無線寬帶技術解析

譚立新

【摘 要】

通過詳細分析WLAN、WiMAX、LTE等幾種主流的無線寬帶技術，系統地介紹了各種技術的架構、覆蓋范圍、技術特點與技術應用等內容，并提出了我國未來以“寬帶中國”為戰略核心的無線寬帶技術的發展方向。

【關鍵詞】

無線寬帶 LTE 超寬帶 寬帶中國

近年來，隨著信息技術的不斷發展，越來越多的用戶通過智能終端互相連接，享受互聯網帶來的便利生活，人類社會正在進入互聯模式。一方面，信息化正以前所未有的速度滲透到人類社會的各個方面，深刻地改變著人類的生存環境；另一方面，隨著用戶數的增多、業務種類的多樣以及用戶對服務質量體驗要求的增高，傳統網絡承受的負載逐漸超出其承受范圍。因此，寬帶接入成為未來的發展趨勢。根據先進國家發展經驗，寬帶的部署已成為當前全球經濟增長和持續復蘇的驅動力之一。尤其是隨著具有中國自主知識產權的TD-SCDMA標準的確定以及工信部2012年確定的“寬帶中國”戰略的開展，我國的寬帶建設得到了飛速發展。

“寬帶中國”戰略主要涉及光纖寬帶網絡和無線寬帶網絡（如3G、LTE等）[1]，其中無線寬帶接入技術以其接入靈活、基礎設施成本低廉等特點，成為未來寬帶接入的有力技術保證。在寬帶無線接入的早期發展階段，其定位為有線寬帶接入（如DSL）技術的補充，經歷了從固定局域接入向游牧城域接入、再向廣域移動接入的發展歷程，體現了明顯的寬帶接入移動化的趨勢。根據國際主流技術標準，無線寬帶技術主要分為以802.11x為代表的無線局域網（WLAN）、全球微波接入互操作技術（WiMAX）、3GPP長期演進技術（LTE）、本地多點分配業務（LMDS）和部分其他技術。

根據覆蓋范圍的不同，可以將無線接入技術分為：局域無線接入網（WLAN）、城域無線接入網（WMAN）以及廣域無線接入網（WWAN），如圖1所示。其中，WiMAX技術跨越WWAN和WMAN，并且早期的WiMAX技術不支持移動性，在后來的標準中逐漸增加對移動性的支持。

圖1 無線接入技術的覆蓋范圍示意圖

1 WLAN

1.1 概述

無線局域網技術支持局部范圍的較高數據速率，其覆蓋范圍從幾十米至幾公里不等，既可以采用蜂窩結構，也可以采用非蜂窩結構（如Ad-Hoc），其傳輸介質分為射頻（RF）無線電波和光波。目前的無線局域網技術主要圍繞兩個典型標準，即IEEE 802.11系列標準和HiperLAN系列標準。

802.11協議族由IEEE 802.11標準任務組提出，根據版本不同，主要包括IEEE 802.11、IEEE 802.11a、IEEE 802.11b、IEEE 802.11g等。各不同版本的區別在于其工作頻段和最大可支持速率不同，具體如表1所示[2]：

表1 802.11部分協議比較

HiperLAN是一種歐洲標準，由ETSI開發，包括HiperLAN1、HiperLAN2、HiperLink和HiperAccess。這四種標準的區別是：LAN1提供了高速無線局域網連接并減少了無線技術復雜性，且采用了廣為人知的高斯最小頻移鍵控（GMSK）調制技術；為了考慮兼容性，HiperLAN2采用與IEEE 802.11a幾乎相同的物理層和媒體訪問控制（MAC）層；HiperLink用于戶內骨干網；HiperAccess用于固定戶外應用訪問有線基礎設施。

1.2 協議體系

根據開放系統互連（OSI）參考模型，完整的網絡結構包括7個層次，但WLAN僅僅工作在OSI/RM的下3層。需要說明的是，兩種不同標準的協議體系互有差別。

IEEE 802.11系列標準協議體系中的邏輯鏈路控制（LLC）層與其他802局域網一樣并用，而MAC子層為各種物理層標準所共用。IEEE 802.11的MAC子層支持的物理層可分為：IEEE 802.11跳頻物理層、IEEE 802.11直接序列擴頻物理層、IEEE 802.11b物理層、IEEE 802.11a物理層、IEEE 802.11g物理層、IEEE 802.11紅外線（IR）物理層以及IEEE 802.11n物理層。完整的IEEE 802.11協議體系如圖2所示：

