无线宽带网络（下）

3.2 WATM(无线异步转移模式)

　　如果有线骨干网是IP网络，则以WLAN作为宽带接入，可实现有线与无线网络的无缝连接 ，如图6所示，这种连接的实现比较简单，因为两端都以TCP/IP协议为基础。

图6 无线LAN接入IP骨干网

　　由于ATM技术的多业务传送，保证QoS等优越性，骨干网的边缘也常选用ATM终端，这样 一来，无线WLAN接入ATM骨干网就比较复杂，其接入如图7所示。

图7　无线LAN接入ATM骨干网

　　由图7可见，由于ATM是面向连接的，IP是不面向连接的，两种技术体制不同，在相连时应进行传输信息格式、信令和路由选择机制的转换，因此实现的难度较大。

　　相比之下，如果用WATM的无线终端接入ATM骨干网，其实现要简单得多，因为无线ATM是在有线ATM信元基础上进行的，这种适配会导致传输效率的降低。其协议模型如图8所示。

图8无线ATM接入ATM骨干网

　　此时，WATM实际是在ATM基础上叠加了DLC/MAC子层。无线ATM信元结构也应在有线ATM信元基础上增加无线头，其结构如图9所示。由于信元头中含有地址等重要信息，必须分别用CRC1和CRC2进行纠错。

图9　无线ATM信元结构

　　MAC协议用于规范若干无线终端共享无线信道资源的接入方式，也采用CSMA/CA协议。因为是宽带，采用碰撞检测较困难，于是采取随机退避方式减少碰撞概率。除随机接入外还可采用按需分配方式，用户可根据需求申请所需带宽。

　　传统的ATM连接建立协议中，终端的地址是固定的，但无线ATM终端的位置是不断改变的 ，因此必须要扩展ATM连接建立协议，以便动态地确定移动ATM终端的位置。

　　3.3 MBS(移动宽带系统)

　　MBS是指码率大于25Mbit/s的移动宽带接入系统。其指标和应用见表1和表2，这种系统目前正在开发中。

　　欧盟提出了一个关于MBS的ACTS项目，其下有若干课题：(1)MEDIAN：60GHz，155Mbit/s ；(2)Magic WAND：5GHz，24Mbit/s；(3)AWACS：19GHz，34Mbit/s。

　　日本MPT则在IEEE802.11标准下，正在开发2.4GHz、带宽26MHz的MBS系统。

　　4 无线宽带通信中的若干关键技术

　　无线信道的频率资源有限，信道的多径衰落和干扰较严重，因此不仅带宽有限，而且通信的可靠性差。为了增加带宽，载频必须提高，如上所述的WLAN、LMDS、MBS等系统，至少3 ～5GHz，甚至几十吉赫，这样又带来气候对通信的影响，技术上硬件实现的难度大，现介绍几种关键技术：

　　(1) 毫米波收发和天线技术
　　为了达到2Mbit/s以上的码率，射频频源需要2.4～60GHz，该频源的收发信机所需集成 电路和天线由于频率很高，必须精心设计与制作。窄波束定向天线方向性好，可改善多径衰 落，当无线终端可移动时，应能自动跟踪移动终端；自适应阵列无线或智能天线阵列以及多 用户检测技术也可改进通信质量，常用在无线带宽通信中。

　　(2) 宽带均衡技术
　　在时分多址(TDMA)系统中，宽带均衡用来解决符号间的干扰(ISI)，但其硬件复杂度大 ，数据存取和运动的执行时间较长。在基站上采用Tomlinson预处理与均衡，可较好地解决 硬件复杂度。理论和实验表明：时空—判决反馈均衡器(ST－DFE)在抑制ISI方面的性能优越 。此外，还可采用自适应多阵列与维特比均衡器相综合的宽带均衡技术。

　　(3) 无线宽带编码技术
　　由于无线信道的衰落会导致突发错误，一般采用纠错检测能力强，比特开销小的卷积码 和RS码，分别作为内码和外码构成级联码，还要引入交织器以便突发错误随机化。现在，又出现一种并行级联卷积码(Turbo－Code)，它接近于仙农的随机码概念，得到了接近信道极 限的性能，这种码有很强的抗干扰能力，但译码时间较长，随着Turbo码的快速译码算法的 出现，Turbo码可能成为无线宽带通信的主要信道编码技术。Turbo码编码原理如图10所示。

图10　Turbo码编码原理

　　(4) OFDM(正交频分复用)技术
　　CDMA(码分复用多址)具有较强的抗多径衰落能力，但采用多载波CDMA，即将CDMA与正交频分复用(OFDM)相结合，这时相邻载波间的保护带小，可有效地提高数据传输效率。
　　OFDM除了在高速传输时不需要特别的信道均衡外，还可对多个子载波进行最佳控制(功率、比特流)，提高总的系统容量。

　　(5) WATM技术
　　WATM可为WLAN、MBS等提供综合业务接入，在无线环境下，应解决一系列特殊问题，主 要是：(1)协议分层模型；(2)物理层的调制技术；(3)多址访问控制与数据链路控制纠错技 术；(4)网络管理与控制，其协议栈如图11所示。其中移动性信令包括位置管理、越区切换 控制、移动用户识别和登记、移动路由选择等。WATM标准正在进行。

图11 WATM协议栈

　　WATM的信元结构应在有线ATM信元基础上略作调整，图12是WATM信元结构的举例。

图12 WATM信元结构举例

　　由图12可见，WATM信元头压缩为14bit，空间接口头为16bit，合在一起为30bit，比原 有线ATM的信元头(5字节即40bit)少了10bit，这样可节约比特开销。但在WATM信元尾尚需增 加CRC，以对空间接口和WATM信头分别进行纠错编码。

参考文献

1 Walter Honcharenko，et al. Broadband Wireless Access.IEEE Communication Magazi ne, Jan 1997:20－26
2 Laio M Correia.An Overview Of Wireless Broadband Communication.IEEE Communicat ion Magazine,Jan 1997:28－33
3 王钢等.无线ATM网络及其关键技术.无线电工程,2001(3):39－41
4 李怡翔等.无线局域网技术.通讯世界,1999(4):29－31