔。
(2)400 MHz：2004年，為支持發(fā)展農(nóng)村和邊遠(yuǎn)地區(qū)通信，我國(guó)政府決定將400MHz頻段劃為無(wú)線接入系統(tǒng)頻率。具體頻率為406.5-409.5 MHz，可以采用250 kHz和500 kHz兩種載頻間隔。
下列是我國(guó)政府已經(jīng)為寬帶無(wú)線接入分配的頻率資源。
(1)3.5 GHz頻段：3.5GHz固定無(wú)線接入系統(tǒng)使用的FDD(頻分雙工_)工作頻率為3400-3 430 MHz和3 500～3 530 MHz，其中，終端站發(fā)射頻段為3400-3430MHz，中心站發(fā)射頻段為3500-3530MHz，雙工間隔為100 MHz。
(2)本地多點(diǎn)分配系統(tǒng)(LMDS)：允許使用的FDD頻率為24 507-25 515 MHz(下行)／25 757～26 765 MHz(上行)，雙工間隔為1 250 MHz，共計(jì)(1 008×2)MHz。
(3)5.8 GH頻段：2002年國(guó)家正式分配了5 725-5 850 MHz這一頻段，允許點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)擴(kuò)頻通信系統(tǒng)、寬帶無(wú)線接入系統(tǒng)、高速無(wú)線局域網(wǎng)、藍(lán)牙系統(tǒng)等共存。該頻段為開(kāi)放頻段，可以用于公眾網(wǎng)無(wú)線通信和專(zhuān)網(wǎng)通信。
(4)2.4 GHz頻段：2 400-2 483.5 MHz為ISM(工科醫(yī))頻段。我國(guó)政府規(guī)定該頻段作為無(wú)線局域網(wǎng)、無(wú)線接入系統(tǒng)、藍(lán)牙系統(tǒng)、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)擴(kuò)頻通信系統(tǒng)等各類(lèi)無(wú)線電臺(tái)站的共用頻段。這些業(yè)務(wù)均為主要業(yè)務(wù)，因此該頻段也是開(kāi)放頻段。
3 無(wú)線接入的發(fā)展現(xiàn)狀
在窄帶無(wú)線接入中，除了PHS制式的“小靈通”技術(shù)外，SCDMA制式的無(wú)線接入應(yīng)用從2003年開(kāi)始呈現(xiàn)發(fā)展和上升趨勢(shì)。在寬帶固定無(wú)線接入技術(shù)中，近年發(fā)展的主要技術(shù)包括3.5 GHz無(wú)線接入技術(shù)、LMDS技術(shù)以及WLAN技術(shù)。由于不同技術(shù)的工作頻率、技術(shù)特征、市場(chǎng)特性以及目標(biāo)定位的不同，因此每種技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用情況也不同。
3.1 SCDMA技術(shù)
SCDMA無(wú)線接入系統(tǒng)采用同步碼分多址技術(shù)，工作在時(shí)分雙工方式。SCDMA無(wú)線接入系統(tǒng)是由大唐集團(tuán)信威公司開(kāi)發(fā)的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的系統(tǒng)，利用了智能天線、軟件無(wú)線電、上行同步技術(shù)等，系統(tǒng)可以提供支持移動(dòng)性的無(wú)線市活。
隨著SCDMA技術(shù)的逐步成熟以及不同類(lèi)型終端的出現(xiàn)，從2003年開(kāi)始，SCDMA無(wú)線接入系統(tǒng)在我國(guó)迅速發(fā)展。在大慶，SCDMA無(wú)線市話(huà)首先進(jìn)行了商用試驗(yàn)；之后，中國(guó)網(wǎng)通在陜西省的寶雞和榆林也進(jìn)行了商用試驗(yàn)。到目前為止，中國(guó)網(wǎng)通在南方地區(qū)(如四川、廣西等地)已經(jīng)開(kāi)展了大規(guī)模的SCDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。
