------------------------------------------------------------------------------------Ⅰ Abstract ------------------------------------------------------------------------------- Ⅳ 致谢 导师及作者简介吉林大学硕士学位报告 1 第1章 绪论 1.1 LMDS 技术应用概况介绍 LMDS 是一种微波宽带业务，它工作在微波频率的高端（20GHz～40GHz 频 段），组网灵活方便、使用成本低，是一种非常有前途的宽带固定无线接入解 决方案。它可在较近的距离(2～10 公里)点对多点双向传输话音、视频和图像 信号等多种宽带交互式数据及多媒体业务，支持 ATM、TCP/IP、MPEG2 等标准。 目前 LMDS 已被欧洲、北美及亚洲的许多国家所采用。日本、韩国、美国、 加拿大以及欧洲等国家和地区已在进行 LMDS 商用网的建设。在美国科学界和 产业界的大力推崇下，美国联邦通信委员会（FCC）已将高速宽带无线接入网 作为美国进入新世纪的一项重要的研究开发与产业制造项目。为了推动 LMDS 系统的发展，美国联邦通信委员会（FCC）在 1998 年发布了一系列推广和使用 LMDS 的优惠措施，各电信厂商积极进行 LMDS 的深入研究和开发。1999 年 1 月 7 日，世界上第一套商用 LMDS 系统在 WinStar 公司投入商业运行。 LMDS 产品的技术特点主要有以下几个方面：第一，可提供极高的通信带 宽。LMDS 工作在 26GHz 微波波段附近，可用频带为 1GHz 以上，比 DBS（500MHz） 等技术宽得多。理论上可以提供所有业务，并可以支持所有的话音和数据传输 标准。第二，蜂窝式的结构配置可覆盖整个城域范围。LMDS 属于无线访问的 一种新的形式，典型的 LMDS 系统利用地理上分散的类似蜂窝的配置。它由多 个枢纽发射机（或称为基地站）在一定范围的服务区管理用户群，每个发射机 经点对多点无线链路与服务区内的固定用户通信。每个蜂窝站的覆盖区为 2～ 10 公里，覆盖区可相互重叠。每个蜂窝的覆盖区又可以划分为多个扇区，可 根据需要在该扇区提供特定业务或服务。第三，LMDS 可提供多种业务。LMDS 系统可提供高质量的话音服务，而且没有延迟，用户和系统之间的接口通常是 RJ－11 电话标准，与所有常用的电话接口是兼容的。LMDS 还可提供低速、中 速和高速数据业务。在提供高速数据业务（2Mbps～155Mbps）时要有 100Mbps 的快速以太网和光纤分布数据接口（FDDI）等。第四，LMDS 能提供模拟和数 字视频业务，如远程医疗、高速会议电视、远程教育、商业及用户电视等等。 在我国，LMDS 的研制开发和应用也已经起步。作为一种新兴的宽带无线 接入手段，LMDS 为新兴的网络服务商提供了经济、快速、宽带大容量双向数 据传输手段。为运营商“在最后一公里”宽带接入和交互式多媒体应用提供了 经济和简便的解决方案，有着广阔的市场前景。第 1 章 绪论 2 无线接入运营商应根据市场定位和用户特点来进行系统设计和规划，进行 必要的市场调查，选择合适的业务进行推广。高速因特网接入、数据传输和视 频图像等业务的发展将为宽带无线接入提供良好的发展契机。LMDS 正带来的 全球机遇，在掀起 LMDS 浪潮的美国，1998 年的 LMDS 频谱拍卖后，涌现出一 批原来在通信领域没有名气甚至没有出现过的公司名称，如 NEXTBAND Communications、Windstar 等。