无线宽带技术（精选十篇）
无线宽带技术 篇1
1 功能体系
导航业务平台由用户业务组织平台 (面向用户) , 无线宽带业务管理平台 (运营商管理) 两大功能支撑体系组成, 具体如图1:
1.1 无线宽带业务管理平台
主要现实对无线宽带用户以及无线宽带业务的集中管理分析。
用户数据管理分析:细化无线宽带用户群体, 分析用户消费行为, 深入了解各省的用户不同的情况, 分区域、分群体地提供精细化、等级化个性化服务体系, 有效提升用户业务使用感知。
业务管理管理分析:从全网的角度, 及时的了解的业务发展与收入情况。主要从出帐用户数, 图1网卡主套餐用户, 网卡主套餐收入, ARPU值等方
面进行统计。统计内容包括无线宽带业务的流量趋势图、流量分布情况、全网质量、网络病毒分析无线宽带用户上网行为分析、以及用户经常使用业务分析 (HTTP, Mail, 即时通信, 下载文件, 在线视频等) 等。
1.2 用户业务组织平台
主要以无线宽带业务平台为中心, 通过多种方式整合价值链资源, 为全网用户提供各种应用服务和移动互联网服务。
2 功能实现
2.1 硬件架构图
根据对智能导航系统的业务需求分析, 系统平台需要采集用户的上网访问数据, 建议采集点为PDSN的PI上行及AAA的认证数据。目前PDSN、AAA的网络架构一般是通过核心交换机进行汇聚, 那么系统平台可以利用核心交换机端口镜像的功能对PDSN、AAA等数据进行采集。网络组织结构如下图2所示:
系统主要由分光器、导航控制器、行为分析服务器、业务管理平台服务器、数据库服务器、交换机等组成。分别实现数据采集, 认证以及控制等功能。
2.2 系统连接说明
通过光口镜像方式将PDSN的PI数据和AAA数据传递给导航控制器。导航控制器通过分析上述数据, 对用户发出导航命令包, 对用户实施导航, 将用户拨号上网后首次打开的网页重定向至业务管理平台, 主动呈现用户上网卡号, 余额, 套餐等资费信息。
2.3 系统各部件接口描述
(1) 分光器接口:与核心交换机连接, 通过镜像方式采集PDSN的用户上网数据, 分析用户的上网信息等。
(2) 导航控制器接口:与分光器连接采集PDSN数据;与分光器采集镜像的AAA数据;与163公网连接, 发送导航包给无线宽带用户发送导航命令。用户接收到重定向导航包后会被导航到门户服务器。需要可以发到用户端的IP地址。
(3) 行为分析服务器接口:与分光器连接采集PDSN数据;与分光器采集镜像的A AA数据;
(4) 业务管理平台服务器:与营帐平台连接。与163公网交换机相连接, 并配有公网地址用于用户访问。
(5) 数据库服务器:与交换机连接并存储平台所需的数据。
(6) 逻辑接口:导航控制器与门户服务器的IMSI加解密接口。无线宽带用户访问移动互联网门户服务器时,
url中传递了导航控制器加密过的imsi号码, 无线宽带门户服务器解密得到imsi号码并通过营帐系统查询用户的资费信息, 返回给用户。导航控制器提供访问用户上网统计数据等系统日志的外部接口, 供读取或导出数据。导航控制器的内网管理接口。
2.4 主要业务流程
(1) 用户拨号接入无线宽带网络, 导航控制器通过监听PDSN和AAA的数据得到用户的IMSI号码和IP地址的对应关系; (2) 当用户第一次上网时, 导航控制器通过监听PDSN和AAA数据, 得到用户的第一次HTTP请求, 并截获该连接; (3) 导航控制器发送“导航命令”到用户端, 告诉用户“请转向访问无线宽带门户网站”, 并终止原连接; (4) 用户访问无线宽带门户网站, 并把加密的IMSI号码作为url的参数, 获得自己的资费信息。
2.5 软件功能
2.5.1 导航控制平台
(1) 认证分析。导航控制器对网络中的认证信息进行实时分析, 获取当前网络中用户IMSI与IP之间的对应关系。
(2) 支持漫游。导航控制器能够根据上网号码区分用户的归属地, 识别漫游到本省的外地用户, 并可以归属地属性设定导航策略, 为漫游用户提供智能导航服务。
(3) 行为分析。实时监测所有业务数据, 分析用户上网过程, 辨识其行为方式, 准确区分用户终端上的计算机软件或者IE插件所发起的HTTP请求, 准确辨识用户的第一次浏览网页行为, 提高导航成功率。
(4) 智能导航。导航系统仅在用户每次拨号上网后第一次浏览网页时实施导航, 向各用户推送包含该用户个人信息的URL, 导航到移动互联网门户网站上;并在同一次上网过程中不再实施导航, 确保导航的智能性和唯一性。
(5) 信息加密。导航系统所发送给终端用户的URL中必须包含采用高强度加密的IMSI号码, 避免以明文方式传输IMSI号码造成信息泄密。
(6) 数据存储。导航系统能够在设备中存储完备的在线用户数、导航用户数、端口业务流量、设备运行参数等统计信息, 为事后统计分析提供数据源。存储时间6个月。
(7) 管理功能。导航系统的管理工具可以远程对系统设备进行管理, 查看处理器、内存、存储空间利用率等参数, 提供当前在线用户数, 导航用户数等业务统计信息;支持帐户管理、群组管理、IMSI号段管理、个性化URL管理、日志查询等基本系统操作。
(8) 权限管理。导航系统应具备严格的用户权限管理机制, 对系统操作进行分级授权管理, 提供普通用户和管理员等多种用户权限, 通过密码进行保护。
(9) 系统接口。导航系统提供访问用户上网统计数据等系统日志的外部接口, 供读取或导出数据。
(10) 用户屏蔽导航。如果用户要求屏蔽导航, 导航系统针对这部分提供白名单群组功能, 只要将用户的imsi号码添加进入, 那么导航系统将会给这部分用户屏蔽导航。
2.5.2 资费查询
资费查询包括:资费实时主动传递服务、多渠道余额提醒以及自助查询三部分。
(1) 资费实时主动传递服务。利用导航重定向功能, 主动为用户提供实时的资费透明信息, 方便用户, 降低客服成本。
(2) 多渠道余额提醒。利用后台分析系统, 判断用户属性, 针对余额不足的套餐用户, 通过导航平台、客服中心、电邮系统以及短信平台, 对用户进行提醒, 防止用户应欠费造成停机无法使用。
(3) 自助查询。系统辨别用户需求, 根据用户对无线宽带业务的具体需要, 推送相应的自助查询服务, 打造无线宽带专项业务的“随身厅”。
2.5.3 在线续费
(1) 相关接口。CRM系统、集中计费系统、统一充值平台、网上营业厅。
(2) 在线充值系统功能说明。在线充值系统分为:前端在线充值平台和充值业务管理后台两部分。采用面向服务的架构进行设计, 总体分为统一接入层、业务处理层、数据存储层、业务分析层、运营管理层, 提供无线宽带用户在线续费、充值卡调度管理、用户充值分群分析、充值业务统计查询等系列功能:
2.5.4 业务宣传
(1) “无线宽带”业务宣传。针对“无线宽带”业务的维系政策, 新用户政策, 回报活动进行业务宣传。
(2) 语音业务推荐。在无线宽带导航管理平台上进行语音业务推荐与宣传, 其目标主要用于异网挖掘, 策反移动手机用户, 以及在网的手机用户的维系挖掘。
(3) 其他核心业务宣传。对运营商的核心业务, 在无线宽带导航管理平台上进行介绍、宣传等。
(4) 相关接口。网上营业厅。
2.5.5 全业务资源整合营销
(1) 业务捆绑营销。实施业务之间的整合, 以及与其他业务的精准捆绑营销, 培育出具有竞争优势且可持续发展的营销能力。
(2) 资源价值营销。利用运营商丰富的业务资源, 针对无线宽带用户使用习惯, 在无线宽带导航管理平台开展个性化的价值营销, 增强用户业务粘着度。
(3) 相关接口。网上营业厅
2.5.6 经营分析
以下仅对与天翼无线宽带业务需求相关的业务功能进行描述。业务功能具体内容涉及到经营分析系统的, 以经营分析系统相关规范为准。
(1) 漫游属性分析。全网的用户漫游属性分析, 及时了解用户的商务移动趋势。主要从仅本地流量、仅省内流量, 仅省际流量, 仅本地+省内流量, 仅本地+省际流量, 仅省内+省际流量, 仅本地+省内+省际流量, 零流量用户等方面分析。
(2) 全网业务发展与收入。从全网的角度, 及时的了解各省的业务发展与收入情况。主要从出帐用户数, 收入, 网卡主套餐用户, 网卡主套餐收入, ARPU值等方面进行统计。
