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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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供稿:網友
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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