研究寬帶網(wǎng)中的無線多點(diǎn)系統(tǒng)
時(shí)間:2022-12-12 10:46:44
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一、基本原理LMDS是一種高容量
在毫米波頻率上進(jìn)行交互操作的無線通信和廣播系統(tǒng)。它最早用于蜂窩圖像,美國紐約城提出了一種用于電視分配的系統(tǒng)。數(shù)字電視開創(chuàng)了一個(gè)電視節(jié)目、數(shù)據(jù)和通信進(jìn)行聯(lián)合傳輸?shù)念I(lǐng)域。通過加入回傳信道,把廣播網(wǎng)絡(luò)變?yōu)橐粋€(gè)交互式網(wǎng)絡(luò),從而實(shí)現(xiàn)綜合業(yè)務(wù)寬帶接入,它與Internet和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的增長完全相符。寬帶交互是隨數(shù)字化而發(fā)展的。交互式LMDS具有一個(gè)點(diǎn)到多的下行鏈路,以及一個(gè)點(diǎn)到點(diǎn)的上行鏈路。發(fā)射場(chǎng)地應(yīng)該設(shè)在一個(gè)高建筑物的頂部或在能夠俯瞰業(yè)務(wù)區(qū)域的高柱子上。發(fā)射機(jī)典型情況下是覆蓋一個(gè)60°~90°寬的扇區(qū)。因此全方位覆蓋需要46個(gè)發(fā)射機(jī)。傳送的數(shù)據(jù)流包含了34~38Mbits的數(shù)據(jù),它們面向覆蓋區(qū)域內(nèi)的每一個(gè)用戶端(典型的電視)、集團(tuán)或個(gè)人(典型的通信、Internet)。點(diǎn)到點(diǎn)反向信道的容量是由個(gè)人用戶的需求決定的。LMDS在一個(gè)區(qū)域內(nèi)的操作通常需要具有聯(lián)合發(fā)射乂接收基站的一簇蜂窩。站間的鏈接允許對(duì)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)進(jìn)行共享。在毫米波范圍內(nèi)的操作有一些限制條件。降雨導(dǎo)致嚴(yán)重的衰減,并把可靠操作的范圍限制到35km,這取決于區(qū)域氣候條件和工作頻率。應(yīng)是直視距離。但是完全覆蓋是不可能的,通常覆蓋在40%70%左右,95%的接入業(yè)務(wù)是提供公眾用的業(yè)務(wù)(容量小)。因此,提高覆蓋率就變得非常必要,而且可以用不同的方法獲得??梢脝畏涓C。允許蜂窩之間有一些重疊,可能在一個(gè)蜂窩到相鄰蜂窩傳輸區(qū)域內(nèi)覆蓋。中繼器和反射器的使用也是可選方案,但是需要額外的設(shè)備,可通過增加用戶數(shù)得到。采用上述方法可解決覆蓋問題。最嚴(yán)重的限制因素可能是由于植被中傳輸造成的衰減。被植被完全屏蔽的建筑需提高屋頂天線或?qū)ξ词芷帘蔚牡攸c(diǎn)進(jìn)行寬帶連接。傳播問題目前巳經(jīng)被妥善解決,蜂窩結(jié)構(gòu)的毫米波系統(tǒng)可保證可靠操作。
二、工作頻率
