无线接入技术模板(10篇)

导言：作为写作爱好者，不可错过为您精心挑选的10篇无线接入技术，它们将为您的写作提供全新的视角，我们衷心期待您的阅读，并希望这些内容能为您提供灵感和参考。

篇1

中图分类号：G642.0 文献标识码：C DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2013.23.125

1 家庭组网技术的未来

UWB通过在较宽的频谱上传送极低功率的信号，能在10米左右的范围内实现数百Mbps至数Gbps的数据传输速率。UWB具有抗干扰性能强、传输速率高、带宽极宽、消耗电能小、发送功率小等诸多优势，主要应用于室内通信、高速无线LAN、家庭网络、无绳电话、安全检测、位置测定、雷达等领域。

UWB具有如下技术特点：

第一，带宽高。

UWB使用的带宽在1GHz以上，高达几个GHz。超宽带系统容量大，并且可以和窄带通信系统同时工作而互不干扰。

第二，抗干扰能力强。

UWB采用跳时扩频信号，与IEEE802.11a、IEEE802.11b和蓝牙相比，在同等码速条件下，UWB具有更强的抗干扰性。

第三，能耗少。

UWB不使用载波，只是发出瞬间脉冲电波，也就是直接按0和1发送出去，并且在需要时才发送脉冲电波，能耗大大降低。

第四，保密性好。

采用跳时扩频，接收机只有已知发送端扩频码时才能解出发射数据；系统的发射功率谱密度极低，用传统的接收机无法接收。

2 常用家庭宽带无线接入解决方案

为了达到没有家庭信号盲区的要求，无线组网技术利用无线路由或无线AP实现家庭的无线覆盖，实现多个移动终端的数据传输与共享。从家庭网络的组网结构、无线设备的设置方法及特定适用环境等三方面进行研究。

2.1 单一无线路由组建移动家庭网络

该方案采用单个TOTOLINK N200R型无线路由器组建星型无线家庭网络。移动终端可通过该无线路由器直接接入到Internet，其网络结构如图1所示。

图1 单一无线路由器组建家庭网络结构图

首先用一根网线连接无线路由器的WAN 口和交换机的一个LAN 口，完成物理链路连接。无线路由器主要配置过程如下。

第一，启用无线功能及SSID广播，配置局域网端口地址为192.168.0.1，配置SSID为shiyan0，信道采用11模式。

第二，启用无线局域网密码保护，如图2所示，配置加密方式为WPA-PSK/WPA2-PSK并设置密码。

图2 shiyan0无线路由器配置

第三，为使路由器动态分配局域网IP地址，启用动态主机配置服务功能。配置过程如图3所示。

图3 启用shiyan0动态主机配置服务

该方案组建的家庭网络既可以提供有线联网服务，又可以提供移动终端的无线接入需求。适用于宽带需求不高、资金有限的普通家庭网络组建。

2.2 家庭网络无线路由器中继组建模式

该方案选择性能优异的TOTOLINK N200R型号无线路由器来构建，其中主路由器与外网接口连接，辅助无线路由器通过桥接方式与主路由器相连，从而实现中继组建模式，完成对家庭范围内的无线覆盖，如图4所示。

图4 两个无线路由器中继网络结构图

主路由器的配置过程：

第一，启用无线功能及SSID广播，配置局域网端口地址为192.168.0.1，配置SSID为shiyan0，信道采用11模式。

第二，启用无线局域网密码保护，配置加密方式为WPA-PSK/WPA2-PSK并设置密码。。

第三，为使路由器动态分配局域网IP地址，启用动态主机配置服务功能。

辅助路由器的配置过程：

第一，启用无线功能及SSID广播，配置局域网端口地址为192.168.0.101，配置SSID为shiyan1，信道采用11模式。如图5所示。

图5 shiyan1无线路由器配置

第二，启用无线桥接功能，扫描SSID为shiyan0的主路由器，选择连接。如图6所示。

图6 shiyan1无线路由器中继配置

第三，设置的密码必须保持一致，禁用动态主机配置服务。具体配置过程如图7所示。

图7启用shiyan1动态主机配置服务

通过该方案构建无线家庭网络可以用于有线网宽带接入，也可提供移动终端的无线接入需求。同时，由于辅助路由器无线桥接功能的启用，使移动终端的接入范围明显扩大。经实际验证，如果主路由器放置合适位置，该方案可以使150平方米左右的家庭中没有信号盲区。