SCDMA除了作為城市無(wú)線接入的有效方式之外，還被推薦用于農(nóng)村電信普遍服務(wù)。為了更好、更順利地完成普遍服務(wù)，我國(guó)政府在2004年初指定6家基礎(chǔ)電信業(yè)務(wù)經(jīng)營(yíng)者采取“分片包干”的方式承擔(dān)電信普遍服務(wù)義務(wù)，并為此指定了“村通”工程實(shí)施方案，對(duì)“村通”工程中采用的無(wú)線接入系統(tǒng)，推薦優(yōu)先采用SCDMA等具有國(guó)內(nèi)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)手段。
3.2 3.5 GHz固定寬帶無(wú)線接入技術(shù)
雖然早在2001年就已經(jīng)規(guī)劃了3.5 GHz固定無(wú)線接入頻率資源，但是為了鼓勵(lì)競(jìng)爭(zhēng)，在頻率資源分配上我國(guó)政府首次采取評(píng)選招標(biāo)的方式，先后進(jìn)行了三期招標(biāo)工作。一期選擇了5個(gè)城市進(jìn)行了試點(diǎn)，二期則在包括主要省會(huì)城市和直轄市的32個(gè)城市進(jìn)行了招標(biāo)。在第一、二期招標(biāo)的基礎(chǔ)上，2004年3月信息產(chǎn)業(yè)部組織了3.5 GHz頻段的第三期招標(biāo)。到2004年4月，第三期中標(biāo)企業(yè)揭曉，歷時(shí)3年的3.5 GHz固定無(wú)線接入系統(tǒng)頻率分配工作基本結(jié)束，3.5 GHz頻率資源在全國(guó)范圍內(nèi)得到了分配。
絕大部分企業(yè)在獲得頻率資源后都開(kāi)始了網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，中國(guó)電信在北方地區(qū)、中國(guó)網(wǎng)通在南方地區(qū)利用3.5GHz無(wú)線資源很好地開(kāi)展了業(yè)務(wù)，有效解決了接入手段的匱乏。中國(guó)移動(dòng)和中國(guó)聯(lián)通則利用該技術(shù)提供了基站互聯(lián)和數(shù)據(jù)接入。3.5 GHz頻段可用的頻率資源較少，僅有31.5 MHz，在二期和三期招標(biāo)中被劃分成了3個(gè)10.5 MHz的頻率塊，在同一個(gè)城市，每個(gè)運(yùn)營(yíng)商僅可以申請(qǐng)1個(gè)頻率塊，即在同一個(gè)城市最多有3個(gè)運(yùn)營(yíng)商可以同時(shí)利用3.5 GHz頻率資源提供無(wú)線接入服務(wù)。同時(shí)，絕大多數(shù)設(shè)備采用了3.5 MHz渡道帶寬，這意味著運(yùn)營(yíng)商在一個(gè)地區(qū)只能用3個(gè)頻點(diǎn)組網(wǎng)。由此看來(lái)，3 .5 GHz頻率資源太少，網(wǎng)絡(luò)難以形成大的規(guī)模，也難以滿(mǎn)足運(yùn)營(yíng)商的需求。
目前我國(guó)市場(chǎng)上的3.5 GHz固定無(wú)線接入產(chǎn)品很多，各種產(chǎn)品在空中接口、調(diào)制方式、業(yè)務(wù)能力上存在較大差異，從基本實(shí)現(xiàn)方式上大致可分為電路型、純IP型以及混合型。利用電路型產(chǎn)品主要可以提供2 Mbit／s電路傳輸、普通語(yǔ)音接入；利用純IP型產(chǎn)品主要可以提供Internet接入業(yè)務(wù)；利用混合型產(chǎn)品可以同時(shí)支持電路型和分組型業(yè)務(wù)，并能保證業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量。我國(guó)的通信廠商在固定無(wú)線通信領(lǐng)域的技術(shù)和生產(chǎn)基礎(chǔ)相對(duì)比較薄弱，很多通信制造企業(yè)都采用了初期OEM國(guó)外廠商的方式。值得一提的是，中興通訊已經(jīng)率先在國(guó)內(nèi)制造商中推出了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的3.5 GHz固定無(wú)線接入產(chǎn)品。
