時間：2022-04-26 23:13:01
序論：速發表網結合其深厚的文秘經驗，特別為您篩選了11篇無線接入技術范文。如果您需要更多原創資料，歡迎隨時與我們的客服老師聯系，希望您能從中汲取靈感和知識！
3.5GHz固定無線接入FWA（Fixed Wireless Access）系統采用點對多點微波技術。該系統在傳統的電路型無線通信技術中融合了IP數據通信技術，主要提供大容量的語音和數據業務接入，也可以為窄帶無線系統和移動基站提供回傳連接。對于不便鋪設光纜的用戶、相對分散鋪設光纜不經濟的用戶以及對開通緊迫性很強的用戶，引入快速經濟固定無線接入系統可為用戶提供急需的接入服務，對解決“最后一公司”接入網的瓶頸問題，起到了有力的補充作用。因此具有廣泛的商業應用。價值和發展前景。
1 3.5GHz固定無線接入系統結構
系統構成一般包括中心站（CS）、終端站（TS）和網管系統三大部分。中心站和終端站又分別可分為室內單元（IDU）和室外單元（ODU）兩部分。3.5GHz固定無線接入系統是一種點到多點的分布式系統，TS用戶通過用戶接口網絡（UNI）與單個的用戶終端（TE）或者一個用戶駐地網（CPN）相連，中心站（CS）通過業務節點接口（SNI）與外部網絡相連。系統結構如圖1所示。
（1）中心站（CS）
中心站位于服務區中心，邏輯上可以分兩個部分：中心控制站（CCS）和中心射頻站（CRS）。中心控制站是業務匯聚部分，并提供到網絡側的接口；網絡側的接口一般有STM-1、10/100Base-T、E3/T3、n×E1等接口。中心站覆蓋的服務區一般分為多個扇區，每個CRS對應一個扇區，每個扇區可以對一個或多個遠端站提供服務。CCS將來自各個扇區不同θ用戶的上行業務量進行匯聚復用，提交不同的業務節點；將來自不同業務節點的下行業務量分送各個扇區。
（2）終端站（TS）
在3.5GHz固定無線接入系統中，終端站（TS）屬于遠端設備，設置在用戶駐地，為用戶提供系統的接入點并為用戶提供各種業務接口?？商峁┙涌陬愋桶?0Base-T、E1、n×64Kbps、FR、POTS或ISDN接口。
（3）接力站（RS）
接力站作為系統實現的可選項，用以轉發中心站和終端站之間的信號。RS天線可以采用扇區天線或小波束角定向天線。
（4）網管系統
3.5GHz固定無線接入系統一般采用基于圖形界面的網絡管理系統，系統可運行在MicrosoftWindows NT或UNIX平臺上。用戶使用系統可輕易地對網絡進行配置和管理。網管系統的功能一般包括配置管理、性能管理、故障管理、安全管理及計費信息的收集等。
2 系統性能特性
2.1 頻率使用
根據國家無線電管理避已頒布的3.5GHz頻段地面固定無線接入系統所用的頻率資源和相關頻率參數，其雙工方式為FDD，上行遠端站發射頻段為3399.50～3431.00MHz；下行基站發射頻段為3499.50～3531.00MHz；同一波道收發射頻頻率間隔100MHz。
2.2 調制方式和多址方式
調制方式主要包括GFSK、QPSK、8PSK、16QAM、64QAM等。調制方式不同調制效率Em(bit/s/Hz)不同，由以下公式給出：
Em=[(log2(M) ·R)/1+r]bit/s/Hz
其中，M為調制階數，R為編碼率，r為濾波器滾降系數。調制效率隨著調制階數的增大而增大。但是實際工程中，外界干擾對系統性能的影響將急劇增加，會降低系統的性能，因而可根據需要采用自適應調制技術或者根據具體情況選擇調制方式。在一個扇區可以采用多個調制方式混合使用，其目標是使得在任何一點都將采用盡可能高效的調制方式。也就是在一般情況下，根據傳輸質量和傳輸覆蓋范圍，離基站近的區域可以使用比較高效的調制方式，距離大時采用更可靠的方式。
常用多址技術有頻分多址（FDMA）、時分多址（TDMA）和碼分多址（CDMA）。根據3.5GHz固定無線接入的一些特殊情況，具體采用那一種多址方式，需要根據業務模式、技術成熟程度、性價比等來考慮。
傳統的FDMA效率較低，但是目前出現的W-OFDMA以及動態FDMA技術使得接入效率大為提高。OFDMA經過串并變換到各個正交子載波上后，并行碼元信號周期遠大于串行信息碼元周期，再加上保護間隔，使其能基本消除碼間干擾。因此與其他接入技術相同的高斯噪聲相比信道上能支持更高標準的干擾，而且在OFDMA時信道均衡非常容易，QPSK情況下不需均衡器。OFDMA現已被IEEE 802.16 TG3標準確立為唯一的傳輸方式。動態FDMA技術根據業務量調整調制解調器的參數，動態分配每個頻分信道的帶寬，在兩個不同極化的扇區中使用同一頻率以提高頻率利用率。但是OFDMA對相位噪聲非常敏感，對同步和前端放大器的線性要求更加嚴格；動態FDMA對調制解調和ODU要求嚴格。
CDMA主要基于擴頻通信的基本原理，使得傳輸信息的信號帶寬遠大于信息本身的帶寬，擴頻碼采用正交碼或準正交碼作地址碼實現碼分多址，CDMA主要應用在北美蜂窩標準IS-95、IMT-2000以及衛星通信等。CDMA的優點是容量大、抗互擾能力強、信號功率譜密度低、相關特性好，CPE峰值功率和平均功率的比值小，但是當PN碼正交性能欠佳或者干擾超過干擾容限時，性能將惡化，因此抗自擾能力相對欠缺。另外占用的信號頻帶寬，擴頻后的帶寬遠大于擴頻前的信息；地址碼數量大的限制，對大容量的通信也有一定的限制，因此在頻率資源有限的情況下，將帶來不少的麻煩。
TDMA是發達端對所發信號的時間參量進行分割，形成許多互不重疊的時隙。因此抗自擾能力極佳，而且對時隙的管理和分配通常要比對頻率的管理和分配簡單又經濟，這樣TDMA也具有較大的信息傳輸能力，易于實現帶宛動態分配，比較適合突發性較強的業務流量。但是TDMA抗互擾能力差，相鄰小區重復使用頻率受限制，因此系統容量低于CDMA，且CPE峰值功率和平均功率的比值相對CDMA非常大，對同步要求比較高。
2.3 扇區調制效率和容量計算
系統在服務區范圍內，一般通過劃分多個扇區對頻率進行再用以提高系統容量，而扇區在不同部分根據實際情況例如鏈路距離采用不同的調制方式，這使扇區的不同部分有不同的調制效率，因此有必要計算整個扇區的平均效率。那么扇區的平均調制效率計算如下：
這里∑是所有調制區域的加權。頻率再用率和扇區平均調制效率是通過具體劃后得出的，而且需要經過多次反復規劃后才可確定，以實現規劃得出的值為準，這個數值是可以變動的，目的是使其最大扇區容量達到最大。
固定無線接入網絡容量可以由以下公式給出：
每個基站頻率資源=運營商可用頻率資源×平均調制效率）
3 與其他寬帶接入技術的比較
目前全球寬帶網絡熱度空前高漲，各網絡運營商競相在各大市場構建寬帶IP城域網，提供低廉的高速IP接入服務，參與電信市場的競爭。而寬帶接入技術的種類也繁多，主要有以下幾種方式：
（1）光纖接入方式（FTTX）
光纖接入網有光纖到戶（FTTH）、光纖到大樓（FTTB）、光纖到路邊（FTTC）、光纖到小區（FTTZ）等多種形式。利用光纖傳輸介質，提供高帶寬、高可靠性和高抗干擾性的數據傳送，接入網常用形式有ATM VP自愈網、ATM無源光網絡（APON）等，還有SDH環網等傳統技術。APON的優勢在于：它結合了ATM多業務、多比特率支持能力和PON透明寬帶傳送能力業務的接入非常靈活。但是鋪設光纖相對投資較大、耗時較長，有些地方鋪設極為不便等問題，因此不少公司均發展XDSL傳輸系統。
（2）高速數字環路（XDSL）技術
基于XDSL技術的銅線接入技術適用于已有的電話基礎網絡，通過2B1Q、CAP（無載波調幅調相）、DMT（離散多音）等頻帶編碼技術，挖掘雙絞線高頻段帶寬的資源，通過帶寬倍增技術實現寬帶接入，滿足高數據通信需求，主要技術有ADSL、HDSL、VDSL等。VDSL的傳輸距離短，必須建立在FTTB基礎上，而ADSL線路較長，容易受外界干擾同，造成速率波動。
（3）光纖風軸混合網絡（HFC）
基于同軸電纜接入的HFC方式是在傳統同軸CATV技術基礎上發展起來的，利用頻分復用技術實現模擬電視、數字電視、電話和數據同時傳送。系統成本比光纖環路低，并有銅線及比絞線無法比擬的傳輸帶寬，適合當前模擬制式的高質量視頻業務市場和CATV網使用。但是當前HFC都是單向的，要實現雙向通信，其改造的費用非常高昂，難度也非常大。
（4）LMDS技術
