2017无线宽带接入技术论文
2017无线宽带接入技术论文 2017无线宽带接入技术论文篇一 无线宽带接入技术浅析 摘要：在无线数据通信系统中，宽带无线接入获得了广泛的关注，对 于宽带无线接入技术的选择将会影响未来通信市场的走向。本文对比研究了 WiMAX，wi-Fi，LTE三种无线接入技术遵循的标准和优缺点，对以上三种无线 接入技术进行总体性的比较研究，并对未来无线宽带接入技术的发展进行了展望。关键词：WiMAX;Wi-Fi;LTE 中图分类号：TN929.53 1.引言 随着移动通信技术的蓬勃发展，话音业务移动化，数据业务宽带化已 经成为了通信市场的发展趋势;而电信网络接入层也逐渐呈现出无线化和宽带化 的发展趋势，移动通信竞争日趋激烈。宽带无线接入技术(Broadband Wireless Access，BWA)是目前通信与信息技术领域发展最快的技术之一。它是以无线通 信的方式在宽带业务接口与宽带业务用户之间实现宽带业务的接入，从而达到为 用户提供话音、视频、数据及多媒体等高质量的应用服务的目的。随着ITU和3GPP 及3GPP2各大标准化组织对各现代无线通信技术规范的不断完善，3G、WiMAX、 Wi-Fi、LTE等各种无线宽带接入技术在竞争中互相借鉴和学习，进而技术不断 完善，网络安全性实用性不断增强。市场上支持Wi-Fi、WiMAX的无线网络终端 日趋丰富，整个产业链已逐渐成熟。就目前而言，很明显，宽带无线接人技术已 经到了百家争鸣的时代。IEEE和3GPP及3GPP2等各大标准化组织正在进行着激 烈的竞争。对于不同的市场需求及实际环境选择相应的无线宽带接入标准显得尤 为重要，因为选择适合的标准将会在将来快速发展的无线市场中占有一席之地， 进而改变整个无线通信市场的分布格局。而此时，对于无线宽带接入技术标准的 选择就显得尤为重要。本文主要研究了WiMAX，Wi-Fi，LTE三种无线接入技术 (3GV-41技术已相当完善，本文不再赘述)遵循的标准及其优缺点，并对以上三种 宽带无线接入技术进行总体性的比较研究，从而描述出以上几种技术在未来几年 内的发展趋势。2.线宽带接入技术 2.1 Wi MAX 2.1.1 WiMAX概述 WiMAXt~(Worldwide Interoperability for Mi-cro-wave Access)即全球 微波互联接入。是一项基于IEEE 802.16标准的宽带无线接入城域网技术。其技 术标准分为：802.16d标准和802.16e标准。802.16d的初衷为统一固定无线接入的 空中接口，该标准可以应用于2-11GHz非视距(NLOS)传输和10-66GHz视距(LOS) 传输。相对于以上的两种场景，802.16d用于固定和游牧应用场景;802.16e用于便 携和移动场景，同时支持固定场景。为解决无线宽带接入“最后一公里”的问题 1EEE于2003年1月29日正式通过802.16a规范，这是一种线缆和xDSL的无线扩展 技术，因此也将WiMAX称为无线DSL技术。在亚洲，目前xDSLt~是WiMAX在 最后一公里接入市场主要的竞争对手。
2.1.2 WiMAX技术优势 (1)覆盖范围：最大无线信号传输距离为50kin，只要少数基站建设就 可覆盖全城，在很大程度上扩展了无线网络应用的范围。
(2)接入速率：WiMAX采用MIMO-STC/MDC及可扩展的OFDMA技术， 在20MHz的带宽内所能提供的下行峰值速率可达63Mbps/扇区，上行速率也可达 到28Mbps/扇区。
(3)作为一种无线城域网技术，它可以将Wi-Fi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人。