3 家庭无线网络性能分析

通过采用Ix Chariot测试软件测试两种家庭无线网络中平均传输速度、平均吞吐量及平均响应时间等性能指标来分析两种方案。组网方案测试结果如表1所示。

表1 网络性能测试结果统计表

[[＼&方案一＼&方案二＼&平均传输速度（Mbit/s）＼&25.246＼&8.416＼&平均吞吐量（Mbit/s）＼&18.082＼&6.028＼&平均响应时间（毫秒）＼&0.652＼&2.082＼&]

]

通过对测试指标与传输路径综合分析可得出如下两条结论：

第一，经过中继设备的转发，网络响应时间会成倍的增加，而平均传输速度与平均吞吐量会显著降低。

第二，在相同的环境中，无线AP比无线路由器的传输效果更好。

4 结语

由于中继设备的转发对局域网传输性能的影响，家庭无线局域网组建时，避免中继设备的多次转发才能获得高速的宽带接入速度。此外，当移动终端接入数量超过限制时，宽带接入速度会显著降低。因此，必须对接入网络的设备数量进行一定的限制。

分析两种方案所适用的特定家庭构造环境，不难得出以下结论：

第一，对不要求完全无线覆盖的中小户型家庭（允许存在无线盲点），可采用单无线AP接入就能满足用户需求，而且能够获得较好的传输效果。

第二，对明确要求完全无线覆盖的中小户型家庭（不允许存在无线盲点），采用两个无线路由桥接中继方式。如果住宅面积较大，还可以用无线AP将辅助路由器替换。从而达到增大无线覆盖范围的目的。

第三，对隔挡物较多的双层复式结构住宅，楼层间的信号衰减比较大，可采用多级中继模式来实现无线覆盖，但网络响应时间会增大，传输性能明显降低。

参考文献：

[1]张国冶.家居无线局域网组建[J].山西电子技术，2006，（1）.

[2]黄旭.家庭无线局域网的组建[N].企业导报，2011-6.

[3]王兴伟.新一代互联网原理、技术及应用[M].高等教育出版社，2011.

[4]300M无线路由器TOTOLINK -N200R [DB/OL]. http：//y1856

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Abstract: This paper presents a level of collaboration hybrid Distributed Intrusion Detection System Model. The model will be the protection of the network is pided into a number of safety management area， mainly due to the detection of agents， surveillance agents， policy enforcement agent is composed of three parts. The whole model in the distribution of sources of data， analysis of the distribution of detection， multi-regional collaboration of the three testing levels reflect the characteristics of the Distributed Intrusion Detection.

Key words: Distributed Intrusion Detection; agent; collaboration

前言

在宽带网建设中，除了增加骨干网传输通路的带宽、网上服务器的处理能力及路由器速度以外，主要是缓解用户接入网瓶颈。目前，宽带用户接入技术主要有高速数字环路(xDSL)、光纤接入方式、双向混合光纤/同轴电缆(HFC)和宽带无线接入网(如MMDS和LMDS)等手段。其中，宽带无线接入是近年来新兴的一种接入手段。本文将重点探讨宽带无线接入技术及其应用前景。

1.无线接入技术发展的特点

1.1首先，话音通信和宽带数据通信逐渐无线化。随着固定无线接入系统和移动通信系统在技术和市场方面的发展，通过无线方式进行通信的用户数量急剧增长，在几年后，无线话音通信和窄带数据通信的用户数量将可能超过有线用户。目前在中国的部分地区，移动电话用户的增长数量已超过有线电话用户的增长。

1.2无线通信须适应IP业务的发展。随着计算机的普及和电子商务等新业务的发展，数据通信业务量正以指数规律增长，其中使用IP协议进行数据通信的业务量更是急剧增加。固定无线接入系统和移动通信系统须适应IP通信业务发展的需求，并逐渐向高速、宽带通信网推进。

1.3无线通信与有线通信始终在互补支持发展。与无线通信相比，有线通信具有容量大、速率高、宽频带和传输质量稳定的特点，能满足高速数据通信和宽带多媒体业务的通信需求。在无线通信方面，第三代移动通信拟达到的目标是静止状态下为2Mbit/s，10GHz频段下的固定无线接入通信已可实现20Mbit/s左右或更高速率。更高频段的无线接入亦在向更高速率迈进，无线通信正利用其实现个人通信的优势始终与有线通信在互补支持发展着。