LMDS工作在10GHz以上，可用頻帶寬，高達1GHz，可以承載幾乎任何通信業務，包括話音、數據、圖像及多媒體等?？商峁┒喾N通信系統一般具有的優勢，如建設成本低、啟動資金較小、建設周期短、投資回收快、網絡運行和維護費用低等特點。但是服務覆蓋范圍相對較小，一般為2～4km，不適合遠程用戶使用（在同樣傳輸距離的情況下自由空間損耗比3.5GHz固定無線接入至少低2dB）。通信質量受雨、雪等天氣影響較大，大暴雨還可能引起無線通信鏈路的中斷。
（5）3.5GHz寬帶固定無線接入方式
3.5GHz寬帶無線接入方式以蜂窩式覆蓋，半徑10km左右，適合各種用戶接入。3.5GHz固定無線接入和其他接入技術相比，具有許多獨特的優越性，具體如下：
·工程項目建設方便、快捷
無線系統與有線系統相比，很大的優勢在于工程的啟動與實施非常迅速。開通快，建設周期短，組網靈活，用戶終端設備簡單，投資省。尤其在大城市，有線工程往往要經過市政等部分的審批，因為對道路、綠地等環境破壞較大，而且施工量大，要受到多種因素的制約。
1.2無線通信須適應IP業務的發展。隨著計算機的普及和電子商務等新業務的發展,數據通信業務量正以指數規律增長,其中使用IP協議進行數據通信的業務量更是急劇增加。固定無線接入系統和移動通信系統須適應IP通信業務發展的需求,并逐漸向高速、寬帶通信網推進。
1.3無線通信與有線通信始終在互補支持發展。與無線通信相比,有線通信具有容量大、速率高、寬頻帶和傳輸質量穩定的特點,能滿足高速數據通信和寬帶多媒體業務的通信需求。在無線通信方面,第三代移動通信擬達到的目標是靜止狀態下為2Mbit/s,10GHz頻段下的固定無線接入通信已可實現20Mbit/s左右或更高速率。更高頻段的無線接入亦在向更高速率邁進,無線通信正利用其實現個人通信的優勢始終與有線通信在互補支持發展著。
2.無線接入系統在通信網中的定位
無線接入技術的主要作用是,在一定條件下,用于提供本地交換局至用戶終端之間的通信傳輸,但不提供局間漫游服務。在建筑物內或局部區域,可通過移動終端提供服務。在地形復雜的山區、海島或用戶稀少、分散的農村地區,鋪設有線電纜比較困難、投資大,用戶經濟實力較低,只有選用無線接入技術,才能解決電話普及與運營企業的經濟效益的矛盾。在遇到洪水、地震、臺風等自然災害時,無線接入系統可作為有線通信網的臨時應急系統快速提供基本業務服務。
在通信網中,無線接入系統的定位是:本地通信網的部分是本地有線通信網的延伸、補充和臨時應急系統。
3.無線接入技術
3.1MMDS接入技術
MMDS多路微波分配系統已成為有線電視系統的重要組成部分,MMDS是以傳送電視節目為目的,模擬MMDS只能傳8套節目,隨著數字圖像/聲音技術和對高速數據的社會需求的出現,模擬MMDS正在向數字MMDS過渡。MMDS的頻率是2.5～2.7MHz。它的優點是:雨衰可以忽略不計;器件成熟;設備成本低。它的不足是帶寬有限,僅200MHz。許多通信公司看中用LMDS技術來作為數據、話音和視頻的雙向無線高速接入網。但由于MMDS的成本遠低于LMDS,技術也更成熟,因而通信公司愿意從MMDS入手。它們正在通過數字MMDS開展無線雙向高速數據業務,主要是雙向無線高速英特網業務。
近年,我國有的大城市已經成功地建成了數字MMDS系統,并且已經投入使用。不僅傳送多套電視節目,同時還將傳送高速數據,成為我國數字MMDS應用的先驅。數字MMDS不應該單純為了多傳電視節目,而應該充分發揮數字系統的功能,同時傳送高速數據,開展增值業務。高速數據業務能促進地區經濟的發展,同時也為MMDS經營者帶來更大的經濟效益。因為數據業務的收入遠高于電視業務的收入。
3.2LMDS接入技術
本地多點分配業務LMDS工作于24GHz～38GHz頻段,帶寬在1.3GHz左右,傳輸容量大和應用靈活等特點使其成為目前倍受矚目的天線寬帶接入技術。
一個完整的LMDS系統由四部分組成,分別是本地光纖骨干網、網絡運營中心(NOC)、基站系統、用戶端設備(CPE)。
寬帶無線接入技術主要有多通道多點分配業務(MMDS)和本地多點分配業務(LMDS)兩種。它們是在成熟的微波傳輸技術上發展起來的,所采用的調制方式與微波傳輸相似,主要為相移鍵控PSK(包括BPSK、DQPSK、QPSK等)和正交幅度調制QAM(包括4-QAM、16-QAM、64-QAM等)。不同之處是MMDS和LMDS均采用一點多址方式,微波傳輸則采用點對點方式。
LMDS的特點是:
(1)LMDS的帶寬可與光纖相比擬,實現無線“光纖”到樓,可用頻帶至少1GHz。與其他接入技術相比,LMDS是最后一公里光纖的靈活替代技術。
(2)光纖傳輸速率高達Gb/s,而LMDS傳輸速率可達155Mb/s,穩居第二。
(3)LMDS可支持所有主要的話音和數據傳輸標準,如ATM、TCP/IP、MPEG-2等。
(4)LMDS工作在毫米波波段、20~40GHz頻率上,被許可的頻率是24GHz、28GHz、31GHz、38GHz,其中以28GHz獲得的許可較多,該頻段具有較寬松的頻譜范圍,最有潛力提供多種業務。
LMDS的缺點是:
(1)傳輸距離很短,僅5～6Km,因而不得不采用多個小蜂窩結構來覆蓋一個城市。
(2)多蜂窩系統復雜。
(3)設備成本高。
(4)雨衰太大,降雨時很難工作。
3.3WCDMA接入技術
WCDMA技術能為用戶帶來最高2Mbit/s的數據傳輸速率,在這樣的條件下,現在計算機中應用的任何媒體都能通過無線網絡輕松地傳遞。WCDMA的優勢在于,碼片速率高,有效地利用了頻率選擇性分集和空間的接收和發射分集,可以解決多徑問題和衰落問題,采用Turbo信道編解碼,提供較高的數據傳輸速率,FDD制式能夠提供廣域的全覆蓋。下行基站區分采用獨有的小區搜索方法,無需基站間嚴格同步;采用連續導頻技術,能夠支持高速移動終端。相比第二代的移動通信技術,WCDMA具有:更大的系統容量
、更優的話音質量、更高的頻譜效率、更快的數據速率、更強的抗衰落能力、更好的抗多徑性、能夠應用于高達500Km/h的移動終端的技術優勢,而且能夠從GSM系統進行平滑過渡,保證運營商的投資,為3G運營提供了良好的技術基礎。WCDMA通過有效地利用寬頻帶,不僅能順暢地處理聲音、圖像數據、與互聯網快速連接,而且WCDMA和MPEG-4技術結合起來還可以處理真實的動態圖像。
3.43G通信技術
在上述通信技術的基礎之上,無線通信技術將邁向3G通信技術時代。3G強大的帶寬和傳輸速率給多媒體通信提供了高速傳輸的可能性。從通信容量上,3G較第二代移動通信系統有大幅提升。另外,3G有效地利用了頻率選擇性分集和空間的接收和發射分集,可以解決多徑問題和衰落問題,使傳輸速率有了大幅提高,該技術又稱為國際移動電話2000,該技術規定,移動終端以車速移動時,其傳轉數據速率為144Kbps,室外靜止或步行時速率為384Kbps,而室內為2Mbps。但這些要求并不意味著用戶可用速率就可以達到2Mbps,因為室內速率還將依賴于建筑物內詳細的頻率規劃以及組織與運營商協作的緊密程度。然而,無線LAN一類的高速業務的速率已可達54Mbps。
3.54G通信技術
在寬帶網建設中,除了增加骨干網傳輸通路的帶寬、網上服務器的處理能力及路由器速度以外,主要是緩解用戶接入網瓶頸。目前,寬帶用戶接入技術主要有高速數字環路(xDSL)、光纖接入方式、雙向混合光纖/同軸電纜(HFC)和寬帶無線接入網(如MMDS和LMDS)等手段。其中,寬帶無線接入是近年來新興的一種接入手段。本文將重點探討寬帶無線接入技術及其應用前景。
1.無線接入技術發展的特點
1.1首先,話音通信和寬帶數據通信逐漸無線化。隨著固定無線接入系統和移動通信系統在技術和市場方面的發展,通過無線方式進行通信的用戶數量急劇增長,在幾年后,無線話音通信和窄帶數據通信的用戶數量將可能超過有線用戶。目前在中國的部分地區,移動電話用戶的增長數量已超過有線電話用戶的增長。
1.2無線通信須適應IP業務的發展。隨著計算機的普及和電子商務等新業務的發展,數據通信業務量正以指數規律增長,其中使用IP協議進行數據通信的業務量更是急劇增加。固定無線接入系統和移動通信系統須適應IP通信業務發展的需求,并逐漸向高速、寬帶通信網推進。
1.3無線通信與有線通信始終在互補支持發展。與無線通信相比,有線通信具有容量大、速率高、寬頻帶和傳輸質量穩定的特點,能滿足高速數據通信和寬帶多媒體業務的通信需求。在無線通信方面,第三代移動通信擬達到的目標是靜止狀態下為2Mbit/s,10GHz頻段下的固定無線接入通信已可實現20Mbit/s左右或更高速率。更高頻段的無線接入亦在向更高速率邁進,無線通信正利用其實現個人通信的優勢始終與有線通信在互補支持發展著。