2.1.3影响WjMAX技术未来发展的主要因素 (1)标准制定：在基站和基站间、基站和网络侧的协议IEEE802.16并没 有给出具体的技术标准，只给出了基站和移动台之间的空中接口标准。在切换、 寻呼和终端状态管理(激活和休眠的转换)等与蜂窝组网有关的方面，还不够成熟， 需要进一步完善。
(2)频率问题：目前ETSI(国际MMDS)已经认可使用的频率为3.4～ 3.8GHz，5.725～5.85GHz可作为免许可频率使用。全球各国允许使用的频率并集 大致为2-11GHz，这就意味着当WiMAX与LTE使用相同频率(2 GHz、3.4-3.6 GHz)时，其与LTE相比之下，穿透力差的缺点就会凸显出来，使得无法与LTE竞争。
2.2 Wi-Fi 2.2.1概述 Wi-Fim(Wireless Fidelity)无线保真，IEEE802.11a和IEEE802.11b为目 前可以使用的两个标准规范。产业标准组织无线保真(Wireless Fidelity.Wi-Fi)联 盟主要负责WLAN的推广和认证工作，因此WLAN技术通常又被称之为Wi-Fi。
WLANIal可使用的标准主要包括802.11b、802.11a和802.11g，详细参数见表1。
目前Wi-Fi市场竞争也日趋激烈，除原有的Wi-Fi厂商(D-Link、思科、 Intel等)在紧锣密鼓的准备外，高通公司也将业务伸向了Wi-Fi领域，据报道北京 时间2011年5月26日早间消息，高通周二晚宣布，该公司已完成31亿美元收购 Wi-Fi芯片厂商Atheros Communications的交易。
2.2.2 W._Fi技术优势 Wi-Fi是由接入点(Access Point，AP)和无线网卡组成的无线局域网络， 由于可以不受布线条件的限制，可以方便的应用在小型网络甚至大型网络中，能 提供有线网络无法提供的漫游特性，方便用户使用，由于起点低，大部分的电子 设备，如电脑笔记本、手机等均支持Wi-Fi;由于大量设备厂商的涌入从而形成竞 争，各厂商不得不降低成本，以便在市场中占有一定的价格优势。据平安证券今 年3月发布的调研报告指出，预计Wi-Fi建设将带动250～300-亿元的电信设备市 场。
2.2.3影响wi Fi技术未来发展的主要因素 (1)可靠性：射频干扰是造成Wi-Fi性能不稳定、覆盖不好、经常掉线 现象的主要原因。无线电波间存在相互影响的现象，特别是同频段、同技术设备 之间将存在明显影响，如手机、电磁炉，甚至汽车启动的电子设备等。
(2)数据传输速率有限：虽然Wi-Fi技术最高标称数据传输速率可达11 ～54 Mbit/s，但系统开销会使应用层速率降低50%左右。
(3)服务质量(Quality ofService，QoS)保障机制乏力：Wi-Fi虽然支持尽 力而为(Best Effort)业务(WEB浏览、FTP下载、Email等)，但是语音通信、视频传 输等业务的QoS很难得到保障。(4)覆盖范围：Wi-Fi实现规模覆盖的最大的缺陷在于需要密集的有线 传输资源。LTE/WiMAX 基站的覆盖范围比Wi-Fi AP覆盖范围大数十到上百倍。
(5)移动性：Wi-Fi技术自身并不支持移动I生，即便IEEE802.1 1s可能 会对Wi-Fi MESH的移动性进行增强，最多也只能支持步行的移动速度。而LTE 和WiMAX都支持120km/h以上的移动性，这是Wi-Fi所不能匹敌的。