(3) 网上用户套餐分布。了解用户套餐分布情况。主要以地市为单位, 分析套餐用户分布情况以及所占比例。
(4) 网卡主套餐与子套餐使用情况。全网网卡主套餐与子套餐的用户使用情况。主要以全省、地市为单位, 分析网卡主套餐的子套餐的用户数, 对本地流量, 本地时长, 省内流量, 省内时长, 省际时长, ARPU值等方面进行统计。
(5) 时长分层。全网各个时长分层的用户使用情况以及对应的套餐分布情况, 主要分析各段时长的使用人数, 平均每小时收益情况。
(6) 流量分层。全网各个流量分层的用户使用情况以及对应的套餐分布情况, 主要分析各段流量的使用人数, 平均每M收益情况。
(7) 相关接口。PDSN、AAA分光流量数据采集、CRM系统、集中计费系统。
4 结语
依托“主动到达”的思路, 以客户体验为中心, 智能导航技术从流量地采集、分析和检测精确划分用户群信息。根据用户信息实施主动网站导航、上网行为分析以及全网业务集中管理并提供在线续费、个性化服务、业务宣传、业务分析等功能, 从而有效地加强用户维系服务, 持续改善用户体验, 加强无线宽带用户的业务组合二次营销, 促进存量市场的经营发展。
摘要：本文主要对无线宽带智能导航技术的实现进行了探讨分析, 可供大家参考。
浅谈宽带无线接入技术 篇2
窄带和中宽带无线接入是基于电路交换的，宽带无线接入是基于分组交换的，可以是点对点拓扑方式，也可以是点对多点拓扑方式。目前，已实用的宽带无线接入技术有数字微波、MVDS、MMDS、LMDS、卫星接入、无线局域网等。正在研制或即将投入实用的宽带无线接入技术有无线光纤、移动卫星系统和3G等。
已实用的宽带无线接入技术
数字微波
微波技术是无线接入网最早用的技术。20世纪70年代第一代无线接入技术就是微波技术。如今，微波技术向数字化、高频率、宽带方向发展，很适用于宽带接入，有点对点结构，也有点对多点结构。点对点的带宽最高为51～622Mb/s，而点对多点结构，是由中心站两颖镜亟换换 、外围站用户站和中继站组成
MVDS
MVDS(微波视频分配系统 由接口网络适配器、前端收发系统、微波传输线路、网络接口单元、用户收发信机、MPEG-2编码器、Internet服务器、电话网关、电话服务器、视频点播(VOD)服务器组成。接口网络适配器由CPU模块、接收机模块和发射机模块组成。网络接口单元由前端盘、处理器盘、电话盘组成。
信号经过接口网络适配器处理后，送到前端收发系统，再由微波传输线路送到用户收发信机，接收信号在网络接口单元处理后送到用户终端欢ズ小PC机、电话机等 。这是下行运行情况，而用户端的信息送出去，经过上行线路，其运行过程是相反的。
MMDS
多路微波分配系统MMDS也称为多频道多点多分配系统、无线电缆或空中电缆等。MMDS使用的频段，国际上有2保保2保常牵龋、2.3-2.5GHz、2.5-2.7GHz，较为常用的是2.5-2.7GHz。也有工作于2G-4G(甚至1G-10GHz 的产品。
早期MMDS用于电视分配，后来发展到传输电视、调频立体声、数据等。数字MMDS出现之后，MMDS也用于宽带接入，如接入Internet。
MMDS由MMDS发射系统、用户端射频系统组成。由CATV前端送来的信号，或接收卫星的信号、摄像机送来的实况转播节目音频与视频信号 、录像凰屠吹男藕诺韧饫葱藕牛送到MMDS发射系统，经过处理馈送到发射塔，再由天线发射，天线可以是全向形36°)、心形18° 、扇形4°，80°，110° 。在一定覆盖范围内，用户端的射频系统接收MMDS信号，经过处理送到用户终端。
数字MMDS传送的信号基于MPEG-2/DVB标准。数字MMDS具有传送节目多在一个8MHF档愦送5-7套节目 、传输质量高、实现数字加密、覆盖范围更广，可传送TCP/IP、VDP/IP数据、实现高速Internet接入等特点，深受青睐。数字MMDS不但能传送电视，而且，提供Internet接入、视频点播、IP电话、网上购物、信息查询、卡拉OK点播等增值业务。
LMDS
被称为“无线光纤”的LMDS为本地多点分配系统。LMDS工作于毫米波，常用频率为10GHz、24GHz、26GHz、28GHz、31GHz、38GHz、和40GHz。约有80%左右的国家分配给LMDS的频段为27保—29保担牵龋。
LMDS属于一点多址固定无线接入系统，其结构类似于蜂窝系统，它把一定范围的覆盖区域划分为若干服务区，每个服务区内设基站，每个基站经一点多址的微波无线链路与服务区的固定用户通信，每个服务区的覆盖范围为几公里至十几公里，并可互相重迭，
一个完善的LMDS系统由骨干网、基站、用户端设备远端站 和吐缭诵兄行或凸芟低场∽槌伞9歉赏可以由光纤或微波传输网、ATM或IP或IPeATM 架构而成的核心平台以及与Internet、公共电话网(PSCN/ISDN)、数据网的互连模块等组成。基站的信号送入骨干网，完成话音交换、ATM交换、IP交换等，并送入国际出口如Internet出口
卫星通信系统
目前，常用的卫星通信技术有DBSDirec Broadcasting Satellite)或DTH(Direct to Home)和VSAT(Very Small Apesture Termina)。
直播卫星DBS或直接到家DTH是属于单方向一点多址接入，涉及电视、视频多媒体广播、数字电视、同清晰度电视、立体声等广播业务。VSAT可以单方向接入，也可以双方向接入，主要用于双向接入，对于不同的应用场合，有不同的结构。对于Internet宽带接入，就有四种基本结构，第一种，是单向卫星系统，工作于Ku波段，上行传输时，用户用传统的调制解调器连接ISP，下行传输时，卫星向VSAT发信息广播式的 。第吨纸峁故撬向卫星系统，也工作于Ku波段，上行线路和下行线路均用卫星链路。第三种结构也是双向卫星系统，只是用点波束传送，卫星工作于ka波段。第四种结构是混合卫星网络，以卫星网和地面网为基础。Internet的迅猛发展给卫星接入提供了应用场所。
无线局域网
有多种技术实现无线局域网WLAN。诸如，OpeAir、HomeRF、Bluetooth、Infrared以及三大论坛ATM#桑牛牛裕BRAN 推出的标准。根据IEEE推出的标准构成的无线局域网，数据速率为2Mb/s至54Mb/s。由BRAN推出的标准构成的无线局域网最大数据速率为54Mb/s，也就是说，上述构成无线局域网的技术，除Bluetooth外，都可用于宽带无线接入。
正在研制的宽带无线接入技术
IMT-2000(简称3G 是现在的热门话题，目前，关于3G作为宽带移动接入，也有不少人讨论。然而，3G用于宽带接入，还有一些年份。因为，目前只是确定3G的五大无线传输标准，3G核心网方案没有确定，3G全球漫游方案没有确定。现在，外界报道的3G实用化，也只是用2G的核心网，2保担堑拇输技术如cdm 2000-1X)构成的系统，就是这种系统的实用化时间表也推迟。就是说，3G作为宽带无线接入，不久的将来会实现。日本已制订4G标准，试用期在2010年，数据速率为100Mb/s。
5GHz宽带无线接入也会发展很快。美国FCC在1997年1月宣布，在5GHz频段分配三个100MHz频段，作为“无须许可证的国家信息基础设施U-NII使用频段”，通常，人们选用5.725-5.825GHz进行社区的宽带无线接入。U-NII频段的分配，给宽带无线接入增加新成员，给研制者提供“自由创意空间”，已有多种方案问世。
移动卫星通信因Iridium的惨败，在一定程度上影响ICO、Globastar等系统的进展，不过问题总会解决，特别是休斯的Space Way和微软的Teledesic等移动卫星通信系统的实用，将为宽带无线接入提供条件。基于静止卫星的宽带接入技术，新的方案将会提出，比方说，把通信路由功能从地面中央设备移到空间卫星上就是一种方案。
无线宽带技术 篇3
这些芯片组将用IBM实验室提供的毫米波无线技术mmWave取代Wi-Fi无线连网技术，前者的速度是后者的100倍。两家公司将推进mmWave的采用，使高清电视机、机顶盒、DVD播放器和PC之间可无线连接。
IBM公司亚太区全球工程解决方案分销与零售副总裁David Faircloth说，双方将集中精力延长mmWave技术的使用距离，并开发制造技术，以生产芯片组。IBM在开发mmWave技术上已经花费了4年时间。去年，IBM展示了10美分硬币大小的原型芯片组，该芯片组能无线传送未压缩的高清视频。