2.無線接入系統在通信網中的定位
無線接入技術的主要作用是,在一定條件下,用于提供本地交換局至用戶終端之間的通信傳輸,但不提供局間漫游服務。在建筑物內或局部區域,可通過移動終端提供服務。在地形復雜的山區、海島或用戶稀少、分散的農村地區,鋪設有線電纜比較困難、投資大,用戶經濟實力較低,只有選用無線接入技術,才能解決電話普及與運營企業的經濟效益的矛盾。在遇到洪水、地震、臺風等自然災害時,無線接入系統可作為有線通信網的臨時應急系統快速提供基本業務服務。
在通信網中,無線接入系統的定位是:本地通信網的部分是本地有線通信網的延伸、補充和臨時應急系統。
3.無線接入技術
3.1MMDS接入技術
MMDS多路微波分配系統已成為有線電視系統的重要組成部分,MMDS是以傳送電視節目為目的,模擬MMDS只能傳8套節目,隨著數字圖像/聲音技術和對高速數據的社會需求的出現,模擬MMDS正在向數字MMDS過渡。MMDS的頻率是2.5～2.7MHz。它的優點是:雨衰可以忽略不計;器件成熟;設備成本低。它的不足是帶寬有限,僅200MHz。許多通信公司看中用LMDS技術來作為數據、話音和視頻的雙向無線高速接入網。但由于MMDS的成本遠低于LMDS,技術也更成熟,因而通信公司愿意從MMDS入手。它們正在通過數字MMDS開展無線雙向高速數據業務,主要是雙向無線高速英特網業務。
近年,我國有的大城市已經成功地建成了數字MMDS系統,并且已經投入使用。不僅傳送多套電視節目,同時還將傳送高速數據,成為我國數字MMDS應用的先驅。數字MMDS不應該單純為了多傳電視節目,而應該充分發揮數字系統的功能,同時傳送高速數據,開展增值業務。高速數據業務能促進地區經濟的發展,同時也為MMDS經營者帶來更大的經濟效益。因為數據業務的收入遠高于電視業務的收入。
3.2LMDS接入技術
本地多點分配業務LMDS工作于24GHz～38GHz頻段,帶寬在1.3GHz左右,傳輸容量大和應用靈活等特點使其成為目前倍受矚目的天線寬帶接入技術。
一個完整的LMDS系統由四部分組成,分別是本地光纖骨干網、網絡運營中心(NOC)、基站系統、用戶端設備(CPE)。
寬帶無線接入技術主要有多通道多點分配業務(MMDS)和本地多點分配業務(LMDS)兩種。它們是在成熟的微波傳輸技術上發展起來的,所采用的調制方式與微波傳輸相似,主要為相移鍵控PSK(包括BPSK、DQPSK、QPSK等)和正交幅度調制QAM(包括4-QAM、16-QAM、64-QAM等)。不同之處是MMDS和LMDS均采用一點多址方式,微波傳輸則采用點對點方式。
LMDS的特點是:
(1)LMDS的帶寬可與光纖相比擬,實現無線“光纖”到樓,可用頻帶至少1GHz。與其他接入技術相比,LMDS是最后一公里光纖的靈活替代技術。
(2)光纖傳輸速率高達Gb/s,而LMDS傳輸速率可達155Mb/s,穩居第二。
(3)LMDS可支持所有主要的話音和數據傳輸標準,如ATM、TCP/IP、MPEG-2等。
(4)LMDS工作在毫米波波段、20~40GHz頻率上,被許可的頻率是24GHz、28GHz、31GHz、38GHz,其中以28GHz獲得的許可較多,該頻段具有較寬松的頻譜范圍,最有潛力提供多種業務。
LMDS的缺點是:
(1)傳輸距離很短,僅5～6Km,因而不得不采用多個小蜂窩結構來覆蓋一個城市。
(2)多蜂窩系統復雜。
(3)設備成本高。
(4)雨衰太大,降雨時很難工作。
3.3WCDMA接入技術
WCDMA技術能為用戶帶來最高2Mbit/s的數據傳輸速率,在這樣的條件下,現在計算機中應用的任何媒體都能通過無線網絡輕松地傳遞。WCDMA的優勢在于,碼片速率高,有效地利用了頻率選擇性分集和空間的接收和發射分集,可以解決多徑問題和衰落問題,采用Turbo信道編解碼,提供較高的數據傳輸速率,FDD制式能夠提供廣域的全覆蓋。下行基站區分采用獨有的小區搜索方法,無需基站間嚴格同步;采用連續導頻技術,能夠支持高速移動終端。相比第二代的移動通信技術,WCDMA具有:更大的系統容量、更優的話音質量、更高的頻譜效率、更快的數據速率、更強的抗衰落能力、更好的抗多徑性、能夠應用于高達500Km/h的移動終端的技術優勢,而且能夠從GSM系統進行平滑過渡,保證運營商的投資,為3G運營提供了良好的技術基礎。WCDMA通過有效地利用寬頻帶,不僅能順暢地處理聲音、圖像數據、與互聯網快速連接,而且WCDMA和MPEG-4技術結合起來還可以處理真實的動態圖像。
3.43G通信技術
在上述通信技術的基礎之上,無線通信技術將邁向3G通信技術時代。3G強大的帶寬和傳輸速率給多媒體通信提供了高速傳輸的可能性。從通信容量上,3G較第二代移動通信系統有大幅提升。另外,3G有效地利用了頻率選擇性分集和空間的接收和發射分集,可以解決多徑問題和衰落問題,使傳輸速率有了大幅提高,該技術又稱為國際移動電話2000,該技術規定,移動終端以車速移動時,其傳轉數據速率為144Kbps,室外靜止或步行時速率為384Kbps,而室內為2Mbps。但這些要求并不意味著用戶可用速率就可以達到2Mbps,因為室內速率還將依賴于建筑物內詳細的頻率規劃以及組織與運營商協作的緊密程度。然而,無線LAN一類的高速業務的速率已可達54Mbps。
系統指標 McWiLL為全IP架構[1]。McWiLL寬帶無線接入技術能夠在最大范圍內支持固定或移動模式下的多種多媒體功能；其功能的主要內容包括語音、數據、漫游以及切換功能。移動終端速度每小時將能夠達到100千米以上，最高將每小時能夠達到120千米。速度可達120km/h。
一、McWiLL端到端網絡架構
McWiLL寬帶無線接入技術能夠較大程度的提升系統抗干擾能力能力，其抗干擾能力可屏蔽比信號強的多的干擾，最大將達到20db。軟件無線電 McWiLL系統中，基站、用戶終端的射頻收發機與基帶電路的接口都是高速A/D或D/A變換器[2]。整個的基帶數據全部是使用數據信號處理器處理。McWiLL系統由終端設備、無線系統以及網元管理系統EMS三個部分組成[3]。cWiLL寬帶無線接入端到端的網絡架構可參照圖1所示。
cWiLL寬帶無線接入端到端的網絡架構參照圖1
McWiLL寬帶無線接入系統中的手機已經其他終端結束客戶端設備和無線網絡的連接，如圖1所示，基站系統使用用戶終端和其他主要線路進行的連結。語音業務匯聚網關SAG與NGN配合提供大容量語音通信功能[4]。
二、McWiLL系統的優勢
McWiLL系統設計充分考慮了我國的國情，在無線覆蓋、同頻組網、寬窄帶業務融合、產品成熟度等方面優勢明顯。
1.鏈路預算高
McWiLL寬帶無線接入技術使用了網絡通信業先進的的天線技術；其利用信號范圍內的波束賦形來提高預算，使8陣元自動化天線系統的子鏈達8dB，上行鏈路將達9dB。另外，信令協議是根據自動天線系統屬性進行進行的設計，能將McWiLL的鏈路預算維持在不小于160db的范圍內；McWiLL寬帶無線接入技術的鏈路預算和其他同類產品相比高出15dB左右。 比較高的鏈路預算，賦予了McWiLL寬帶無線接入技術以下優勢：其一是McWiLL系統無線信號的的覆蓋范圍要大大超出其他同類產品的覆蓋范圍，假如本產品與其他產品的覆蓋區域不異，兩者相比之下，McWiLL系統所需要的基站要少的多，而且McWiLL系統的建網速度更快，維護起來也更加簡便；其二：McWiLL系統可以比同類產品擁有更多的衰落裕量，以此來增強NLOS性能，擴大信號覆蓋范圍已經室內的信號質量。
2.真正1x1同頻組網
在現代無線電頻率資源很短缺，所以很被人們所珍視；然而需要BWA系統正常運作，將要為其提供大量的無線電頻率資源，與語音通信系統相比，BWA系統運作所需的無線電頻率將是其十倍；由此可以看出，無線電頻率的需求量過大將是制約BWA系統的瓶頸，所以說實現1x1同頻組網意義重大。 McWiLLMcWiLL寬帶無線接入技術是智能天線零陷技術以及其他相關技術取長補短融合而成的技術，使得McWiLL寬帶無線接入技術在實際中能夠1x1同頻組網。McWiLL寬帶無線接入技術所需要的頻率資源不多，僅要5MHz，就能夠大范圍組網，而且其大范圍的同頻組網還能夠正常平穩的運行。性能穩定。