2.3 LTE技术 2.3.1概述 长期演进嘲(LongTermEvolution，LTE)项目是3GPP提出的3G长期演 进项目，采用OFDM[91和MIMOtlO-H怍为无线网络演进的标准。LTE由于在频， 谱利用率、网络性能、扁平化网络结构等方面都具有较强的技术优势，被全球多 个运营商认可为下一代无线通信技术，也是B3G]4G移动通信系统的典型代表。
LTE系统同时定义了频分双工(Frequency Division Duplexing,FDD)(见图1)和时分 双工(Time Division Duplexing,TDD)(见图2)两种方式，两种方式最直观的不同就 在于其帧结构的不同，下面就两种双工方式不同的帧结构做出相应的比较分析。
FDD-LTE技术：FDD-LTE上下行均采用简单的等长时隙帧结构。LTE 系统沿用了UMTS系统一直采用的10ms无线帧长度。一个无线帧包含10个子帧、 20个时隙。FDD―LTE帧结构类型1(framestructure type 1，FSl)上下行采用完全相 同的帧结构(见图3)，可同时适用于全双工FDD、半双工 TDD-LTE技术：TDD-LTE帧结构类型2(framestructure type 2，FS2)是 基于TD-SCDMA帧结构修改而成的，保存了’FD-SCDMA帧结构中的三个特殊时 隙：下行导频时隙(DwPTS)、保护间隔(GP)、上行导频时隙(DpPTS)，同时采用 了统一的1ms子帧长度。常规子帧结构包含了两个0.5ms的时隙[12]，这点与FSl 相同(见图4)。该种帧结构适用于TDD模式。
TDD―LTE双工方式的特点使得其具有如下优点：
频率配置灵活，使用FDD-LTE系统不宜使用的零散频段;可通过调整 上下行时隙转换点提高下行时隙比例，从而更好地支持非对称业务;上下行信道具有一致性，基站的接受和发送可共用部分射频单元，降低设备成本;接受数据 时不需要收发隔离器(只需一个开关即可)，降低设备的复杂度;上下行信道具有互 惠性，可更好的采用传输与处理技术，如RAKE接收、联合传输、智能天线技术， 从而降低移动终端的处理复杂度。
由于TDD-LTE在同一帧中传输上下行两个链路，导致系统设计更加 复杂，对设备要求较高，其不足之处也显得格外明显：由于保护间隔的使用降低 了频谱利用率，特别是提供广覆盖时使用长GP(保护间隔)时，频谱利用率偏低;
使用混合自动重传请求技术(Hybrid Automatic Repeat―reQuest，HARQ)时， TDD-LTE使用的控制信令比FDD-LTE更复杂，且平均环回时间(Round-Trip Time， R3T)稍长于FDD-LTE的8ms长度;上下行信道占用同一频段的不同时隙，为保证 上下行帧的准确接收，整个通信系统对基站和终端设备的同步有很高的要求。
2.3.2 LTE技术优势 针对WiMAX“低移动性宽带IP接入”的定位以及适用于在办公室和家 庭中使用的短距离无线技术的Wi-Fi，LTE提出了相对应的性能指标，如相似的 带宽、数据传输速率、强调多媒体广播和多播业务(Multimedia Broadband and Mukicast Service.MBMS)等。LTE与WiMAX和Wi-Fi相比具有以下技术优势：
(1)数据速率：LTE增强了3G的空中接口技术，信号的覆盖范围大幅 延伸。在20MHz的带宽下，能够达到下行100Mbit/s、上行50Mbit/s的峰值速率， 频谱利用率分别为5bps/Hz和2.5bps/Hz;Wi-Fi与WiMAX所能达到的最高速率仅 为11 Mbit/s和75Mbit/s，且Wi-Fi采用的无线电信号易受到环境影响(如频率干扰)。