前者是拍卖中最大的赢家，其许可证的人口 覆盖范围达全美的 90％。后者则占先机，于 1998 年年底开始了商用业务，新 的公司及服务的出现，给用户带来了更多的选择，丰富了通信市场。 在其他国家和地区，LMDS 也受到不同程度的关注。很多人认为，对 LMDS 来说最大的生存空间是在基础设施不很发达的国家，尤其是在企业没有得到服 务的发展中国家。很多国家缺乏光纤线路，导致了大企业没有高速的业务接入。 即使是光纤业务可以提供了，但对于更多的中小型企业来说其价格无法承受。 作为无线宽带接入代表的 LMDS 自然受到重视。巴西、阿根廷和一些东欧国家 相继进行试验或频率的分配。 同时 LMDS 正给设备制造商带来新的盈利点，宽带无线市场对无线设备制 造商和数据交换机提供商都是新的机遇。如阿尔卡特公司、Cisco 系统公司也 致力于与无线设备提供商进行合作，除了这些本就有很好发展的 IT 业公司找 到了新的盈利点外，一批生力军随着 LMDS 的推广也进入了众多商家早已充分 关注的电信市场。 1.2 研究的目的和要求 这个课题是针对 LMDS 传输方式在吉林省气候环境下使用的可行性，及对 吉林移动相关业务支持的实效性的一次商用试验，通过商用试验主要解决以下 问题： 1、 评估在吉林省气候条件下，雨衰对 LMDS 系统的影响，得出是否适宜在吉 林省应用 LMDS 系统的结论。 2、 探索利用 LMDS 技术承载业务模式，为吉林移动判断是否在下一步业务发 展中以 LMDS 为手段提供依据与技术业务模型。 3、 研究提出 LMDS 的服务质量要求和测试方法，为日后的维护与建设积累经 验。吉林大学硕士学位报告 3 4、 研究 LMDS 无线接入技术在各种业务类别及组网条件下的频率需求情况， 并提出建议。 1.3 报告的意义 该报告研究的内容为吉林移动决定引入 LMDS 系统作为“最后一公里”接 入传输方式，提供理论与实践两个方面的依据，具有一定的现实意义与实用价 值。 1.4 报告主要内容及主要工作 第 1 章首先介绍报告主要内容和报告的意义。第 2 章中对 LMDS 接入方式 及试验选用设备性能进行了性能分析。第 3 章进行了试验网组网设计，并对设 计方案进行了分析。第 4 章至第 5 章对系统性能和功能、雨衰对系统的影响进 行了研究。由于该研究项目的最终目的是为了可以使用 LMDS 系统作为支撑业 务发展的手段。第 6 章中侧重分析与设计了 LMDS 系统支撑各类业务时的组网 模式。第 7 章进行总结，提出结论及 LMDS 系统是否可以用于吉林移动业务发 展的建议。 为及时完成该项目研究，本人查阅了大量中英文欧亿·体育（中国）有限公司，结合移动通信网系 统的现状，主持了项目的管理与总体设计，参与测试工作，并独立完成了分析 工作。第 2 章 LMDS 接入方式及试验选用设备性能分析 4 第2章 LMDS 接入方式及试验选用设备性能分析 2.1 LMDS 接入技术与其它接入技术的比较 [17][21][25] 近年来，电信市场的开放和通信与信息产业的快速发展以及用户对信息技 术和网络服务需求的不断增长，促使传统的电信业务从话音向数据、图像等多 媒体业务转移。这种发展趋势使得电信市场中宽带接入技术和设备得到迅猛的 发展。为了满足用户的需要，各种高速率的接入方式也不断涌现，如光纤电缆 混合网（HFC）、绞对数字用户线（xDSL）、电缆调制解调器、光纤网、直播卫 星系统（DBS）和本地多点分配业务 LMDS 系统、3.5G 固定无线接入系统等。 而宽带固定无线接入系统 LMDS 因其能为运营商提供经济、快捷和有效的网络 服务近几年异军突起，处于有利的发展地位。 