3.超大語音業務容量及提供寬窄帶融合業務
McWiLL寬帶無線接入技術能夠使語音與數據服務有效融合，其中語音服務使用了較為特別的處理方式，可以很大程度的防止VoIP導致的高昂的帶寬支出與語音質量變差的情況。BWA系統只需要5MHz，就可以為其供應15Mbps的數據存儲量，其中包括語音數據、寬帶數據以及其他數據。達到語音與寬帶數據服務能夠同時同地進行。McWiLL寬帶無線接入技術能夠使一張網絡，就享受到移動數據接收、語音服務和其他用的語音與數據接入業務。隨著我國社會主義市場經濟的發展，運營商能夠根據運營情況與客戶需求適度調整業務模式，通過這種方式來滿足客戶日益增長的服務需求。將McWiLLMcWiLL寬帶無線接入技術使用于農村，能夠非常好的滿足我國農村通信需求，讓農村的群眾也能夠上網，接收外界的信息。
三、McWiLL寬帶無線接入技術應用
以McWiLL寬帶無線接入技術在蘇XX區所轄氣井區域的通信網絡應用為例。選擇地點為蘇XX區塊兩座集氣站所轄氣井區域，將無線通信網將所所選擇的整個區域覆蓋。建立2個 McWiLL 寬帶無線技術基站；其作用是：采集對所選區域內的氣井的數據，以及氣井的語音、監控視頻數據。對 McWiLL 網絡的仿真采用了 CRC-Predict4 模型；對蘇 XX 區塊無線覆蓋仿真模擬圖2。
圖 2 蘇 XX 區塊無線覆蓋仿真模擬圖
從仿真模擬圖觀察到，蘇XX區塊兩座集氣站所轄氣井區域的地勢平坦。區域內植物較少，幾乎無限制在空間傳播。可以看到移動臺市區室內與室外，車截臺市區與郊區，移動臺車內的場強數值。
四、結語
McWiLL寬帶無線接入技術是由我國自主研制的無線寬帶接入技術，實踐證明也適合我國的國情，但McWiLL寬帶無線接入技術的應用還不夠廣。所以我國要加大力度推廣McWiLL寬帶無線接入技術，促進McWiLL產業化。
參考文獻
[1]溫斌.林波.劉昀.McWiLL 寬帶無線接入技術及應用[M]. 北京：人民郵電出版社，2009.
無線接入系統可分以下幾種技術類型:
1、模擬調頻技術。工作在470MHz頻率以下，通過FDMA方式實現。因載頻帶寬小于25KHz，其用戶容量小，僅可提供話音通信或傳真等低速率數據通信業務。適用于用戶稀少、業務量低的農村地區。
2、數字直接擴頻技術。工作在1700MHz頻率以上，寬帶載波可提供話音通信或高速率、圖像通信等業務，其具有通信范圍廣、處理業務量大的特點，可滿足城市和農村地區的基本需求。
3、數字無繩電話技術?？商峁┰捯敉ㄐ呕蛑兴俾蕯祿ㄐ诺葮I務。歐洲的DE
（來源：文章屋網 ）
2移動通信中無線接入技術應用
當前，依據移動通信無線接入技術具體的應用狀況，通常可劃分為六類頻段。第一個頻段即為1.8GHZ，其頻段也就是20M，主體作用在于利用SCDMA手段實現公眾網同本地專屬網絡無線連接。2.4GHZ為第二個應用頻段，此頻段并不屬于通信頻段范疇，然而在通過申請校驗后則可發揮點對點微波保護的良好功效。移動通信中，無線接入技術的第三個應用頻段是3.5GHZ,即我們通常指的寬帶無線接入手段，該技術分配于各類基礎電信運營商實踐經營流程之中。還有一類應用頻段為5.8GHZ，具體在無線寬帶接入實踐中發揮功能，通常基礎運營商經常應用。第三代移動通信應用頻段也就是第六類頻段，即通常所指的寬帶。通信技術應用發展主體依靠以上幾類技術實現頻率規劃，通常全球范圍之中，無線管理實踐發展階段中，普遍會存在頻譜資源不足的狀況。伴隨大眾不斷增加的無線電技術應用功能需要，頻譜漸漸面臨了更明顯的供不應求問題。兩者間呈現的矛盾問題我們應給予全面重視。當前，較多國家紛紛制定了科學的政策針對無線電頻率做出了合理的調節，進一步激發了頻率內在潛能，可方便其能夠全面符合現代新技術更新發展以及拓展新業務的綜合需要。因而，在對新型市場業務與創新技術手段對應頻率做設計規劃的階段中，應全面的意識到無線電設備當前的可供性，保證相應技術手段體現更好的可操作性，并重點探究不同體制下的電磁兼容性以及頻率可否共用的可行性。另外，還應盡量保證該技術手段體現科學性以及先進性，提升新技術手段成熟度，方便支持具備高頻譜應用效率的通信處理模式。因而，基于頻率資源體現的特殊性，在針對頻率做規劃設計的階段中，不但應考量我國當前的基本國情，還應保障其可以同國際頻率劃分始終在一致水平，通過有效的應對策略同國際統一標準完成全面的接軌。
隨著鐵路列車向高速化與準高速化方向的邁迸，為保證行車安全，實現有效的人機控制和提高運輸效率，要求建立一個功能更加完善的，技術構成更加先進的鐵路通信網，同時為滿足出行的旅客在列車上享受如同在辦公室環境下的信息交流，就必須打破常規的鐵路通信網的接入方式，采用先進的現代化的有線和無線通信的傳輸和接入方式，實現鐵路通信網的升級，適應信息社會的發展，發揮鐵路通信網在國民經濟中的社會效益和經濟效益。
一、鐵路接入網技術的現狀
由于鐵路列車具有高速運動的特點，因而無線（移動通信）接入網在鐵路通信網中占有相當大的比重當然，固定位置的車站（場）單位以及各種固定設施之間的通信方式，首選方案仍是采用SDH光同步數字傳輸設備進行組建，同時應考慮采用ATM交換以及網絡IP通信等先進技術來構成通信主干網及光纖用戶接入網。比如采用“雙纖單向環”接入方式，其不僅具有高速、安全、傳輸質量高、價格合理等光纖通信特有的優點，而且還具有路由迂回設備備用等特點，從而具備自愈合功能，并使系統的可靠性大大提高另外，采用遠端用戶單元（RSU）和數字環路載波（DLC）設備，組網更靈活、方便。組網的過程中要把投資與效益綜合統籌來考慮，使系統不僅滿足現在乃至幾年內鐵路通信的需求，而且還能夠為出行的旅客及地面用戶提供先進的電信業務，并且還需具備便于擴容的功能。
按照通信網被分為主干網，局域網和接入網等三部分的構思來看，鐵路通信網也可以通過上述劃分方法進行。就鐵路的通信網來看，接入網占有相當大的比重，包括有線接入網和無線接入網兩大部分。鐵路有線接入網的情況與電信的接入網相似，鐵道部已建成可覆蓋全國大中城市的鐵路互聯網，它是由鐵路部門依托于基礎鐵路電信網，組織建設的可以支持眾多信息服務的具有多媒體通信能力的全國范圍的計算機網絡，鐵道部作為我國第六個面向大眾的計算機信息互聯網絡單位，為鐵路通信全面走向市場成為可能。
二、無線接入技術
無線接入網是在接入網中部分或全部引人無線傳輸媒介，為用戶提供固定終端業務和移動終端業務。無線接入可分為固定接入和移動接入兩大類，其基本結構由控制器、基站和用戶終端設備構成。應用技術主要包括微波1點多址技術、蜂窩技術和微蜂窩技術等。無線接入由于其靈活方便易于建設，目前已得廣泛應用。
集群通信系統是一種功能強大的專用移動通信系統，是通信與微處理機技術、程控交換技術、計算機網絡技術緊密結合的產物。它集交換、控制、通信于一體，通過無線撥號的方式把一組信道自動最優地動態分配給系統內部用戶，最大限度地利用系統資源和頻率資源，降低系統內呼損提高服務質量。由于它具有群呼、組呼、強插、強拆等功能，特別適合于調度指揮以及應急、搶險等場合，并較好地解決了通信頻率合理分配的問題，因而倍受專業運營管理部門的青睞，被確定為現行鐵路移動通信方式的首選類型。
三、鐵路無線接入網現狀
鐵路通信網是為旅客和鐵路公務、應急搶險、行車維修等人員提供及時可靠的通信，以提高服務等級和運輸效率。保證列車的安全，達到高效運營而建立的，它是一種集列車公務通信和區間移動作業通信為一體的列車移動通信系統。但是鐵路結構自身的特點，決定了該系統與公用移動通信網和區域性的專業移動通信網的差別，它是一種屬于線面結合以線為主的鏈狀網。
鐵路接入網系統能為鐵路各專業的遠程監控系統和各單位信息管理系統提供2M、64K數據、ISDN、自動電話和音頻等主要業務。主要有四個特點：一是組網方式靈活，保證了鐵路現代通信的高可靠性要求；二是在電路和接口配置上可以根據鐵路每站業務的不同而做到按需配置，在同類業務可以在OLT處做到交叉整合向上一級傳輸，節約電路和投資；在自動電話業務中以V5接口提供高集成比用戶接入，為鐵路及鐵通在自動電話業務需求上有足夠的支持且投資較低；四是在各種低、高速數據節點、視頻業務節點和租用線等多業務節點方面鐵路光接入網系統適合現有我國鐵路各車站的信息管理和文化傳播。
四、鐵路無線接入網未來的發展趨勢