IBM将提供mmWave无线芯片、天线和封装技术以及一些专利，而瑞丽将提供自己在数字基带和视频处理芯片领域的技术。
本地多点分配宽带无线接入技术 篇4
本地多点分配业务系统LMDS(Local Multi-point Distribution Service)定位为宽带固定无线接入技术,是固定宽带无线接入技术的典型代表。LMDS这几个字母的含义如下:L是本地的意思,指在一个小区的覆盖范围内,在其频率范围限度内,信号的传播特性,实验显示,LMDS,的基站发射机的范围最大达5km;M是多点的意思,由基站到用户的信号是以点到多点或广播方式发送,而由用户到基站的信号回传则以点对点的方式传送;D是分配的意思,指信号的分配方式,它可同时包括话音,数据,因特网服务和图象服务,将不同的信号分配到不同的用户;S是业务的意思,制网络运营商与用户之间在业务上是提供与使用关系,即用户从LMDS,网络所能得到的业务服务完全取决于网络运营商对业务的选择。
宽带固定无线接入技术LMDS,以点对多点的广播信号传送方式为电信运营商提供高速率,大容量,点对多点的高可靠性全双工的宽带无线接入手段。它是利用无线信道代替有线电缆以无线通信方式解决从数据骨干网,本地交换机到用户之间的接入问题,是利用地面转接站而不是卫星来转发数据,是实现用户远端到骨干网的宽带无线接入,包括语言、数据和图像的传输,也可作为因特网的接入网。能为电信运营商提供经济快捷,有效的网络服务,近几年发展很快,与传统的有线接入或者低频段无线接入方式相比,具有比有线设备部署快,初期投资小,组网灵活,支持多业务综合接入等优势。
2 本地多点分配接入系统的基本特点
本地多点分配接入系统LMDS由一系列蜂窝状的无线发射枢纽组成,每个蜂窝由点对多点的基站和用户站构成。一般来讲,LMDS主要有以下几个特点:一是单个基站所能覆盖的范围有限。根据所采用频率的高低,LMDS的覆盖半径一般为3-7km。在天气晴朗的情况下,其覆盖范围会显著提高;但是在阴雨天覆盖范围受雨衰变的影响,频率越高,影响反而就越大。因此该技术主要应用于本地接入,是提供主干网到户的一种很好的解决技术措施。二是从基站到用户的下行信号采用点到多点的方式,这也是“多点分配”的含义所在。用户到基站的上行传送可以采用频分多址方式,也可以采用时分多址方式。三是提供的业务比较广泛。LMDS可以提供包括窄带话音到宽带数据等各种业务。用户能够从LMDS网络得到的业务,完全取决于运营者对业务的选择。
3 本地多点分配接入系统结构
一般来讲,一个典型的本地多点分配接入系统LMDS系统通常由基站设备、BS、用户端设备、CPE、和网管系统组成。从本质上讲,LMDS提供了一个从用户到核心网络的接入平台。基站设备主要提供LMDS系统至核心网络的接口,完成信号在核心网络至无线传输之间的转换并负责无线资源的管理,基站设备包括与核心网络相连的接口模块调制与解调模块和通常置于楼顶的微波收发模块,到核心网的接口可以是ATM接口,也可以是IP接口。基站可以采用全向天线覆盖,也可以扇区化,从而增加系统容量用户侧设备的配置差异较大,随应用的需求而不同。一般来说,用户侧设备由室外单元,定向天线和微波收发设备和室内单元,含调制解调器和至用户设备的接模块所组成。此外网管系统具有系统配置、业务管理、报警和故障诊断,性能分析和安全管理等功能也是LMDS的重要组成部分。
LMDS系统作为固定宽带无线接入系统,典型地由四个部分组成:基础骨干网基站,用户终端站,网管运营中心。骨干网络平台可由ATM、IP、ATM+IPSONET/SDH/WDM等技术构成。负责与现有网络之间的互连互通,如PSTN、FRCATV网等,从而使LMDS能够提供几乎所有现存网络提供的业务LMDS。以点对多点的广播信号传送方式为电信运营商提供高速率、大容量、点对多点的高可靠性全双工的宽带无线接入手段。它是利用无线信道代替有线电缆以无线通信方式解决从数据骨干网,本地交换机到用户之间的接入问题,是利用地面转接站而不是卫星来转发数据,是实现用户远端到骨干网的宽带无线接入。包括语音、数据和图像的传输,也可作为因特网的接入网。
LMDS系统能为电信运营商提供经济快捷、有效的网络服务,近几年发展很快。具有比有线设备部署快、初期投资小、组网灵活、支持多业务综合接入等优势。特别对电信运营商来说,最吸引人之处,在于它实现了和现有网络的零接触,可以迅速回收资金,并能快速占领市场,随着无线接入技术的发展,尤其新电信运营商的加入和对最后一公里网络建设的重视,以及人们对数据业务的关注,目前宽带无线接入技术的市场需求很旺盛。
4 本地多点分配接入系统的技术要素
本地多点分配接入系统LMDS的技术要素主要包括工作频段配置与分配、拓扑结构、多地址方式以及调制方式。限于篇幅限制,这里仅对前两种进行阐述。
4.1 工作频段配置与分配
目前LMDS的应用频段分配世界上尚无统一标准,国外一些频率管理机构正在逐步允许运营商进行点到多点PMP的无线系统的运营。如在某一范围内使用某一频段构建LMDS商业网络。我国信息产业部于2001年下发了《关于发布26GHz频段FDD方式本地多点分配业务LMDS频率规划试行》的通知,决定将24.45-27GHz频段的部分频率作为FDD方式LMDS的使用频率,中心站BS发射频段为24.507-25.515GHz,终端站CPE发射频段为,25.757-26.765GHz,收发频率间隔为1250MHz,基本频道带宽为3.5MHz、7MHz、14MHz、28MHz。可根据具体业务需求将基本信道合并使用。
不少国家已经规划了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。其中,27.5-28.35GHz,29.10-29.25GHz,31.075-31.225GHz,为A段,总的频率带宽为1150MHz,31.225-31.300GHz为B段,共计150MHz的频率带宽。除了美国外,世界各国也开始意识到LMDS的发展潜力,一些国家也相继分配了LMDS频谱。
一般来讲,LMDS工作在毫米波段,大致集中在20-40GHz的频段上。目前国际上对28GHz的频段的应用较为广泛,可用带宽至少为1GHz,相对较为宽松。但是,对具体运营商而言,其拥有的频谱带宽依然有限,为了提高系统的容量,处于不同地理位置的中心站需要重复使用相同的频率,频率的重复使用体现在两个方面。首先,同一中心站的不同扇区和不同中心站的相邻扇区之间,通过同一频率的正交极化隔离技术,及隔离信道配置频率复用技术来充分利用频率资源;其次,在同一扇区内通过采用邻频多载波技术来大大提高网络的容量。
4.2 拓扑结构
LMDS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,绝大多数设备厂家都支持星型结构,也有些厂家推出了环型结构的解决方案。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。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。环型LMDS可以方便地实现链路自愈功能。同时采用点点相连方式,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。
总体来讲,星型拓扑结构适合于用户比较稀少、地理位置比较复杂的环境。
本地多点分配接入系统LMDS宽带无线接入技术代表了宽带接入技术的一种新的不可忽视的发展趋势。不仅敷设开通快,维护简单,用户较密时成本低,而且改变了本地电信业务的传统观念,最适合于新的电信竞争者与传统电信公司和有线电视网络公司展开有效的竞争,也可以作为电信公司和有线电视网络公司有线接人的重要补充。LMDS系统对于宽带业务的经营者和用户双方都是一种多用途的具有良好成本效益的选择方案,由于它能迅速而廉价地建立起来,因此对经营者和用户来说,特别有吸引力,应用前景非常广阔。
参考文献
[1]徐俭.LMDS无线宽带接入技术浅析[J].有线电视技术,2003(17).
[2]王硕.宽带无线接入技术[J].信息技术与标准化.
