无线接入技术

8.2.2　无线接入技术

伴随着因特网蓬勃发展的步伐，另一种联网方式已经从悄悄发芽到成长壮大，这就是无线接入技术。摆脱线缆的困扰，随时随地接入，已经成为运营商、厂商以及用户的共同目标。无线接入技术有多种形式，所服务的领域也各不相同。

1.GSM接入技术

全球可移动通信系统(GSM，global systems for mobile communications)主要用于语音通信，但若用带有特殊调制解调器的便携机，亦可进行数据通信。其缺点，一是基站之间的接管相当频繁，每次接管会导致300ms数据的丢失;二是GSM的错误率较高;三是由于按接通的时间计费而不是按传送的字节收费，所以花费很大。解决的方法之一是采用蜂窝数字分组数据CDPD。

GSM是目前个人通信的一种常见技术。它用的是窄带TDMA，允许在一个射频上同时进行8组通话。它是根据欧洲标准而确定的频率范围在900～1800MHz的数字移动电话系统，频率为1800MHz的系统也被美国采纳。GSM是1991年开始投入使用的，到1997年底，已经在100多个国家运营。GSM有较强的保密性和抗干扰性，音质清晰，通话稳定，并具备容量大、频率资源利用率高、接口开放、功能强大等优点。

2.CDMA接入技术

码分多址访问(CDMA，code division multiple access)与GSM一样，也属于一种比较成熟的无线通信技术。CDMA采用展频技术，所谓展频就是将所想要传递的信息加入一个特定的信号后，在一个比原来信号还大的宽带上传输开来。当基地接收到信号后，再将此特定信号删除还原成原来的信号。这样做的好处在于其隐密性与安全性好。与使用TDM的竞争对手(如GSM)不同，CDMA并不给每一个通话者分配一个确定的频率，而是让每一个频道使用所能提供的全部频谱。CDMA数字网具有高效的频带利用率和更大的网络容量等优势。

CDMA技术早已在军用抗干扰通信研究中得到广泛应用，1989年11月，Qualcomm在美国的现场试验证明CDMA用于蜂窝移动通信的容量大，经理论推导其为AMPS容量的20倍。1995年中国香港和美国的CDMA公用网开始投入商用。1996年韩国用自己的CDMA系统开展大规模商用，头12个月发展了150万用户。1998年全球CDMA用户已达500多万，CDMA的研究和商业进入高潮。有人说1997年是CDMA年。美国已拍卖的2958个PCS经营许可证中，CDMA占51%，D-AMPS占20%，GSM占28%。1999年CDMA在日本和美国形成增长的高峰期，全球的增长率高达250%，用户已达2000万。

中国大陆CDMA的发展并不迟，也有长期军用研究的技术积累，1993年国家863计划已开展CDMA蜂窝技术研究。1994年Qualcomm首先在天津建成技术试验网。1998年具有13万用户容量的长城CDMA商用试验网在北京、广州、上海、西安建成，并开始小部分商用。联通也计划在广东、北京、天津、上海等地建CDMA商用试验网。

韩国CDMA数字蜂窝移动通信在政府的强有力的组织下，得到了迅猛的发展。CDMA网络运营仅一年多便发展到400万用户，其用户密度远高于我国用户密度最大的珠江三角洲地区。韩国CDMA网络运行正常，笔者曾在韩国多次用CDMA的蜂窝和PCS手机、WLL电话打回国内，呼通率高，语音清晰，未发生过掉话断线(包括高速公路上)。韩国CDMA的运营情况，充分证明了CDMA技术是成熟的，其系统容量和话音质量较目前其他蜂窝系统(GSM、TDMA、PDC、TACS、AMPS)是最优的。

据预测，未来几年CDMA将以超过100%的增长速度发展，远快于GSM40%的发展速度。韩国CDMA运营仅一年，即超过模拟网AMPS的200万用户;日本CDMA在2000年超过PDC;美国CDMA在2002年达到4200万用户，超过AMPS的3600万用户、D-AMPS的2200万用户和GSM的1100万用户，成为全美最大的蜂窝系统。2002年，全世界的CDMA已由原先仅占蜂窝系统2%的比例提高到18%，成为第二大蜂窝系统;占第一位的是GSM，其份额将由原先的32%升至45%，而模拟系统将由原先的48%下降至15%。