隨著改革的進一步深入和社會信息化的進展，不僅要求鐵路通信網具有更強的保障鐵路安全運營的通信功能，以適應高速列車通信的需求，而且要以鐵道部的全程全網的優勢全力發展電信增值服務及經營與中國電信業務范圍一樣的電信業務，參與同中國電信的競爭，使旅客和網絡覆蓋區的廣大用戶方便地享受信息的服務。比如，隨時隨地的提供鐵路客貨運輸資訊信息、訂購火車票等服務，在列車就能享受語音、傳真、數據、視頻、移動通信及internet等服務。
隨著改革的進一步深入和社會信息化的進展，不僅要求鐵路通信網具有更強的保障鐵路安全運營的通信功能，以適應高速列車通信的需求，而且要以鐵道部的全程全網的優勢全力發展電信增值服務及經營與中國電信業務范圍一樣的電信業務，這就要求應用先進的移動通信技術，對鐵路通信網進行改造，建立新的通信系統。一方面，從有線接入部分來看，客運專線正在我國蓬勃發展，高速鐵路綜合調度系統需要數字網絡技術的支持；較大的站間距需區間接人技術；列車運行控制系統的信息要通過光纖網絡傳輸通信的實時性和各種非通話信息的快速發展都要求更大的光纖容量。多波長光網絡技術方面支持全光網絡的技術正在飛速發展，可以為鐵路通信網絡提供很好的技術參考。
鐵路通信網未來的發展趨勢應該是向著與公用網相融合的方向，并達到與公用網的統一。從而使得用戶無論在運行中的列車上，還是在鐵路網的覆蓋區域，均能夠通過鐵路通信網進行如同辦公室一樣方便的信息交流，如進行電話聯絡，寬帶的數據通信和圖像傳輸，Internet接入等。而要滿足這一要求，集群移動通信系統已經遠遠不夠，GSM-R和現行的CDMA技術也不能達到這一要求，從現在的發展情況看，惟有第三代的CDMA技術才可能擔當起這一重任，因此，鐵路通信網的無線接入部分今后的發展方向也必須是朝著第三代的CDMA方向。當然，并不是說第三代的CDMA技術就可以直接用來完成未來的鐵路無線接入系統的功能，如同GSM-R一樣，必須將鐵路通信所必備的功能（如群呼、組呼、優先級別、強插、強拆等功能）融入這一技術之中，形成具有鐵路通信特有要求的公用無線通信接入網。
結束語：總而言之，無線接入網技術作為現代受人青睞的技術，不僅很好的提高了鐵路通信的質量和效率，并且有效節省了提升社會效益和企業經濟效益，隨著科技的不斷進步，將會有更多先進的技術運用在鐵路通信工程中。
參考文獻
隨著當前鐵路建設速度加快，列車行駛速度也不斷提高，向著高速化的發現發展。對安全運營、通信便利等方面都提出了更高的要求，這就需要對鐵路通信網絡進行完善，為旅客提供優質的信息服務，同時也不斷提高鐵路運輸的效率。對于傳統鐵路通信工程而言，已經難以與當前鐵路發展的實際情況相符，必須對當前先進的通信技術引入，改變傳統通信模式。在鐵路通信網絡升級中，當前無線通信傳輸及接入技術的應用較多，使鐵路通信工程與當前網絡技術的發展更加適應，促使鐵路通信網絡效益的實現，保證了我國鐵路運輸事業的發展。
1鐵路無線通信技術的特點
1.1覆蓋范圍廣
由于我國國土面積廣闊，各省市也都有專門的軌道交通管理部門，不同省市的軌道交通管理模式也不完全相同，也沒有統一，列車在運行過程中，途徑不同省市的不同鐵路局，對于調度服務人員及指揮人員而言，由于沒有統計的評價標準，導致在鐵路無線通信發展中也面臨著諸多的困難。以往無線通信呼叫方式為主要的通信模式，為了使無線通信技術在鐵路通信工程中全面落實，需要在無線通信傳輸方式方面進行統一，對整個鐵路無線通信系統，由主控中心負責控制與管理，統一管理路由進行地址分配，保證我國鐵路無線通信網絡的構建。
1.2數據傳輸
從以往鐵路通信發展狀況來看，列車在行進中，需要通過無線電臺，實現語音傳輸，通過語音通信傳輸，讓乘務員對列車的行進情況進行了解，從而保證列車的安全運行。隨著現代化網絡技術、無線通信技術的不斷發展，在無線通信設備中，也逐漸引入了數據傳輸的功能，這就實現了將列車運行過程中產生各種工況數據實時的傳輸到調度中心，實現調度中心對列車運行情況的實時監督，一旦列車運行數據發生異常，調度中心可及時發現，并進行解決，保證了列車的安全運行。
1.3適應性強
列車在軌道上運行過程中，受到的影響因素也比較多，包含車務、公務、電務等多方面，同時還受到復雜的支撐系統及運行體系的影響，在多部門、多單位協同工作下，才能保證列車的正常運行，所以對于跌路運營而言，具有較強的系統性與綜合性?；阼F路運營的這一性質，也要求鐵路通信工程中無線接入具有較強的適應性，便于各部門、各單位都能按照自己的需求對無線通信技術進行應用，保證各部門、各單位之間能夠實現正常的數據傳輸及語音傳輸，對已經配備的通信設備存在的缺陷還需要不斷完善，滿足無線通信技術不同使用單元的個性化需求，促使鐵路運營整體效率的提升。
2無線接入技術在鐵路通信工程中的應用
2.1GSM-R技術
為滿足鐵路通信系統運行，專門開發GSM-R技術，該技術屬于數字無線通信系統，該系統平臺具備列車行駛監控、控制及調度等功能及特點，能夠是吸納無線列調、養護、應急及調車等語音通信功能，屬于一種綜合性的無線通信系統，具有高效、經濟的特點。（1）GSM-R技術原理。GSM-R技術的出現，是基于蜂窩通信系統實現的，在該系統基礎上加入調度功能，從而實現高速行駛的列車對無線通信的需求。GSM-R技術與公網GSM技術有類似之處，所以是的GSM技術的借鑒，將GSM技術通信結構大部分進行了保留，在此基礎上，針對鐵路通信服務需求，開發了針對性的相關功能，滿足鐵路無線通信的實際需求。現階段鐵路無線通信中，對GSM-R技術的應用非常普遍，并且也取得了非常好的應用效果。（2）GSM技術的網絡功能及結構。對于鐵路通信網絡而言，很多時候都存在一定的條件約束或限制，傳統無線通信也受到此類限制的影響，無法實現互聯。而隨著GSM-R無線網絡技術的應用，對此類制約或限制的網絡也能夠實現互聯，使網絡之間的互通性得到極大的提升。對于GSM-R無線通信網絡而言，其結構并不復雜，主要包含三個子系統：基站子系統、操作維護子系統及網絡子系統，各子系統之間能夠友好的進行數據傳輸與通信。在GSM-R網絡環境下，能夠實現諸多功能，包含呼叫處理、短消息、用戶身份識別、語音廣播、信令信息加密、緊急呼叫等，GSM-R技術除了能夠提供以上基礎功能之外，也支持蜂窩系統操作，所以在列車進行位置等級、重新建立呼叫及切換等操作中，非常便捷。
2.2GSM-R無線網絡接入技術在鐵路通信工程中的應用
當前，鐵路通信工程中，對GSM-R技術的應用已經非常普遍，在實際應用中也發揮出了重要作用，應用中，GSM-R無線接入技術的功能主要包含以下幾個方面：①尋址功能。該功能在GSM-R技術所提供的諸多功能中非常重要，也非常強大，當前已經在鐵路系統中大范圍應用。例如，對于每一個工作崗位中的司機，都編制有對應的功能號碼，二者是一一對應的關系，該功能號碼也并非用戶的MSISND號碼，如果司機用該功能號碼登錄系統，則該功能號碼會與系統進行通信，從而實現數據傳輸與語音呼叫的尋址功能。②調度通信。整組呼叫與點對點呼叫是列車無線調度通信的兩種基本形式，而不管是何種通信形式，GSM-R無線通信技術都能夠滿足調度需求。在進行點對點呼叫使，對指定的機車可直接呼叫，同時監理數據關聯，通過無線通信，司機也可對區域調度員進行呼叫，提高了列車調度的安全性與效率；而整組呼叫，是調度員可利用無線通信向區域內所有司機發起廣播或語音呼叫，實現站臺統一協調與管理。③基于位置的路由。對于不同區域調度員的指令，GSM-R技術都可以滿足，用戶可在無線通信系統中，利用不同的短號碼表示不同的職責，在聯系調度員時，可預先設置短號碼，然后撥打，通過系統的尋址功能，系統實現當前呼叫路由到合適的調度員。④緊急呼叫。在鐵路系統中，緊急呼叫屬于重要的組成部分，在鐵路通信工程中，緊急呼叫的級別比較高，通常高于廣播呼叫與調度呼叫，根據基于移動臺的操作模式對呼叫的類別進行確定，移動臺在調車模式時，如果按下緊急呼叫按鈕，則發出的緊急呼叫指令表示調車緊急呼叫，除此以外，其它類型的緊急呼叫全部屬于列車緊急呼叫。
3結語
鐵路作為人們出行方式之一，對人們的生活產生重要影響，所以提高鐵路通信水平對于鐵路運輸事業的發展也具有促進作用。在鐵路通信工程中，無線接入作為關鍵技術之一，具有傳輸效率高、覆蓋范圍廣、適應性強等優勢，受到人們的廣泛關注，在鐵路工程中應用無線接入技術，促使鐵路通信效率及質量的不斷提升，為我國鐵路事業的發展提供了基礎保障。
參考文獻
[1]陶柁丞.鐵路無線通信工程中的LTE-R技術探討[J].中國新通信，2014，23（16）：60.