根據IEEE 802.11標準，物理層進一步分為物理層匯聚子層（PLCP）、物理媒體依賴子層（PMD）和物理層管理子層。MAC層也分為MAC子層和MAC管理子層。劃分后的各子層功能如表2所示：

HiperLAN中的WLAN有兩種：HiperLAN1和HiperLAN2。HiperLAN1是早期的標準，沒有任何實際的產品；HiperLAN2是一種支持QoS的控制標準，在標準的制定過程中與IEEE 802.11進行了密切地合作，其協議體系如圖3所示。

其協議體系包括三個基本的層：物理層（PHY）、數據鏈路控制層（DLC）和匯聚層（CL）。各種匯聚層同時工作，把采用不同協議的高層分組映射到DLC層。DLC層不僅提供AP和移動終端之間的邏輯連接，還能提供媒體訪問的功能和用于連接處理的通信管理功能。DLC層提供一個邏輯結構把執行不同應用協議的匯聚層分組映射到單一的物理層，它包括6個子層：MAC協議、差錯控制協議（EC）、無線鏈路控制協議（RLC）、聯結控制功能（ACF）、無線資源控制（RRC）和DLC連接控制（DCC）。

1.3 技術應用

無線局域網的應用非常廣泛，可以分為室外應用、室內應用。室內應用主要有家庭或小型辦公室應用、大型辦公室、企事業單位、工業或商業等；室外應用主要有園區網（校園網、醫院網、社區網等）、較遠距離的無線網絡連接以及更遠距離的網絡中繼。

另一類適合無線局域網應用的場合是需要臨時組網和難以布線的地方，如災難恢復、短時間的商用系統和大型會議以及軍事、公安等專用網。endprint

WLAN有三類應用方式，即WLAN接入、網絡無線互聯和定位。前兩類應用已經比較普遍，而WLAN定位是近幾年發展起來的技術，其與無線廣域網的定位類似，不僅可以單獨使用，也可以將其他應用結合起來進一步促進WLAN的應用。

1.4 發展趨勢

無線局域網有很多局限性，此前關于局域網協議的發展主要體現在帶寬或傳輸速率的提高上，從標準上看主要是在物理層的改進或擴充方面，如IEEE 802.11的最大傳輸速率只有1～2Mbps，可以采用紅外方式、直接序列擴頻（DSSS）或跳頻（FH）方式；IEEE 802.11b最大傳輸速率只有11Mbps，采用直接序列擴頻方式；而IEEE 802.11a、IEEE 802.11g和HiperLAN2支持的最大傳輸速率可達54Mbps。總體而言，無線局域網未來的發展趨勢包括：更高的帶寬、移動性支持、多媒體保證（QoS）、安全性、可靠性、小型化、大覆蓋、節能、經濟性等。

2 WiMAX

2.1 概述

全球微波接入互操作（WiMAX）采用IEEE 802.16標準，是一種城域網范圍的技術，可以為無線城域網中的“最后一公里”提供連接缺少的一環。IEEE 802.16標準中的空中接口標準由MAC層和PHY層兩部分組成。該標準支持多種物理層技術，MAC層確保了對這些物理層的良好支持，從MAC層的角度而言，每一種物理層已經被優化到可以滿足多個應用頻帶的需求。需要格外說明的是，IEEE 802.16標準還包括一個支持10—66GHz頻段的物理層實現方案。

WiMAX技術的發展分為兩個階段[3]。第一階段的標準只支持固定寬帶無線接入，如802.16、802.16a、802.16d標準。其中802.16a可以看作對802.16的修正和增強，這2種標準均工作在2—11GHz（包括許可帶寬和面許可帶寬）的頻帶上，但是相比于802.16，802.16a標準對MAC層進行了修改擴展和對物理層進行補充規范，結合了自動重傳請求（ARQ）等先進的增強技術。第二階段的標準增加了對移動寬帶接入的支持，如802.16e和802.16m標準。