无线通信在未来的通信中起越来越重要的作用，CDMA将成为21世纪主要的无线接入技术。W-CDMA较W-TDMA有更多优越性，W-CDMA将成为目前各种第二代移动通信系统(GSM、IS-95、PDC等)的交会点，发展成第三代系统，但未来的统一将要经过一个艰苦的过程。目前欧美都在进行GSM与CDMA的兼容试验，用GSM的网络以CDMA的空中接口，其网络试验在英国进行，Qualcomm已研制出GSM/CDMA双模手机样机。未来的第三代多模式蜂窝移动通信系统将以ATM为平台，它不仅兼容第三代的W-CDMA、UMTS和cdmaOne，而且还兼容第二代的GSM和IS-95。

3.GPRS接入技术

相对原来GSM的拨号方式的电路交换数据传送方式，GPRS(general packet radio service)是分组交换技术。由于使用了“分组”的技术，用户上网可以免受断线的痛苦。此外，使用GPRS上网的方法与WAP并不同，用WAP上网就如在家中上网，先“拨号连接”，而上网后便不能同时使用该电话线，但GPRS下载资料和通话是可以同时进行的。从技术上来说，声音的传送(即通话)继续使用GSM，而数据的传送便可使用GPRS，这样的话，就把移动电话的应用提升到一个更高的层次。而且发展GPRS技术也十分“经济”，因为只须沿用现有的GSM网络来发展即可。GPRS的用途十分广泛，包括通过手机发送及接收电子邮件、在互联网上浏览等。目前的GSM移动通信网的传输速度为8.6Kbps，GPRS手机在推出时已达到56Kbps的传输速度。除了速度上的优势，GPRS还有“永远在线”的特点，即用户随时与网络保持联系。

4.EDGE接入技术

EDGE(enhanced data rates for GSM evolution)接入技术是一种有效提高GPRS信道编码效率的高速移动数据标准，它允许高达384Kbps的数据传输速率，可以充分满足未来无线多媒体应用的带宽需求。EDGE提供了一个从GPRS到第三代移动通信的过渡性方案，从而使现有的网络运营商可以最大限度地利用现有的无线网络设备，在第三代移动网络商业化之前提前为用户提供个人多媒体通信业务。由于GDGE是一种介于现有的第二代移动网络与第三代移动网络之间的过渡技术，因此也有人称它为“二代半”技术。EDGE同样充分利用了现有的GSM资源，保护了对GSM作出的投资，目前已有的大部分设备都可以继续在EDGE中使用。

5.WCDMA接入技术

WCDMA(wideband code division multiple access)技术能为用户带来最高2Mbps的数据传输速率，在这样的条件下，现在计算机中应用的任何媒体都能通过无线网络轻松传递。WCDMA的优势在于:码片速率高，有效地利用了频率选择性分集和空间的接收与发射分集，可以解决多径问题和衰落问题，采用Turbo信道编解码，提供较高的数据传输速率。FDD制式能够提供广域的全覆盖，下行基站区分采用独有的小区搜索方法，无须基站间严格同步。采用连续导频技术，能够支持高速移动终端。相比第二代的移动通信技术，WCDMA具有更大的系统容量、更优的话音质量、更高的频谱效率等优势，而且能够从GSM系统进行平滑过渡，保证运营商的投资，为3G运营提供了良好的技术基础。

6.3G通信技术

在上述通信技术的基础之上，无线通信技术将迈向3G(third generation)通信技术时代。该技术又称为国际移动电话2000。该技术规定，移动终端以车速移动时，其传输数据速率为13.4Kbps，室外静止或步行时速率为384Kbps，而室内为2Mbps。但这些要求并不意味着用户可用速率就可以达到2Mbps，因为室内速率还将依赖于建筑物内详细的频率规划以及组织与运营商协作的紧密程度。然而，由于无线LAN一类的高速业务的速率已可达54Mbps，在3G网络全面铺开时，人们很难预测2Mbps业务的市场需求将会如何。

7.4G通信技术

在3G技术还没有最终成型时，人们又开始提到4G(beyond 3G)技术。该技术目前还只有一个主题概念，就是无线互联网技术。可以肯定的是，随着互联网高速发展，4G也会继续高速发展。电脑日趋小型化、简便化，最终将所有技术整合为一个类似PDA的产品。卫星通信和空间技术会成为常规技术。而流动通信应用的相关技术，如更高频宽的应用、智能信号处理技术、业务功能综合能力、网络技术及卫星技术等亦急速发展。4G技术与3G技术相比，除了通信速度大为提高之外，还可以借助IP进行通话。4G在业务上、功能上、频宽上均有别于3G。在不久的将来，应该能将所有无线服务联合在一起，能在任何地方接入互联网，包括卫星通信、定位定时、数据收集、远程控制等综合功能。