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固定寬帶無線接入技術的發展

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摘要：為了滿足未來固定寬帶無線接入系統高數據速率傳輸及高頻譜利用率的要求，就需要在物理層和媒體訪問控制層進行技術上的革新，所涉及的要害技術包括：高頻譜利用率的天線系統、具有時延擴展魯棒性的調制方式、均衡與編碼技術、高效的多址接入技術、自適應鏈路技術等 。文章對這些技術進行了分析，并對系統安全問題進行了探討 。要害詞：寬帶無線接入；多天線；調制；自適應鏈路；安全Abstract:In order to satisfy the future requirements of fixed broadband wireless Access systems for high data-rate and high frequency efficiency, technical renovation on the physical layer and control layer is demanded. The paper analyzes relevant technologies sUCh as the high spectrum utilization antenna, robust time-delay extension modulation, equalization and encoding, highly efficient multi-address access and adaptive linking. The system security issues are also discussed.Key Words:broadband wireless access; multiple antenna; modulation; adaptive link; security【固定寬帶無線接入技術的發展】 與2G、3G等無線通信系統相比，固定無線接入系統缺乏移動性 。這類系統通常用于本地環的高速接入，解決“最后一公里”問題 。寬帶無線接入技術與其他技術，如光纖、電纜、數字用戶環(DSL)等，具有競爭關系 。從長遠來看，光纖接入方式無疑是最佳的解決方案，但要真正實現光纖到樓、光纖到戶還有相當長的一段路要走 。寬帶無線接入方案避免了使用DSL的距離限制及使用電纜的造價問題，同時還具有快速配置、高可量測性(Scalability)、低維護和升級費用等特點，因此成為研究熱點 。
1 寬帶無線接入技術標準
寬帶無線接入包括無線個域網(PAN)、無線局域網(LAN)、無線城域網(MAN)、無線廣域網(WAN)，甚至包括蜂窩系統 。
寬帶無線接入技術的標準主要有三大類：IEEE 802.11、IEEE 802.16及歐洲電信標準協會的寬帶無線接入網標準(ETSI BRAN) 。
IEEE 802.11標準提供1～2 Mb/s的數據速率，工作在ISM頻段 。為了提高無線網絡的能力，又相繼推出了IEEE 802.11a和IEEE 802.11b兩個標準 。目前IEEE正在進行IEEE 802.11g的標準化工作 。
IEEE 802.16工作組在2001年9月發布了802.16.2標準，規定了在10～66 GHz頻率范圍內的多個不同寬帶系統共同運行的操作規程建議 。隨后又相繼推出了IEEE 802.16、IEEE 802.16a、IEEE 802.16c ?，F正在開展在2～6 GHz頻帶內將固定系統與移動系統相融合的研究，并將這一功能擴展版本命名為802.16e 。
ETSI BRAN標準包括HIPERLAN/2、HIPERACCESS、HIPERMAN及HIPERLINK 。
幾種典型的固定寬帶無線接入的技術特征如表1所示[1] 。
IEEE 802.11和HIPERLAN構成了局域網(LAN)的無線接入標準，用于解決用戶群內部的信息交流和網際接入，形象描述為“最后100米”的通信需求，如企業網和駐地網；IEEE802.16和HIPERACCESS構成了城域網(MAN)的無線接入標準，用于大都市范圍內的信息匯聚點之間的信息交流和網際接入，形象描述為“最后1公里”的通信需求；IEEE 802.20和2G、3G蜂窩移動通信系統構成了廣域網(WAN)的無線接入標準，用于解決超出一個城市范圍的信息交流和網際接入需求 。
固定寬帶無線接入系統已經有幾十年的歷史了，技術上的不斷進步，尤其是對發射機和接收機的硬件革新，使得人們可以利用越來越高的頻段 。超大規模集成電路的快速發展，也使得高效的信號處理、編碼和多址接入技術實現成為可能 。在系統設計方面，如何有效地提高系統的頻譜利用率是寬帶無線接入系統發展的方向 。
2 寬帶無線接入的要害技術
為實現新一代寬帶無線接入系統的高性能需求，需要在物理層和MAC層進行技術革新 。物理層的革新包括高頻譜利用率的天線系統、具有時延擴展魯棒性的調制方式、均衡與編碼技術、軟件無線電技術等；MAC層的革新包括高效的多址接入技術、適應不同QoS要求與較大數據速率動態變化范圍的自適應鏈路技術等 。

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