几种无线宽带接入技术中调制技术的研究

 

不知不觉间，有线网络已经充斥在我们的生活中，我们逐渐开始相信网络的连接与接入就是要将墙头的一根网络连接线接入到电脑中，随后开始我们的网络生活。但是现在这一切即将或者说正在改变，无线宽带接入技术的出现和迅猛发展，使得越来越多的人加入到了无线接入与无线组网的行列中来，开始享受着有线的速度，同时拥有了无线的自由。

随着用户宽带接入互联网的需求，各运营商都在利用现有的网络，采用各种不同宽带接入手段建设宽带接入网。目前利用光纤或者无线的方式，通过ATM或者纯IP的技术已经解决了宽带接入到用户所在的社区，包括一些用户相对集中的地方，例如酒店、办公写字楼等。而进一步接入到家庭和用户侧的方式又有不同。这主要是用户现有的条件造成的，有的地方已经铺设了5类线，而有的地方只有模拟电话的双绞线，如何解决这些问题？每台机器都配置一个ADSL，费用会相当高；使用LMDS技术，现在还不成熟且价格很高；电话线接入，速度被牢牢的卡死了；看来只有使用10M/100M以太网接入是最方便的途径了。然而，随着人们移动办公的需求，以及新增用户上网数的增加，网络难以扩充问题越来越突出。传统的以太网接入方式已经越来越不能满足人们现代化工作方式的需要。而无线接入方式以其特有的优势，越来越为人们所关注。

研究无线宽带接入技术，可以使我们更加充分的认识到无线接入的优点，更加有效地使用无线接入技术，发挥其长处。

无线接入技术与以往有线技术相比较，最大的优势在于：

1、              移动性。利用无线的空间传递特性，毫无线缆的困扰，随时随地接入Internet，获取最新信息。

2、              无缝漫游。无需重新配置机器，动态进行各个无线接入网之间的漫游。

3、              易用性。省去了为每一个桌面用户单独布线的麻烦。

4、              灵活性。在复杂、多变的联网环境下（如分支办公机构或临时性的办公地点）方便地实施和提高联网能力。无线接入还可以便捷、迅速地接受新加入网络的人员，而不必对网络的用户管理配置进行过多的变动。

5、              合理的价格。一套无线宽带接入解决方案的安装与维护成本要大大地低于传统的以太网接入方案。

6、              安全性。依靠复杂的加密技术，对于那些非法的接收者来说，截听无线宽带接入的流量信号是异常困难的

 

   国内外发展现状及发展方向

 首先我们从技术的发展来看。

 

无线接入技术名称	工作 频段	使用何种扩频技术	使用何种调制技术	传输 速率	传输 距离	其他重要技术
802.11	2.4GHz (ISM频段)	直接序列扩频（DSSS）	DQPSK DBPSK	1或2Mbps	几十米到几十公里	漫游（Roaming）和WEP加密
802.11b	2.4GHz (ISM频段)	直接序列扩频（DSSS）	CCK DQPSK DBPSK	11Mbps (自适应速率为5.5、2或1Mbps)	几十米到几十公里	漫游（Roaming）和WEP加密
802.11g（发展中）	2.4GHz (ISM频段)	德州仪器公司的PBCC（分组二进制卷积码）技术和Intersil公司的OFDM技术	CCK-PBCC或CCK-OFDM	22Mbps（CCK-PBCC），54Mbps（CCK-OFDM）	几十米到几十公里	漫游（Roaming）和WEP加密
802.11a	5GHz（U-NII）	正交频分复用OFDM		物理层的吞吐量分为6、12、18、24、36、48、54Mbps	5－10公里	支持语音、数据、图像业务

 

 

蓝牙	2.4GHz (ISM频段)	跳频扩频（FHSS）1600/秒	GFSK 调制	最高速率1Mbps有效速率721Kbps	10米	话音采用连续可变斜率调制CVSD，通信协议则采用TDMA
HomeRF	2.4GHz (ISM频段)	跳频扩频（FHSS）	DQPSK DBPSK	2Mbps，目前已提高到8－11Mbps	100米	通过时分复用支持语音通信，通过载波监听多重访问/冲突避免（CSMA/CA）协议提供数据通信服务
HiperLAN/1	5GHz（U-NII）		GMSK调制	23.5Mbps	100米
HiperLAN/2	5GHz（U-NII）	正交频分复用OFDM	由高层协议根据具体要求而定	54Mbps	150米	QoS支持

