1 引言
我國電信市場已經(jīng)從傳統(tǒng)單一運營商發(fā)展到了多運營商競爭的格局，對于新興運營商而言，迫切希望通過能夠快速部署的無線接入技術(shù)切入市場，爭取用戶，因此無線接入作為一種非常重要的接入手段，有著很大的潛在市場發(fā)展空間。窄帶無線接入主要用來提供語音業(yè)務，解決部分地區(qū)不能通過有線手段提供語音通信的問題，同時滿足部分用戶的移動語音需求，是有線接入的有效補充；寬帶無線接入主要用來提供綜合的語音和數(shù)據(jù)業(yè)務，以滿足用戶對寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務日益增長的需求。本文詳細介紹了我國應用的幾種無線接入技術(shù)的發(fā)展情況。
2 無線接入的頻率資源
下列是我國政府為TDD(時分雙工)方式的窄帶無線接入系統(tǒng)分配的頻率，這兩個頻段主要應用于SCDMA制式的無線接入系統(tǒng)。
(1)1 800 MHz：2003年，我國政府將原來在1800 MHz規(guī)劃的5 MHz頻率擴展為20 MHz，允許無線接人系統(tǒng)使用。具體為1 785-1 805 MHz，可以采用250 kHz和500 kHz兩種載頻間隔。
(2)400 MHz：2004年，為支持發(fā)展農(nóng)村和邊遠地區(qū)通信，我國政府決定將400MHz頻段劃為無線接入系統(tǒng)頻率。具體頻率為406.5-409.5 MHz，可以采用250 kHz和500 kHz兩種載頻間隔。
下列是我國政府已經(jīng)為寬帶無線接入分配的頻率資源。
(1)3.5 GHz頻段：3.5GHz固定無線接入系統(tǒng)使用的FDD(頻分雙工_)工作頻率為3400-3 430 MHz和3 500～3 530 MHz，其中，終端站發(fā)射頻段為3400-3430MHz，中心站發(fā)射頻段為3500-3530MHz，雙工間隔為100 MHz。
(2)本地多點分配系統(tǒng)(LMDS)：允許使用的FDD頻率為24 507-25 515 MHz(下行)／25 757～26 765 MHz(上行)，雙工間隔為1 250 MHz，共計(1 008×2)MHz。
(3)5.8 GH頻段：2002年國家正式分配了5 725-5 850 MHz這一頻段，允許點對點或點對多點擴頻通信系統(tǒng)、寬帶無線接入系統(tǒng)、高速無線局域網(wǎng)、藍牙系統(tǒng)等共存。該頻段為開放頻段，可以用于公眾網(wǎng)無線通信和專網(wǎng)通信。
(4)2.4 GHz頻段：2 400-2 483.5 MHz為ISM(工科醫(yī))頻段。我國政府規(guī)定該頻段作為無線局域網(wǎng)、無線接入系統(tǒng)、藍牙系統(tǒng)、點對點或點對多點擴頻通信系統(tǒng)等各類無線電臺站的共用頻段。這些業(yè)務均為主要業(yè)務，因此該頻段也是開放頻段。
3 無線接入的發(fā)展現(xiàn)狀
在窄帶無線接入中，除了PHS制式的“小靈通”技術(shù)外，SCDMA制式的無線接入應用從2003年開始呈現(xiàn)發(fā)展和上升趨勢。在寬帶固定無線接入技術(shù)中，近年發(fā)展的主要技術(shù)包括3.5 GHz無線接入技術(shù)、LMDS技術(shù)以及WLAN技術(shù)。由于不同技術(shù)的工作頻率、技術(shù)特征、市場特性以及目標定位的不同，因此每種技術(shù)的發(fā)展和應用情況也不同。
3.1 SCDMA技術(shù)
SCDMA無線接入系統(tǒng)采用同步碼分多址技術(shù)，工作在時分雙工方式。SCDMA無線接入系統(tǒng)是由大唐集團信威公司開發(fā)的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的系統(tǒng)，利用了智能天線、軟件無線電、上行同步技術(shù)等，系統(tǒng)可以提供支持移動性的無線市活。