3.3 LMDS技術(shù)
早在1999年，我國(guó)幾個(gè)主導(dǎo)運(yùn)營(yíng)商就開(kāi)始了LMDS的技術(shù)試驗(yàn)。2002年底，信息產(chǎn)業(yè)部批準(zhǔn)了中國(guó)網(wǎng)通、中國(guó)電信、中國(guó)移動(dòng)和中國(guó)聯(lián)通四大運(yùn)營(yíng)商在指定的城市開(kāi)展為期一年的商用試驗(yàn)，以評(píng)估在不同降雨條件下雨衰對(duì)LMDS的影響。到2003年底，商用試驗(yàn)已經(jīng)結(jié)束。在為期一年的商用試驗(yàn)中，中國(guó)網(wǎng)通在12個(gè)城市、中國(guó)電信在23個(gè)城市、中國(guó)移動(dòng)在13個(gè)城市、中國(guó)聯(lián)通在14個(gè)城市分別開(kāi)展了LMDS商用試驗(yàn)，分別對(duì)不同環(huán)境下的LMDS組網(wǎng)進(jìn)行了試驗(yàn)。目前，主流的設(shè)備提供商有愛(ài)立信、上海貝爾阿爾卡特、中興通訊、大唐無(wú)線、西門(mén)子和東方通信等。由于LMDS工作的26 GHz頻率對(duì)生產(chǎn)工藝和設(shè)備研制水平都有較高的要求，因此目前國(guó)內(nèi)設(shè)備制造商基本采用OEM方式。
與3.5 GHz無(wú)線接入設(shè)備相比，LMDS設(shè)備的實(shí)現(xiàn)技術(shù)比較統(tǒng)一，基本上都是基于ATM平臺(tái)，采用ATM 155 Mbit／s接口上聯(lián)，用戶(hù)端設(shè)備提供E1和10Base-T接口。隨著IP城域網(wǎng)的發(fā)展，LMDS設(shè)備上聯(lián)口更加豐富，除ATM 155 Mbit／s和E1上聯(lián)接口外，還出現(xiàn)了以太網(wǎng)上聯(lián)接口。由于LMDS工作頻率較高，因此要求必須采用視距傳播，這就對(duì)基站和遠(yuǎn)端站選址提出了要求。另外，該頻段很容易受降雨的影響，造成在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時(shí)必須為了保證可用性而犧牲傳輸距離。通常，實(shí)際傳輸距離一般在3 km以?xún)?nèi)，在降雨量小的地區(qū)，傳輸距離可以延伸到5 km。
LMDS可用的頻帶較寬，波道帶寬以28 MHz和14 MHz居多，因此面向的用戶(hù)群主要是業(yè)務(wù)需求較大的企業(yè)客戶(hù)。運(yùn)營(yíng)商利用LMDS技術(shù)主要提供大客戶(hù)的綜合接入、基站互聯(lián)、數(shù)據(jù)接入等。LMDS技術(shù)發(fā)展一直比較平穩(wěn)，技術(shù)因素和設(shè)備成本因素在一定程度上限制了LMDS的使用范圍，因此還需要加強(qiáng)對(duì)LMDS市場(chǎng)的培育。
3.4 WLAN技術(shù)
WLAN與有線局域網(wǎng)的不同主要體現(xiàn)在便攜性上。一個(gè)WLAN服務(wù)區(qū)的覆蓋范圍一般在100 m以?xún)?nèi)，且主要定位于室內(nèi)應(yīng)用。WLAN可以提供較低速的接入服務(wù)，如用戶(hù)在步行狀態(tài)或低速移動(dòng)狀態(tài)下仍然可以利用WLAN接入網(wǎng)絡(luò)，但是WLAN不能應(yīng)用于高速移動(dòng)狀態(tài)。正是因?yàn)檫@種低速移動(dòng)特性，WLAN被稱(chēng)為“游牧式”無(wú)線接入。