2.无线接入系统在通信网中的定位

无线接入技术的主要作用是，在一定条件下，用于提供本地交换局至用户终端之间的通信传输，但不提供局间漫游服务。在建筑物内或局部区域，可通过移动终端提供服务。在地形复杂的山区、海岛或用户稀少、分散的农村地区，铺设有线电缆比较困难、投资大，用户经济实力较低，只有选用无线接入技术，才能解决电话普及与运营企业的经济效益的矛盾。在遇到洪水、地震、台风等自然灾害时，无线接入系统可作为有线通信网的临时应急系统快速提供基本业务服务。

在通信网中，无线接入系统的定位是:本地通信网的部分是本地有线通信网的延伸、补充和临时应急系统。

3.无线接入技术

3.1 MMDS接入技术

MMDS多路微波分配系统已成为有线电视系统的重要组成部分，MMDS是以传送电视节目为目的，模拟MMDS只能传8套节目，随着数字图像/声音技术和对高速数据的社会需求的出现，模拟MMDS正在向数字MMDS过渡。 MMDS的频率是2.5～2.7MHz。它的优点是:雨衰可以忽略不计;器件成熟;设备成本低。它的不足是带宽有限，仅200MHz。许多通信公司看中用LMDS技术来作为数据、话音和视频的双向无线高速接入网。但由于MMDS的成本远低于LMDS，技术也更成熟，因而通信公司愿意从MMDS入手。它们正在通过数字MMDS开展无线双向高速数据业务，主要是双向无线高速英特网业务。

近年，我国有的大城市已经成功地建成了数字MMDS系统，并且已经投入使用。不仅传送多套电视节目，同时还将传送高速数据，成为我国数字MMDS应用的先驱。数字MMDS不应该单纯为了多传电视节目，而应该充分发挥数字系统的功能，同时传送高速数据，开展增值业务。高速数据业务能促进地区经济的发展，同时也为MMDS经营者带来更大的经济效益。因为数据业务的收入远高于电视业务的收入。

3.2 LMDS接入技术

本地多点分配业务LMDS 工作于24GHz～38GHz频段，带宽在1.3GHz左右，传输容量大和应用灵活等特点使其成为目前倍受瞩目的天线宽带接入技术。

一个完整的LMDS系统由四部分组成，分别是本地光纤骨干网、网络运营中心(NOC)、基站系统、用户端设备(CPE)。

宽带无线接入技术主要有多通道多点分配业务(MMDS)和本地多点分配业务(LMDS)两种。它们是在成熟的微波传输技术上发展起来的，所采用的调制方式与微波传输相似，主要为相移键控PSK(包括BPSK、DQPSK、QPSK等)和正交幅度调制QAM(包括4-QAM、16-QAM、64-QAM等)。不同之处是 MMDS和LMDS均采用一点多址方式，微波传输则采用点对点方式。

LMDS的特点是:

(1)LMDS的带宽可与光纤相比拟，实现无线“光纤”到楼，可用频带至少1GHz。与其他接入技术相比，LMDS是最后一公里光纤的灵活替代技术。

(2)光纤传输速率高达Gb/s，而LMDS传输速率可达155Mb/s，稳居第二。

(3) LMDS可支持所有主要的话音和数据传输标准，如ATM、TCP/IP、MPEG-2等。

(4) LMDS工作在毫米波波段、20~ 40GHz频率上，被许可的频率是24GHz、28GHz、31GHz、38GHz，其中以28GHz获得的许可较多，该频段具有较宽松的频谱范围，最有潜力提供多种业务。

LMDS的缺点是:

(1)传输距离很短，仅5～6Km，因而不得不采用多个小蜂窝结构来覆盖一个城市。

(2)多蜂窝系统复杂。

(3)设备成本高。

(4)雨衰太大，降雨时很难工作。

3.3 WCDMA接入技术

WCDMA技术能为用户带来最高2Mbit/s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地传递。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和发射分集，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，无需基站间严格同步;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、更快的数据速率、更强的抗衰落能力、更好的抗多径性、能够应用于高达500Km/h的移动终端的技术优势，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。WCDMA通过有效地利用宽频带，不仅能顺畅地处理声音、图像数据、与互联网快速连接，而且WCDMA和MPEG-4技术结合起来还可以处理真实的动态图像。

3.4 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通信技术时代。3G强大的带宽和传输速率给多媒体通信提供了高速传输的可能性。从通信容量上，3G较第二代移动通信系统有大幅提升。另外，3G有效地利用了频率选择性分集和空间的接收和发射分集，可以解决多径问题和衰落问题，使传输速率有了大幅提高，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，其传转数据速率为144Kbps，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，无线LAN一类的高速业务的速率已可达54Mbps。

