论文研究-利用Wi-Fi与WiMAX组网建设无线城市 .pdf

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利用Wi-Fi与WiMAX组网建设无线城市,林若洲,宋美娜,迄今为止,全球很多城市都已制定了无线城市计划,有的已经开始部署甚至于已经建成。基于Wi-Fi与WiMAX的混合组网方案,具有广覆盖,��
山国武技论文在线 http:/www.paper.edu.cn 表2IEEE80216系列标准 802.16 802.16d 802.16c 固定模式 固定模式便携模式 移动模式 频段 10-66GHz 2-66 GHZ 2-6 GHZ LoS(Line of sight NLOS (Non Line of 传输条件 LOS +NLOS Only) Sight 6-10km 小区半径 <5 km 几km 最大50km 传输速率 32-134Mbps 75 Mbps 30 Mbps (理论值)(28Hz信道带宽)(20MHz信道带宽)(10MHz信道带宽) 规范完成 2001年12月 2004年10月 2005年12月 时间 由以上分析可知,802.16系列标准的特点是较高的带宽和远距离传输。 WIMAX技术推 出的时间尚短,并未形成相当的应用、产业和市场规模,普及尚需假以时日。因此,目前可 将 WIMAX作为无线城市中的回程子系统,适用于W-FiAP与光纤点之间无法布线的场合 4.WiFi与 WIMAX组网方案 由以上分析可知,利用Wi-Fi与WiMAⅩ(802.16d)组建无线城市,可以结合他们各自 的技术特点,达到优势互补效果,建设出·张能够最大限度地利用城市现有的基础设施资源, 且用户使用感受良好的无线宽带城域网:整个网络由3部分组成,包括接入了系统、回程了 系统和m骨干网络:利用Wi-Fi作为最后100米接入,以 WIMAX(802.16d)作为WiFi 无线热点覆盖的延伸和冋程子系统,IP骨干网终则采用现有的城域光纤网:整个网终随技 术的演进未来将实现与2/34G通信网的互联互通 Interne 接入 回程 城域骨干网 图2“无线城市”组网结构图 山国利技论文在线 http://www.paperedu.cn 在接入子系统屮,由于单个的wⅰ-FiAP覆盖范围有限,因此通过采用Mcsh(网状网 技术来扩大覆盖范围。Mcsh是一种新型的无线网络技术。在无线Mcsh网终中,任何无线 设备节点都可以同时作为AP和路由器,网络中的每个节点都可以发送和接收信号,每个节 点都可以与一个或者多个对等节点进行直接通信。这种结构对于建设无线城市的好处在于 节省投资,部岩方便 无线Mesh网络省去了AP之闩的布线需求。在无线Mesh网络里,如果需要添加新的 AP,只要将它接上电源就可以了。新AP可以自动进行自我配置,并确定最佳的多跳传输路 径 网络稳定性髙 无线Mesh网络具有 ad hoc网络所特有的冗余机制和重新路由功能。AP和AP之间由 于无线互联形成网终。该网终拥有多条路径可构成闻路,成为一个动态网终,如果某一个路 径失败,可以切换到另外一条路径上,不会造成网络的中淅。比如当最近的AP由于流量过 大而导致拥塞或者由于故障而无法工作的话,那么数据可以自动重新路由到一个流量较小 正常工作的邻近节点进行传输 采用wi- Fi mesh技术进行络部属时,可以选择不同的尢线频段资源,只体如下表: 表3不同模式的Mesh组网 单模Mesh 双模Mesh 多模Mesh 采用2.4G频段做终端接|采用24G频段做终端接入 采用24G丌放频段,使 入,AP互联采用另个AP互联采用另外频段的两 做法|用同一全向天线既做终 频段的某个频率,如个甚至更多频率,如3:5G 3.5G、49G、5.8G频段。4.9G、58G频段。终端接入 端接入,又做AP互联 终端接入和AP互联采用和AP互联采用不同的天 不同的天线。 线 优点「实现相对简单,占用频率统谷量较大,AP互联|系统容量最大,AP互联的 的传输效率较高,支持的传输效率最高,支持的空中 资源少 空中跳数较多。 跳数最多。 系统容量最小,AP互联 缺点的传输效率较低,支持的占用频率资源较多。 占用频率资源最多。 空中跳数最少。 5.无线城市的演进与融合 目前,WiMAⅩ正在发展对移动性的支持,IEE也正在积极发展802.16e。802.l6d是 一种固定无线接入技术,而802.16e是一种移动宽带无线接入技术,支持车速移动120km/ h,提供速率为几十兆比特每秒的宽带接入,覆盖范围一般在几公里之内。 同时IEE也正在研究一项无线传输新标准一一802.16m。新标准至少还需一到两年才 能出台。该标准后的无线数据传输峰值速率可达1Gb/s,在快速移动状态下的传输速率可达 100Mb/s。新标准之所以能达到以上速率,主要归功于MMO(多输入多输出)技术。