无线宽带技术 篇5
1、什么是PIN码？
答：PIN码是3G无线宽带UIM卡的个人识别密码。如果未经使用者修改，运营商设置的原始密码是1234。如果启用PIN码保护，那么每次启动客户端后就要输入4位数PIN码，PIN码是可以修改的，用来保护自己的3G无线宽带UIM卡不被他人使用。需要注意的是，如果输入三次PIN码错误，便会自动锁卡，并提示输入PUK码解锁，这个时候已经接近了危险的边缘，因此，如果擅自修改了PIN码，一定要牢记。
2、什么是PUK码？
答：PUK码由8位数字组成，用户无法更改的。当手机PIN码被锁，并提示输入PUK码时，输入正确的PUK码即可解锁。
3、如何启用和禁止PIN码保护功能？
答：通过客户端菜单中的启用PIN码保护或禁止PIN码保护，用户启用或禁用PIN码保护功能，使用该两项功能的时候，要输入当前PIN码。
4、如何知道我3G无线宽带UIM卡的PIN码和PUK码？
答：初始PIN码为1234，当3G无线宽带UIM卡被锁死后，请致电中国电信客服10000，查询相应的PUK码。
5、启用了PIN码保护功能，有什么作用？
答：启用了PIN码保护，必须在启动客户端时输入正确的PIN码，才能使用CDMA上网和CDMA应用，
启用PIN码保护，能够保护的3G无线宽带UIM卡不被人盗用。
6、如何使用PIN码修改功能？
答：通过客户端菜单中的PIN码修改功能，可以修改PIN码，修改时需要先输入当前PIN码，并输入两次完全一样的新PIN码。
7、如何使用PIN码验证功能？
答：通过客户端菜单中的PIN码验证功能，输入PIN码，验证PIN码是否正确。
8、如何使用PUK码解锁功能？
答：当的3G无线宽带UIM卡被PIN码锁住（连续三次输入PIN码错误），可以通过客户端菜单中的PUK解锁功能，输入正确的PUK码进行解锁，同时设定新的PIN码，注意，PUK码10次错误输入将彻底锁住3G无线宽带UIM卡。
9、为什么PIN正确，但还是不能用？
答：可能是因为已连续输入三次错误的PIN码，3G无线宽带UIM卡被锁了。
解决办法：通过客户端软件的PUK解锁功能，输入正确的PUK码解锁。
10、为什么PUK码正确，但是不能解锁？
答：可能是因为已连续输入10次错误的PUK码，3G无线宽带UIM卡被彻底锁了
解决办法：请联系电信客服人员，更换新的3G无线宽带UIM卡。
11、PUK码都不能解锁该怎么办？
答：没有办法，3G无线宽带UIM卡已经彻底锁死。
WiMAX——无线宽带新规范 篇6
WiMAX：解决宽带接入的最后一公里问题
相信WiMAX对于大多数读者来说还有些陌生，其实它的全称是World Interoperability for Microwave Access(全球微波接入互操作性)。如果用我们已经比较熟悉的概念进行比较的话，WiMAX就相当于无线局域网标准IEEE 802.11的“Wi-Fi”联盟，或者说相当于近距离通信标准IEEE 802.15的“WiMedia”联盟。WiMAX 成立于2001年4月，是一家非盈利性的行业组织，目前其成员包括Airspan、Alvarion、Aperto Networks、Intel、Nokia等公司。WiMAX的目标是帮助推动和认证采用IEEE 802.16和ETSI (欧洲电信标准化协议)HiperMAN无线城域网规范的宽带无线产品的兼容性和互操作性，其主要任务是，加快符合IEEE 802.16技术标准的无线宽带设备的上市速度，加速全球最后一公里的宽带部署。
由于无线宽带部署速度更快，扩展能力更强，灵活性更高，因此能够为那些无法享受到或不满意其有线宽带接入的客户提供服务。
IEEE 802.16的概念
IEEE 802.16标准出现于2001年12月，它使用的是10～66GHz频段。作为一种无线城域网技术，它可以将802.11热点连接到互联网，也可作为DSL等有线接入方式的无线扩展，实现最后一公里的宽带接入。802.16可以为48公里线性区域内提供服务，用户无需线缆即可与基站建立宽带连接。该无线宽带技术还提供了高达70Mbps的共享数据速率，能够通过一个基站同时支持60多个采用T1连接的企业用户和数百个采用DSL连接的家庭用户，而且通常一个基站可以分成多个区段。
而IEEE 802.16a规范则是IEEE 802.16的扩展，它运行于2～11GHz频谱上（参见表1和表2）。IEEE 802.16a在2003年1月正式获得批准。
IEEE 802.16的优势所在
降低成本
目前，美国约有2400多家无线互联网服务提供商（ISP），它们使用的设备昂贵而且相互之间无法互操作。统一标准的缺乏也削弱了无线宽带接入提供商的竞争能力与赢利水平。IEEE 802.16的出现，则为运营商提供了确定的标准，从而可以用单个基站为成千上万名用户提供不同的服务；而且，基于802.16标准的产品由于相互兼容，因此可以实现更大规模的批量生产，这也有效地降低了生产成本；此外，对于那些有线基础设施条件较差的地区（包括许多发展中国家），802.16简易的实施过程和低廉的成本越发显得重要。
网络间的自由切换
最新的802.16e 使用户可以在802.16基站之间自由切换，任意漫游，而且当802.16e成功嵌入到移动设备中时，用户就可以在以太网、802.11和802.16之间任意切换。而IEEE 802 Handoff 研究小组则致力于解决异构802网络之间的漫游问题，即令移动设备从一个基站切换到另一个基站、从一类802网络切换到另一类802网络（如从802.11b到802.16），甚至从有线网络切换到802.11或802.16。工作组的目标是实现切换流程的标准化，这样设备在不同类型的网络间漫游时即可实现互操作了。
灵活性与可扩展性
802.16还为移动办公用户提供了灵活性优势。因为无需等待数周时间安装T1或DSL线 路， 无线宽带接入可以轻松快速地在任何临时站点建立起来。
此外，802.16标准还有着较高的可扩展性。可以想像一下，如果在一次为期5天的会议中，数百名热点用户都力图接入网络。如果是接入本地网络那不会有问题，因为802.11在局域网内拥有充足的带宽。但是如果这些用户希望同时访问互联网，或者通过虚拟专用网连接到其公司网络呢？会场饭店可能只备有一条T1连接用以满足“日常”宽带连接使用需求，然而在这5天里，它无疑需要更大的带宽。依靠802.16无线宽带接入，运营商可在短时间内快速轻松地完成服务部署——这一点是有线宽带接入服务提供商目前所不能做到的。
Intel的最新动作
7月，作为极力支持WiMAX的厂商Intel宣布计划研发支持IEEE 802.16a标准的芯片产品，Intel公司运行副总裁暨通讯事业群总经理Sean Maloney表示：“Intel致力让用户在任何时间与任何地点，通过任何装置进行运算与通信，我们认为WiMAX是实现这项愿景的关键技术。我们为支持WiMAX设备所开发的芯片产品将进一步强化现有Intel无线建构基础的功能，其中包括支持Intel Centrino平台、Intel PRO Wireless网络联机方案、以及应用在无线基础建设设备的Intel IXP4XX 网络处理器。”
宽带无线通讯技术的发展研究 篇7
1 宽带无线通讯技术
1.1 宽带无线通讯技术
当前, 我国对于宽带无线通讯技术的工作目标主要在于加强对WLAN技术的研究与发展, 尤其对漫游管理与认证管理两个方面, 应当给予更高的重视, 以期实现提升网络运营效益的目标。宽带无线通讯技术作为本地的多点分配系统, 在实际的应用过程中, 其信号通常被基站设备所调整为射频信号, 再通过基本用户端的设备将其恢复为基带信号, 在一定程度上完成了数据双向对称的目标。在具体的工作过程中, 宽带无线通讯技术受多方面因素的干扰, 如设备的先进性与气候因素等等。通常, 宽带固定无线通信技术可以应用于覆盖半径小于几十公里的状况。
1.2 3G通讯技术
3G通讯技术是一项能够提供较高质量并且范围较广的移动通讯技术, 并且具有多样性的特点, 通过有效数据可以得出, 3G通讯技术最高的传输速率可达到144kbps。当前, 我国的无线技术接口主要分为W-CDMA、T-SCDMA与CDMA2000三种, 在这三种之中, W-CDMA由于具有宽带码分多址系统, 因此, 具有较好的市场价值;T-SCDMA是我国通过自主研发所得出的3G技术, 其成本较低, 并且能够支持多种业务。
1.3 超宽带无线通讯技术
超宽带无线通讯技术的数据传输速率非常快, 通常可以达到数十Mbps, 其最高的数据传输速率可高达到以Gbps为单位来计量, 与此同时, 超宽带无线通讯技术具有成本较低的优势, 与传统的宽带技术相比较, 具有低消耗功率的特点, 并且, 超宽带无线通讯技术还具有较高的保密性与安全性, 因此, 我国的大多数领域都广泛采用超宽带应用技术。截止到目前, 超宽带无线通讯技术主要分为OFDM与DSSS两种技术标准, 两者在无线通讯技术的实现方式上具有较大的差别。
1.4 Wi-Fi和Wi Max通讯技术
所谓Wi-Fi通讯技术主要是指通过计算机、无线网卡以及无线接入点以及无线相关设备等通过接入WLAN技术的方式来构建一个无线局域网络。此种技术由单元型的结构所组成, 其工作原理是, 将整体的系统分割为若干个单元, 每一个单元都采用分布对等式与集中控制式相互融合的方式来实现。Wi-Fi通讯技术可以较好地连接无线局域网络, 但其传送距离具有局限性, Wi Max通讯技术与之比较, 在一定程度上加强了传送距离问题, 并且也具有较高的传输速率。
2 宽带无线通讯技术的发展趋势
2.1 宽带化是未来通讯技术的主要发展趋势
随着信息技术的不断的更新与发展, 宽带无线通讯技术是未来通讯技术发展的必然趋势, 必将逐渐取代有线的通讯技术。截止到目前, 我国的宽带无线通讯技术尚存在不够完善之处, 因此, 必须给予此方面以足够的重视。与此同时, 超宽带无线通讯技术由于其具备成本低、传输速率快等多项优势, 将逐渐广泛应用于当代各个网络领域之中, 具有较好的发展前景, 在未来还可以实现与电子产品之间的连接, 如结合小家电用品等等。
2.2 移动通讯网络发展
当前, 移动通讯网络技术中, 3G通讯技术已经获得了明显的效果, 并且随着信息科学技术的发展, 4G通讯技术已经逐步融入当代人们的生活之中, 在具体的实践过程中, 可以发现, 4G通讯技术的网络数据传输速率非常高, 并且具有较高的无线服务水平, 具有多样性与便捷性, 初步已经完成了个性化网络服务的发展规划, 通过3G与4G通讯技术的广泛应用, 使得各行各业的单位与个人都能够享受到较高水品的数据信息服务, 给人们的生活带来了便捷。
2.3 网络结构的多样化与综合化
在当代社会中, 随着科学技术的不断创新与发展, 我国的网络结构的发展趋势已经逐步具有多样性与综合性的特点, 渐渐实现了应用个性化、网络数据化以及系统互补化等目标。在具体的应用过程中可以发现, 与WIFI通讯技术相比较, WIMAX通讯技术具有较高的网络数据传输速率, 通常, Wimax通讯技术主要具有一个基础标准与两个附件标准, 以此来解决各个系统间的网络漫游问题, 在未来的发展趋势中, 应当对无线通讯技术进行不断地完善, 以提高其应用性为首要前提。
3 结束语
通过上述内容对无线通讯技术的分析, 可以发现, 无线通讯技术与传统的宽带有线通讯技术进行比较, 具有较高的网络传输速率与较快的网络连接速率, 通过对宽带无线通讯技术的广泛应用, 使得人们的生活水平与工作效率都得到了较大程度的提升, 节省了较多的时间。但是就目前看来, 我国的宽带无线通讯技术仍然存在不成熟之处, 还需要不断地研究与发展, 通过不断地完善与创新, 有效提高宽带无线通讯技术, 从而更好地服务于社会各个领域。
摘要：随着我国社会的快速发展, 我国的计算机领域的相关技术也得到了较大程度的提高。当前, 无线通讯技术将广泛应用于宽带无线互联网的接入方面, 这是宽带无线技术发展的必然趋势, 宽带无线通讯技术将完全取代传统的有线模式。在实际使用时, 当网络数据的传输速率在超过1Mbps时, 我们才可以将其称为宽带技术, 由此可以得出, 3G通讯技术、4G通讯技术与其未来发展的技术才能被称为宽带技术。本文当前社会所存在四个宽带技术层面展开论述, 并对其未来的发展趋势进行展开讨论。
关键词：无线通讯技术,宽带互联网,数据传输速率
参考文献
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[2]曹方.简论无线通讯技术在数字化中的应用[J].数字技术与应用, 2012 (04) .