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信息产业部已于2001年6～8月就重庆、武汉、南京、厦门和青岛五城市的3.5GHz固定无线接入频率和经营许可进行了招标。现即将在全国32个城市进行招标，预计3.5GHz固定无线接入的市场将于今年启动。随着电信格局即将发生的巨大变化，3.5GHz固定无线接入系统的竞争也更趋激烈。

3.5GHz固定无线接入FWA（FixedWirelessAccess）系统采用点对多点微波技术。该系统在传统的电路型无线通信技术中融合了IP数据通信技术，主要提供大容量的语音和数据业务接入，也可以为窄带无线系统和移动基站提供回传连接。对于不便铺设光缆的用户、相对分散铺设光缆不经济的用户以及对开通紧迫性很强的用户，引入快速经济固定无线接入系统可为用户提供急需的接入服务，对解决“最后一公司”接入网的瓶颈问题，起到了有力的补充作用。因此具有广泛的商业应用。价值和发展前景。

13.5GHz固定无线接入系统结构

系统构成一般包括中心站（CS）、终端站（TS）和网管系统三大部分。中心站和终端站又分别可分为室内单元（IDU）和室外单元（ODU）两部分。3.5GHz固定无线接入系统是一种点到多点的分布式系统，TS用户通过用户接口网络（UNI）与单个的用户终端（TE）或者一个用户驻地网（CPN）相连，中心站（CS）通过业务节点接口（SNI）与外部网络相连。系统结构如图1所示。

（1）中心站（CS）

中心站位于服务区中心，逻辑上可以分两个部分：中心控制站（CCS）和中心射频站（CRS）。中心控制站是业务汇聚部分，并提供到网络侧的接口；网络侧的接口一般有STM-1、10/100Base-T、E3/T3、n×E1等接口。中心站覆盖的服务区一般分为多个扇区，每个CRS对应一个扇区，每个扇区可以对一个或多个远端站提供服务。CCS将来自各个扇区不同θ用户的上行业务量进行汇聚复用，提交不同的业务节点；将来自不同业务节点的下行业务量分送各个扇区。

（2）终端站（TS）

在3.5GHz固定无线接入系统中，终端站（TS）属于远端设备，设置在用户驻地，为用户提供系统的接入点并为用户提供各种业务接口。可提供接口类型包括10Base-T、E1、n×64Kbps、FR、POTS或ISDN接口。

（3）接力站（RS）

接力站作为系统实现的可选项，用以转发中心站和终端站之间的信号。RS天线可以采用扇区天线或小波束角定向天线。

（4）网管系统

3.5GHz固定无线接入系统一般采用基于图形界面的网络管理系统，系统可运行在MicrosoftWindowsNT或UNIX平台上。用户使用系统可轻易地对网络进行配置和管理。网管系统的功能一般包括配置管理、性能管理、故障管理、安全管理及计费信息的收集等。

2系统性能特性

2.1频率使用

根据国家无线电管理避已颁布的3.5GHz频段地面固定无线接入系统所用的频率资源和相关频率参数，其双工方式为FDD，上行远端站发射频段为3399.50～3431.00MHz；下行基站发射频段为3499.50～3531.00MHz；同一波道收发射频频率间隔100MHz。

2.2调制方式和多址方式

调制方式主要包括GFSK、QPSK、8PSK、16QAM、64QAM等。调制方式不同调制效率Em(bit/s/Hz)不同，由以下公式给出：

Em=[(log2(M)·R)/1+r]bit/s/Hz

其中，M为调制阶数，R为编码率，r为滤波器滚降系数。调制效率随着调制阶数的增大而增大。但是实际工程中，外界干扰对系统性能的影响将急剧增加，会降低系统的性能，因而可根据需要采用自适应调制技术或者根据具体情况选择调制方式。在一个扇区可以采用多个调制方式混合使用，其目标是使得在任何一点都将采用尽可能高效的调制方式。也就是在一般情况下，根据传输质量和传输覆盖范围，离基站近的区域可以使用比较高效的调制方式，距离大时采用更可靠的方式。

常用多址技术有频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA）。根据3.5GHz固定无线接入的一些特殊情况，具体采用那一种多址方式，需要根据业务模式、技术成熟程度、性价比等来考虑。