目前IEEE 802.16包括三個主流的空中接口標準：IEEE 802.16d、IEEE 802.16e和IEEE 802.16m。IEEE 802.16d針對2—66GHz頻段的系統的空中接口標準，根據所支持的業務類型的差異性，該標準定義了多種MAC層以及相應的PHY層。相對于IEEE 802.16和IEEE 802.16a標準，IEEE 802.16e納入了對用戶移動性的支持。在2—6GHz的許可寬帶內，通過定義了在基站或扇區之間的高層切換功能，IEEE 802.16e系統中的用戶站可以車載速度移動。而IEEE 802.16m對IEEE 802.16e的進一步增強，擴充了可支持的用戶移動速度范圍。

與其他的無線接入技術相比，WiMAX技術具有諸多優勢包括：開銷及投資風險小、長距離下的高容量性能、系統容量可升級性、有效的服務質量控制、動態時分多址接入（TDMA）及MAC支持數據、語音以及視頻等對時延敏感的業務、提供無線形式的“最后一公里”寬帶接入的同時保持對Wi-Fi技術的補足功能。

2.2 架構與模型

圖4展示了WiMAX/802.16網絡參考模型[3]。該系統包括數據/控制平面與管理平面。通過定義適當的控制機制，數據/控制平面在完成必要傳輸的同時，保證了數據傳輸的正確性；而管理平面通過定義與數據/控制平面的功能實體相對應的管理實體，實現了與數據/控制平面的實體的交互，同時也可以協助外部的網絡管理系統完成相關的管理功能。本文將主要討論系統中的數據/控制平面。

圖4 WiMAX/802.16參考模型

WiMAX標準為無線空中接口分別定義了媒體介入控制層（MAC）和物理層（PHY）[4]。其中MAC層又可以進一步劃分為匯聚子層（CS）、公共部分子層和安全子層。CS層面向業務，通過業務匯聚訪問服務點向上面的外部網絡數據提供服務；公共部分子層通過MAC服務訪問點為CS層提供服務；安全子層則通過加密算法包來對需要發送的數據進行加密操作。

具體來說，面向業務的匯聚子層的功能是提供從本層的服務訪問點接收到的外部網絡數據到系統內MAC層業務數據單元（SDU）之間的轉換或者映射，該子層支持的功能包括：對接收到的外部網絡SDU進行分類，并與對應的服務流建立對應關系，對凈荷的報頭進行壓縮等。MAC層的公共部分子層是系統提供具有服務質量（QoS）的保證服務的關鍵，該子層實現的功能包括：上行業務類型的劃分、寬帶資源的調度、系統接入、寬帶的請求分配、連接的建立與維護、初始測距及周期性測距等。公共部分子層通過MAC訪問點（AP）從面向業務的匯聚子層接收數據，并且接收的所有數據都與某一個確定的連接綁定，對于連接的服務質量控制以及數據單元的調度機制均在該子層實現。安全子層主要通過加密打包協議和密鑰管理協議提供一系列鑒權、密鑰交換和加密解密作用。加密打包協議通過定義應用規則，將一系列的認證和加密算法應用到協議數據單元（PDU）凈荷部分；而密鑰管理協議主要是提供了密鑰分配機制[5]。

2.3 技術應用

WiMAX技術的應用主要分為兩種場景：專用網和公共網[6]。WiMAX用作專用網時，其功能介紹如下：

（1）蜂窩回傳網絡：在50km的覆蓋范圍內提供點到點的鏈接，同時基于QoS保證技術，為語音和數據業務提供良好的支持。

（2）無線業務回傳：借助于其QoS保證技術，負責基站與接入網之間的數據傳輸。

（3）海上通信網：在鉆井平臺和海上搜救過程中，通過WiMAX技術提供基本語音通信，同時也可提供實時的監控和維護檢測等服務。

（4）校園網：利用WiMAX可以快速部署多個無線站點，提供具有QoS保證的語音、數據、視頻等服務，同時保證廣覆蓋、高容量、高安全、低冗余的特性。endprint

（5）金融網絡、遠程教育網、公共安全網、臨時建筑通信和游樂通信等其他專用服務。

WiMAX也可以作為公共網絡的組網技術，主要包括以下兩類：

（1）城市無線業務接入網：無線業務服務商通過無線鏈接為住宅用戶和企業用戶提供數據視頻等服務。同時，現有的移動運營商也可以通過WiMAX進一步優化其網絡架構。

（2）偏遠地區信息化：考慮到偏遠地區地域廣袤、人員稀少，假設有線蜂窩網的預算和周期嚴重阻礙運營商的盈利能力，因此具有QoS保證的WiMAX無線接入技術成為必然選擇。同時，WiMAX網絡的擴展性使其在開拓人口密度較低的偏遠地區市場方面具有很大潛力。