卫星通信无线宽带接入技术研究 篇8
关键词：卫星移动通信,无线接入技术,多媒体业务,QoS
0 引 言
卫星通信与地面通信相比具有其独特的优势, 比如通信距离远、覆盖范围广、不受地理环境的限制等, 尤其对于军事通信有极大的优势, 这些特点使得卫星通信成为国家信息基础建设中不可替代的部分[1]。
现代战争对卫星通信提出了更高的要求, 需要卫星信息可以直接支持战术应用[2], 例如:美国在近几次战争中都大量使用卫星系统, 通信卫星可以支持无人飞机、单兵等各类终端, 使得美军一个完整的“杀伤链”所需时间也由1991年海湾战争的3天, 变为科索沃战争的101 min, 而阿富汗战争下降为19 min, 伊拉克战争更是缩短到了12 min。
卫星系统直接支持战术应用首先需要解决卫星无线接入问题[3], 即要求卫星网络可灵活地支持各种固定或移动用户、QoS业务的宽带高速接入, 这是当前国际航天信息系统发展的前沿和热点问题。
卫星无线接入技术也是实现卫星组网, 提高航天信息系统效率的关键技术, 目前, 在国际上得到了广泛的关注。在美国“铱”系统[4]、“全球星”系统[5]以及“阿拉伯移动”等系统中都得到很好的应用, 但这些系统一般都是针对窄带移动通信, 主要业务是面向语音的, 而针对宽带多媒体业务的卫星系统以及相应的宽带卫星无线接入技术, 还不成熟。
与此同时, 地面宽带无线接入技术正经历一个巨大的变革, 其技术发展也将推动卫星接入技术的发展和飞跃。
地面无线通信网络从其诞生之日起得到了迅速的发展, 系统的通信能力不断增强, 支持的传输速率不断提高, 业务种类不断增多, 随着各种便携式消费电子产品如手机、个人数字助理 (PDA) 、笔记本电脑的普及, 用户越发迫切地要求通过无线接入提供高速的多媒体业务, 目前, 无线局域网技术已经得到广泛的应用, 无线城域网也正在投入市场。
因此, 移动无线宽带接入技术已成为技术发展的必然趋势, 也越来越受到人们的广泛关注[6]。我国目前在卫星无线接入方面研究基础还很差, 现有的卫星通信系统星上信息处理能力弱, 无法保证各类移动终端的灵活接入, 需积极开展星上处理技术研究, 尤其是多用户无线移动接入技术, 提高星上处理的能力, 是解决当前卫星系统“动中通”能力差, 灵活性差等问题的关键。
1 无线接入技术现状
1.1 典型卫星系统的无线接入技术
从1945年英国人A.C.克拉克提出静止轨道卫星通信的设想至今, 卫星通信已经经历了多次革命性的发展, 从简单的点到点中继通信的静止轨道卫星到实现全球移动通信的低轨道卫星组网的“铱”星系统, 从单一的语音通信到多媒体业务传输, 无线接入技术的发展是关键因素之一。
最典型的卫星星座通信系统是Iridium系统和Globalstar系统, 两个系统都是窄带通信系统, 主要以语音和低速数据业务为主。Iridium的无线接入技术是基于美国的第二代移动通信系统AMPS设计的, 采用TDMA多址接入方式, 与GSM技术类似[4]。Globalstar的无线接入技术采用的是第二代移动通信系统的IS-95标准, 采用CDMA多址接入方式[5]。比较典型的同步轨道移动通信系统有Inmarsat、Aces和Thuraya等, 这些系统都是以语音和中低速数据业务为主, 采用电路交换方式, 多址接入方式采用MF-TDMA。
目前已有的卫星移动通信系统由于设计的时间较早, 主要针对语音通信和低速数据业务, 无线接入技术主要是参照地面的2G移动通信系统。
1.2 地面系统无线接入技术的发展趋势
由于巨大的市场需求的推动, 地面无线通信系统的发展非常迅速, 目前主要有以下三个发展方向。
1.2.1 蜂窝移动通信系统
蜂窝移动通信系统是目前使用最为广泛的移动通信系统, 目前已经发展到第三代系统。2G移动通信网络是以GSM和IS-95两大系统为代表的, GSM系统的空中接口基于TDMA方式, IS-95系统的空中接口基于窄带CDMA方式。两者的共同特点是以窄带语音通信为主、基于电路交换方式, 整个用户无线接口的设计与采用的多址方式紧密联系, 这种设计使得系统的灵活性很差, 不能适应基于分组数据的多媒体综合业务传输的要求。3G标准是对2G系统性能的进一步扩展。
目前主要技术标准分别是在GSM基础上的WCDMA、在IS-95基础上的CDMA2000和中国自主提出的TD-SCDMA[7]。3G标准的无线接口设计在2G标准基础上增加了智能天线、多用户检测等新技术, 提高了系统容量, 并且增加了多种控制信道, 提高了分组数据交换和高速数据传输的能力。目前, 这三种标准都有其发展空间。
1.2.2 无线局域网 (WLAN)
无线局域网标准主要是针对局域网的无线接入制定的, 即IEEE 802.11系列标准, 目前已经得到广泛应用的是IEEE 802.11b和IEEE 802.11g。无线局域网通常覆盖范围在100 m以内。该标准的用户接入控制以载波侦听多址接入/冲突检测 (CSMA/CA) 的分布式访问控制方式为基础, 每个接入点只能同时接入数十个用户, 并且不具有QoS保证。
1.2.3 无线城域网 (WMAN)
IEEE 802.16无线城域网技术是针对宽带无线接入而制定的, 以数据分组业务为基础的网络[8,9]。该接口标准的MAC层采用TDMA多址方式, 下行采用TDM方式, 支持面向连接的业务, 很容易支持多播和广播业务, 并且提供了灵活的QoS保证机制, 具有动态带宽分配能力, 能够为不同业务提供差异化服务, 满足多类型业务传输的需求。因此, 该技术被认为是迈向4G的重要一步。
目前, 地面通信系统的发展还没有统一的标准, 各种标准都在不断的改进与完善中, 在未来很长的时间内都将是各类系统共存的局面。
2 卫星移动通信无线接入面临的问题
我国卫星移动通信无线接入技术面临以下几个问题。
2.1 缺乏卫星移动通信无线接口标准
卫星通信系统目前还没有形成业界共同认可的无线接口标准。在UMTS/IMT-2000的卫星部分提出了6种提案, 分别是欧洲ESA的宽带CDMA卫星系统SW-CDMA, 欧洲ESA的混合宽带CDMA/TDMA卫星系统SW-CTDMA, ICO全球通信公司的ICORTT, INMARSAT 的Horizons系统, Iridium LLC公司的I-OLLC RTT, 韩国TTA的SAT-CDMA卫星系统。由于卫星系统与地面通信系统相比有其特殊性, 卫星系统的投资很大, 技术专属性强, 各国在卫星系统的研制方面存在很大的差异, 因此, 很难形成一个统一的标准。我国必须自主研究, 形成我国自主的卫星通信系统的无线接入技术规范。
2.2 多媒体综合业务传输
卫星移动通信系统的发展方向是要支持多媒体综合业务的传输, 除传统的语音通信外, 数据业务将占有越来越大的比例, 尤其是对于军用移动通信系统, 各类数据业务将占相当大的比例。这就需要卫星移动通信系统的无线接口必须提供灵活的QoS保证机制, 具有动态带宽分配能力, 能够为不同业务提供差异化服务, 保证不同业务的QoS要求, 满足多媒体综合业务传输的需求, 并且由于星载系统处理能力有限, 无线接口设计必须简单、高效。
2.3 与地面2G/3G系统的兼容性
由于卫星系统与地面系统存在固有的差别, 过于注重卫星系统与地面系统的兼容性将增加卫星系统的设计与实现难度, 降低卫星系统性能。而随着目前各种新型无线网络技术的不断发展, 地面移动通信系统正面临着重大的转变:以WIMAX为代表的新型无线接入方案得到极大的发展, 成为未来 (4G) 移动通信主要的选择之一。因此, 对于卫星移动通信系统的无线接口应该是借鉴地面系统的设计思想, 并注重地面技术的发展趋势, 结合卫星移动通信的特点进行设计, 而不必过于强调与2G/3G的兼容性。
2.4 无线接入与路由交换的有机结合
