無線本地環(huán)路（WLL）的應用和發(fā)展

2019-11-03 09:49:46

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無線本地環(huán)路（WLL）的應用和發(fā)展（蘇占學、陳傳紅）［摘要］本文首先對無線本地環(huán)路作了簡單的介紹，然后對無線本地環(huán)路的幾種技術方案作了扼要的評述，最后對其技術應用和前景進行了闡述。［關鍵詞］無線本地環(huán)路；智能天線；蜂窩技術近年來隨著無線蜂窩技術。無繩電話技術等的發(fā)展，WLL技術有了飛躍的發(fā)展，出現了多種制式、多種方案的系統(tǒng)。但是對用戶而言，選擇何種方案、何種體制來實現電信服務是非常重要的，不僅影響經濟效益，甚至影響它的市場壽命。要正確的選擇適用價廉的WLL系統(tǒng)，必須了解WLL目前狀況和發(fā)展前景。本文對WLL作一介紹，以供系統(tǒng)建設者建網時參考。無線本地環(huán)路WLL概述目前國際上“WLL”是指利用無線技術（包括微波、VSAT、蜂窩通信、無繩電話傳輸）為固定用戶區(qū)域的移動用戶提供電信業(yè)務。簡單而言，用無線電連接來代替用戶電話機和電話公司交換局之間的電線、電纜。一般來說，在用戶環(huán)路段采用無線技術提供電信業(yè)務的無線傳輸系統(tǒng)均屬無線本地環(huán)路（WLL）。（1）WLL的優(yōu)缺點與有線用戶環(huán)路相比，無線本地環(huán)路具有以下點： ·經濟。無線本地環(huán)路初期投資與有線用戶相當，但運營維護費大大低于有線用戶環(huán)路，而且成本與距離因素關系不大，用于農村及邊遠地區(qū)有優(yōu)勢。 ·能迅速提供業(yè)務。一般6個月即可投入使用，而有線用戶環(huán)路需18－30個月。 ·靈活可變。可隨時按需要調整網絡結構及任務量，擴容方便。 ·安全可靠。 ·容量大。特別是采用小區(qū)覆蓋，頻率可重復使用。但是它也有以下缺點： *音質不如有線用戶環(huán)路好。 *占用寶貴的頻率資源。 *受環(huán)境變化影響大。總之，無線本地環(huán)路在發(fā)達地區(qū)可以作為有線網的補充，能迅速及時替代有故障的有線系統(tǒng)或提供短期臨時業(yè)務；在農村或邊遠地區(qū)可廣泛用來替代有線用戶環(huán)路，節(jié)省時間和投資。（2）WLL的分類按其定義WLL大致有兩類性質： ·無線延伸——把終端用戶看作是網絡用戶的無線延伸。 ·網絡覆蓋——把WLL看作是現有網絡的一部分。屬于哪一類性質的系統(tǒng)，取決于以下條件： ①位置條件用戶是在預定位置（如在辦公室或在家）還是在移動（在蜂窩網）中始發(fā)呼叫？前者是屬于“無線延伸”，后者是屬于“網絡覆蓋”。 ②接口條件在用戶和公共網絡之間，通過局交換機入網還是用特殊用戶設備（如蜂窩手機）經接入網（移動交換機或PBX）人網。前者屬于“無線延伸”，后者屬于“網絡覆蓋”。 ③業(yè)務條件用戶是象標準的有線用戶一樣，通過標準撥號音，接入相同的業(yè)務和功能，還是象蜂窩用戶一樣，受特殊交換機（如移動交換或PBX）控制。前者屬于“無線延伸”，后者屬于“網絡覆蓋”。（3）典型的WLL系統(tǒng)結構來自中心局的各用戶電話線連到網絡接口設備上，網絡接口設備將用戶線路信號轉為數字傳輸中繼線路信號。