移动通信和无线接入技术发展与频率需求分析

remylulu

Information& communications 信息通信
摘 要：在介绍移动通信和无线接入技术发展的基础上，分
析无线电频率资源需求，提出无线电频率规划对策。
关键词：无线电 频率资源 规划
中图分类号：TN929.5 文献标识码：A
文章编号：1673-1131(2008)02-040-03
一、引言
近年来，移动通信和无线接入技术领域正在进入一个
高速发展的繁荣时期，各种创新无线技术不断涌现并快速
步入商用，无线应用市场异常活跃，无线技术自身也在快速
演进中不断革新。无线通信技术、应用的繁荣和健康发展
的前提，是科学合理的无线电频谱规划。国家的无线电频
率规划政策，对于移动通信和无线接入新技术的应用，具
有重要的导向作用。而许多无线接入技术所涉及的频率，存
在很多相近甚至交叉的现象。为此，做出科学合理的无线电
频率规划，必须对相关技术及其需求进行分析。
二、移动通信和无线接入技术发展概况
第一代移动通信（1G）基于模拟技术，主要工作在
900M HZ频段；第二代（2G）蜂窝通信系统基于数字技术，
主要工作在900M H Z频段；第三代（3G）基本IMT2000系列
技术制式，规划为2GH Z频段（规划仍在细化当中），3G可
以提供室内2Mbps和室外144Kbps用户数据速率，由于接入
速度较之2G，并不能显著满足多媒体业务用户对其的期望，
当前3G技术，特别是在融合多制式的无线接入方面的技术
标准的多样性，3G移动通信主流技术的多极化（2007年日
内瓦世界无线电通信大会已正式研究这一问题），通信运营
商的决策不定，以及国家在3G业务的专业管理方面没有最
后的决定，因此，3G系统在我国的运营，有可能只是一个过
渡，业务及产品的生命周期，也许比第二代移动通信短暂，
前途未卜。
3G尘埃尚未落定，3G后的第四代和第五代移动通信系
统已经在紧锣密鼓之中。移动通信与用途更为宽广的无线
接入技术，赋予3G后系统将包括若干个系统，不仅仅限于
蜂窝电话系统，还包括许多新的通信系统如宽带无线接入
系统。就是说，未来的移动通信系统，必须满足数据宽带高
速率和无缝覆盖。考虑到这些技术因素，未来系统将包括
若干个不同的系统，一些是专门为提供高速数据率业务的
系统，另外一些则解决覆盖问题。
对于频率规划而言，作为未来的系统，引起人们关注的
是4G移动通信系统和丰富多彩的宽带无线接入方式，与3G
相比，4G的关键突破在于无缝覆盖和无缝漫游，兼有高速
数据和宽带接入。为此，频率资源管理工作的视点，应关注
于这些技术。
2.1 4G移动通信系统
4G时代，用于通信的器件尺寸受微电子技术的限制，
频率资源问题仍显突出。4G将采取R A N结构优化的微蜂窝
网络，基于IP技术的网络架构，使得在3G、4 G、W L A N、固
定网之间无缝漫游可以实现。
2.2 宽带无线接入
与4G相匹配的无线接入方式非常丰富，主要有以下十
几种。
2.2.1 无线局域网(WLAN)
目前有两大技术体系。一种是基于IEEE802.11协议标
准体系；另一种是由CEP T制订的低HIPerL AN标准体系。
该系统由移动终端MT通过接入点AP接入固定通信网络。
2.2.2 无线网状网(Wirelessmesh)
由于W LA N接入点的覆盖范围很小，仅限于几百米，如
移动通信和无线接入技术
发展与频率需求分析
许小亚/湖北省长途电信传输局（湖北·430034）
40 2008 No.2 许小亚/移动通信和无线接入技术发展与频率需求分析
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扩大覆盖范围，造价成本倍增。为此，无线网状网的思路应
运而生，它的接入点的覆盖范围可延伸到十几公里或更远。
2.2.3 无线个域网(WPAN)
能在便携式电器和通信设备之间进行短距离“特别连
接”的一种通信网络。WPAN的覆盖范围一般在半径为10米
范围之内，比无线局域网(WLAN)的服务范围要小。
W PA N的应用主要有两大类：一是涉及大宗数据文档
传送；二是涉及实时视像和声讯。
2.2.4 本地多点分配系统(LMDS)
一种特殊的点对多点微波系统。采用了无线小区制技
术，是一种宽带固定无线接入技术。它具有更高的带宽和双
向数据传输的特点，传输容量可与光纤比拟。可提供电话业