由于卫星通信, 尤其是中低轨卫星组成的星座通信系统与普通的地面基站和路由交换器都不完全相同, 地面移动通信系统的基站与核心网的路由器交换机一般是两个独立的设备, 而对于星座通信系统中的每颗卫星的有效通信载荷需要同时实现用户的无线接入和星间的路由交换功能, 因此, 在设计中应该将用户无线接入与网络路由交换有机地结合起来。
2.5 卫星多波束天线
采用多波束天线是实现卫星移动通信的一个关键技术, Globalstar采用16波束的天线, Iridium采用48波束的天线, 而同步轨道卫星系统Aces具有140个波束, Thuraya更是达到250个波束以上。可见, 卫星移动通信的发展趋势是进一步提高多波束天线的增益, 以支持更高的传输速率和更好的用户移动性。单颗卫星天线波束的不断增加给用户无线接口的设计与实现增加了难度, 与地面系统单基站对应单小区的情况不同, 受星上体积、功耗的限制, 需要一块用户无线接口板能够处理N (N≥1) 个波束内的用户接入, 并且为适应多波束天线技术的发展, 用户无线接口的设计应具有一定的灵活性与可扩展性, 即N可以灵活改变。
2.6 波束间频繁切换
与地面蜂窝系统不同, 低轨道星座通信系统由于其高动态性以及采用多波束天线, 使得用户在波束间的切换相当频繁[10]。因此, 如何有效处理波束间频繁的用户切换是用户无线接口设计必须考虑的又一重点。
3 设计方案
3.1 不同技术方案比较
目前已有的卫星移动通信系统和提出的计划基本都是2000年以前的, 因此这些系统基本上是基于地面蜂窝系统2G或3G的。为了保证3G系统对2G的向下兼容性, 3G系统必须沿着2G的基本体系结构进行设计, 无线接口是电路交换的, 因此在保证不同业务的区分QoS要求方面能力不足、灵活性差, 尤其不能很好地适应分组数据业务的传输, 并且无线接口设计是基于信道化的, 使得无线链路层设计与实现复杂度很高。
无线城域网技术IEEE 802.16e-2005标准是针对宽带无线接入制定的, 采用连接标识 (CID) 来区分不同用户的管理控制消息和业务, 相当于通过CID构成了不同的逻辑信道, 与2G/3G系统中物理信道与逻辑信道之间复杂的映射相比, 无线接口的设计与实现得以简化、灵活性更大, 并且通过CID与服务流的映射, 实现了为不同业务提供不同的QoS保证。如图1所示, 给出了两种技术标准的比较。
通过比较可以看出, IEEE 802.16采用基于连接标识的面向连接的无线接口技术, 与2G/3G系统采用基于信道映射的方式相比, 具有技术实现复杂度低、灵活性高、适应多种物理层技术、扩展性强等优点, 并且针对每一个业务连接具有不同的QoS保证。因此, 对于星载系统, 采用IEEE 802.16面向连接的无线接口技术能够在星载资源有限的情况下较好地实现多业务、多用户的无线宽带接入。
3.2 设计方案
为适应未来卫星移动通信传输多媒体综合业务的需求, 无线接口方案设计参考IEEE 802.16宽带无线接入技术标准, 借鉴其基于 (CID) 的面向连接的无线接口技术, 并结合卫星通信的特点。
用户链路接口单元的主要功能分为控制层面和数据层面, 如图2所示。
控制层面完成链路层复杂的协议与信令处理功能, 由于软件在实现复杂的逻辑控制功能方面具有优势, 控制层面功能在接口单元上主要通过基于嵌入式CPU的协议/信令处理软件模块完成。数据层面主要完成链路层数据帧的快速收发处理, 考虑到硬件在处理速度上的优势, 这部分使用FPGA硬件实现。
3.2.1 控制层面
控制层面主要由协议/信令处理模块组成, 完成用户入网注册过程、用户接入过程、用户切换过程以及CID管理与分配等功能, 如图3所示。
协议/信令处理模块工作流程如下:
(1) 根据协议不断进行CID列表的维护, 通过管理CID实现对信道资源的管理;
(2) 用户入网注册获得管理CID;
(3) 进行业务传输时, 用户通过相应的接入策略接入, 星载交换机按照资源分配策略为用户分配信道资源, 开始业务传输;
(4) 业务过程中发生切换, 按照切换控制策略完成用户切换处理过程。如果是链路层切换, 则在接口单元上直接完成;如果是网络层切换, 则与网络层主控单元协同完成。
3.2.2 数据层面
数据层面主要完成MAC帧分段与重组、MAC帧解析与分类鉴别等功能。
3.3 方案的特点
针对多用户无线接入, 采用面向连接的无线接入设计方案, 通过为无线业务分配不同的连接标志符, 实现业务在链路层的有效QoS调度与管理, 降低了设计与实现的复杂度, 解决了在星上处理和存储资源有限的条件下实现多业务、多用户无线接入的难题。
针对卫星特有的多波束天线, 采用一块接口单元对应N (N≥1) 个波束的方式, 将N个波束看作一个整体, 并采用统一的CID来区分这些波束内的所有用户连接。因此, 每块用户接口单元对应的波束数N可以根据实际系统的需要灵活地调节, 使得系统设计具有良好的可扩展性。另外, 可以比较容易地实现用户在这N个波束内的切换控制和N个波束内资源的动态分配。
针对卫星波束内或相邻波束间相互通信量大的特点, 采用独特的链路层快速交换设计, 通过简单的基于CID交换的方式来实现同一接口单元内用户通信数据的快速交换。这种设计可以降低整个通信载荷主控CPU的负荷和用户接口单元与主控单元之间数据接口的负荷, 从而提高整个星载通信载荷的吞吐量。
4 关键技术
前述针对卫星移动通信无线接口设计, 简单给出了方案, 除了无线接口体系结构设计与实现方面, 在媒体接入控制协议、无线资源管理方面还存在一些需要突破的关键技术。
4.1 MAC协议
IEEE 802.16标准仅定义了几种支持的上行链路调度机制, 可以通过不同的组合来优化系统性能。卫星通信系统在链路时延、信道特性、业务类型等方面都与地面系统不同, 因此, 需要针对卫星移动通信的特点研究简单、高效的卫星MAC协议。
4.2 无线资源管理
无线资源管理 (RRM) 对于无线通信系统的QoS保证起着主要作用。RRM技术的性能直接影响到每一个用户的性能和这个网络的性能。呼叫接入控制 (CAC) 、切换控制算法、带宽分配算法是其中的关键技术。
最近20年来, 对于CAC算法和带宽分配算法的研究很多, 但在一定程度上都有局限性, 主要体现在多媒体业务建模上。CAC的决策依赖于精确的网络剩余带宽估计, 而剩余带宽估计又需要对网络业务的精确建模。分组交换无线网络中的多媒体业务建模问题目前并没有完全解决。尤其是多媒体综合业务中的VBR业务的不确定性给资源分配带来了挑战, 需要研究一种连接级与应用级结合的QoS业务模型以及动态CAC策略和带宽分配算法。
对于低轨道星座通信系统, 切换算法是影响系统性能的一个关键因素, 其目的就是降低切换失败概率, 基本技术包括Guard Channel, Handoff Queuing, Predictive Reservation。低轨卫星的高动态性使得切换排队的性能远低于地面系统, 而多媒体综合业务的复杂性使得现有的保护信道策略很难预留最佳的保护带宽, 基于预测的预留方法是在LEO系统中研究最多的, 一般的方法是用户进入小区i时, 就在小区i+1内预留信道, 更准确的方法是根据用户的位置 (相当于时间) , 当用户在小区i内距离到达小区i+1 一定的时间时在小区i+1内预留信道。对于高动态的LEO卫星系统, 用户切换频繁, 该方法需要大量的小区间/卫星间关于信道预约/释放的通信, 且基于时间预测的方法还需要精确的用户定位, 实现复杂度较大。 因此, 还需要进一步研究针对多媒体综合业务的低轨道移动通信系统的切换控制技术。
5 结 语
目前, 存在多种地面移动通信系统, 其不同之处主要是采用的无线接入技术不同, 无线接入技术是无线通信系统的核心技术之一。
本文分析了目前卫星移动通信系统和地面移动通信系统的无线接入技术的现状, 指出卫星移动通信无线接入面临以下几个问题:
(1) 缺乏卫星移动通信无线接口标准, 需要形成我国自主的卫星通信系统的无线接入技术规范;