(2)灵活性：LTE能够支持1.25 MHz，2.5 MHz.5 MHz,10 MHz,15 MHz,20 MHz等多种系统带宽。WiMAX支持15～20MHz几种带宽，而Wi-Fi解决 的是无线局域网问题，仅适用于有因特网的地区，因而在系统部署上LTE更具灵 活性。
(3)移动性：LTE能在350km/h的高速移动情况下达到良好的接收效果， WiMAX所能支持的最高移动速率只能达到120km/h，Wi-Fi则仅限于局域网的低 速率移动。尽管LTE和WiMAX在原始数据速率方面基本相当，但除了规模更大 外，WiMAX作为一种固定WAN支持更像Wi-Fi网络(固定或低速移动场景下提供 中高速无线接人)。2.3.3应用前景 TDD双工方式具有频谱配置灵活、上下行信道互惠性等特点，能够满 足下一代移动通信系统对带宽的要求以及频率分配零散化的趋势，在未来的通信 市场中具有较大的优势。
纵观移动通信的发展，每个新的技术的出现都是以数据传输速率的大 幅提升、频谱利用率的大幅提高作为标志的。很明显，目前LTE系统的很多技术 特征(数据传输速率、频谱利用率等)已经接近于在给定带宽下的理论极限。然而 对后LTE时代(LTE-Advanced)，又对LTE-Advanced提出了新的速率要求――上行 达到1Gbit/s(至少低移动性满足，高移动性下达到100Mbit/s)，1Gbit/s的数据传输 速率在100MHz或足够多的连续带宽下是可以获得的，但面临目前频率资源困乏 的局面，1Gbit/s的数据传输速率显得尤为艰难。这就为LTE-Adva-nced提出了新 的技术要求，目前国内外很多学者针对这一问题提出了一些新的解决技术如频谱 聚合解决频率资源匮乏问题，使用协同MIMO方案及高阶调制技术以提高总体频 谱效率等。
3.WiMAX、Wi-Fi、LTE技术对比 根据上述内容分别对WiMAX、Wi-Fi、LTE技术从各方面进行了详细 的分析和比较(见表2)。
4.结论 LTE可以提供广覆盖、高移动性和高数据传输速率;Wi-Fi可以提供热 点覆盖、低移动性和高数据传输速率;WiMAX可以提供城域覆盖和高数据传输速 率。Wi-Fi、WiMAX和LTE采用了不同的技术手段来解决不同的应用问题。由于 移动通信环境的复杂性和多样性，没有那种技术可以在各个领域都保持绝对优势， 多种无线技术将长期共存，相互之间既是竞争又是互补，面对相同的客户各技术 之间存在竞争，面对不同的客户又转化为互补的关系;在局部会有部分融合，但 要相互取代不太可能完成。在应用和需求上它们也有着显著的差距，它们都将在 越来越细化的市场中，找到自己适合的应用范围和市场定位(见图5)。
考虑到未来无线通信技术的发展，不但要根据各无线接入技术的优劣 做出相应的选择，还要结合以下方面做出整体性的部署。移动和宽带就目前来看 即将融合为移动宽带无线(或宽带移动无线)，那么原来分开考虑的两个领域，现 在必须整体思考;国家对频率的如何发放会给通信市场带来不同的分布格局;运营商的选择将会直接影响某一项技术在未来的通信市场中的兴衰;为促进民族产业 的发展，通过管制政策及频率分配方面鼓励创新(如TD-SCDMA)的同时，还要兼 顾民族产业与国际化的关系。
2017无线宽带接入技术论文篇二 浅析无线宽带接入技术及未来发展趋势 摘 要：近几年，随着通信技术的快速发展，无线接入技术与人们的 生活紧密的联系在一起，而且随着人们生活的多元化、信息化，人们对于无线上 网的需求会更加不可或缺，为了不受有线通信的限制可以随时随地上网的问题倍 受人们的重视。本文从无线局域网的定义着手，介绍了无线宽带技术及其发展现 状和未来发展趋势。