务、高速数据业务、视频业务和综合多媒体等宽带业务。
2.2.5 多点多信道分配系统(MMDS)
以视距传输为基础的图像分配传输技术。M M DS能够
作为IP、TDM和帧中继等网络的宽带无线接入解决方案。可
实现语音通信、Internet接入、本地用户大容量数据交换、
数据广播、高清晰度电视信号业务传输。还能支持用户终端
业务、补充业务、GSM短信息业务和各种GPR S通信业务。
MMDS技术将会比其他通信技术更容易升级。
2.2.6 不可见光纤无线系统
一种采用连续点串接网络结构组成自愈环工作的宽带
无线接入系统。具有SDH自愈环的高可用性能和无线接入
的灵活配置特性。系统采用环行拓扑结构，在对其进行扩容
时可以分拆环或在POP点增加新环。系统的频谱效率很高，
经营者可重复使用一对射频信道给业务区的所有用户提供
服务。
2.2.7 自由空间光系统(FSO)
自由空间光系统是光纤通信技术与无线通信技术的结
合，采用光纤传送通信信号，大气为传送媒体，而不是用光
纤做媒体。FSO的组网可以有三种拓扑方式，即：点到点、
点到多点(星形)和网状网结构，也可以采用混合组网。
2.2.8 卫星通信
在我国庞大复杂的地理条件下，采用卫星通信技术是
一种有效的方案。利用卫星的宽带IP多媒体广播技术，可解
决Internet宽带的瓶颈问题。由于卫星通信具有覆盖而大、
传输距离远以及不受地理条件限制等优点，将卫星通信作
为宽带接入网技术，将有更大的发展前景。
2.2.9 超宽带(UWB)无线技术
一种低功率无线电技术，可提供短距离高速无线连接。
可将所有的电子设备如个人数字助理、电视、DVD播放机等
以快速高效的方式连接在一起，通信距离和通信能力远远
超过蓝牙技术。
2.2.10 蓝牙技术
一种短距离无线连接技术。适用于提供低成本的短距
离无线连接解决方案，如对电话、耳机、PC机及键盘和鼠标
实现无线连接。
2.2.11 无线虚拟网(VPN)
基于宽带无线技术组建。VPN使用的协议主要分隧道
协议和其他相关协议两种，采用不同协议可以组建不同级别
的VPN。根据VPN设备在网络中安装位置的不同，有基于用
户端设备的VPN和基于网络的VPN两种建设方式。
2.2.12 Wi-Fi技术
即无线保真度，也是一种短距离无线连接技术，无线
传输距离为25至50米，在户外可达330米。通过Wi-Fi网络，
不用线缆，可以实现计算机互相链接，链接计算机上互联
网，可将桌面电脑、以及PDA连接起来，共享服务器和打印
机等外围设备。
基于IEEE802.11系列标准，使用IEEE802.1lb或802.1la
无线电技术以提供安全、可靠、快速的无线连接，使用
IEEE802.3或以太局域网的架线。
2.2.13 无线城域网
以WiMAX为代表，全称为World Interoperability for
Microwave Access，即微波接入全球互通。WiMAX的另一
个名字是IEEE 802.16，是针对微波和毫米波频段提出的一
种新的空中接口标准。可作为线缆和DSL的无线扩展技术，
从而实现无线宽带接入。由于美国的支持和提议，在2007年
11月的世界无线电通信大会上，讨论了其是否作为3G标准
或准4G无线标准之一。由于频率规划未得到统一，可能委
身于3G频段，我国曾明确表示反对。
三、频率规划的需求分析
3.1 未来技术或业务的频率需求
以上13种技术或者业务，在频率方面的需求见下表：
序号业 务工作频率备 注
1
4G核心网络（蜂窝系
统）
2-8GHz
目前无正式的规划，
预计采用OFDM技术
更高效使用频率资源
2 无线局域网（WLAN）
5GHz( IEEE802.11a标
准)
2.4GHz( IEEE802.11a
标准)
3 无线网状网（MESH）
2.4GHz开放频段，
还有4.9GHz、
900MHz、400MHz等
专用频段
商用,工作频率可以
根据用户的需求定制
4 无线个域网（WPAN） 2.4GHz开放频段
5
本地多点分配系统
（LMDS）
24/26GHz-38GHz
许小亚/移动通信和无线接入技术发展与频率需求分析2008 No.2 41
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6
多点多信道分配系统
（MMDS）
2-5GHz
7
不可见光纤无线系统