總之，采用WiMAX技術構建的網絡非常適合城域范圍的覆蓋，在提供較高寬帶容量和數據速率的同時具有很高的QoS保證，是構建無線網絡的理想選擇。

3 LTE

3.1 概述

LTE技術是由第三代合作伙伴計劃（3GPP）組織發起的通用移動通信系統（UMTS）技術的長期演進，是第四代移動通信的實際標準之一。LTE將系統帶寬由原始的5MHz擴展到20MHz，采用了以OFDM/FDMA為核心的傳輸技術，并且在無線接入網（RAN）結構層面，LTE追求扁平化、分散化的系統架構，為了獲得更小的用戶面延遲，不再單獨引入無線網絡控制器（RNC）部分，而是將該部分的功能集成到基站部分；在整體系統架構方面，LTE技術也采用全新的演進型分組系統（EPS）架構。根據3GPP技術標準，LTE系統相比于以往技術的主要優點體現在：更低的每比特成本、多樣化業務支持能力、高QoS用戶體驗、靈活的載波聚合能力、簡化的開放性空中接口以及合理的終端功耗。

根據3GPP組織的討論，在TR25.913中詳細定義了LTE系統的需求指標[7]，這些需求可以分為：系統容量需求、系統性能需求、系統部署需求、RAN框架及其演進需求、無線資源管理需求以及復雜度需求等。在容量需求上，一方面，LTE通過采用更高的帶寬以及收發端多天線技術，可以支持更高的峰值速率（上行50Mbps，下行100Mbps）；另一方面，LTE也保證了更低的控制面延遲和用戶面延遲。在性能需求方面，LTE提高了小區平均吞吐量、小區邊緣吞吐量以及最大可同時接入系統的用戶數，進而增加了系統頻譜效率；同時，LTE系統優化了對移動性的支持（最高可在350km/h速度下保持系統的連接性）以及對高覆蓋的支持（最大支持100km覆蓋半徑）。針對系統部署需求，LTE技術支持獨立場景部署以及與其他接入技術的混合場景部署，同時該系統也支持靈活的頻譜分配方案（最小支持1.4MHz，最大支持20MHz）。在RAN架構演進方面，LTE系統采用單一的基于分組模式的E-UTRAN架構，在盡量避免“單點失敗”的情況下保證了對實時和話音業務的有效支持；通過簡化架構，接口數量得以減少。在無線資源管理（RRM）方面，LTE系統在保證了對高層傳輸協議有效支持的基礎上，增強了端到端QoS支持，也可以實現不同接入技術（RAT）間的負載均衡。最后，LTE系統強調追求低系統復雜度和低終端復雜度，力求在保證業務需求的前提下降低成本。

總之，與現有蜂窩技術（如3G）相比，LTE不僅需要支持靈活的傳輸帶寬，引入新的傳輸技術和多天線技術，也需要對信令設計進行優化，對RAN架構和RAN網元功能之間劃分進行優化。

3.2 系統架構

根據TS36.300和TS36.401標準表述，LTE的總體架構包括演進型地面無線接入網（E-UTRAN）和演進型分組核心網（EPC），其中E-UTRAN由演進型節點B（eNodeB）組成，eNodeB之間通過X2接口互聯，eNodeB通過X1接口與分組核心網相連。根據功能，EPC可以分為服務網關（S-GW）和移動性管理實體（MME），S1接口的用戶面終止在S-GW上，控制面終止在MME上。圖5描述了LTE系統的總體架構：

圖5 LTE系統總體架構

圖6展示了LTE系統中接入網與核心網的功能劃分。其中，接入網為E-UTRAN，由eNB承載該功能；核心網即EPC。

圖6 E-UTRAN和EPC功能劃分

在接入網方面，eNB作為LTE系統的主要組成部分，提供強大的功能支持，從無線資源管理到數據壓縮與數據加密、從路由選擇到尋呼和廣播信息的調度發送、以及移動性和調度測量與測量上報的配置。其中小區間的無線資源管理既包括了無線承載控制和無線許可控制，也包括了連接移動性控制和上下行資源動態調度。

