无线互联网的发展与面临的挑战.docx
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1、无线互联网的发展与面临的挑战 摘要: 无线互联网是针对日益增长的数据通信量和移动用户数,即将发展起来的新型网络和通信体制。文章就无线互联网产生的背景和地位、发展历程、新型技术和面临的挑战等方面作出分析。 关键词: 无线接入;移动通信;无线因特网;高速传输技术 ABSTRACT: ThewirelessInternetisanewlydevelopednewtypeofnetworkandacommunicati onsystem.Itisdevelopedtomeettheever-increasingdatatrafficandmobilesubscribers.Thepaperanalyz
2、esthebackgrou ndoftheemergenceofwirelessInternet,anditsstatusanddevelopmentcourses,aswellas thenewtechnologiesitadoptsandchallengesitfaces. KEYWORDS: Wirelessaccess;Mobilecommunication;WirelessInternet;High-speedtr ansmissiontechnology 1前言 日益增长的数据通信需求促使数据通信将渐渐成为通信的主体,其中特殊突出的是短消息服务,全球2000年6月一个月的短消息达8
3、0亿条,11019年传送的数据量比之前全部传送量的总和还多。日本推出i-mode服务后,2000年底就达1730万用户。中国市场在移动用户高速增长的同时,也在急剧增长。按爱立信公司的预料,2000年一个用户日平均通信量为20分钟,到2022年增加到600分钟。将来通信业务将包含社交与私人通信,如语音和图像新闻、可视电话、救援通信;授权与交易通信,如WWW信息电子商务、电子银行、遥控等;消遣和休闲通信,如嬉戏、体育、音乐等,这些都须要传送大量的数据。 进入21世纪以来,无线移动通信、互联网和个人终端的发展特殊引人注目,成为风靡全球的高新技术和新兴产业。无线移动通信可以分成移动通信和无线接入两大方
4、向。随着数字移动通信的兴起,无线接入的无线调制解调器也起先进入市场。随着第2代移动通信系统面对第3代系统的发展,无线接入也由无线调制解调器、无线本地环、无线局域网转向宽带无线接入发展。图1给出了它们的发展历程和将来的演进。 正走向商用的第3代移动通信,尽管能供应高达2Mbit/s的传输速率,但面对将来爆炸性增长的数据通信需求还是不够,因此要寻求更高速率的传输系统,发展后3G、4G,为此要开发更高频段信号的应用。图2给出了运用不同频段与第3代系统运用2GHz达2Mbit/s速率的比较。从图1和图2看出,随着运用频段的提高,小区覆盖范围和可移动性的实力在下降,这就促使移动通信与无线接入的融合和统一
5、,形成了新的亮点无线因特网。 2无线网络的发展趋势 如前所述,现今的无线移动通信网络,是以移动通信网和无线接入网两个方向并行发展。移动通信网由第2代的GSM、cdmaOne及美国的TDMA、日本的PDC为代表,传送9.614.4kbit/s的数据速率,供应语音和短消息服务。正起先在市场运用的GPRS、cdma20001x,被称为第2.5代系统,供应高达64kbit/s的数据通信服务。预料20032004年,全球将可能全面起先第3代移动通信的运营,以WCDMA、cdma20001xEV-DO和中国提出的TDSCDMA为代表,供应384kbit/s2Mbit/s数据速率的服务。其中美国的TDMA系
6、统与GPRS技术相结合,推出的EDGE也能达到这样的通信实力和要求。随后将是3.5G和4G。 无线接入网从最早的无线调制解调器供应9.6kbit/s的无线接入实力,到无线本地环,扩大了无线调制解调器的覆盖范围和通信实力。而后无线局域网的出现,使计算机网变成可无线接入的网络,运用IEEE802.11协议,使无线信道的峰值速率达到2Mbit/s。在此基础上又提出了有更高峰值速率的IEEE802.11b标准,信道峰值速率可达11Mbit/s。现在又进一步提出了可达20Mbit/s、22Mbit/s峰值速率的建议。IEEE802.11系列的另一标准建议是IEEE802.11a,工作在5GHz频段,采纳
7、OFDM方式可在20MHz带宽内传送高达54Mbit/s的峰值速率。与此相关的Hipernet2(H2)建议在支持QoS和移动性方面更为精彩。另外,蓝牙接入技术采纳近距离、低功耗、简捷协议和低成本,也令人注目。 无线接入网与移动通信网相比,各有优势和特色,也有在将来应用环境下的不足。随着因特网的应用和普及,特殊是其运用便利、信息量大,工作、消遣都可用,以及低成本等特点,使得因特网在发挥越来越大的功效和实力,特殊被看好。因此,基于TCP/IP协议的通信网作为核心网,为今后接入网和移动网合二为一,供应了极好的前景。欧洲各国和几家大企业在论述后3G的网络拓扑时,提出了一种融合接入和移动,称为“始终最
8、好接入”的ABC(AlwaysBestConnected)网络概念,如图3所示。将来的无线网络应是个人网(PersonalAreaNetwork)、室内网(IndoorNetwork)和移动网(MobileNetwork)的结合。个人网可能选用蓝牙技术,也可选用其他接入技术,以手机为中心,把个人周边的机器设备连成一体。当须要高速传输数据时,特殊是个人终端在高速通信时,运用IEEE802.11或Hipernet2建议,进入室内网,与因特网或其他数据网相联;当要高速移动和频繁切换时,运用3G或3.5G标准的移动网,这样可实现最好接入。无论是个人网还是室内网,都是基于TCP/IP协议的因特网。而将来
9、的移动网,无论是3G还是3.5G、4G,其核心网也将是因特网。因此,从广义上说,将来的无线移动通信网络就是无线因特网。 3无线因特网技术 无线因特网是无线接入的因特网。它的优势和特色体现在:能传送不同业务要求的高速数据,能便利就近接入因特网,能支持用户漫游和移动等功能就特殊重要。 能实现峰值速率达54Mbit/s的IEEE802.11a协议,在5GHz频段采纳OFDM调制技术,在20MHz带宽传送52个正交载波。每个载波为300kHz带宽,采纳BPSK、QPSK、16-QAM或64-QAM调制,以及1/2或3/4纠错码,能够供应125kbit/s1.5Mbit/s的传输速率。最近,美国提出可按
10、通信对象和业务需求的OFDM动态分组正交传输方法,例如,对语音(也即VoIP)仅运用一个载波,PDA数据运用2个载波,如表1所示。这样,放射信号功率可以大为降低,接收方也能简化,不同的个人终端可以采纳不同的接收方法。但是,这项技术面临着明显的制约和挑战:首先是载波的正交性限制,实现每个载波的300kHz带宽的分别,也就是实现正交载波同步;相伴随的是定时限制,使接收端能获得进行FFT处理的正确时刻。这两个问题对OFDM接收特殊敏感,通常采纳特地的训练序列来实现。IEEE802.11a给出800ns的训练序列,在室内环境(小于30m)能达到要求。假如有更大的覆盖范围,就要调整放射点的定时。另外,功
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