 

从上表中我们可以看出，各种技术其特点各有千秋，且侧重点不同。802.11家族一直在不断发展，随着调制技术的发展，传输速率也越来越快，使用带宽越来越宽，安全性能越来越强，传输距离越来越远。而802.11b与蓝牙和HomeRF都有部分应用上的重叠，其调制技术却不尽相同，HiperLAN/1与802.11b是一对竞争对手，而HiperLAN/2与802.11a是另外的一对竞争对手，它们使用的调制技术也不相同。因此，我们有必要通过对各种无线宽带接入技术所使用的调制技术的研究，来探讨在各种条件下使用何种调制技术的无线接入为最佳。

虽然多种标准并存，但并没有制约产业的迅速发展，原因是，目前无线局域网一般还不能单独应用，只是作为局域网的备用或补充。就像宽带接入市场有ADSL、ISDN、Cable Modem等接入方式并没有妨碍用户的宽带上网一样，同一个局域网中很少会用到不同标准的无线局域网，因此，不存在不同标准的WLAN之间互连的问题。从这个意义上来说，各大厂商坚持推出自己的产品和标准有其自身的道理，一般来讲，统一标准的产生都滞后于产品和市场，谁家的产品市场覆盖面最广，谁就有可能成为事实的标准。

从国外相关的产品发展来看，随着802.11b协议的成熟，相应的产品也越来越多，支持的厂家也越来越多，目前几乎所有通信公司的相关产品都遵从802.11b标准。而像Intel、3Com、Cisco、爱立信（Ericsson）、朗讯、AboveCable等厂商，已经开发出了一系列的无线网络产品，包括无线网桥，无线网卡，无线AP等，TI（德州仪器）也开发出了相应的芯片。目前，各主要生产厂商都准备或是正在开发下一代的产品，包括符合802.11a以及802.11g规范的系列产品。国内如创智、联想、明基、大唐、华为、中兴等厂商也先后推出相应产品以及一整套的解决方案。在蓝牙产品方面，国外如3Com、爱立信（Ericsson）、国际商用机器（IBM）、英特尔（Intel）、朗讯（Lucent）、微软（Microsoft）、摩托罗拉（Motorola）、诺基亚（Nokia）和东芝（Toshiba）等对蓝牙也很重视，而在手机上，蓝牙已经是一种实用的技术了。国内如安捷伦（Agilent）、超蓝等公司也通过OEM或是自主研制开发出了集成有蓝牙技术的产品并且还着眼于方案的开发及推广。广州目前正准备筹建一个蓝牙科技园，相信这会极大的促进蓝牙技术在中国的发展。HiperLAN/2为爱立信、飞利浦和诺基亚等欧洲厂商所支持，由于其与802.11a功能类似，而眼下802.11a的发展要明显好于HiperLAN/2，因此目前有关HiperLAN的成熟的产品无论是在国内或是国外都很少。HomeRF是为了将无线电话和LAN功能结合为家庭网络而设计的，更多地用于传输家电用品的控制数据。摩托罗拉（Motorola）、Proxim与爱立信公司在HomeRF产品的生产与研发方面处于领先地位。国内目前相关产品很少。

          目前，无线局域网仍处于众多标准共存时期。每一标准的背后都有大公司或者大集团的支持。在美国和欧洲，形成了几个互不相让的高速无线标准：    802.11b（也有称Wi-Fi）由3Com、Lucent、Apple、Cisco等公司支持，这个标准目前在北美非常流行；与其竞争的标准是由Proxim、Motorola、Compaq支持的HomeRF标准；美国IEEE创建了另外一种高速无线标准802.11a，比当前的802.11b技术快近5倍；欧洲电信标准委员会创建了一个很有竞争力的高速标准HyperLAN2，爱立信公司是主要的支持者，目前欧洲采用HyperLAN2标准。