LTE中的核心網主要負責建立有關承載和控制用戶終端，其不僅包括了S-GW和MME邏輯節點，也包括PDN網關（P-GW）、策略控制和計費規則（PCRF）等邏輯節點。S-GW負責發送用戶的IP數據包、完成移動性支持以及緩存用戶數據等；MME作為控制節點，處理UE和核心網絡間信令交互，完成承載管理和用戶連接管理；P-GW通過業務流模板將用戶的IP包分配給不同的QoS承載；而PCRF提供QoS授權，并負責策略控制的決策以及基于流量收費的功能。

3.3 技術特點

LTE系統支持從1.4MHz到20MHz的靈活的系統帶寬。系統采用OFDM方式將頻率資源劃分為一個個正交的子載波，每個子載波的帶寬是15kHz，將12個子載波組成1個資源塊（RB）。因此，LTE最少支持6個RB（1.4MHz），最多支持100個RB（20MHz）。同時，LTE系統中引入了保護頻帶，以防止LTE系統帶寬內的信號泄露到相鄰頻道，對其他系統（GSM、3G系統等）造成干擾。另外，為了支持對稱頻段和非對稱頻段的部署，LTE支持FDD和TDD兩種雙工方式。

LTE系統采用了多種先進的無線傳輸技術，包括上下行多址技術、上下行MIMO技術、調制技術、信道編碼技術、演進型多媒體技術以及小區間抑制干擾技術。考慮到3GPP大多數公司的選擇，LTE系統下行采用OFDMA多址技術，同時為了降低峰平比（PAPR）對設備的影響，LTE系統上行采用了單載波頻分多址技術（SC-FDMA）。為了滿足對數據速率和系統容量的高要求，LTE系統支持下行MIMO技術，包括傳輸分集、空間復用、波束賦形等技術。傳輸分集技術（如空時編碼、循環延時分集、天線切換分集等）主要利用信道的弱相關性，通過傳輸信號的多個副本改善接收端的信噪比，該技術適用于低信噪比情況，目標是提高傳輸速率或者覆蓋范圍。空間復用充分利用空間信道的弱相關性，在獨立的空間子信道上傳輸不同數據流，可以有效提高系統的峰值速率，高技術適用于高信噪比區域，其目的是提高傳輸速率。同分集技術一樣，波束賦形技術也適用于低信噪比區域，需要利用空間信道的強相關性，在小間距的天線陣列間形成波束的輻射方向圖，使波束主方向自適應的朝向用戶方向，進而提高容量和覆蓋。LTE的上行同樣支持MIMO技術，受限于終端設備的復雜性需求，目前上行的MIMO只支持天線選擇功能。LTE的信道編碼技術以Turbo碼作為基礎，并在此基礎上結合了分段、交織等改進技術。LTE系統中的干擾協調技術分為上行干擾協調和下行干擾協調，上行采用基于高干擾指示（HI）和過載指示（OI）信息的方案，而下行由于不采用功率控制技術，因此很多公司質疑下行干擾存在的必要性。endprint

LTE系統支持先進的自適應編碼和調制技術（AMC）以及混合自動重傳請求技術（HARQ）。在AMC技術中，基站/終端可以根據及時信道條件，通過信道狀態指示（CQI）來動態選擇適當的調制和編碼方式。LTE系統上下行均支持8個HARQ進程，該技術可以分為同步和異步兩種情況。同步情況下每個HARQ進程位置固定；而異步情況下的進程位置不固定，需要額外的信令指示。

3GPP最終決定在LTE下行的PDSCH信道不采取功率控制，這是基于兩點考慮：一是，通過靈活的頻域調用可以最大程度避免調用高路損的RB；二是，下行功率補償機制極可能干擾下行CQI的測量，進而影響了下行調度的準確性。在LTE系統上行階段，針對PUSCH、PUCCH等信道采用功率控制以補償路損和陰影，同時抑制小區間干擾。需要注意的是，上行的功率控制機制采用慢功控方式（頻率不高于200Hz）。

在小區搜索方面，LTE首先順序采取符號級定時檢測和無線幀時鐘檢測的兩級時鐘檢測方式獲得時鐘同步，然后執行小區ID檢測。LTE系統中，當UE已經和系統取得上行同步時，采取同步隨機接入方式接入系統；當UE尚未取得或丟失上行同步時，UE要估計、調整上行發送時鐘，采取非同步隨機接入的方式接入系統。