這種數字傳輸線路可以是電纜、光纖、無線、微波，線路信號經無線基站轉為無線空間接口標準信號發(fā)送出去。用戶終端接收到基站來的無線信號后，再轉為話機或手機上的信號。2現有技術方案根據現有的技術，目前世界上主要有以下幾種WLL方案：（1）點對點和點對多點（P－MP）系統(tǒng)方案這種方案是在WLL市場上最早出現的。其工作頻段范圍大，從900MHz到42GHz，以視距工作，用戶和中心站之間沒有障礙物。由于這些系統(tǒng)具有高帶寬、高速數據傳輸、高話音質量等特點，能有效降低成本，成為高密度用戶（如辦公大樓）與公共網絡之間的鏈路。但是，這種系統(tǒng)在用戶端通過“集群接入”到PBX，而不是“環(huán)路接入”到單個用戶，這樣大部分的P－MP系統(tǒng)通常不能考慮成真正的WLL方案。（2）基于固定蜂窩系統(tǒng)的方案這種方案是采用GSM（全球移動通信系統(tǒng)）或AMPS（先進的移動電話業(yè)務）的移動設備，相當于只是取消了移動功能的“固定蜂窩”。雖然這種系統(tǒng)有許多冗余結構，但使用蜂窩電話作為用戶終端仍可降低系統(tǒng)成本。通常固定蜂窩用戶首先連接到移動交換中心，然后才接到公共網絡。它采用先進的話直壓縮技術（8kbps或13kbps），在頻譜很窄的模擬網絡上增加了頻譜使用的有效性，然而這導致了話音質量和傳真／數據傳輸速率降低。且典型的系統(tǒng)采用800－900MHz頻段，由于該頻段已分配給移動許可營運部門，因此存在設置和容量問題。（3）基于PCS（個人通信業(yè)務）或PHS（個人手持電話系統(tǒng)）標準的WLL系統(tǒng) 這種系統(tǒng)也是固定蜂窩方案，但有差別。它們采用32kbps（ADPCM）話音編碼系統(tǒng)，使其話音質量和傳真／數據傳輸同有線本地環(huán)路業(yè)務一樣。這些系統(tǒng)采用1895－1918MHz頻段，比800－900MHz蜂窩系統(tǒng)有更小的小區(qū)，每個小區(qū)基站能容納更多的用戶容量。（4）基于無繩電話DECT（先進的數字無繩電話）規(guī)范的WLL系統(tǒng) 這種方案采用了1800－900MHz頻段。最初DECT的設計只限用于PBX中的無繩應用，不是一個真正的WLL系統(tǒng)。但DECT具有低功率、范圍有限的特性。 3 WLL技術的應用發(fā)展（1）基于固定蜂窩系統(tǒng)的WLL技術的應用目前許多WLL系統(tǒng)是由蜂窩制造商設計的，他們改變蜂窩系統(tǒng)的結構使其適應WLL市場。但是無線接入的快速設置。靈活性好、覆蓋范圍大等優(yōu)點還不能充分發(fā)揮。因此對“無線延伸”性質用戶來說，尤其是非移動用戶，蜂窩結構對WLL不是最佳的。例如：用戶始發(fā)呼叫時，首先與移動交換中心建立通信，然后才接入電話公司交換機，不能快速接入。另外蜂窩被設想成能使用戶電話業(yè)務隨著用戶離開辦公室或家一起“旅行”。通常蜂窩用戶為了能在每小時60英里的汽車內打電話，將支付額外的費用，且要付出話音質量降低、呼叫衰落、電池壽命縮短等其它代價。據統(tǒng)計，平均來說，蜂窩用戶僅有10％在沒有有線業(yè)務時，才在他的蜂窩電話上打電話。其結果，蜂窩用戶使用容量只是有線用戶的十分之一。蜂窩用戶和有線用戶在使用中有值得注意的幾個差別，如表1所示。Untitled Document