(2) 卫星移动通信系统的无线接口必须支持多媒体综合业务传输;
(3) 与地面2G/3G系统的兼容性问题, 卫星移动通信系统的无线接口应该是借鉴地面系统的设计思想, 结合卫星移动通信的特点进行设计, 而不必过于强调与地面系统的兼容性;
(4) 星载通信载荷的设计应该将无线接入与路由交换有机地结合;
(5) 一块用户无线接口板应该能够灵活地处理N (N≥1) 个波束内的用户接入;
(6) 卫星移动通信系统的无线接口必须能够有效处理波束间频繁的用户切换。
在此基础上, 本文提出了采用基于连接标识的面向连接的卫星移动通信无线接口技术方案, 该方案借鉴IEEE 802.16无线城域网技术的思想, 并针对卫星移动通信系统的独特特点进行设计, 具有技术实现复杂度低、灵活性高、适应多种物理层技术、扩展性强等优点, 并且针对每一个业务连接具有不同的QoS保证。对于星载系统, 能够在星载资源有限的情况下较好地实现多业务、多用户的高速接入。
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无线宽带技术 篇9
目前, 国内外煤矿现有监测监控系统主要针对井下固定设备, 如水泵、变电所、通风、压风等装备进行监测与控制, 而针对各类矿井移动设备, 如综采、综掘设备、斜巷绞车、无极绳绞车的监控技术还是空白。其根本原因是目前的有线传输方式因各种因素造成传输电缆损坏和扯断的现象时有发生, 很难适应矿山开采不断移动变化的工作要求, 不能解决移动语音和图像通信的问题。
基于上述需求, 国内外先后出现了多种无线通信技术与装备, 主要有动力线载波通信、感应通信、漏泄通信、中频无线通信以及采用小灵通技术的如KT18、KT25型矿用无线通信系统、以无线对讲技术为基础的如KTL102-S型矿用无线对讲通信系统等[1,2]。然而上述通信方式在传输距离、通话清晰度和抗干扰能力等方面都无法适应现代化矿井的需要。为解决漏泄通信、感应通信存在的缺点, 国外开始研究超低频无线通信和基于WiFi等技术的新一代矿井无线通信系统[3]。例如, 德国西门子的无线工业总线, 美国的Mesh Dynamic, 澳大利亚的PED (Personnel Emergency Device) 井下无线通信急救系统等。但是, 它们主要是以独立系统为主, 难以在国内推广应用[4]。
本文研究矿井移动设备无线远程传输与监控技术, 建立基于有线/无线混合网络平台的矿井移动设备无线宽带传输系统, 实现井下人员及移动设备的定位管理、安全生产过程及设备的实时远程监控、故障诊断、信息集成与综合监控等, 为矿井的安全生产提供技术支持。
1 系统架构
矿井移动设备无线宽带传输系统基于工业以太环网、井下有线/无线混合网络传输平台, 可实现井下移动设备数据、语音、视频、人员定位等多种信息、网络的融合, 矿井复杂环境下生产网络内的人员、设备、基础设施和生产过程的协同管理和综合智能监控。井下有线/无线混合网络传输平台采用千兆光纤工业以太网作为主干传输平台, 无线Mesh网络[5,6]作为移动设备无线传输接入网络, 其架构如图1所示。
2 关键技术
2.1 矿井复杂巷道无线信号传输理论
井下巷道属于空间受限的信道, 无线信号在传输过程中会受到巷道壁、轨道机车的吸收、反射、折射和散射等引起的多径、路径损耗和阴影衰落等影响, 对于安装在运动的轨道机车上的车载终端, 还会存在多普勒频移影响[7,8]。
本文借鉴射线传输理论和十径模型[9,10], 对矿井巷道的信道进行建模和相关参数的计算。十径模型包括一次、二次和三次反射信号, 即直射路径LOS, 地面反射路径GR、一次墙面反射路径SW、二次墙面反射路径DW、三次墙面反射路径TW、墙地反射路径WG和地墙反射路径GW。十径模型俯视图如图2所示。
针对矿井巷道特点, 通过实际的测试确定选取反射、折射衰减大的发射信号频率最佳范围, 对十径模型进行简化修正。在此基础上, 根据传输损耗特性研究和测试, 确定机载发射信号频率、调制方式、发射功率与固定接收机放置的最佳间距和位置。
2.2 移动设备定向无线漫游切换技术
无线终端采用双信道接入方法, 其中一个信道与当前的接入点链接, 另一个信道进行信息信道扫描, 将信道扫描结果形成一个接入点列表, 在切换时终端节点使用信道扫描的收发器进行关联, 在切换后, 与原来接入点关联的收发器再作为信道扫描使用, 即2个收发器角色互换。无线漫游切换技术示意图如图3所示。该方法有效提高了信道切换的安全性和实时性。
无线接入装置与处于扫描状态的终端接口进行信道发现、资源预分配等工作。无线终端漫游切换时间小于50ms。
2.3 矿井长距离多跳链状骨干回程链路传输
具有无线宽带快速冗余环网功能的无线中继节点采用5.8GHz的频段[11]和双电台双信道的通信模式分别与相邻的节点通信, 无线宽带快速冗余环网结构如图4所示。
图4中各个节点可以相互发送MAC (Media Access Control) 地址, 自动选举簇首或强制簇首。簇首对整个无线宽带快速冗余环网进行维护, 定时发送W-RING-CHECK报文, 检查无线宽带环网的状态。当簇首收到自己发送的W-RING-CHECK报文时, 则认为网络正常;当簇首在定时器时间内没有收到自己发送的W-RING-CHECK报文, 则认为网络出现故障, 并发送W-RING-CHANGE报文, 倒换无线路由地址, 则故障节点的业务信息从另外一个方向传输到簇首[12,13,14,15]。
无线宽带快速冗余环网共享300 Mbit/s的无线带宽, 自愈时间小于500ms。
3 系统核心设备
3.1 矿用无线交换机
矿用无线交换机实现车载及固定终端的无线接入, 同时支持无线漫游、组播、广播风暴抑制、快速环形网络等功能;提供一个2.4GHz的无线电台用作无线业务的上传, 上传带宽为10 MHz;提供3个以太网接口, 实现本地业务的接入功能 (如视频等) ;提供2个百兆光接口用作光纤上联, 组成环形网络。矿用无线交换机原理如图5所示。
3.2 矿用无线中继装置
针对井下通信干扰大、弯道多的特殊情况, 设置了多个中继点 (宽带无线可移动AP (Access Point) 基站与中继一体机) , 中继点间隔约100~200m, 中继设备通过多个信道同时为多个终端设备服务, 主要功能是完成无线信道的非视距中继传输和移动终端信号的接入。
AP可根据临时需要通过工人进行安置, 从而迅速建立无线移动中继通信网络。对于特殊情况场景, 如灾害现场等工人无法或不便到达的场景则可通过无人遥控小车 (或机器人) 进行AP的施放, 建立临时或永久无线中继网络。
矿用无线中继装置提供2个5.8GHz的无线电台, 1个2.4GHz的无线电台。5.8GHz的无线电台用作无线系统中继, 提供300 Mbit/s的传输带宽, 可组成无线宽带环形网络。2.4GHz的无线电台为用户终端提供宽带无线的接入功能, 同时, 实现无线快速漫游、人员定位辅助功能, 用户终端接入的传输带宽不小于10Mbit/s, 实现用户业务宽带对等通信。矿用无线中继装置原理如图6所示。
3.3 矿用无线终端
矿用无线终端主要由射频模块、数据处理模块、存储模块和电源等部分组成, 如图7所示。
3.4 矿用智能综合接入网关
矿用智能综合接入网关主要由工业级ARM9微控制器、网络模块、无线接入模块、监控系统接口、现场总线协议转换模块和人机接口、报警等部分组成, 如图8所示。
4 系统应用模式
无极绳绞车 (变坡运输) 系统主要用于采煤和掘进工作面巷道和大巷, 以循环钢丝绳牵引矿车、平板车等运输设备。系统在一条巷道上坡、下坡和拐弯等处只使用一部绞车, 省去了大量的打点、挂钩、联钩等工序, 节约了大量的运输时间。但是该系统运输距离长 (1 000~2 000m) , 且经常遇到上坡、下坡和拐弯情况, 绞车司机对巷道运行的车辆状态及巷道中是否有行人状况不了解, 存在安全隐患。因此, 将矿井移动设备无线宽带传输系统应用于无极绳绞车系统中, 设计了无极绳绞车无线视频安全监视报警系统, 从而为变坡运输系统提供安全保障。