4 部分其他技術

其他的無線寬帶技術包括本地多點分配系統（LMDS）和多信道多點分配系統（MMDS），均采用固定式的無線接入。

LMDS以無線方式解決從骨干網、本地交換機到用戶的接入問題。其工作在24—39GHz頻段，帶寬可達1GHz以上，采用類似于蜂窩的結構，劃分若干個服務區，每個服務區設立基站，覆蓋范圍可達幾公里到幾十公里。LMDS系統下行采用TDM技術，并且采用了扇區覆蓋的形式，這樣每一個廣播信號就能被控制在相應的扇區內。

但是，因為LMDS工作于10GHz以上的高頻段，使得該技術具有與生俱來的缺點：高頻段的信號傳輸受視距（LOS）、天氣、距離等因素的影響明顯，且衰減嚴重，這就要求LMDS系統的部署環境要保持固定，并且基站和遠端站之間的距離要在一定范圍之內；另一方面，在雨雪等天氣情況下，該系統的雨衰雪衰等特性必然影響用戶體驗。

相比于LMDS系統，MMDS系統的工作頻段集中在2—5GHz，因此該頻段具有較小的空間傳輸損耗，同時受天氣變化因素影響較小。這些特點使得MMDS系統較LMDS系統而言具有更大的覆蓋半徑（幾十公里）。與LMDS相比，MMDS適用于用戶相對分散、容量較小的地區。但是2—5GHz頻率段的資源比較緊張，各國能夠分配給MMDS使用的頻率要比LMDS少得多，因此該頻段的使用需要合理的頻譜規劃。

參考文獻：

[1] 程永志. “寬帶中國”發展戰略簡析與思考[J]. 電信快報， 2013（1）： 22-25.

[2] 劉乃安. 無線局域網（WLAN）——原理、技術與應用[M]. 西安： 西安電子科技大學出版社， 2004： 11-13.

[3] 吳林. WiMAX中QoS保證機制研究[D]. 北京： 北京郵電大學， 2010.

[4] 謝剛. WiMAX技術原理及應用[M]. 3版. 北京： 北京郵電大學出版社， 2010： 7-10.

[5] 曾春亮. WiMAX/802.16原理與應用[M]. 北京： 機械工業出版社， 2007： 34-35.

[6] 郎為民，劉波. WiMAX技術原理與應用[M]. 北京： 機械工業出版社， 2008： 310-318.

[7] 沈嘉. 3GPP長期演進（LTE）技術原理與系統設計[M]. 北京： 人民郵電出版社， 2010： 16-24.

[8] 高文龍. 寬帶無線接入多面觀[J]. 電信技術， 2001（10）： 3-7.endprint

LTE系統支持先進的自適應編碼和調制技術（AMC）以及混合自動重傳請求技術（HARQ）。在AMC技術中，基站/終端可以根據及時信道條件，通過信道狀態指示（CQI）來動態選擇適當的調制和編碼方式。LTE系統上下行均支持8個HARQ進程，該技術可以分為同步和異步兩種情況。同步情況下每個HARQ進程位置固定；而異步情況下的進程位置不固定，需要額外的信令指示。

3GPP最終決定在LTE下行的PDSCH信道不采取功率控制，這是基于兩點考慮：一是，通過靈活的頻域調用可以最大程度避免調用高路損的RB；二是，下行功率補償機制極可能干擾下行CQI的測量，進而影響了下行調度的準確性。在LTE系統上行階段，針對PUSCH、PUCCH等信道采用功率控制以補償路損和陰影，同時抑制小區間干擾。需要注意的是，上行的功率控制機制采用慢功控方式（頻率不高于200Hz）。

在小區搜索方面，LTE首先順序采取符號級定時檢測和無線幀時鐘檢測的兩級時鐘檢測方式獲得時鐘同步，然后執行小區ID檢測。LTE系統中，當UE已經和系統取得上行同步時，采取同步隨機接入方式接入系統；當UE尚未取得或丟失上行同步時，UE要估計、調整上行發送時鐘，采取非同步隨機接入的方式接入系統。

4 部分其他技術

其他的無線寬帶技術包括本地多點分配系統（LMDS）和多信道多點分配系統（MMDS），均采用固定式的無線接入。

LMDS以無線方式解決從骨干網、本地交換機到用戶的接入問題。其工作在24—39GHz頻段，帶寬可達1GHz以上，采用類似于蜂窩的結構，劃分若干個服務區，每個服務區設立基站，覆蓋范圍可達幾公里到幾十公里。LMDS系統下行采用TDM技術，并且采用了扇區覆蓋的形式，這樣每一個廣播信號就能被控制在相應的扇區內。