WLAN技術(shù)近兩年發(fā)展較為迅速，這是因?yàn)镮EEE 802.11系列標(biāo)準(zhǔn)解決了空中接口兼容性問(wèn)題，有力地促進(jìn)了無(wú)線局域網(wǎng)終端和接入點(diǎn)(AP)的互通，從而使設(shè)備成本迅速下降。WLAN主要面向個(gè)人用戶(hù)，一般部署在商旅人士經(jīng)常出入的場(chǎng)所或數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求較大的公共場(chǎng)合，呈“島形覆蓋”或“熱點(diǎn)覆蓋”，如機(jī)場(chǎng)、會(huì)議中心、展覽館、賓館、咖啡屋或大學(xué)校園等。WLAN主流的兩種標(biāo)準(zhǔn)集中在2.4 GHz頻段和5 GHz頻段。2.4 GHz頻段為ISM頻段，有IEEE 802.11b和IEEE 802.11g標(biāo)準(zhǔn)支撐，5 GHz頻段則有IEEE 802.11a標(biāo)準(zhǔn)支撐。目前國(guó)內(nèi)主流的產(chǎn)品以2.4 GHz頻段為主，5 GHz頻段的產(chǎn)品應(yīng)用較少。
從2001年開(kāi)始，WLAN開(kāi)始在我國(guó)公眾熱點(diǎn)地區(qū)應(yīng)用。中國(guó)網(wǎng)通自2001年10月率先在上海APEC會(huì)議上提供無(wú)線寬帶接入服務(wù)以來(lái)，已經(jīng)在全國(guó)約150個(gè)熱點(diǎn)地區(qū)敷設(shè)了WLAN網(wǎng)絡(luò)。中國(guó)電信的WLAN“天翼通”將ADSL用戶(hù)端設(shè)備和無(wú)線局域網(wǎng)的AP集成到一起，采用ADSL+WLAN的模式，解決了一個(gè)家庭多個(gè)終端接入的問(wèn)題，有效地發(fā)展了家庭寬帶用戶(hù)�！半Se行”是中國(guó)移動(dòng)面向商務(wù)人士、集團(tuán)客戶(hù)推出的無(wú)線上網(wǎng)服務(wù)，用戶(hù)可通過(guò)筆記本電腦、PDA等終端以GPRS／WLAN接入因特網(wǎng)和企業(yè)網(wǎng)。對(duì)于WLAN業(yè)務(wù)，用戶(hù)可以通過(guò)短消息方式申請(qǐng)WLAN上網(wǎng)密碼，密碼以短消息方式下發(fā)到用戶(hù)手機(jī)，申請(qǐng)即開(kāi)通，費(fèi)用計(jì)入相應(yīng)手機(jī)賬號(hào)。目前中國(guó)移動(dòng)已在全國(guó)1 000多個(gè)熱點(diǎn)地區(qū)提供了WLAN網(wǎng)絡(luò)覆蓋，并且可以實(shí)現(xiàn)全國(guó)漫游。無(wú)論是固網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商還是移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商，在利用WLAN建網(wǎng)時(shí)，都必須首先考慮充分利用現(xiàn)有資源，這樣才能降低投資成本。
4 技術(shù)的新進(jìn)展
在無(wú)線通信中，對(duì)于10 GHz頻段以下的通信系統(tǒng)必須考慮多徑衰落，利用OFDM(正交頻分復(fù)用)調(diào)制技術(shù)將可用帶寬劃分成若干個(gè)子載波，這樣每個(gè)子載波的帶寬較窄，每個(gè)OFDM符號(hào)的持續(xù)時(shí)間就比較長(zhǎng)，由多徑時(shí)延擴(kuò)展帶來(lái)的影響將減小，可以有效地提高系統(tǒng)的抗多徑干擾能力，擴(kuò)大設(shè)備的適用范圍。OFDM調(diào)制方式具有較高的頻譜利用率，在抵抗多徑衰落、抵抗窄帶干擾上具有明顯的優(yōu)勢(shì)，可以提高系統(tǒng)的非視距傳播能力。在現(xiàn)有3.5 GHz和5.8GHz無(wú)線接入產(chǎn)品中，已經(jīng)有很多廠商推出了基于OFDM的系統(tǒng)，并且在商用網(wǎng)絡(luò)中獲得了一定程度的應(yīng)用。對(duì)于WLAN接入，兩種主流的物理層IEEE 802.11a和IEEE 802.11g標(biāo)準(zhǔn)都采用了OFDM調(diào)制方式。