[2]周政潔.鐵路通信工程光纖接入網技術的運用及質量管理[J].技術與市場，2015，05（17）：237~238.
[3]何宇，周志剛，卜智勇.高速鐵路寬帶無線接入網的分析與設計[J].計算機應用與軟件，2013，02（18）：128~132+164.
前言
我國鐵路列車不斷朝高速化方向發展，為了確保行車更為安全，達到人機控制的水平，不斷提升鐵路運輸效率，就需要建立起技術構成更先進，功能更為完善的鐵路通信網。當然同時需滿足出行旅客能夠在列車上享受到如同辦公室環境下的信息交流，這就需要改變傳統鐵路通信網接入方式，運用現代先進的有線通信和無線通信進行傳輸以及接入方式，以此達到鐵路通信網升級的目的，從而能更利于社會信息化的發展，在國民經濟中充分發揮出鐵路通信網的經濟效益和社會效益。
1.鐵路通信工程無線通信技術的特點
（1）覆蓋范圍廣
從地域來講，我國位列世界第三，幅員遼闊，全國可分為31個省市和自治區，各省市中都有多個鐵路局，而火車、動車、高鐵在運行過程中將會途徑多個鐵路局的管理區域。但因各鐵路局在管理模式上的不同，服務人員和管理人員在調度指揮方式上也存在差異，這在很大程度上增加了建設鐵路無線通信的難度。想要提高無線通信的管理，可將無線通信的相關規則和呼叫方式進行統一規定，并經由主控中心對地址、路由等做統一的通信管理，這能有效保證我國鐵路無線通信正常并良好的運作。
（2）數據傳輸
就我國當前鐵路通信發展情況來講，每一輛火車、動車、高鐵上都會安裝上無線通信系統，無線通信系統中的無線電臺設備能有效增強列車上的語音傳輸效率，從而提升火車的整體管理效率。當然在科技不斷發展的情況下，我國鐵路運輸中的無線通信設備還具有數據傳輸功能，能不斷將列車行駛中所產生的各類數據進行有效收集，同時還能對這些數據做相應的整理并傳輸到列車的監管和調度兩個部門中，從而在很大程度上保障列車在運行過程中的監控實效性和通信效率。
（3）綜合性
鐵路工程的運營會涉及到各方面的因素，與此同時，支撐鐵路工程的系統也相應的龐大和復雜，而鐵路工程的支撐系統主要包括了車務、電務、工務、水務等各工作單位的組成。當然在無線通信需求中這些工作單位都有著自身的特點，這就在一定程度上提高了對鐵路無線通信的要求，所涉及的不僅是無線通信效率的提高，還包括了無線通信適應性的增強，從而才能更好的滿足不同單位的需求，實現全面提高鐵路工程的協作能力和管理效率。
2.鐵路通信工程無線接入網現狀
鐵路通信網的主要目的是為鐵路公務、行車維修、應急搶險等人員以及旅客提供可靠并及時的通信，從而更好的提升運輸效率和服務。鐵路通信網能有效保障列車的安全，實現高效率的運營，它的建立是一種集區間移動作業通信和列車公務通信為一體的列車移動通信系統。鐵路結構自身所具有的特點也決定了列車移動通信系統與區域性的專業移動通信網和移動通信網之間具有一定區別，列車移動通信系統是一種鏈狀網，屬于線面結合以線為主的形式。鐵路接入網系統能夠給鐵路各單位信息管理系統和各專業遠程監控系統提供2M、64K數據、ISDN、自動電話、音頻等主要業務。鐵路接入網系統具有以下四主要特征：第一組網方式靈活，能滿足現代通信對可靠性的高要求；第二是在接口和電路配置上能根據鐵路每站業務的不同而實施按需配置，而針對同類業務能在OLT處進行交叉整合后向上一級傳輸，有效減少了投資和電路；第三在自動電話業務中運用V5接口來進行高集成比用戶接入，不僅能夠滿足鐵路自動電話業務需求，還降低了整體投資；第四在各類高數據節點、低數據節點、視頻業務節點、租用線業務節點等方面，鐵路的接入網系統有利于我國鐵路各車站的文化傳播以及信息管理，能夠很好地與之適應。
3.鐵路通信工程中無線接入網未來的發展趨勢
隨著社會信息化的不斷發展，改革的進一步深入，對鐵路通信網的要求也提出了更高的要求，不僅要有更強的通信功能來確保鐵路的安全運營，還要將鐵道部的全程全網優勢以最大化的程度來實現電信增值服務的發展，與此同時，經營與中國電信業務范圍一樣的電信業務，這就要求需具備先進的移動通信技術，不斷對鐵路通信網進行改造，從而建立起新的通信系統。此外，加入到我國電信的競爭行列中，讓旅客以及覆蓋區域內的廣大用戶能更為方便的體驗到信息服務。例如，能隨時提供鐵路客貨運輸資訊的相關信息以及火車票訂購等服務，在列車上就可進行語音、傳真、數據、視頻、移動通信及internet等服務。
對鐵路通信網進行改造從有線接入來看。在我國客運專線發展迅速，高速鐵路綜合調度系統需要由數字網絡技術作為支撐，站間距比較大也需要區間接人技術，而且列車運行控制系統的相關信息都需要經由光纖網絡來傳輸通信，具有一定實時性，此外各類非通話信息的不斷發展都需要更為強大的光纖容量才能實現。在多波長光網絡技術的支持下，全光網絡技術不斷發展，能夠給鐵路通信網絡做相應的技術參考。
中圖分類號:TP393文獻標識碼:A文章編號:1009-2374(2010)06-0032-02
一、系統概述
(一)目的和意義
中國水電集團公司承建的京滬高速鐵路土建三標段JHTJ-3標段,正線全長266.617公里。本標段位于山東省濟南、泰安、曲阜、滕州、棗莊市和江蘇省徐州境內,路基長94.190km;橋梁99座,總長161.574km;隧道9座,總長10.229km。
為進一步加大監管力度,加強對轄區內所有施工現場的管理,規范施工行為,中國水電集團公司高速鐵路土建工程三標段項目經理部建立了施工現場實時監控、遠程指揮系統。該系統的建成,使管理者更加規范的管理施工現場,了解現場生產、設備施工情況,并在項目部監控中心對現場施工情況進行實時調度。施工現場實時監控、遠程指揮管理技術在集團公司所承接的工程中首次應用、在中國的鐵路建設施工中也是首次應用。通過監控系統可以實時動態地匯報被監測點的情況,及時發現質量、安全和施工工藝等方面的問題并進行處理;完成重大危險源的監測和評估,正確及時采取相應措施啟動相關應急預案;獲得完整備份資料用于事后進行分析調查。成功地運用該技術,可確保京滬高鐵工程的順利實施,可在保證工程質量、安全的前提下降低施工成本,同時也將提升企業施工技術水平,增強企業核心競爭力,實現項目管理信息及時、準確、全面,為更大規模管理探索高效運轉模式。
(二)無線接入技術概述
京滬高鐵無線監控系統是京滬高鐵視頻監控系統的子系統,它針對無法架設光纜的監控點(隧道、架橋機),采用技術先進的無線傳輸方式,來進行圖像傳輸,通過無線監控實時了解各個工區內隧道施工、橋梁施工現場作業面內發生的情況,并可依據網絡傳回的圖像進行指揮調度。
AirStream寬帶無線接入解決方案作為光纖網絡的延伸和補充,能提供高速、大容量的數據語音業務,實現業務的快速接入,并協助運營商快速占領市場,同時提供各種視頻監控信息的可靠傳輸機制。AirStream系列寬帶無線接入設備,是新一代遠程、大容量無線數據通信接入系統,支持點對點、點對多點4.9～5.8GHz無線組網應用。它采用完全自主研發的Turbo Link高性能TDMA空中多址協議,支持最大40Mbps的業務凈傳輸流量,可與骨干傳輸網、業務網相連,高速、實時地傳遞多路數據、圖像、話音(E1/VoIP)等多媒體信息,以靈活快捷的方式組成點對點或點對多點無線通信網絡。系統由中心點(AP)、用戶站(CPE)和網管系統組成,系統完全采用電信級設計,性能優異,部署靈活,功能豐富,是組建寬帶無線接入網絡的理想選擇。
二、系統設計目標、原則、依據
(一)設計目標
