一、前言
目前国际上主流并且比较成熟的宽带接入技术包括xDSL技术、光纤接入技术、Cable技术以及宽带无线接入技术等。基于硬件环境的不同CONTROL ENGINEERING China版权所有,这些技术各自的性能特点存在着较大差异,但总的来讲可归结为两类技术,即有线接入技术和无线接入技术。从过去几年的发展情况来看CONTROL ENGINEERING China版权所有,由于频率的限制,无线接入技术发展比有线接入技术相对滞后,近年来各种微波、无线通信领域的先进手段和方法不断引入,包括5.8 GHz扩频宽带无线接入系统、26GHz频段LMDS系统和无线局域网WLAN的进步,才使无线接入领域有比较大的进展。
就目前的研究成果来看,宽带固定无线接入技术在向两个方向发展:一方面充分利用过去未被开发、或者应用不是很广泛的频率资源(如2.4G、 3.5G、5.8G、26G等的工作频段),实现尽量高的接入速率;另一方面是通过融合微波和有线通信领域已经成功应用的先进技术,如高阶QAM(如 64QAM、128QAM)调制、ATM、OFDM、CDMA、IP等,来实现更大的频谱利用率、更丰富的业务接入能力和更灵活的带宽分配方法。
5.8 GHz频道的使用,是因为美国的苹果计算机公司在1995年
向FCC提出申请修改电信法令,建议将5GHz上,分出300MHz的频段,以免费方式提供给工业、教学、科研、医疗行业使用。
该建议得到了FCC的高度重视。经过审慎的考虑,广泛的咨询和专家组的研究,FCC在1997年完成立法,允许业者在互不干扰的前提下控制工程网版权所有,免领牌照,使用5.8 GHz作为各种通信之用,称之为U-NII频带(Unlicensed National Information Infrastructure)。
自从FCC规划使用5.8GHz(U-NII)频段以后,随着技术的不断成熟和市场的强烈需求,世界上很多国家和地区,包括加拿大、美国、中国在内的众多国家先后参照FCC的规定,分别规划了各自国家和地区的5.8GHz频段。
二、5.8 GHz固定无线接入技术的特点
5.8 GHz宽带无线接入系统是一种固定点到多点/点到点无线接入系统,都适合于双向传输。其主要特点可归结如下:
1、为适应无线通信技术的发展,满足无线电通信业务的需求,根据我国无线电频率划分规定及频谱使用情况,并参照国际上通用的技术标准,信部无 [2002]277号文规定,将5725-5850 MHz频段作为点对点或点对多点扩频通信系统、高速无线局域网、宽带无线接入系统、蓝牙技术设备及车辆无线自动识别系统等无线电台站的共用频段。符合技术要求的无线电通信设备在5725-5850MHz(带宽为125MHz)频段内与无线电定位业务及工业、科学和医疗等非无线通信设备共用频率控制工程网版权所有,均为主要业务。5.8GHz的设备通常采用直接序列扩频技术或调频技术展频,通过扩展信号可使不同网络在同一地区使用而不受干扰,容量在10Mbps左右。
2、从采用技术上看,5.8GHz采用扩频技术(SS)进行无线信号传播,扩频技术是将信息信号的带宽扩展很多倍进行通信的技术。传输信号带宽远大于信息信号的带宽。例如,传输一个64Kbps的数据流,其基带带宽只有64KHz左右,但用扩频技术传送时,它所占据的信道带宽可以被扩展到 5MHz,10MHz,甚至更大。与此同时,发射到空间的无线电功率谱(单位带宽内具有的功率),也将大大的降低。
扩频通信的原理是尽可能使用最大带宽数,同样的能量在一个大的带宽上传播(如下图)。
这里扩频带宽的很小部分与常规无线信号相干扰控制工程网版权所有,但常规无线信号不影响扩频信号,这是因为两者相比常规信号带宽很窄。
扩频通信具有抗干扰和隐蔽的特点,它的这此特点有更深一层的理论根据,即香农定理和柯捷乐尼可夫潜在抗干扰理论。
香农定理如下式:C=W log2(1+S/N)
W是传输带宽,C是信息容量,它的原理是在给定信号功率S和噪声功率N的条件下,用一种编码系统,可以以很小的误码率,以接近C的传输速率传送信息,此式也可以解释为:可用大的W和小的S/N或小的W和大的S/N,传输同样量C的信息。或象常说的:带宽W和信噪比S/N可以互换,扩频正是用大的带宽(十倍到几千倍)来换取S/N或S的。
柯捷尔尼可夫理论公式如下:Pe=f(E/no)
Pe是误码率,E是每比特信号能量,no是噪声功率谱密度,把此式适当改变一下就可以容易地看出其含义了。设传输信号带宽为W,信号功率是S=E/T,噪声功率N=Wno,信信号持续时间为T,信息信号带宽?F=1/T,把这些量代入上式得:
E/no=ST/(N/W)=S/N·W/△F
上式说明,P是由S/N·W/△F决定的,也就是说,传输一定带宽F的信息,信噪比S/N可以和带宽△F互换,此结果与香农定理完全一致,