盡管毫米波頻譜的容量是相當(dāng)寬的,但仍然有非常多的系統(tǒng)為頻率分配而競(jìng)爭(zhēng),而且1^103在獲得一個(gè)世界范圍內(nèi)統(tǒng)一的分配標(biāo)準(zhǔn)是非常困難的。在美國,28~29GHz頻帶內(nèi)的1.3GHz已經(jīng)被分配,而歐洲國家在不同的頻帶內(nèi)分配頻率。高容量頻帶目前是40.54~2.50GHz,它可能擴(kuò)展為43.5GHz。歐洲的許可證發(fā)放和配置顯示,存在從24GHz到43.5GHz不同頻帶的系統(tǒng)。具有56MHz子頻帶的24.5~26.6GHz的頻帶已經(jīng)在歐洲許多國家開放成點(diǎn)到多點(diǎn)的應(yīng)用。這些頻帶于是可以用于LMDS或者被稱為固定無線接入(FWA)的相關(guān)系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以用于個(gè)人用戶容量典型的多點(diǎn)商業(yè)系統(tǒng)。致力于商業(yè)領(lǐng)域的典型系統(tǒng)基于ATM技術(shù)。40GHz的頻帶通常是被兩個(gè)或三個(gè)許可證共享的,它把每個(gè)運(yùn)營商的可用頻譜限制為具有兩個(gè)極化方向的500~2000MHz。許可證政策在國與國之間也許是不同的,但它們的主要方針都是鼓勵(lì)競(jìng)爭(zhēng)。LMDS具有為用于個(gè)人用戶高容量接入領(lǐng)域的潛在能力。
三、LMDS采用的技術(shù)
LMDS可通過高空氣球、衛(wèi)星、微波、拋物面無源反射、光纖有線和電話線進(jìn)行寬帶信號(hào)傳輸。在LMDS中,高容量基于廣播的下行鏈路贛一些用戶共享。前端技術(shù)在毫米波頻帶仍然是復(fù)雜的,但是現(xiàn)有的高頻晶體(HEMT)模塊提供了所需的特性。每個(gè)Mbit/s的傳輸波束所需的輸出功率大約是25dBm。用于傳輸波束末級(jí)的放大技術(shù)可降低設(shè)備復(fù)雜度和成本。但是,中心發(fā)射機(jī)被許多用戶共享,成本并不是至關(guān)重要的因素。40GHz的前端技術(shù)比28~29GHz的前端技術(shù)更加復(fù)汆,而且由于降雨的衰減隨頻率的增加而增加,所以希望工作在低頻范圍。40GHz提供的高容量可以補(bǔ)償這些衰減。傳輸流的數(shù)量是由設(shè)定的頻譜要求和限制條件決定的。這就提供了一個(gè)可升級(jí)的結(jié)構(gòu),開始選取相對(duì)較低的容量,隨著需求的增長而不斷加入發(fā)射機(jī)模塊。
基于正交相移鍵控(QPSK)的數(shù)字視頻廣播(DVB)衛(wèi)星傳輸制式已被數(shù)字音∕視頻委員會(huì)(DAVIC)和標(biāo)準(zhǔn)采用,而且室外和室內(nèi)單元均具有同樣的950?2150MHz的IF接口。這就可開發(fā)一種類似于衛(wèi)星數(shù)字電視接收機(jī)頂盒的產(chǎn)品,用來對(duì)多路復(fù)用中包含的數(shù)據(jù)進(jìn)行接收。然后IF被饋入一個(gè)機(jī)頂盒中,該機(jī)頂盒具有與電視機(jī)或計(jì)算機(jī)的接口,它取決于用戶不同的設(shè)備。兩種選擇都可交互,這是因?yàn)闄C(jī)頂盒中裝備了一個(gè)與公共交換電話網(wǎng)(PSTN)/ISDN反向的信道連接設(shè)備。上行鏈路可依照需求使用不同的技術(shù)。兩種寬帶應(yīng)用——交互式電視和Internet——僅需要低容量的反向鏈路。對(duì)于要求更高的用戶,必須具有按需容量的帶內(nèi)無線反向鏈路。為用于小型和中型企業(yè),基于無線電的解決方案要求具有無線鏈路的反向鏈路,它允許對(duì)稱的連接或者在任意方向上不對(duì)稱的連接。但是,由于現(xiàn)有發(fā)送和接收的解決方案分離,而且是利用發(fā)送和接收隔離頻帶濾波實(shí)現(xiàn)的,所以它在靈活的操作和有效的資源管理上受到限制。
作者:黃衛(wèi)東單位:饒河縣小佳河鎮(zhèn)廣播電視站