关键词：Wi-Fi;无线局域网;发展现状;规划;趋势 中图分类号：TN929.5 无线局域网(Wireless Local Area Networks，WLAN)是指利用无线接人 技术在人为规定的一定范围内建立的网络，它是无线通信技术和计算机网络相结 合的产物。WLAN以CDMA信号复用方式进行编码传输，并具有传统局域网的功 能，使上网用户摆脱线缆的约束，能移动的随时随地接入Internet。与传统的有线 上网相比，WLAN网络具有机动性强，安装过程简单而快速，组网灵活，扩展能 力强等特点，应经在企业办公、金融、医疗以及航空运输，酒店运营业等领域有 了普遍的应用。
1 无线上网发展现状 随着通信技术应用水平、智能终端以及平板类终端的快速普及，无线 上网作为一个城市信息化和现代化的一项网络基础建设设施，已经成为衡量一座 城市现代化的重要标尺。无线上网在国内虽然起步晚，但是发展和普及却相当快， 并且全球无线上网技术及其相关产品正呈现高速发展的趋势。
WLAN有两个典型标准，并且IEEE802.11WLAN标准工作组成立于 1990年，在其成立下，各厂商设备也有了统一的标准。随着通信技术的不断发展， 相继出现了几种常见的IEEE802.11标准。最早的IEEE802.11标准是IEEE802.11-1997，由于中国经济快速发展和人才培养模式的改变，所以它主要 应用于各高校校园网和公共办公室局域网，业务以数据访问为主，IEEE802.11a 则采用了与IEEE802.11不同的工作频率，IEEE802.11a产品于2011年才开始销售， 因其产品中部分组件研制较慢，所以IEEE802.11a市场远远落后于IEEE802.11b的 市场，相关研发部门则对IEEE802.11a进行了改进，改进后的IEEE802.11a与 IEEE802.11b的性能已经十分接近。IEEE802.11b的产品早在2000年就登陆市场， 此时Wi-Fi这个名字被创造出并且越来越多的人最这个名字耳熟能详。随着产品 的交替更新市场上相继出现了IEEE802.11g，近几年比较先进的技术，则是 IEEE802.11n，由于其集众多优点和多项先进技术，IEEE802.11n将在无线网络中 扮演越来越重要的角色。从宏观上来分析，随着国内“无线城市”概念的兴起，无 线上网方式中的Wi-Fi正面临前所未有的发展机遇。伴随2008年北京奥运会的成 功举行，2010年上海世界博览会的举办，广州亚运会的召开，Wi-Fi的市场价值 和潜力具有的明显的优势。目前，Wi-Fi受到国内运营商的青睐程度与日俱增， 中国移动，中国联通，中国电信均投入巨大的资源，部署Wi-Fi网络。
中国移动在2008年北京奥运会向北京、上海、沈阳、青岛、秦皇岛、 天津6个奥运会城市的奥运场馆、酒店等热点地区，大规模部署Wi-Fi网络为运动 员、记者、观众等用户提供无线宽带接入服务;中国移动还推出无线宽带上网业 务“随e行”并且在很多高校得到应用。中国电信同样在全国进行了大规模网络部 署。同时，随着“无线城市”概念的普及，各地无线宽带网络建设正在高速发展， 无线宽带网络Wi-Fi在通信领域中正步入一个前所未有的增长时期，在国内乃至 全球对通信领域来说都是一个重要的里程碑。目前，国内的Wi-Fi市场已经很大， 数据显示，2002-2007年间，Wi-Fi在国内企业市场的复合年均增长约为 110%;2006-2009年间复合年增长率可达45%。Wi-Fi技术发展至今，在全球约有7 亿用户，热点部署数量已超过75万处，并且有望在2014年增至150余万，Wi-Fi 设备累计出厂量超过20亿部，且年均增长率将维持在两位数以上。
2 无线网络规划 2.1 无线网络规划可分为初步勘察、覆盖规划、容量规划、频率规划。