隨著SCDMA技術(shù)的逐步成熟以及不同類型終端的出現(xiàn)，從2003年開始，SCDMA無線接入系統(tǒng)在我國迅速發(fā)展。在大慶，SCDMA無線市話首先進行了商用試驗；之后，中國網(wǎng)通在陜西省的寶雞和榆林也進行了商用試驗。到目前為止，中國網(wǎng)通在南方地區(qū)(如四川、廣西等地)已經(jīng)開展了大規(guī)模的SCDMA網(wǎng)絡建設。
SCDMA除了作為城市無線接入的有效方式之外，還被推薦用于農(nóng)村電信普遍服務。為了更好、更順利地完成普遍服務，我國政府在2004年初指定6家基礎電信業(yè)務經(jīng)營者采取“分片包干”的方式承擔電信普遍服務義務，并為此指定了“村通”工程實施方案，對“村通”工程中采用的無線接入系統(tǒng)，推薦優(yōu)先采用SCDMA等具有國內(nèi)自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)手段。
3.2 3.5 GHz固定寬帶無線接入技術(shù)
雖然早在2001年就已經(jīng)規(guī)劃了3.5 GHz固定無線接入頻率資源，但是為了鼓勵競爭，在頻率資源分配上我國政府首次采取評選招標的方式，先后進行了三期招標工作。一期選擇了5個城市進行了試點，二期則在包括主要省會城市和直轄市的32個城市進行了招標。在第一、二期招標的基礎上，2004年3月信息產(chǎn)業(yè)部組織了3.5 GHz頻段的第三期招標。到2004年4月，第三期中標企業(yè)揭曉，歷時3年的3.5 GHz固定無線接入系統(tǒng)頻率分配工作基本結(jié)束，3.5 GHz頻率資源在全國范圍內(nèi)得到了分配。
絕大部分企業(yè)在獲得頻率資源后都開始了網(wǎng)絡建設，中國電信在北方地區(qū)、中國網(wǎng)通在南方地區(qū)利用3.5GHz無線資源很好地開展了業(yè)務，有效解決了接入手段的匱乏。中國移動和中國聯(lián)通則利用該技術(shù)提供了基站互聯(lián)和數(shù)據(jù)接入。3.5 GHz頻段可用的頻率資源較少，僅有31.5 MHz，在二期和三期招標中被劃分成了3個10.5 MHz的頻率塊，在同一個城市，每個運營商僅可以申請1個頻率塊，即在同一個城市最多有3個運營商可以同時利用3.5 GHz頻率資源提供無線接入服務。同時，絕大多數(shù)設備采用了3.5 MHz渡道帶寬，這意味著運營商在一個地區(qū)只能用3個頻點組網(wǎng)。由此看來，3 .5 GHz頻率資源太少，網(wǎng)絡難以形成大的規(guī)模，也難以滿足運營商的需求。
目前我國市場上的3.5 GHz固定無線接入產(chǎn)品很多，各種產(chǎn)品在空中接口、調(diào)制方式、業(yè)務能力上存在較大差異，從基本實現(xiàn)方式上大致可分為電路型、純IP型以及混合型。利用電路型產(chǎn)品主要可以提供2 Mbit／s電路傳輸、普通語音接入；利用純IP型產(chǎn)品主要可以提供Internet接入業(yè)務；利用混合型產(chǎn)品可以同時支持電路型和分組型業(yè)務，并能保證業(yè)務的服務質(zhì)量。我國的通信廠商在固定無線通信領域的技術(shù)和生產(chǎn)基礎相對比較薄弱，很多通信制造企業(yè)都采用了初期OEM國外廠商的方式。值得一提的是，中興通訊已經(jīng)率先在國內(nèi)制造商中推出了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的3.5 GHz固定無線接入產(chǎn)品。
3.3 LMDS技術(shù)