但是，因為LMDS工作于10GHz以上的高頻段，使得該技術具有與生俱來的缺點：高頻段的信號傳輸受視距（LOS）、天氣、距離等因素的影響明顯，且衰減嚴重，這就要求LMDS系統的部署環境要保持固定，并且基站和遠端站之間的距離要在一定范圍之內；另一方面，在雨雪等天氣情況下，該系統的雨衰雪衰等特性必然影響用戶體驗。

相比于LMDS系統，MMDS系統的工作頻段集中在2—5GHz，因此該頻段具有較小的空間傳輸損耗，同時受天氣變化因素影響較小。這些特點使得MMDS系統較LMDS系統而言具有更大的覆蓋半徑（幾十公里）。與LMDS相比，MMDS適用于用戶相對分散、容量較小的地區。但是2—5GHz頻率段的資源比較緊張，各國能夠分配給MMDS使用的頻率要比LMDS少得多，因此該頻段的使用需要合理的頻譜規劃。

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[8] 高文龍. 寬帶無線接入多面觀[J]. 電信技術， 2001（10）： 3-7.endprint

LTE系統支持先進的自適應編碼和調制技術（AMC）以及混合自動重傳請求技術（HARQ）。在AMC技術中，基站/終端可以根據及時信道條件，通過信道狀態指示（CQI）來動態選擇適當的調制和編碼方式。LTE系統上下行均支持8個HARQ進程，該技術可以分為同步和異步兩種情況。同步情況下每個HARQ進程位置固定；而異步情況下的進程位置不固定，需要額外的信令指示。

3GPP最終決定在LTE下行的PDSCH信道不采取功率控制，這是基于兩點考慮：一是，通過靈活的頻域調用可以最大程度避免調用高路損的RB；二是，下行功率補償機制極可能干擾下行CQI的測量，進而影響了下行調度的準確性。在LTE系統上行階段，針對PUSCH、PUCCH等信道采用功率控制以補償路損和陰影，同時抑制小區間干擾。需要注意的是，上行的功率控制機制采用慢功控方式（頻率不高于200Hz）。

在小區搜索方面，LTE首先順序采取符號級定時檢測和無線幀時鐘檢測的兩級時鐘檢測方式獲得時鐘同步，然后執行小區ID檢測。LTE系統中，當UE已經和系統取得上行同步時，采取同步隨機接入方式接入系統；當UE尚未取得或丟失上行同步時，UE要估計、調整上行發送時鐘，采取非同步隨機接入的方式接入系統。

4 部分其他技術

其他的無線寬帶技術包括本地多點分配系統（LMDS）和多信道多點分配系統（MMDS），均采用固定式的無線接入。

LMDS以無線方式解決從骨干網、本地交換機到用戶的接入問題。其工作在24—39GHz頻段，帶寬可達1GHz以上，采用類似于蜂窩的結構，劃分若干個服務區，每個服務區設立基站，覆蓋范圍可達幾公里到幾十公里。LMDS系統下行采用TDM技術，并且采用了扇區覆蓋的形式，這樣每一個廣播信號就能被控制在相應的扇區內。

但是，因為LMDS工作于10GHz以上的高頻段，使得該技術具有與生俱來的缺點：高頻段的信號傳輸受視距（LOS）、天氣、距離等因素的影響明顯，且衰減嚴重，這就要求LMDS系統的部署環境要保持固定，并且基站和遠端站之間的距離要在一定范圍之內；另一方面，在雨雪等天氣情況下，該系統的雨衰雪衰等特性必然影響用戶體驗。

相比于LMDS系統，MMDS系統的工作頻段集中在2—5GHz，因此該頻段具有較小的空間傳輸損耗，同時受天氣變化因素影響較小。這些特點使得MMDS系統較LMDS系統而言具有更大的覆蓋半徑（幾十公里）。與LMDS相比，MMDS適用于用戶相對分散、容量較小的地區。但是2—5GHz頻率段的資源比較緊張，各國能夠分配給MMDS使用的頻率要比LMDS少得多，因此該頻段的使用需要合理的頻譜規劃。

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