下面仅对其中 2 种较为典型的接入方式---光纤接入和 3.5G 固定无线接 入，进行比较分析。 2.1.1 LMDS 接入与光纤接入的比较 在具体的应用方面，LMDS 除可以代替光纤迅速建立起宽带连接外，利用 该技术，还可建立无线局域网以及 IP 宽带无线本地环，产品的发展前景非常 广阔。 在投资方面，LMDS 具有网络建设投资少，开通快，建设周期短，运营成 本低的特点。虽然 LMDS 设备的价格（每 Mbps 的成本）一般为光纤接入的 3~5 倍，但是对于用户业务需求密度较高管道铺设难度较大的地区，由于节省了中 间介质的投入，例如管道建设方面的投入、昂贵费时的市政工作等，据一般估 算，其投资要比建立光纤接入低 20％左右，可以在极短的时间内开通。网络 扩容也比其他宽带接入手段方便，可减少设备的过量配置，组网机动灵活且易 于管理。而且由于是无线接入设备，搬迁方便，最大限度地降低了由于用户需 求发生变化所引起的设备投资沉淀。此外，LMDS 系统的用户端设备相对简单， 也是该技术的一个明显优势。 鉴于以上特点，LMDS 业务定位主要是中高业务密度区域企业和小区的用 户业务接入。首先，LMDS 可作为固定网运营部门迅速满足用户对宽带接入的 需求，可进行视像和高速数据及 IP 业务的传输，同时可作为光纤接入网的补 充；其次，LMDS 还可作为新的电信运营商包括移动通信运营商进行快速组网吉林大学硕士学位报告 5 的有力手段；第三，LMDS 也可用于广播电视领域进行视像传输。 在光纤接入资源较为丰富的地区，可利用 LMDS 作为光纤接入的补充、延 伸和过渡，作为市场竞争的有效手段；在光纤接入资源较为缺乏的地区，LMDS 是解决容量需求问题、快速接入业务的有效手段。 2.1.2 LMDS 接入与 3.5GHz 固定无线接入的比较 26GHz LMDS 与 3.5GHz 固定无线接入系统在一些主要特性方面的比较，详 见下表 2.1。 表 2.1 特性比较表 LMDS (24.5 - 27G) 3.5G 可用频率资源 1008 MHz X 2 30MHz X 2 频率许可证带宽（典型） 112 MHz X 2（许可证：4 对 28MHz 信道） 7/10.5/14 MHz X 2 （许可证：2/3/4 对 3.5MHz 信道） 中心站覆盖半径（典型） 4 km 10 km 中心站覆盖面积（典型） 32 km 2 314 km 2 中心站扇区划分（典型） 4 个 90 o 扇区 6 个 60 o 扇区 网络规划方法（典型） 多个中心站，蜂窝组网 单个中心站 中心站容量（典型值， QPSK） 480 Mbps （许可证：4*28MHz 信道） 96 Mbps （许可证：4*3.5MHz 信道） 覆盖区域平均流量 < 15 Mbps/ km 2 < 0.3 Mbps/ km 2 适用场合 城区、近郊（中高用户密度， 中高流量） 近郊，远郊，乡镇（低用户密度， 低流量） 在投资方面，LMDS 与 3.5G 固定无线接入系统中心站设备投资在扇区和载 频数相等的情况下基本相当，且 LMDS 中心站设备接入业务容量较高；LMDS 系 统端站设备投资略高于 3.5G 固定无线接入系统，但 LMDS 端站设备接入业务容第 2 章 LMDS 接入方式及试验选用设备性能分析 6 量较高，因而单基站每 Mbps 的成本基本相当。由于 3.5G 固定无线接入系统频 段较低，抗衰落性能优于 26G LMDS 系统，因而覆盖半径及覆盖面积较大，单 位覆盖面积的设备投资较低，但覆盖区域平均业务流量较低。另外值得一提的 是，由于 3.5G 固定无线接入系统频段资源有限且覆盖面积较大，因此一般须