802.16m 标准将个属于 WiMAX标准,但可以在两个标准之间建立一个共享平台。 80216和802.16m标准都具备后向兼容的能力,而802.16m标准还可以兼容未来的4G 标准网络。因此,随着 WiMAX技术的发展与成熟、 WIMAX终端产品的逐渐普及,可以预 测“无线城市”将由Wi-Fi逐步向 WIMAX演进,并由802.16d向802.l6e、802.16m演进, 山国武技论文在线 http://www.paper.edu.cn 结合 WiMAX MeSh进行覆盖,最终与4G相融合。下图为各和无线技术的演进示意图 Mobility 1995 2000 2005 2010+ 4G 3G+ High (MT2000) 2G WPAN Mediuml (Digital) 1G (Analog WB Wi Bro/ 802.16e JJTACS/NMT 802.16 speed 802.11n 0211ag 802.11b Data 14.kBps 144Kbps 384Kbps <100Mbps Rate 图3“无线城市”技术演进图 6.结论 本文给出了一种利用Wi-Fi和 WiMAX技术建设“无线城市”的组网技术方案,结合了 他们各自的技术特点,达到了优势互补的结果。未来的无线通信技术一定是朝着移动化,宽 带化,IP化的方向发展,而未来的无线网络一定是各种无线技术相融合的网络。这些无线 技术将借助第三方IMS系统进行固定和移动的融合,发挥各自的优势,形成多层次的无线 树络环境。 参考文献 [1]觉大伟.基于 Wi-Fi mesh组网的无线城市建设的研究[D],北京:北京邮电大学,2008 [2]李响.中国无线城市兗竞逐寻找信息社会捷径OL]htp:www.cctime.com/htm2007-10-1200710110185 21429htm.2007年10月1日 [3]刘乃安.《无线局域网(WLAN原理技术与应用》[M.西安:西安电子科技大学出版社2004 [4]eNet硅谷动力.什么是MIMOIOL].htt:/www.enet.com.cn/article/2007/0122/A20070122406471.shtml 200701-22 [5]中国通信网.国砾4G候选标准明年待审.hup:/ww.c14 net/zhuanti simple/index html/2007928152049 htm.2007 山国武技论文在线 http://www.paper.edu.cn Construction of the Wireless City Adopting wi-Fi and WIMAX Ruozhou lin, Meina Song Beijing University of Post and Telecommunications PCN&CAD Center (100876) Abstract So far, many cities in the world have made a"wireless city?" plan, and some of them have already constructed it. However. because of the technical limitations. the existing traditional cellular communications systems are not able to provide the high- bandwidth services which the wireless city needs. This paper proposed a method of the wireless city construction adopting W1-F1 and WiMAX, which has several advantages as wide coverage, high-bandwidth and flexible adjustment. In this paper the author analyzes the wi-Fi and WiMAX technology first from the network structure and frequency allocation, then gives the solution of the wireless city construction, and in the final analyzes the evolution of the wireless city Keywords: Wi-Fi, WiMAX, Mesh, Wireless city

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