传统的FDMA效率较低，但是目前出现的W-OFDMA以及动态FDMA技术使得接入效率大为提高。OFDMA经过串并变换到各个正交子载波上后，并行码元信号周期远大于串行信息码元周期，再加上保护间隔，使其能基本消除码间干扰。因此与其他接入技术相同的高斯噪声相比信道上能支持更高标准的干扰，而且在OFDMA时信道均衡非常容易，QPSK情况下不需均衡器。OFDMA现已被IEEE802.16TG3标准确立为唯一的传输方式。动态FDMA技术根据业务量调整调制解调器的参数，动态分配每个频分信道的带宽，在两个不同极化的扇区中使用同一频率以提高频率利用率。但是OFDMA对相位噪声非常敏感，对同步和前端放大器的线性要求更加严格；动态FDMA对调制解调和ODU要求严格。

CDMA主要基于扩频通信的基本原理，使得传输信息的信号带宽远大于信息本身的带宽，扩频码采用正交码或准正交码作地址码实现码分多址，CDMA主要应用在北美蜂窝标准IS-95、IMT-2000以及卫星通信等。CDMA的优点是容量大、抗互扰能力强、信号功率谱密度低、相关特性好，CPE峰值功率和平均功率的比值小，但是当PN码正交性能欠佳或者干扰超过干扰容限时，性能将恶化，因此抗自扰能力相对欠缺。另外占用的信号频带宽，扩频后的带宽远大于扩频前的信息；地址码数量大的限制，对大容量的通信也有一定的限制，因此在频率资源有限的情况下，将带来不少的麻烦。

TDMA是发达端对所发信号的时间参量进行分割，形成许多互不重叠的时隙。因此抗自扰能力极佳，而且对时隙的管理和分配通常要比对频率的管理和分配简单又经济，这样TDMA也具有较大的信息传输能力，易于实现带宛动态分配，比较适合突发性较强的业务流量。但是TDMA抗互扰能力差，相邻小区重复使用频率受限制，因此系统容量低于CDMA，且CPE峰值功率和平均功率的比值相对CDMA非常大，对同步要求比较高。

2.3扇区调制效率和容量计算

系统在服务区范围内，一般通过划分多个扇区对频率进行再用以提高系统容量，而扇区在不同部分根据实际情况例如链路距离采用不同的调制方式，这使扇区的不同部分有不同的调制效率，因此有必要计算整个扇区的平均效率。那么扇区的平均调制效率计算如下：

这里∑是所有调制区域的加权。频率再用率和扇区平均调制效率是通过具体划后得出的，而且需要经过多次反复规划后才可确定，以实现规划得出的值为准，这个数值是可以变动的，目的是使其最大扇区容量达到最大。

固定无线接入网络容量可以由以下公式给出：

每个基站频率资源=运营商可用频率资源×平均调制效率）

3与其他宽带接入技术的比较

目前全球宽带网络热度空前高涨，各网络运营商竞相在各大市场构建宽带IP城域网，提供低廉的高速IP接入服务，参与电信市场的竞争。而宽带接入技术的种类也繁多，主要有以下几种方式：

（1）光纤接入方式（FTTX）

光纤接入网有光纤到户（FTTH）、光纤到大楼（FTTB）、光纤到路边（FTTC）、光纤到小区（FTTZ）等多种形式。利用光纤传输介质，提供高带宽、高可靠性和高抗干扰性的数据传送，接入网常用形式有ATMVP自愈网、ATM无源光网络（APON）等，还有SDH环网等传统技术。APON的优势在于：它结合了ATM多业务、多比特率支持能力和PON透明宽带传送能力业务的接入非常灵活。但是铺设光纤相对投资较大、耗时较长，有些地方铺设极为不便等问题，因此不少公司均发展XDSL传输系统。

（2）高速数字环路（XDSL）技术

基于XDSL技术的铜线接入技术适用于已有的电话基础网络，通过2B1Q、CAP（无载波调幅调相）、DMT（离散多音）等频带编码技术，挖掘双绞线高频段带宽的资源，通过带宽倍增技术实现宽带接入，满足高数据通信需求，主要技术有ADSL、HDSL、VDSL等。VDSL的传输距离短，必须建立在FTTB基础上，而ADSL线路较长，容易受外界干扰同，造成速率波动。

（3）光纤风轴混合网络（HFC）

基于同轴电缆接入的HFC方式是在传统同轴CATV技术基础上发展起来的，利用频分复用技术实现模拟电视、数字电视、电话和数据同时传送。系统成本比光纤环路低，并有铜线及比绞线无法比拟的传输带宽，适合当前模拟制式的高质量视频业务市场和CATV网使用。但是当前HFC都是单向的，要实现双向通信，其改造的费用非常高昂，难度也非常大。

