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无线宽带移动多媒体通信探讨(2)

2013-04-30 18:25
 
 3.2 无线ATM网络
 
  　　无线ATM的目的是在ATM骨干网的基础上实现端到端的ATM连接，以提供质量可保证的各种服务，如ABR、VBR、CBR和UBR等。由于无线 ATM网络采用的无线传输信道与ATM骨干网所采用的光纤传输信道具有很大的差异，一些新的问题，如介质共享性、广播性、较长的传输延时、较高的信道误比特率以及信道衰落的影响等等，必须加以解决。因而无线ATM除了具有与ATM相同的ATM层、AAL层以及信令部分外，还要增加与无线通信有关的无线物理层(PHY)、介质访问控制层(MAC)、数据链路控制层(DLC)，以及相应的无线控制功能，这样才能在无线网络中实现ATM服务。为支持对各种业务的服务质量控制，DLC协议常常针对不同的业务采用不同的差错控制方式；MAC协议则一般采用信道动态分配算法来支持业务速率的可变。
 
  　　另外，无线ATM通信网要支持移动用户，因此网络应具有移动管理功能。当无线ATM通信网采用微蜂窝小区形式的网络结构时，越区切换控制就是移动管理的一项关键技术。无线ATM网和现有的移动通信系统(如GSM)相比具有一些不同的特点。例如，无线ATM网可支持多种类型的业务及多速率业务的通信，越区切换时需保证各种业务的服务质量 (信元丢失率、延时等)不恶化；ATM信元字头没有序号字段，越区切换时可能出现信元次序混乱，造成信元丢失；现有的ATM网络采用固定VP／VC连接方式(即固定路由)，而越区切换需更新原来的连接、重建路由。这就必须研究适用于无线ATM网络的切换控制方案。

　关于无线ATM的无线接口方面和移动管理方面的标准分别由ETSI和ATM论坛负责制定。依据这些标准，许多无线ATM系统被推出，如表3所示。无线ATM技术在生活中的深层次应用主要包括如何帮助人们完成远程医疗、保健和教育。 （转载自http://zw.nseec.cN科教作文网）
 
 表3 无线ATM系统比较

　　移动无线宽带接入还包括欧洲ACTS项目中著名的AWACS、SAMBA及MEDLAN系统，其工作频段分别使用19GHz、40GHz、 61GHz等，MEDIAN为室内慢速移动，AWACS及SAMBA可用于室外较高移动速度的情况，覆盖范围一般较小，为数十米至200米左右。它们的目标是实现155Mbps乃至速率更高的移动或半移动环境下高速优质多媒体个人通信服务。
 
 　　另外，在移动无线宽带接入通信方面还有两个技术动向应引起注意：
 
 　　最近美国FCC公布了最新频率分配政策，批准有限使用在超宽频带（UWB）上传送高速数据的非许可无线系统，但UWB的使用须高于3.1GHz或低于960MHz。有些厂商已经开始推出UWB产品的试验样机，它最适用于拥挤的室内通信。
 
 　　作为一种多跳无中心分布控制网络，自组网(ad hoc) 的研究方兴未艾，它组网灵活、生存力强，可以迅速应用到某些特殊环境和紧急情况, 是无线网络发展的新方向。
 
 4．蜂窝移动无线通信系统
 
  　　蜂窝移动无线通信系统是当前移动通信的主力军，它采用蜂窝结构，频率可重复利用，实现了大区域覆盖；并支持漫游和越区切换，实现了高速移动环境下的不间断通信。从70年代起，它已经历了第一代(1G)、第二代(2G)并开始进入第三代(3G)，未来向超（Beyond）3G过渡。图3描述了移动无线接入和蜂窝移动无线通信系统的发展过程，它们的数据传输速率分别对应于不同的固定通信系统，其中MMAC、HAPS和ITS将在后面介绍。
 
 图3 不同移动通信系统与固定通信系统的比较

 
 　　1G采用FDMA和模拟调制，由于频率利用率低、通话质量差、容量小，在中国已经退出市场。目前，国内外的主流系统是2G，它采用TDMA/CDMA和数字调制，提高了系统容量和通话质量。但1G/2G主要提供语音服务，为了提供自由的移动多媒体接入，例如话音、可视电话和高速数据传输，则需要发展3G和超3G移动通信系统。

 
 4.1 第三代移动通信系统 （3G）
 
  　　为了支持多媒体业务和全球无缝漫游，90年代初，一些标准化组织就已经对3G进行研究。在1999年10月的ITU芬兰会议上，3G（即 IMT－2000）的无线接口技术规范（如图4）获得通过，标志着第三代技术的格局最终确定。它分为CDMA和TDMA两大类共五种技术，其中主流技术为三种CDMA技术：CDMA－DS（直接扩频）即欧洲和日本共同提出的WCDMA技术；CDMA－MC（多载波）即美国提出的cdma2000技术；CDMA-TDD（时分双工）包括我国提出的TD－SCDMA和欧洲提出的UTRA TDD。这些标准的制定主要靠3GPP和3GPP2两个国际组织。
 
 图4 IMT－2000标准

 　　3GPP研究制定并推广基于演变的GSM核心网络的3G标准，即WCDMA、TDS-CDMA等。 GSM系统在向3G演进的过程中，其无线接入网络采用新型WCDMA技术，引入了适于分组数据传输的协议和机制，可支持144Kbps、384Kbps、 2Mbps的数据速率，这是一个革命性的变化。而在网络部分则采用演进的方式，即在初期针对话音和数据业务分别接入到不同的交换网络--电路型和分组型的交换网络。通过提高现有GSM的传输带宽，逐步向提供3G所要求的2Mbps速率的方向努力。目前，3GPP完成了许多标准版本，其中版本5完成了IP多媒体子系统的定义，诸如路由选取及多媒体会话，其下行峰值数据速率可高达8-10Mbps，并具有高的数据吞吐量和低的延时。
 
 　　按照从事CDMA2000标准研究的国际组织—3GPP2的规范，窄带CDMA系统 (IS-95) 无论是无线接口部分还是网络部分在向3G过渡时，都将采用演进的方式。cdma2000-1X商用初期，网络部分在窄带CDMA网络基础上，保持电路交换、引入分组交换，以分别支持话音和移动IP业务。为了进一步增强传输能力， 3GPP2开始制订支持速率高于2Mbps的cdma2000-1X增强标准，其中高通公司的HDR、摩托罗拉和诺基亚公司联合提交的1Xtreme，还有中国的LAS－CDMA都作为候选技术在探讨中。

 　　目前移动通信业界已基本达成一个共识：未来的移动通信核心网络将是一个全IP的宽带分组网络。3GPP和3GPP2都将3G发展的目标设定为全IP网，它将承载从实时话音、视频到Web浏览、电子商务等多种业务。 （转载自http://zw.ＮＳＥEＣ.cn科教作文网）
 
  　　IMT-2000的原意是指2000年在2000MHz频段实现2000Kbps的数据传输速率。但由于2.5G和WLAN的加强运作，延长了2G的寿命，再加上超（beyond）3G的基本概念与框架结构的研究已经启动，这使得3G处于2.5G/WLAN及超3G的夹击之下。另外3G标准和技术上也存在一些问题，近来世界经济也处于低潮，这都使得3G的大规模使用比预想的要晚些到来。