我国关于无线频段的管理和规划解析
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1、WIMAX技术定义
现代无线移动通信技术的高速发展正深深地影响着人类的生活和工作方式,改变着世界的面貌。无线移动通信技术正向多媒体化、个性化、智能化、宽带化、低功耗、低成本的方向发展,新的技术与系统不断涌现。蜂窝移动通信系统是目前使用面最广、系统规模与产业规模最大的系统。除此之外,无线移动通信的另一重要技术与应用领域:宽带无线接入技术与系统,揭开了快速发展的面纱。多种制式的蜂窝、广域、区域、近距离无线移动通信技术将长期共存,互为补充,有机融合,提供丰富多彩的移动信息服务。
以IEEE 802.16系列标准为代表的无线宽带城域网技术是近年来宽带无线接入热点技术。有鉴于Wi-Fi组织对于无线局域网推广的作用,为了推进WMAN设备的业务应用,提高设备互操作性, Intel、诺基亚、Proxim等公司共同组建了非赢利性的WiMAX组织,旨在帮助推动与保证基于IEEE 802.16宽带无线设备的兼容性和互操作性。
成立于2001年的WiMAX 联盟(Worldwide Interoperability for Microwave Access,全球微波接入互操作性组织)是一个由业界领先的宽带无线接入设备生产商、部件供应商和应用服务商共同建立的非盈利组织。
该组织旨在对基于IEEE 802.16标准的宽带无线接入产品进行一致性和互操作性认证。WiMAX的目标在于:通过确保宽带无线接入设备之间的兼容和互操作性,促进基于IEEE 802.16标准的宽带无线接入网络的市场化和大规模部署。今天,WiMAX已成为IEEE 802.16标准的别称,在WiMAX论坛的推动下,基于IEEE 802.16的WiMAX产品将很快进入市场。由于采用了许多先进的技术,WiMAX具有投资少、建设快、传输速率高等一系列优点,WiMAX 理论上可以应用于广域接入、企业宽带接入、家庭最后一公里接入、热点覆盖、移动宽带接入等所有宽带接入市场,将成为无线通信业新的亮点。
IEEE 802.16工作组推出IEEE 802.16协议族的目的正是为了符合上述需求。IEEE 802.16于2004年6月24日正式通过了IEEE P802.16-REVd,并命名为IEEE 802.16-2004,又称无线城域网(WMAN)标准。新的IEEE 802.16协议吸收并借鉴了宽带无线接入领域本地多点传输服务(LMDS)、多路多点分配业务(MMDS)等技术,同时修改并合并了IEEE 802.16-2001(定义频率范围在10~66 GHz,要求视距传播),IEEE 802.16a-2003(定义11 GHz
以下频段非视距传播)和IEEE 802.16c-2002(10~66 GHz)规定了无线城域网固定宽带无线接入的物理层(PHY)和媒体接入控制层(MAC)规范,着眼于最后一公里无线宽带接入的解决方案。IEEE 802.16所能实现的最大传输距离为50-300公里,大大远于无线局域网200 m左右的覆盖范围。最高960 M bps的接入速率也大于IEEE 802.11a所规定的最高54 Mb/s的速率。同时IEEE 802.16提供完善的服务质量(QoS)支持和安全性机制,相对于无线局域网有了本质上的发展。
下图表是WiMAX在IEEE802无线网络协议组中的位置:
2、XDSL、WI-FI、WINMAX技术的比较
无线网络的运用最早可以追溯到二战时期的军事应用上,它真正跨入民用领域已经是70年代后期的事情了,当然,无线网络的出现的必要条件是以太网络的全面普及,企业化,以及家庭化。
最早的有线网络标准802.3标准在1983年正式发布。1990无线局域网设备在市场出现,但是价格昂贵,标准混乱,于是电子工程师学会(IEEE)开始着手制定行业标准,直到1997年才有了第一个802.11标准问世。不过这一标准速率只有2M bps,于当时的有线网络10M 主流标准相比没有任何可比性,同时价格不菲,所以市场冷淡。