（4）LMDS技术

LMDS工作在10GHz以上，可用频带宽，高达1GHz，可以承载几乎任何通信业务，包括话音、数据、图像及多媒体等。可提供多种通信系统一般具有的优势，如建设成本低、启动资金较小、建设周期短、投资回收快、网络运行和维护费用低等特点。但是服务覆盖范围相对较小，一般为2～4km，不适合远程用户使用（在同样传输距离的情况下自由空间损耗比3.5GHz固定无线接入至少低2dB）。通信质量受雨、雪等天气影响较大，大暴雨还可能引起无线通信链路的中断。

（5）3.5GHz宽带固定无线接入方式

3.5GHz宽带无线接入方式以蜂窝式覆盖，半径10km左右，适合各种用户接入。3.5GHz固定无线接入和其他接入技术相比，具有许多独特的优越性，具体如下：

·工程项目建设方便、快捷

无线系统与有线系统相比，很大的优势在于工程的启动与实施非常迅速。开通快，建设周期短，组网灵活，用户终端设备简单，投资省。尤其在大城市，有线工程往往要经过市政等部分的审批，因为对道路、绿地等环境破坏较大，而且施工量大，要受到多种因素的制约。

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中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）03-0054-02

1 WiMAX的慨念

WiMAX称为全球微波互联接入，又称IEEE802.16标准或者宽带无线接入标准。WiMAX是采用无线方式来代替有线实现“最后一公里”接入的宽带无线接入技术，是针对微波和毫米波频段来提出的一种空中接口标准。可用于将IEEE802.16a无线接入热点连接到互联网，还可作为线缆和DSL的无线扩展技术，实现无线宽带接入。WiMAX作为宽带无线接入技术，能提供面向互联网的高速连接，传输距离可达48Km，还具有QOS保障、传输速率高等。

是否支持移动特性，IEEE802.16标准可分为固定宽带无线接入、移动宽带无线接入空中接口标准。WiMAX技术起点较高，采用具有代表今后通信技术发展方向的OFDM/OFDMA、AAS、MIMO等先进技术，WiMAX逐步实现宽带业务的移动化。

2 WiMAX技术

2.1 WiMAX工作原理

WiMAX传输速率更快，传播距离更远，可供使用用户数更多，许多地方无任何宽带网络接入，WiMAX能消除这些盲区。

WiMAX系统组成；WiMAX发射塔，从慨念上看和移动手机发射塔相似。单台WiMAX发射塔可覆盖约8，000平方公里。WiMAX接收机；接收机和天线可是一个小盒或者是一张PCMCIA卡，也可像无线上网接入方式一样内置。

WiMAX发射塔台可使用高带宽的有线连接直接连接到互联网。也可使用视线微波链接和另一个WiMAX发射塔连接，这种和第二个发射塔的连接（通常称为回程），以及单台WiMAX发射塔可覆盖的约8，000平方公里能力，使得WiMAX能够覆盖较边远地区。

WiMAX实际上可以提供两种无线服务形式，1是非视线型无线上网，计算机上的小天线可与发射塔连接。在这种模式下，WiMAX使用较低频率范围―2GHz至11GHz（与无线上网相似）。较低波长传输不容易被障碍物干扰。2是视线型服务，一般安装在房顶的固定抛物面天线指向WiMAX发射塔。视线型连接功率更强、更稳定，因此可在错误更少情况下发送大量数据。视线型传送使用较高频率，范围可达66GHz。频率越高，干扰越小，同时又有较大的带宽。

无线上网型接入方式局限于大约6Km至10Km范围，通过使用更强的视线型天线，WiMAX发射台可将数据发送到以该发射台为中心，半径48Km范围内WiMAX发射台的路由器上。

广域网扩大局域网最后一步就是建立广域网（GAN）。这种网络具有足够的带宽以提供可与电缆调制解调器服务的互联网接入。

2.2 WiMAX应用模式

固定接入业务是WiMAX基于802.16标准最基本的业务模型，网络模式与现有的点对多点固定无线接入相似。终端设备可选择连接到最好的中心站，WiMAX固定应用模式的用户及场景包括；小区EI/IP的承载线路，作为DSL的替代者进行无线宽带接入网络覆盖，作为有线网络无法进入的地方链路备份。