早在1999年，我國幾個主導運營商就開始了LMDS的技術(shù)試驗。2002年底，信息產(chǎn)業(yè)部批準了中國網(wǎng)通、中國電信、中國移動和中國聯(lián)通四大運營商在指定的城市開展為期一年的商用試驗，以評估在不同降雨條件下雨衰對LMDS的影響。到2003年底，商用試驗已經(jīng)結(jié)束。在為期一年的商用試驗中，中國網(wǎng)通在12個城市、中國電信在23個城市、中國移動在13個城市、中國聯(lián)通在14個城市分別開展了LMDS商用試驗，分別對不同環(huán)境下的LMDS組網(wǎng)進行了試驗。目前，主流的設備提供商有愛立信、上海貝爾阿爾卡特、中興通訊、大唐無線、西門子和東方通信等。由于LMDS工作的26 GHz頻率對生產(chǎn)工藝和設備研制水平都有較高的要求，因此目前國內(nèi)設備制造商基本采用OEM方式。
與3.5 GHz無線接入設備相比，LMDS設備的實現(xiàn)技術(shù)比較統(tǒng)一，基本上都是基于ATM平臺，采用ATM 155 Mbit／s接口上聯(lián)，用戶端設備提供E1和10Base-T接口。隨著IP城域網(wǎng)的發(fā)展，LMDS設備上聯(lián)口更加豐富，除ATM 155 Mbit／s和E1上聯(lián)接口外，還出現(xiàn)了以太網(wǎng)上聯(lián)接口。由于LMDS工作頻率較高，因此要求必須采用視距傳播，這就對基站和遠端站選址提出了要求。另外，該頻段很容易受降雨的影響，造成在網(wǎng)絡規(guī)劃時必須為了保證可用性而犧牲傳輸距離。通常，實際傳輸距離一般在3 km以內(nèi)，在降雨量小的地區(qū)，傳輸距離可以延伸到5 km。
LMDS可用的頻帶較寬，波道帶寬以28 MHz和14 MHz居多，因此面向的用戶群主要是業(yè)務需求較大的企業(yè)客戶。運營商利用LMDS技術(shù)主要提供大客戶的綜合接入、基站互聯(lián)、數(shù)據(jù)接入等。LMDS技術(shù)發(fā)展一直比較平穩(wěn)，技術(shù)因素和設備成本因素在一定程度上限制了LMDS的使用范圍，因此還需要加強對LMDS市場的培育。
3.4 WLAN技術(shù)
WLAN與有線局域網(wǎng)的不同主要體現(xiàn)在便攜性上。一個WLAN服務區(qū)的覆蓋范圍一般在100 m以內(nèi)，且主要定位于室內(nèi)應用。WLAN可以提供較低速的接入服務，如用戶在步行狀態(tài)或低速移動狀態(tài)下仍然可以利用WLAN接入網(wǎng)絡，但是WLAN不能應用于高速移動狀態(tài)。正是因為這種低速移動特性，WLAN被稱為“游牧式”無線接入。
WLAN技術(shù)近兩年發(fā)展較為迅速，這是因為IEEE 802.11系列標準解決了空中接口兼容性問題，有力地促進了無線局域網(wǎng)終端和接入點(AP)的互通，從而使設備成本迅速下降。WLAN主要面向個人用戶，一般部署在商旅人士經(jīng)常出入的場所或數(shù)據(jù)業(yè)務需求較大的公共場合，呈“島形覆蓋”或“熱點覆蓋”，如機場、會議中心、展覽館、賓館、咖啡屋或大學校園等。WLAN主流的兩種標準集中在2.4 GHz頻段和5 GHz頻段。2.4 GHz頻段為ISM頻段，有IEEE 802.11b和IEEE 802.11g標準支撐，5 GHz頻段則有IEEE 802.11a標準支撐。目前國內(nèi)主流的產(chǎn)品以2.4 GHz頻段為主，5 GHz頻段的產(chǎn)品應用較少。
從2001年開始，WLAN開始在我國公眾熱點地區(qū)應用。中國網(wǎng)通自2001年10月率先在上海APEC會議上提供無線寬帶接入服務以來，已經(jīng)在全國約150個熱點地區(qū)敷設了WLAN網(wǎng)絡。中國電信的WLAN“天翼通”將ADSL用戶端設備和無線局域網(wǎng)的AP集成到一起，采用ADSL+WLAN的模式，解決了一個家庭多個終端接入的問題，有效地發(fā)展了家庭寬帶用戶�！半Se行”是中國移動面向商務人士、集團客戶推出的無線上網(wǎng)服務，用戶可通過筆記本電腦、PDA等終端以GPRS／WLAN接入因特網(wǎng)和企業(yè)網(wǎng)。對于WLAN業(yè)務，用戶可以通過短消息方式申請WLAN上網(wǎng)密碼，密碼以短消息方式下發(fā)到用戶手機，申請即開通，費用計入相應手機賬號。目前中國移動已在全國1 000多個熱點地區(qū)提供了WLAN網(wǎng)絡覆蓋，并且可以實現(xiàn)全國漫游。無論是固網(wǎng)運營商還是移動運營商，在利用WLAN建網(wǎng)時，都必須首先考慮充分利用現(xiàn)有資源，這樣才能降低投資成本。