在進行監控系統設計的時候,基于系統的基本需求,本著架構合理、安全可靠、產品主流、低成本、低維護量等作為出發點,以達到先進、安全、可靠、高效的系統解決方案為目標。
(二)設計原則
本設計以行業標準作為設計依據,結合用戶的具體情況,用最佳設計方案體現最高的性能價格比,是本方案設計的指導思想,也是本方案設計的基本出發點和追求的目標。
(三)設計依據
本方案設計根據甲方常規要求,并遵循以下國家相關部門制定的設計規范要求。
本次工程建設符合以下規范:
《中華人民共和國公共行業標準》(GA/T70-94);
《安全防范工程程序與要求》(GA/T75-94);
《民用建筑電器設計規范》(JGJ/T16-92);
《工業電視系統工程設計規范》(GBJ115-87);
《電視系統視頻指標》(CCTR RECOMMANDATION 472-3);
《電器裝置安裝工程線路施工及驗收規范》(BG50168-92);
《電業安全工作規程》(DL-408-91);
《工業企業通信設計規范》(GBJ42-81);
《民用閉路監視電視系統工程技術規范》(GB50198);
《安全防范系統通用圖形符號》(GA/T74-94);
《安全防范工程概預算編制辦法》(GA/T70-94);
《低壓配電裝置安裝工程及線路設計規范》(GBJ54-83)。
三、隧道視頻監控方案
下面以鳳凰臺隧道為例介紹一下本方案的實現方法。
隧道內前端攝像機把圖像信號攝入后,視頻信號經視頻服務器轉換為數字信號,通過5.8G無線微波傳輸鏈路(作業面非直線或干擾大需加中繼)傳送到隧道口最近的光纜傳輸節點,傳輸節點經過光纜將視頻信號傳輸至監控中心。
(一)系統設備配置方案
1.隧道內發射端為一可移動小車,能隨著作業面推進而移動,在“發射端”處安裝:攝像機、視頻服務器、Air Stream AS5800B/T系列。
2.隧道口設一接收端,光纜敷設至接收端,在“接收端”處安裝:Air Stream AS5800B/R系列、光纖收發器。
3.為保證設備正常工作,電源必須24小時供電,設備取電根據現場實際情況,采取就近原則,例如:隧道內可從工作面照明光源處取。
4.如隧道施工作業面非直線或信號干擾太大,需根據實際情況在隧道內加設Air Stream AS5800B系列產品作為中繼。
5.需在各個支撐架上采取避雷措施。
6.隨著隧道內掘進面的不斷深入,洞內的鋼筋臺車和澆筑臺車林立的鋼架對無線信號吸收、遮擋嚴重,故需要設備技術先進,穩定性好,鏈路傳輸穩定,必要時還需要加裝中繼,以保證信號的穩定。
系統圖如下:
無線主站、無線遠端、視頻編碼器分別配置為三個固定IP,在同一網段內(本例中主站IP為*.*.*.3,遠端為*.*.*.4,編碼器為*.*.*.2.網關都為*.*.*.1掩碼為255.255.255.248,可用IP為5個,為以后增加中繼預留)。防爆高速球機、編碼器、無線遠端安裝在隧道最前端的鋼筋臺車上,天線對準洞口。無線主站、光收發器裝在洞口,經光纜接入到城域網。中心平臺根據IP地址和前端建立連接,在主控中心的大屏上便可看到隧道內的實時圖像。洞內天線的安裝要對正洞口,盡量無遮擋,同時不能妨礙工程車輛進出。前端設備要做好防護、固定,還要保證供電(從鋼筋臺車上取電)。
(二)安裝及設置
編碼器的IP為*.*.*.2 掩碼255.255.255.248 網關*.*.*.1(具體設置根據實際的編碼器,此處略)。
無線設備采用深圳蘭斯特的WQ-5800工業級野外全天候微波數字監控系統(本例中使用的是定向天線)。該設備在本例中成對使用,分為無線網橋和AP,遠端為AP,主站為網橋。以下是網橋的安裝設置。
1.電器安裝。狀態指示燈:從上往下1、電源指示燈,2、LAN燈,3、W-LAN燈。
通電后機側信號透視窗口1、3燈亮,當網線將無線網橋與電腦連通后,LAN燈亮。(注:網線為交叉線)如果以上燈不亮則表示連接不正常,須檢查是否通電,網線是否插好。
2.無線網橋登錄。打開網頁瀏覽器,輸入網橋的IP地址(網橋的出廠IP地址已設好,默認IP:192.168.1.1,電腦IP設成同一網段), 按下ENTER鍵,彈出的登錄界面。輸入用戶名和密碼(默認的用戶名和密碼為空),按“確定”進入無線網橋設置頁面。
3.System設置。在頁面左邊的導航菜單里選擇System,頁面顯示的是網橋當前的設置和狀態。
4.Wireless設置。在頁面左邊的導航菜單里選擇Wireless,右邊頁面顯示設備當前狀態,其中signal為當前信號強度,100%表示信號無損失。
注:SSID必須一致才能通信。
Wireless Mode:選擇網橋的工作模式;Channel:選擇通訊頻道;Transmission Rate:選擇傳輸速率。默認設置為Automatic;802.11 Mode:選擇相應的傳輸協議;Setting ACK_A Timeout:設置信號的有效時間,與發射接收兩地距離有直接關系。
設置完畢后點擊“Save”保存后彈出重啟界面;點擊“Reboot”,網橋重新啟動。重新啟動后新的設置生效。
5.LAN設置。點擊LAN:
IP Address Mode:選擇“static”模式;IP Address:*.*.*.3;Subnet Mask:255.255.255.248;Default Gateway: *.*.*.1。
設置完畢后點擊“Save”保存后彈出重啟界面,點擊“Reboot”,網橋重新啟動。重新啟動后新的設置生效。
(三)注意事項
調試過程中,請注意SSID,是否正確(收發必需一致),Channel(信道)是否一致。設定IP地址是否在同一網段或沖突。注意調試電腦的IP是否與設備IP在同一IP段中。
這樣網橋的設置便完成了。同樣將AP配置好。設備安裝完成后,可用筆記本接到網橋上測試(交叉網線),IP設成*.*.*.5掩碼255.255.255.248網關*.*.*.1。此時應能ping通編碼器,且時延很小。本例中可用瀏覽器登錄到編碼器查看實時圖像,并且可控制云臺。然后再登錄到網橋,選擇Wireless 查看signal當前信號強度,本例中為100%,如過小應調整天線角度,直至最大。調整好后將網橋接通城域網,再從外網登錄測試。測試完畢后,在中心平臺上添加該攝像頭,主控中心便可看到隧道內的圖像了。至此,隧道內施工面實時監控攝像機系統安裝成功。
在施行頻譜拍賣制度的美國，Verizon曾經在2008年花費100億美元巨資從美國政府手中拍得700MHzl譜。其后，Verizon憑借700MHz優異的無線傳播特性，以較小的基站規模，實現較大的區域覆蓋，并且是以較低廉的成本實現4G網絡的快速部署，奠定了4G的領先。2007年，國際電信聯盟ITU在歷經漫長的討論之后重新規劃700M，規劃釋放出一部分頻率資源用于未來的移動通信，故700M也被稱為“數字紅利”。根據GSMA在2012年的研究數據，如果亞太各國政府將“數字紅利”頻譜用于移動寬帶通信，到2020年亞太地區的GDP將增加近7300億美元，稅收將增加1300多億美元。
我國一直通過無線電管理委員會對頻譜實施行政分配制度。上世紀，700M被分配給各省市縣的廣播電臺，用于承載模擬廣播電視信號。隨著技術進步，模擬電視逐漸數字化，大部分700M頻譜資源逐漸閑置。當前700MHz頻段是廣電使用的頻段，如何利用700M黃金頻段發展無線技術，把握無線移動互聯網時代中的機會，是當前廣電人亟需考慮的問題。
二、廣電融合網與700M頻段