Wi-Fi技术的发展己经过十几年的发展，且已经历了三代技术和产品更新。第一 代Wi-Fi主要采用AP，因为每一台接入点需单独进行配置，费事、费力且成本高。
第二代Wi-Fi较第一代有了隔入网关功能，但是不能对其进行集中管理和配置， 前两代Wi-Fi对有线网络的依赖以及安全性成为了Wi-Fi发展的绊脚石，但是第三 代Wi-Fi则与前两代大有不同，其架构采用AP，但是第三代Wi-Fi采用无线网络控制器，其作用将密集型的无线网络的安全处理功能集中到Wi-Fi网络控制器中实 现，其优点为可管理性强、安全性高，可根据用户名区分权限，可扩展语音等丰 富业务。Wi-Fi网络建设要求大致可分为以充分考虑未来发展的需求来确定规模 的实用性原则;以要求安全性高的原则;以对于系统提供充分冗余的可靠性原则;
以能为系统扩展有良好基础的规范性原则;已要求提供开放性好，标准化程度高 的技术方案以及可管理性原则。
为了使网络具有更大的灵活性，使用户获得更高的效率，要通过现场 勘察以调整规划方案，以确保每个用户接收到的信号强度足够高。由于网络中存 在干扰，干扰通常以加性干扰、乘性干扰等方式存在，所以要通过采取一系列措 施检测和纠正无线传输过程中的错误，以提高天线传输的可靠性。
2.2 一般网络覆盖区面积较大或结构复杂且单个AP的覆盖能力也有 限，则需要由多个AP组成的小区域进行无缝覆盖。其覆盖方式基本分为5类，室 内覆盖场景分为单独建设，综合分布系统建设，混合建设，另一种室外覆盖场景 则包括AP覆盖方式，Mesh型网络覆盖方式。对于网络信号强度的强弱，通信距 离与覆盖范围极为重要，影响传输距离因素诸多，其中主要有发射机发射功率， 接收机灵敏度，无线特性，以及室内墙壁的材料。由于各个区域用户密度不同， 况且用户密度大的区域情况更复杂，因此先对用户密度高的区域进行AP布置， 再对用户密度低的区域布置。
2.3 对于Wi-Fi网络中潜在的缺陷是覆盖面在一定工作环境内覆盖不 广阔，有死角，或者说，同一片区域共用一个热点，但是接收到的信号强度不一 样，这是一个很容易被Wi-Fi用户理解的问题，这也是网络中可能出现的问题， 则对应这种技术上的困难，则要制定相应的网络发展规划，这种规划或优化是解 决此问题的方案，最终实现一个高容量的平衡。规划Wi-Fi网络时，必须知道AP 最多可接入用户终端数为2016。实际上，由于环境、功率等各种原因，每个AP 的可关联用户数远低于2016。
2.4 在经过覆盖与容量规划之后，现在要考虑的是频率分配的问题， 频率分配则是要进行合理的频率划分，因为存在各种干扰，因此力求将干扰降到 最小，规避频率干扰。2.4GHZ频段可用带宽为83.5MHZ，划分为13个信道，每 个信道带宽为22MHZ。由于相邻领域不能使用相同频率，否则将会带来同频干 扰，单纯增加AP的做法是无效的，但是可以根据覆盖区域有无遮挡进行相邻小 区配置1.6.11信道，这样做既避免了干扰又充分利用频点资源。3 未来发展趋势 随着Wi-Fi技术的日益成熟和市场竞争下的不断发展，各大运营商将 会与企业想结合，用户将不断增多，运营商所关心的问题是Wi-Fi系统所提供的 服务质量，比如说，覆盖范围是服务质量的重要方面。随着经济快速发展，人们 对网络的需求，Wi-Fi将遍布企业办公、教育、医疗、旅游，针对不同的应用场 所为用户提供便捷而且不同的高效无线宽带服务。
4 结束语 中国Wi-Fi的发展模式还需要在摸索中进行，因此要应对机遇和挑战。
开展相应的应用业务，共同探索盈利模式，按用户需要分类进行Wi-Fi建设，更 要打造有优势的Wi-Fi品牌，加上Wi-Fi安全性能的提高和应用的增加，Wi-Fi市 场将呈现不断的上升趋势，会满足更多的用户需求。