采用OFDM、MIMO技术以后，增强了抗多径的能力，能够非视距传输，提高频谱利用率。

2.3 工作频段

802.16工作频段采用的是无需授权频段，频率范围在2GHz至66GHz之间，而802.16a则是采用2GHz至11GHz无需授权频段的宽带无线接人技术，频道带宽可根据需求在1.5MHz至20MHz范围调整。即此802.16所使用的频谱可能比其它任何无线技术更丰富，具有如下优点；（1）对于已知的干扰，窄的信道带宽有利于避开。（2）当信息带宽需求不大时，窄的信道带宽有利于节省频谱资源。（3）灵活的带宽调整能力，有利于协调频谱资源。

2.4 多址方式

在OFDM技术基础上结合频分多址（FDMA），将信道带宽内可用的子载波资源分配给不同用户使用，就是OFDMA。根据具体的子载波分配方式，OFDMA又可分为子信道OFDMA和跳频OFDMA。

在多址方面，802.16/e在上行采用时分多址（TDMA），上行信道被划分成多个时隙。初始化、维护业务传输等都是通过占用一定数量时隙来完成。占用数量由基站的MAC层统一控制，并根据系统性能优化要求而动态改变。下行信道采用时分复用（TDM），基站送给不同用户的信息被复用成单个数据流，通过下行信道广播发送给扇区内所有终端。

2.4 链路层技术

TCP/IP协议特点之一是对信道传输质量有较高要求。宽带无线接人技术面对日益增长的IP数据业务，必须适应TCP/IP协议对信道传输质量要求。在WiMax技术的应用条件下（室外远距离），无线信道衰落现象非常显著，在质量不稳定的无线信道上应用TCP/IP协议，其效率可能十分低。WiMax技术在链路层加入了ARQ机制，减少达到网络层的信息差错，可大大提高系统业务量。同时WiMax采用天线阵、天线极化方式等天线分集技术来应对无线信道衰落。提高了WiMax的无线数据传输性能。

2.5 QoS性能

WiMax可以向用户提供具有QoS性能的数据、视频业务，WiMax可提供三种等级服务；CBR（固定带宽）、CIR（承诺带宽）、BE（尽力而为）。CBR的优先级最高，任何情况下网络操作者与服务商以高优先级、高速率和低延时为用户提供服务，保证用户订购的宽带。CIR次之，网络操作者以约定的速率来提供，如果速率超过规定的峰值时，优先级会降低，还可根据设备带宽资源情况向用户提供更多的传输带宽。BE则具有更低的优先级，这种服务象传统IP网络的尽力而为服务，网络不提供优先级和速率保证。在系统满足较高优先级业务用户条件下，尽量为用户提供带宽。

3 WiMAX系统网络结构

WiMAX系统网络结构包括；WiMAX终端、接人网、核心网。

作为核心网的连接服务网络提供WiMAX网络及其它IP网的互联以及用户认证、管理、漫游等服务，终端直接提供给用户使用，基站为终端用户提供无线接人服务。各个基站可根据情况直接相联也可通过核心网相联。目前，对核心网只提供了网络构架及一些功能要求，标准仍在发展完善中。有关WiMAX的产品主要是基站及终端设备。基站建设规划直接关系到能否为用户提供满意的接人服务。

射频收发模块负责电磁信号的收发及处理，它和物理层基带模块交互的是中频信号。设计时可考虑采用智能天线、多输入多输出和扇区化等技术来提高频谱利用率，以提高抗干扰性并增加网络容量。

物理层基带与MAC层处理模块是基站系统的重要组成部分，802.16协议功能主要由它们来实现。随着芯片集成能力提高，它们与存储系统可在一个芯片上集成。在基带处理芯片选择上，要注意的是；采取何种调制方式、双工方式、可支持物理信道带宽、OFDM处理性能等。

802.16采用了QPSK，16―QAM与64―QAM调制技术。QAM正交振幅调制技术机理较复杂，可充分利用带宽，抗噪声能力强等特点，被广泛采用。

802.16标准支持的双工模式为；时分（TDD）、频分（FDD）及半双工FDD（H―FDD）三种。TDD方式成本较高，但接收和发送的带宽可同时使用，具有极大数据吞吐量。设计时一般基站采用FDD模式，终端较多采用成本较低的H―FDD或FDD模式。网络处理器负责数据上层处理及以其它网络互联，设计时可把MAC层软件部分嵌入网络处理器中。