隨著新技術快速發展和產業環境不斷變化，以雙向、互動、高清為標志的廣播電視網，正在向寬帶、多屏、智慧化升級，我國廣播電視網絡發展已進入一個 全新階段，未來的下一代廣播電視網絡（NGB-W，Next Generation Broadcasting Network-Wireless）將發展為電視有線、無線、衛星多通道無縫連接的融合覆蓋網絡。融合網絡的設計是在構建無線雙向網基礎上，將有線電視網、地面數字電視網、衛星廣播網、廣電自適應WiFi無線網、無線雙向網進行有機結合，打通相互間的傳輸通道，形成廣電特色的有線無線衛星融合網，網絡架構如圖1所示。
廣電無線700M雙向化技術是“智慧廣電”發展的保障，實現廣播頻段無線信道模型建立、動態頻譜感知、無線雙向系統組網、信道編碼、下行和上行信道傳輸、無線載波聚合等技術難點，建立廣電無線雙向網技術標準體系，可形成廣電地面數字電視標準的有益補充，其中基于700M頻段的雙向LTE將成為無線雙向系統的重要支撐。
三、 700MHz LTE方案淺析
（一）LTE發展現狀
LTE作為目前移動通信的領軍技術，在全球運營商中已獲得大規模商用的驗證。根據GSA全球移動供應商協會的統計，2014年底共有611家運營商在174個國家和地區投資LTE網絡。全球商業運營的LTE網絡超過360張，LTE基站已經部署200萬個，LTE用戶數接近3億。當前LTE主流的頻段采用1.8GHz（45%以上）和2.6GHz（28%以上），中國移動主流也是采用2.6GHz頻段。1GHz以下700/800MHz低頻頻段，也有33個國家55張商用網絡采用此頻段，例如日本DoCom采用800MHz頻段，美國Verizon采用700MHz頻段（超過2600萬用戶）。
由于700MHz頻段穿透性能好，穿透衰減小，覆蓋范圍廣，射頻信號傳輸質量高等特點，越來越多國家和地區開放700MHz作為LTE通信的低頻頻段，以便運營商能夠以較低的成本，完成較快速的覆蓋。LTE技術目前已經非常成熟，700M LTE雖然用戶基數少于1.8GHz和2.6GHz主流頻段，但700M LTE技術也經過了規模商用的驗證，也是成熟、穩定的技術。
（二） 700M LTE無線網絡架構及規劃原則
1. LTE基礎網絡架構
LTE的無線接入網命名為演進型UMTS陸地無線接入網（E-UTRAN），核心網則為演進型分組核心網（EPC）。組網架構如圖2所示，LTE時代的網絡架構的變化主要體現在下述三點：
（1）網絡結構全IP化。在LTE組網方案中，核心網取消了CS（電路域），全IP的EPC支持3GPP、非3GPP各類技術統一接入，實現固網和移動融合（FMC），靈活支持VoIP及基于IMS多媒體業務。
（2）網絡架構扁平化。取消了之前定義的RNC，eNB直接接入EPC，從而降低用戶可感知的時延，大幅提升用戶的移動通信體驗。eNB除了具有原來NodeB功能外，還承擔了RNC的大部分功能，如無線資源控制、調度、無線準入、無線承載控制、移動性管理和小區間無線資源管理等。eNB之間可采用網格（Mesh）方式直接互連并引入X2接口，這是相對原有3GPP接入網結構的重大變化之一。
（3）引入了X2和S1兩個接口。X2是相鄰eNB間的分布式接口，主要用于用戶移動性管理；支持S1接口的靈活組網方式 ，S1-Flex是從eNB到EPC的動態接口，主要用于提高網絡冗余性以及實現負載均衡。
LTE網絡的無線網元包括基站、天饋、無線網關、IP承載網和網絡終端。其中，基站采用分布式基站，基帶單元（BBU）和射頻單元（RRU）分離；天饋采用700M雙極化定向天線，通過射頻饋線和RRU連接；無線網管用于基站管理，包括配置、告警、性能監控等，部署在核心網機房；IP承載網用于核心網網元和無線側BBU的互聯，應考慮充分利用廣電現有的傳輸網絡來承載LTE業務；網絡終端可用CPE和MiFi兩種形式的終端。
2. LTE網絡規劃原則
移動通信無線網絡的建設，首先基于無線網的精心規劃。無線網絡規劃要以市場需求為導向，根據市場營銷和數據流量分流策略，加強網絡規劃建設與市場發展的協同聯動，分區域、有步驟、分階段的持續推進網絡建設，不斷提升客戶感知，滿足市場競爭和業務發展需求。規劃前需搜集并明確網絡服務的區域、區域內相關頻段的無線傳播模型校正、區域內的業務需求及業務模式等。無線網絡基本規劃包括了：覆蓋規劃、容量規劃、站址規劃等環節。網絡建設初期的關鍵是覆蓋規劃，需依據服務區的功能、地形地貌、建筑特征、人口密度、業務量等特征進行區域劃分和歸類，確定不同區域類型采用的網絡結構、服務等級和設備設置原則，達到網絡質量和建設成本的平衡，獲得最優的資源配置。
同時，應根據廣電頻譜和業務新特性進行差異化融合網站址規劃，注重用戶體驗，從試點開始就采用“邊建設、邊網優、閉環發展”的建網方法。網絡建設與網絡優化同步，深挖網絡潛力，以最少的投資打造最優的覆蓋；科學定位網絡問題，精準指導網絡規劃，提升網絡整體質量，保障業務正常運營。
（三） 700MHz LTE無線雙向網的業務規劃
下一代廣播電視融合網應保持固有的公益屬性，并以此為抓手開展差異化商業服務，把有線電視網和廣播電視無線網進行能力融合，實現用戶在任何地點、任何時間對視聽享受和便捷生活服務的“一手掌控”。首先，促進廣播電視向無線領域延伸，實現有線電視業務無線化。其次，在業務開發上盡量避開與市場主導者直面競爭，應在品牌定位、技術應用、市場營銷、推廣渠道等方面進行差別開發，確保業務開展的有效性；再者，應聚焦重點垂直行業與關鍵應用，促進無線網絡與業務融合發展，提供定制化、差異化服務；最后，應充分利用新技術為現有的集團客戶創造新價值，從而以較少的客戶獲取成本，帶來更大的客戶價值。
業務重點發展方向包括政府、行業及個人。政府方面，主要是智慧城市，包括無線城市、智慧社區、應急指揮調度等；行業方面包括交通行業、林業（森林防火）、電力行業（智能抄表、自動化監測、應急搶險通信）、水利水位監測、地質災害監測等物聯網運用；個人方面，提供家庭安防、無線寬帶、移動廣播電視和智慧停車等業務。以下就三種典型應用案例作簡要介紹。
1. 單向HFC開通雙向高清電視業務
開展互動業務需要將原有的單項HFC網絡改造為雙向網絡，但采用傳統的改造方式存在很多現實問題。在保證原有的單向HFC網絡不變的基礎上，將廣電Cable網絡與700M雙向無線網絡結合起來，是一個方便的雙向網絡改造方案。即通過700M無線基站以及核心網傳送上行信令，核心網通過網線與NAT路由器連接，來接通廣電的業務平臺。通過增加CPE終端，使其與機頂盒進行連接，CPE可將機頂盒的上行信令通過無線信道傳送給基站。改造后形成了以CPE、無線基站，核心網、業務平臺、IPQAM、機頂盒組成的雙向數字電視網絡。該方案適合沒有雙向改造的農村等地區，同時偏遠地區也可利用廣播電視無線雙向網快速部署，搶占市場。
2. WiFi運營業務
WiFi運營的目的在于讓用戶可以隨時的使用終端上網，在不同的應用場景布設CPE、MiFi產品，通過無線信道和LTE基站進行通訊，即利用廣播電視無線雙向網做回傳，可實現在公共區域、公共交通等提供WiFi覆蓋等增值業務。同時，可通過打造WiFi 接入廣告平臺，開展廣告投放、商場導購、微信公眾服務、社會信息服務，并為有線寬帶用戶和非有線寬帶用戶給予不同的QoS，并結合智慧新農村的戰略，為偏遠農村、鎮區提供低價WiFi寬帶接入服務。遠期可實現機頂盒WiFi、廣播電視無線雙向網、廣播電視自適應WiFi網的統一管理、統一運營、統一S護 。
3. 自動抄表業務