從標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展來(lái)看，對(duì)于固定無(wú)線接入,一直沒(méi)有統(tǒng)一的空中接口標(biāo)準(zhǔn)。雖然IEEE 802.16標(biāo)準(zhǔn)組織早在2000年就開(kāi)始致力于這一工作，但是，由于當(dāng)時(shí)已經(jīng)有很多固定無(wú)線接入的產(chǎn)品，且人們認(rèn)為固定無(wú)線接入空中接口開(kāi)放的必要性不大，因此IEEE 802.16的固定無(wú)線接入空中接口標(biāo)準(zhǔn)一直沒(méi)有應(yīng)用起來(lái)。但是，隨著IEEE 802.16e支持移動(dòng)特性的任務(wù)組以及為推動(dòng)IEEE 802.16應(yīng)用的WiMAX論壇的成立，情況發(fā)生了很大變化，802.16技術(shù)尤其是802.16e引起了人們的重視。
802.16d是2-66 GHz固定無(wú)線接入的標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)的物理層核心技術(shù)是OFDM和OFDMA，已經(jīng)在IEEE獲批，即將發(fā)布。802.16e則是為支持移動(dòng)特性提出的，該標(biāo)準(zhǔn)目前正在制定過(guò)程中，預(yù)計(jì)2005年完成標(biāo)準(zhǔn)化工作。802.16e的標(biāo)準(zhǔn)化工作在802.16d的基礎(chǔ)上展開(kāi)，其采用的物理層核心技術(shù)目前與802.16d是一致的。人們希望802.16e既能提供高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)又具備移動(dòng)性，該技術(shù)被業(yè)界視為可能對(duì)3G構(gòu)成競(jìng)爭(zhēng)的新的寬帶無(wú)線接人技術(shù)。從最新發(fā)布的草案來(lái)看，802.16e空中接口的標(biāo)準(zhǔn)化還有大量工作要做。
從上述的分析可以看出，無(wú)線接入的通信能力正在發(fā)生變化，其發(fā)展正在經(jīng)歷從窄帶到寬帶、從固定到移動(dòng)的過(guò)程，網(wǎng)絡(luò)能力在不斷增強(qiáng)。無(wú)線接入系統(tǒng)所采用的調(diào)制技術(shù)也正從傳統(tǒng)的單載波方式走向多載波調(diào)制方式，OFDM將在未來(lái)的無(wú)線接入系統(tǒng)中呈現(xiàn)主導(dǎo)地位。
5 結(jié)束語(yǔ)
未來(lái)寬帶無(wú)線接入的發(fā)展步伐并不如想像的那樣快，這與電信市場(chǎng)大環(huán)境、用戶(hù)的認(rèn)知、技術(shù)的成熟度等多種因素都是相關(guān)的。隨著無(wú)線技術(shù)和寬帶技術(shù)的發(fā)展與融合以及無(wú)線接入標(biāo)準(zhǔn)化工作的推進(jìn)，將帶動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)更加健康地發(fā)展。在電信市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的環(huán)境下，無(wú)線接入技術(shù)作為新興運(yùn)營(yíng)商進(jìn)入市場(chǎng)的重要手段，將發(fā)揮越來(lái)越大的作用。區(qū)的覆蓋范圍一般在100 m以?xún)?nèi)，且主要定位于室內(nèi)應(yīng)用。WLAN可以提供較低速的接入服務(wù)，如用戶(hù)在步行狀態(tài)或低速移動(dòng)狀態(tài)下仍然可以利用WLAN接入網(wǎng)絡(luò)，但是WLAN不能應(yīng)用于高速移動(dòng)狀態(tài)。正是因?yàn)檫@種低速移動(dòng)特性，WLAN被稱(chēng)為“游牧式”無(wú)線接入。