（Invisible Fiber）
28GHz、29GHz、
31GHz和38GHz
8 自由空间光系统（FSO） 不占用无线频谱资源以大气为传送媒体
9
卫星通信（Satellite
Communications）
C波段(4／6GHz)，
KU波段(11／
14GHz)，Ka波段(20
／30GHz)
KU波段为重点
10
超宽带无线技术
（UWB）
3.1GHz-10.6GHz
11 蓝牙技术(Bluetooth) 2.4GHz开放频段
12 无线虚拟网（VPN） 2.4GHz开放频段
13 无线保真(Wi-Fi) 2.4和5千兆赫
14 无线城域网（WMAN） 2GHz-11GHz
以WIMAX为例，尚
未统一标准
3.2 当前的频率规划
目前，对于移动通信和无线宽带接入业务，我国已经完
成了六个频段的规划：
第一个频段是1 .8 G H z，频段2 0 M，目前应用技术是
SC D M A，主要用于公众网的无线接入，也可以用于本地专
用网。
第二个频段是W L A N或WiFi，工作在2.4 G H Z上，不是
通信频段，但是，通过申请后，点对点微波可受保护。
第三个频段是3.5GHz，规划为宽带无线接入，通过信息
产业部招标的方式，分配给基础电信运营商，该频段目前是国
际上WIMAX和包括WIMAX在内的无线接入的主流频段。
第四个频段是5.8GHz，原则上分配给公众电信运营商
使用。按照国际规定，也不是通信频段，但由于，局域网得
到广泛应用，可以互联的空中结构协议越来越大，已变成电
信服务的手段，可用于WLA N和其他的设备，此频段上还有
无线电定位业务。
第五个频段是26GHz，规定提供给无线宽带接入，上下
行加起来2000M，目前，主要给基础运营商。基本上用于市
区传输。
第六个频段是第三代移动通信频段，第三代通信的含
义既是宽带，同时也是一种接入，除了 提供给WC D M A、
CDMA2000、TD，还有卫星业务。
另外，我国近期考虑的宽带无线接入频段有两部分：
3.3G和2.6G。
3.3GHz频段，从3300-3400MHz，用于公众或专用网宽
带无线接入，目前没有正式颁布，仅仅限于无线接入系统与
无线定位系统电磁兼容分析和频率共用试验。
2.6GHz频段，从2500-2690MHz，按照2003年世界无线
电通信大会决定，将该频段划为第三代通信3G扩展频段，
目前各国尚无定论。
3.3 未来的频率规划
从上分析可见，面对通信及相关技术的发展，我们应进
一步或者重点研究“无线局域网、多点多信道分配系统、本
地多点分配系统、超宽带无线技术、无线城域网、不可见光
纤无线系统”的频率规划问题。
目前，各国无线电管理机构面临的主要问题是频谱资
源稀缺，而无线电应用需求巨大，频谱需求和供应之间的矛
盾日益突出。越来越多的国家认识到，无线电频谱政策必须
作相应的调整，使之适应新技术发展和市场业务需求，充分
发挥高效频谱利用技术的潜力。我们应当积极推动无线电
新技术、新业务的发展，包括出台对3G和后3G网络频率的
规划以及对各种新兴宽带接入技术的鼓励政策。在规划新
业务、新技术的频谱需求时，在考虑无线电设备的可供性及
技术的可操作性的基础上，要深入研究各类业务之间、同类
业务不同体制之间的电磁兼容性和频率共用的可能性，还
要综合考虑技术的成熟度、先进性和可靠性，尽量支持频
谱利用率高、协议开放的通信方式。
频率资源的特殊性，决定了频率规划既要做到符合国
情，又要尽量与国际频率划分一致、与国际标准接轨。“三
流企业卖产品，二流企业卖技术，一流企业卖标准。”从
TDD的推进经验看，必须加大力度，积极鼓励具有自主知
识产权的无线标准出台，通过频率规划，支持有自主知识产
权的通信技术及其民族产业，在参与国际合作与竞争中，快
速发展。
参考文献
［1］《中华人民共和国无线电频率划分规定》（信息产
业部令第40号）
［2］陈如明，进入21世纪的全球无线通信，电信科学，
No.1，2000
［3］刘元安，未来移动通信系统概论，北京邮电大学
出版社
［4］中国宽带无线技术的发展走势分析，中国网管联
盟
作者简介
许小亚（1969—），男，华中科技大学M BA，湖北省长
途电信传输局。先后从事过无线电技术、无线电集群通信
系统维护、无线电监测与管理等工作。
42 2008 No.2 许小亚/移动通信和无线接入技术发展与频率需求分析