在无极绳绞车的牵引梭车前后各装2台本质安全型摄像仪、照明射灯、配套的电源和无线发射器, 无极绳绞车运行的巷道内安装无线网络交换机, 绞车司机操作位置安装隔爆监视器, 形成一整套无线视频和信号红灯警示报警系统, 如图9所示。
5 结语
煤矿生产工序繁多且作业地点分散, 矿井移动设备众多, 且掘进工作面不断推进, 井下工作场地不断变化。针对矿井移动设备监测监控十分不便的问题, 提出了基于井下有线/无线混合网络平台的矿井移动设备无线宽带传输系统, 介绍了系统中矿用无线交换机等核心设备的设计, 并将该系统在无极绳绞车系统中进行了应用, 为矿井的安全生产提供了技术支持。
宽带智能无线电台组网技术的研究 篇10
1 宽带智能无线电台组网的关键技术分析
在无线网络通信系统中,组网方法决定网络节点所执行的网络控制功能(如路由选择等),极大地影响网络的性能,故需选择适当的组网方法、采用合适的技术来实现组网。影响组网的关键技术主要包括:网络拓扑结构的确定、组网协议体系结构的研究、MAC协议及路由协议的设计等,下面将对这些关键技术进行详细介绍。
1.1 宽带智能无线电台组网网络拓扑结构
无线电台网络拓扑结构主要对链路、节点和连接规则进行了定义,它主要规定了网络中源节点到目的节点的路径、网络节点之间的连接方式、网络节点的位置。通过对无线电台网络的拓扑结构、组网的特征及国外第三代电台组网技术的要求进行研究,本文决定采用分层分布式网络结构[2,3],如图1所示。在分层网络结构中,节点分成三种类型:普通节点、中继节点、群首。
采用分层分布式的网络结构进行电台组网具有以下优点:
(1)通过集中管理节点,可减少网络中控制分组的长度、数量;
(2)节点的路由路径由群中节点计算,不会超出相邻群的范围,比正常的路径短;
(3)网络中所有节点具有相同的软硬件配置,群间路由相对较稳定,很少出现路由循环和失效故障;
(4)具有较好的自愈能力,可有效提升网络的抗毁性及通信可靠性;
(5)在节点数很大的网络中,利用分层结构,每个群中的节点只需了解本群的路由信息,使每个节点需要交换和存储的信息量少。
由于具有以上特点,分层结构适应于建立较大规模的无线电台网络。网络中每一个节点都具有组网功能,可以自己进行路由选择、流量控制、频率选择、自动建链等。这使得整个网络具备了自组织自愈合的能力,将每个群的网络控制集中到群首,可以很好地保障网络安全、实现网络管理功能,增加网络的抗毁性。
1.2 宽带智能无线电台组网协议体系结构
根据无线电台组网、OSI经典的7层协议模型、TCP/IP的体系结构的特征,可将宽带智能无线电台组网协议栈分为5层,如表1所示。
为满足电台组网的特殊要求,需根据TCP/IP体系结构现有的特点进行一定的修改和扩充。在电台分组无线网协议栈结构中,各层扩充后实现的功能是[4,5]:
(1)物理层:该层主要是利用通信的传输介质为无线访问控制提供连接,完成无线信号的发送和接收等任务。
(2)数据链路层:分为MAC子层和LLC子层。MAC子层实现对共享物理信道的访问;LLC子层负责建立、维护、释放数据链路的连接,实现对链路的差错控制和流量控制等。由于自组织网络对网络具有较高的灵活性及自适应能力,本层采用速率自适应MAC协议。
(3)网络层:可分为网络层和网络互连层,网络层主要实现动态路由功能;网络互连层主要实现网络之间的互连以及和有线网之间的连接功能。由于自组织网络的拓扑结构和移动性特征,它与一般的无线网络的最大差别是在网络层。这主要体现在寻址协议上,本项目采用改进的泛洪机制路由协议。
(4)传输层:用于向应用层提供可靠的端到端服务,使上层和通信子网相隔离,并根据网络层的特性来高效地利用网络资源。
(5)应用层:用于提供面向用户的各种应用服务,包括具有严格限制时延和丢包率的应用、基于RTP/RTCP的自适应应用和没有任何服务质量保障的数据报业务。
2 速率自适应无线电台组网MAC协议研究
在无线电台自组网应用中,各种不同应用对网络传输速率的要求相差很大。若两种不同性质网络的数据包同时到达MAC层,采用802.11协议的策略来竞争信道访问权会发生很大冲突,会使有优先权传输的数据包排在最后传输,易导致本地数据包缓冲队列快速增长而溢出。故需要对802.11协议进行适当的改进和拓展,使之能够根据上层的速率需求自适应地调整接入策略。
本文主要是基于802.11协议,采用跨层的思想对其进行改进,使应用层对速率的需求能够直接反映在MAC层的媒介接入策略中,达到对不同速率需求的数据流区别对待,将来自较高速率流的包在竞争信道时具有更高优先权[6]。为了实现这一目标,在应用层的数据包构建过程中,将数据源的流速率(Rate)作为新的域加入包的公共头部。在MAC层实现时,采用“速率优化因子”来决定传输数据优先权。速率需求越高,速率优化因子值越小,竞争窗口也越小。从而提高对无线信道的竞争力,达到使来自较高速率流的包在竞争信道时具有一定优势的目的。
将改进的MAC协议与NS2中现有的MAC协议的性能进行仿真对比,在该仿真过程中,网络使用恒定速率(CBR)的数据流向两个节点发送数据,仿真时间为100 s,画出网络吞吐量、丢包率与时间的关系图,仿真结果如图2、图3所示。
上面的仿真实验表明,通信环境相同的情况下,改进的Mac协议较现有Mac协议可使网络获得更高的网络吞吐量及更低的丢包率。由于改进的Mac协议可以迅速地选择速率较高的业务进行优先传送,提高了信道的利用率,减少了传输所需的时间,进而提高宽带无线自组网的性能。
3 泛洪机制的路由协议设计
路由协议主要工作在传输层,用于对本地数据分组或将数据传送到目的节点,起到选路转发作用。本文通过对单播协议AODV协议做适当的改进,并结合泛洪机制路由协议的特性,得到改进后的AODV—MPR路由协议[7]。该协议不仅具有原AODV协议的简单有效性,如不需周期性地更新网络中的路由信息,在没有传输任务的情况下不需要维护路由信息。同时该路由还支持中间节点应答,使得网络中已有的路由资源得到充分利用,缩短建立路径的时间等。
将改进的AODV协议与NS2现有的AODV协议的性能进行对比,在该仿真过程中,网络使用恒定速率(CBR)的数据流向2个节点发送数据流,仿真时间为100 s,分析其网络吞吐量、丢包率与时间的关系图,仿真结果如图4、图5所示。
仿真结果表明,在通信环境相同的条件下,改进的AODV协议较现有的AODV协议有更高吞吐量、更低的丢包率。因为改进的AODV协议中,采用了洪泛机制,节点发现邻居节点的功率值要大于原来路径上的邻居节点的接收功率,节点的发送包的路由会自动切换,所需时间短。而现有的AODV协议中,只有当节点能量小于阈值时,才开始切换,切换前会丢掉很多的数据包。
宽带智能无线电台组网是针对目前宽带高速网络提出的,本文在对现有网络架构、路由技术和MAC协议等进行系统分析的基础上,对无线电台组网的关键技术进行了研究,实现了网络拓扑的智能动态规划,对电台进行组网不仅可充分发挥电台自身高度的兼容性、灵活性、可靠性,还可使网络具备灵活的组网和网络重组功能。这对于摆脱传统的基于点对点组网的限制,提高网络的抗干扰性和抗毁性,增强各电台系统间的互操作性,具有广泛应用前景。
参考文献
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[2]戴晖,王春江,于全.一种分层分布式的短波电台组网性能分析[A].第一届中国图学大会.烟台:2007:231-235
[3]苏剑,郭伟,任青春.一种基于软件无线电台的组网方案设计[J].电子科技大学学报,2003,32(5):560-563.
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