到了1999年,802.11b无线网络标准才确立了真正意义上的无线推广阶段,这个标准的无线网络更可靠、更便捷,同时成本不高,最初被运用于家庭和企业局域网中,特别是移动的办公设备,此时的无线网络能够提供11M共享的最高传输速率。
由于802.11大协议框架下的产品必须通过WI-FI(WIRELSS FIDELITY)安全认证才能最终生产,所以通常提及WI-FI无线框架也是提及802.11a-802.11i 9个无线网络标准。目前像CISCO、LINKSYS、TP-LINK、SMC等厂商都大量的生产和销售这样的产品。随着大量的支持无线WI-FI的终端的增加,使得无线WI-FI的接入成本非常低廉,很多的移动设备内置了基于WI-FI标准的接入终端卡,从而使得WI-FI热区成为可能。
那么WI-FI(802.11a/b/g)三种无线标准,他们究竟存在哪些差异呢,看下表:
从上表可以看出,其实802.11标准的WI-FI无线网络带宽目前最大是54M bps,同时它是一个SSSD直序扩频频的技术,它所谓的54M其实是个峰值,也就是说其实真正使用的带宽是一个用户共享式的稳定值,而这个值是根据具体的距离(不超过2KM)和具体物理情况下的进行变化的,一般802.11b的网络带宽稳定值是2-5M bps,同时由于独立频道资源的相对匮乏,自身干扰的问题显得比较突出。
在亚洲,目前xDSL是WiMAX在最后一公里接入市场主要的竞争对手,因此,通常也将WiMAX称为无线DSL。根据采用技术的不同,xDSL包括不对称数字用户线(ADSL)、单线数字用户线(SDSL)、甚高速数字用户线(VDSL)和高数据率数字用户线(HDSL)等,用于家庭联网和消费者市场的主要是ADSL,而VDSL可以提供更高的传输速率。与xDSL相比,WiMAX理论上可以覆盖更大的范围,提供更大的数据传输速率,具有更强的可扩展性同时,由于阴影衰落、
多径传播、多谱勒频移等因素的影响,无线信道传播条件比有线信道恶劣,在人口密度较高、固定电话线路比较普及的大中城市,xDSL仍将是最后一公里接入市场的主要技术。但对于没有固定电话线路设施的新兴运营商,则可以通过采用WiMAX技术快速进入市场,并通过逐步扩展网络节省投资。另外,对于人口稀少、地面线路基础设施薄弱的边远和农村地区,WiMAX 比xDSL部署更加灵活、成本更低,是首选的宽带接入技术。
直到2003年WINMAX联盟开始推广IEEE802.16无线城域网标准,它比WI-FI的无线网络带宽更高、距离更远、性能更高更稳定,同时很好的整合了WI-FI的技术,开创了一条无线网络的拓展新路线,目前已经有PROXIM,英国OSTHOGON-SYSTEMS等公司的产品已经在电信运营商层面广泛的使用。
3、我国无线频谱规划和相关政策
我国的频谱规划和管理由信息产业部无线电管理局统一负责,采取的是以行政手段为主的频谱指配方式,同时也在探索新的市场化的频谱分配模式。我国对无线新技术采取了积极支持发展的策略,包括对移动通信网络乃至未来3G网络频率的规划保证、对各种新兴宽带接入技术的鼓励政策。
1)我国频率规划基本情况
按照ITU国际无线电规则频率划分,目前各种无线业务可以使用的频率范围为9kHz至275GHz。由于技术水平的限制,绝大多数无线电设备工作在50GHz频率之下,国内主要在
6GHz以下。
我国的无线电应用可划分为42种业务,其中包括固定业务、移动业务、广播业务、无线电导航业务等。由于业务繁多,所以在9kHz~50GHz的多数频段,要安排多种业务共用一个频段。
其中的无线电移动业务可分为陆地移动、水上移动以及航空移动三类。陆地移动应用最广,我国将陆地移动业务频率分别分配用于专用无线电通信网络和公众无线通信网络。专用无线电移动通信系统大量应用于军队、公安、急救等,如150MHz、350MHz、450MHz对讲机、800MHz集群通信等。公众无线电移动通信网络目前由中国移动和中国联通运营。