表1

	蜂窩電話	有線電話
使用情況	100分鐘/月	1000分鐘/月
預計呼叫成功率	96%	99%
話音質量	8-13kbps	32-64kbps
數據傳輸率	4.8kbps	28.8kbps

根據上述這些因素，有線用戶的容量大約是蜂窩用戶的50倍。因此這種基于蜂窩系統(tǒng)的WLL系統(tǒng)，從容量上來說不能完全適應WLL市場。（2）智能天線對WLL系統(tǒng)的作用傳統(tǒng)上，個人通信系統(tǒng)中有許多部件單元（如天線）極大影響著頻譜使用效率、網絡的成本和服務質量。在新型的WLL系統(tǒng)中，基站采用智能天線技術，將使系統(tǒng)有高的頻率效率、低網絡成本和好的服務質量。智能天線不是硬件，而是適應性軟件，它集成于天線單元系統(tǒng)中。根據接收到的RF信號以及收集用戶位置的信息，在傳輸過程中進行實時代化調整，采取措施避免發(fā)送信號對其它信號的干擾。這種先進的技術主要是采用自適應交換束技術，可快速分析RF環(huán)境，調整它們的傳輸模式以減小干擾對服務質量和容量的影響，且在小的、預定的扇區(qū)內實時調整傳輸，減小散射效應。在固定用戶環(huán)境中，這也是重要的。因為固定用戶不是一個不變的環(huán)境，RF環(huán)境有許多不可預見的變化，如雨、日光、霧以及物體的移動（車輛）、甚至季節(jié)，這些在傳播條件中會極大的降低無線通信鏈路的性能。隨著用戶的增加，各種不可預見的因素的干擾都會成為網絡擴展方面的難題。要達到WLL比蜂窩電話大50倍的容量，智能天線技術是不可缺少的技術手段。（3）WLL的最新趨勢 WLL的最新趨勢之一是WLL應用從最基本出發(fā)點來建設系統(tǒng)，即取消越區(qū)移動功能，從基站直接與中心站相連。這種方案有以下優(yōu)點： ·32或64kbps話音編碼的高質量業(yè)務； ·對于所有標準電話設備有廣泛的標準電話插座； ·靈活的網絡接口（如ETST的V5.2或Bellcore的TR303）設計，透明地接入中央交換機等功能和業(yè)務，無縫地集成于有線系統(tǒng)的計費和網絡管理系統(tǒng)中； ·智能的無線調度系統(tǒng)，比傳統(tǒng)的蜂窩系統(tǒng)可改善有效頻譜2至20倍。新一代的WLL方案將會采用無繩技術（如DECT或PHS）和吸收其它先進技術，來滿足不同用戶不同的需求。4WLL的市場前景目前許多WLL業(yè)務都集中在發(fā)展中國家，他們可以避免傳統(tǒng)的布線布電纜工程中所花費長時間和高成本，用WLL建立基本的電信業(yè)務；并且在許多發(fā)達國家也一直關注并發(fā)展WLL技術。因為這種技術為電話網絡的其余地區(qū)如邊遠或人口稀少地區(qū)提供了一種更好的入網方法。到2000年大約在99個國家有300多個WLL試驗網安裝完成或正在安裝中，這些網絡主要由20多個知名的供應商提供。當前在WLL市場參與中，許多領先者都是蜂窩系統(tǒng)或公共網絡的供應商。這些蜂窩系統(tǒng)供應商由于有蜂窩設備的建設經驗，能降低WLL設備的成本，向運營商提供WLL設備，參與WLL的市場。而對于資金較小的供應商，他們將和新的運營商一起，抓住這日益增長的WLL市場，也會有很大的發(fā)展空間。今天，WLL技術備受人們的青睞，已經成為： ·推進競爭服務的手段； ·促進經濟增長和減少電話等待時間的手段； ·提高城鄉(xiāng)地區(qū)比有線電話成本更低廉的電信服務手段，更有效地適用于邊遠地區(qū)或經濟落后的地區(qū)； ·捕捉Internet市場增長的真正潛力。摘自《移動通信》

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