4 技術(shù)的新進展
在無線通信中，對于10 GHz頻段以下的通信系統(tǒng)必須考慮多徑衰落，利用OFDM(正交頻分復用)調(diào)制技術(shù)將可用帶寬劃分成若干個子載波，這樣每個子載波的帶寬較窄，每個OFDM符號的持續(xù)時間就比較長，由多徑時延擴展帶來的影響將減小，可以有效地提高系統(tǒng)的抗多徑干擾能力，擴大設備的適用范圍。OFDM調(diào)制方式具有較高的頻譜利用率，在抵抗多徑衰落、抵抗窄帶干擾上具有明顯的優(yōu)勢，可以提高系統(tǒng)的非視距傳播能力。在現(xiàn)有3.5 GHz和5.8GHz無線接入產(chǎn)品中，已經(jīng)有很多廠商推出了基于OFDM的系統(tǒng)，并且在商用網(wǎng)絡中獲得了一定程度的應用。對于WLAN接入，兩種主流的物理層IEEE 802.11a和IEEE 802.11g標準都采用了OFDM調(diào)制方式。
從標準的發(fā)展來看，對于固定無線接入,一直沒有統(tǒng)一的空中接口標準。雖然IEEE 802.16標準組織早在2000年就開始致力于這一工作，但是，由于當時已經(jīng)有很多固定無線接入的產(chǎn)品，且人們認為固定無線接入空中接口開放的必要性不大，因此IEEE 802.16的固定無線接入空中接口標準一直沒有應用起來。但是，隨著IEEE 802.16e支持移動特性的任務組以及為推動IEEE 802.16應用的WiMAX論壇的成立，情況發(fā)生了很大變化，802.16技術(shù)尤其是802.16e引起了人們的重視。
802.16d是2-66 GHz固定無線接入的標準，該標準的物理層核心技術(shù)是OFDM和OFDMA，已經(jīng)在IEEE獲批，即將發(fā)布。802.16e則是為支持移動特性提出的，該標準目前正在制定過程中，預計2005年完成標準化工作。802.16e的標準化工作在802.16d的基礎上展開，其采用的物理層核心技術(shù)目前與802.16d是一致的。人們希望802.16e既能提供高速數(shù)據(jù)業(yè)務又具備移動性，該技術(shù)被業(yè)界視為可能對3G構(gòu)成競爭的新的寬帶無線接人技術(shù)。從最新發(fā)布的草案來看，802.16e空中接口的標準化還有大量工作要做。
從上述的分析可以看出，無線接入的通信能力正在發(fā)生變化，其發(fā)展正在經(jīng)歷從窄帶到寬帶、從固定到移動的過程，網(wǎng)絡能力在不斷增強。無線接入系統(tǒng)所采用的調(diào)制技術(shù)也正從傳統(tǒng)的單載波方式走向多載波調(diào)制方式，OFDM將在未來的無線接入系統(tǒng)中呈現(xiàn)主導地位。
5 結(jié)束語
未來寬帶無線接入的發(fā)展步伐并不如想像的那樣快，這與電信市場大環(huán)境、用戶的認知、技術(shù)的成熟度等多種因素都是相關(guān)的。隨著無線技術(shù)和寬帶技術(shù)的發(fā)展與融合以及無線接入標準化工作的推進，將帶動整個產(chǎn)業(yè)更加健康地發(fā)展。在電信市場競爭日益激烈的環(huán)境下，無線接入技術(shù)作為新興運營商進入市場的重要手段，將發(fā)揮越來越大的作用。區(qū)的覆蓋范圍一般在100 m以內(nèi)，且主要定位于室內(nèi)應用。WLAN可以提供較低速的接入服務，如用戶在步行狀態(tài)或低速移動狀態(tài)下仍然可以利用WLAN接入網(wǎng)絡，但是WLAN不能應用于高速移動狀態(tài)。正是因為這種低速移動特性，WLAN被稱為“游牧式”無線接入。
