固定宽带无线接入技术的发展

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1、固定宽带无线接入技术的发展

2、第1摘要：为了满足未来固定宽带无线接入系统高数据速率传输及高频谱利用率的要求，就需要在物理层和媒体访问控制层进行技术上的革新，所涉及的关键技术包括：高频谱利用率的天线系统、具有时延扩展鲁棒性的调制方式、均衡与编码技术、高效的多址接入技术、自适应链路技术等。文章对这些技术进行了分析，并对系统安全问题进行了探讨。关键词：宽带无线接入；多天线；调制；自适应链路；安全与2G、3G等无线通信系统相比，固定无线接入系统缺乏移动性。这类系统通常用于本地环的高速接入，解决“最后一公里”问题。宽带无线接入技术与其

3、他技术，如光纤、电缆、数字用户环(DSL)等，具有竞争关系。从长远来看，光纤接入方式无疑是最佳的解决方案，但要真正实现光纤到楼、光纤到户还有相当长的一段路要走。宽带无线接入方案避免了使用DSL的距离限制及使用电缆的造价问题，同时还具有快速配置、高可量测性(Scalability)、低维护和升级费用等特点，因此成为研究热点。1宽带无线接入技术标准宽带无线接入包括无线个域网(PAN)、无线局域网(LAN)、无线城域网(MAN)、无线广域网(b/s的数据速率，工作在ISM频段。为了提高无线网络的能力，又相继推出了IEEE802.

4、11a和IEEE802.11b两个标准。目前IEEE正在进行IEEE802.11g的标准化工作。IEEE802.16工作组在2001年9月发布了802.16.2标准，规定了在10～66GHz频率范围内的多个不同宽带系统共同运行的操作规程建议。随后又相继推出了IEEE802.16、IEEE802.16a、IEEE802.16c。现正在开展在2～6GHz频带内将固定系统与移动系统相融合的研究，并将这一功能扩展版本命名为802.16e。ETSIBRAN标准包括HIPERLAN/2、HIPERACCESS、HIPERMAN及HIP

5、ERLINK。几种典型的固定宽带无线接入的技术特征如表1所示[1]。500)this.style.ouseg(this)">IEEE802.11和HIPERLAN构成了局域网(LAN)的无线接入标准，用于解决用户群内部的信息交流和网际接入，形象描述为“最后100米”的通信需求，如企业网和驻地网；IEEE802.16和HIPERACCESS构成了城域网(MAN)的无线接入标准，用于大都市范围内的信息汇聚点之间的信息交流和网际接入，形象描述为“最后1公里”的通信需求；IEEE802.20和2G、3G蜂窝移动通信系统构成了广域网

6、(AC层进行技术革新。物理层的革新包括高频谱利用率的天线系统、具有时延扩展鲁棒性的调制方式、均衡与编码技术、软件无线电技术等；MAC层的革新包括高效的多址接入技术、适应不同QoS要求与较大数据速率动态变化范围的自适应链路技术等。2.1天线系统随着移动通信技术的发展，宽带无线接入技术也由原来的固定宽带无线接入逐渐向移动宽带无线接入方向发展。这种发展对宽带无线接入技术提出了新的要求，即在复杂多变的无线信道条件下能够实现数据高速可靠的传输。具体到天线系统中，自适应阵列和多输入多输出(MIMO)天线技术成为提高系统性能的主要手段[

7、2]，其中，MIMO技术更是成为研究热点。窄波束天线是目前运行的固定宽带无线系统中最常见的天线形式，它只能将信号发送给一个接收位置或从一个接收位置接收信号，主要用于点到点的网络；固定宽波束天线有较大的覆盖范围，服务于一个区域，为多个用户持有设备(CPE)提供信号。分集天线系统利用多天线进行空间分集接收，是无线通信系统中几种常见的分集方法之一。通过空间分集，从两个或多个天线接收到的信号通过一定的方式进行合并，能够减弱由于多径传播所造成的信号幅度衰落的影响。基本的线性分集合并技术主要有3种：选择性合并、最大比率合并(MRC)和

8、等增益合并(EGC)。自适应阵列天线系统能够自动调整其参数实现某个预定的性能，如最大化信号干扰噪声比(SINR)等，主要有3种实现方式：(1)波束选择对于一个给定的远程终端，基站端有多个天线可供信号发送和接收，通过比较，选择一个最优波束为远程终端服务。(2)波束定向波束定向搜索远程终端信号的最大增益天线方向，以提高信号干扰噪声比(SINR)。(3)最优SINR合并采用最优SINR合并的天线基本上是一个最优线性空间滤波器，天线进行自适应调整，使得最终的输出匹配于一个参考信号。滤波过程就是抑制干扰和噪声的过程。由于是一个反馈系

9、统，需要一个周期更新的参考信号与输入信号进行比较，同时需要一个高速率的滤波器参数(加权因子)更新来减弱干扰的影响。自适应天线能够带来的潜在好处[3]有：(1)在基站端能够对一个用户形成窄波束，使其他扇区的干扰得到有效抑制，从而增加系统容量。(2)在基站端用于降低干扰，提高接收信号的载干比(CIR)。(3