设计时采用低功率的片上系统（SoC）解决方案，多载波情况下射频部分设计也相当关键。另外，WiMAX终端要考虑提供给不同环境中用户使用，主要接口要多样性。

4 WiMAX的优缺点

4.1 WiMAX优点

（1）实现更远传输距离。WiMAX所能实现的48公里无线信号传输距离是无线局域网所不能比拟的，网络覆盖是3G发射塔的10倍，只需少数基站就能实现全城覆盖，就使得无线网络应用范围得到扩展。（2）提供更高速宽带接人。WiMAX的最高接人速度是70Mbps，速度是3G宽带速度的30倍。对无线网络来说，是一个惊人的进步。（3）较好的最后一公里网络接人服务。它可以将Wi―Fi热点连接到互联网，还可以作为DSL等有线接人方式无线扩展，实现最后一公里宽带接人。（4）提供多媒体信息服务。WiMAX比较Wi―Fi具有较好的可扩展性及较安全性，从而能够实现多媒体较好的信息服务。（5）从产业链来说，WiMAX还需要经过像TD―SCDMA产业链的规模实验过程。

4.2 WiMAX缺点

（1）从标准来说WiMAX技术是不能支持用户在移动过程中无缝切换。因为速度只有50公里/小时，如高速移动，WiMAX达不到无缝切换要求，与3G三个主流标准相比，其性能相差很远。（2）WiMAX严格意义上来说不是一个移动通信系统标准，是一个无线局域网技术。（3）WiMAX要到802.16才能成为具有无缝切换功能的移动通信系统。

5 WiMAX技术应用及发展趋势

5.1 WiMAX的应用

跟其它接人方式相比，WiMAX宽带无线接人技术具有部署速度更快，扩展能力更强及灵活性更高等优点，典型应用有；

5.1.1 Intemet接人

主要针对有综合布线的小区及大楼，在楼顶安装WiMAX用户端的室外单元ODU，并安装用户侧室内单元和以太网交换机，利用现有综合布网线接人用户，通过无线空中接口提供宽带服务。

WiMAX真正实现了宽带无线化，使互联网摆脱了线的束缚，同时WiMAX又能根据用户需求提供高带宽，使终端用户体验到高科技所带来的极速体验。

5.1.2 村村通、户户通工程

对于农村及边远山区的低端用户来说，农村通信服务要求系统覆盖范围大，不依赖线缆架设，接人速度快，成本较低。WiMAX（802.16―2004）技术非常适合这一工程，可提高农村服务质量，在较短时间内缩小与城市之间的差距。

5.1.3 视频实时监控

传统的视频监控系统大多只在现场模拟监视，传输的监控信息简单，不能清晰传输大流量的实时图像，监控效果比较低。

WiMAX网络让大信息量的视频传输成为可能，可让传统的视频监控在WiMAX技术的无线宽带上得以延伸，实时监控的业务范围非常广泛，几乎可覆盖大部分行业。

从另外一方面看，WiMAX可无需铺设线路，通过无线传输给实时监控业务提供快捷方便的接人手段。

5.1.4 LAN局域网互联

一个单位如在地域内有多个部门，利用WiMAX宽带固定无线接入系统，可较方便实现单位与各个部门的局域网连接。

5.1.5 窄带业务或基站互联

通过WiMAX宽带固定无线接人系统提供EI接口，可满足GSM移动基站的接入，将来支持3G网络基站互联。

5.1.6 IPTV应用

随着用户规模扩大，IPTV等多业务的承载网络将走向多边化。每个IPTV视频流用户的网络带宽需求约2Mbps左右，WiMAX技术能提供足够带宽给IPTV的宽带接人方式。

5.2 WiMAX发展趋势

对于WiMAX进入TD领域，从技术支持角度来看，WiMAX跟TD同属一个系列，从这里带来几个含义，1是证明了TD所采用技术的先进性，移动通信技术越来越采用TD模式。2是TD系列产业增加了新的技术，对TD是一种压力及动力，此举对两种技术之间都取到一种促进和发展作用。3是WiMAX基于固定数据接入发展而来，TD是从高速移动的语音和部分数据向更高数据方面发展。现阶段存在一定互补性，有一定重叠，在现实阶段并不大，WiMAX要做到像3G在高速移动状态下很好的传输语音和数据，还需要一定时间，所以WiMAX发展还任重道远。

参考文献

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一、固定无线接入的技术优势

固定无线接入系统一般由中心站（CS）、终端站（TS）和网管系统三大部分构成。其中，中心站和终端站通常又各自拥有室内和室外单元。室内单元（IDU）负责处理业务的适配和汇聚，连接不同的业务网。室外单元（ODU）为中心站和终端站之间提供射频传输功能，一般安装在建筑物的屋顶上。特殊情况下在中心站和终端站之间可以通过接力站（RS）进行中继。与固定线路组成的城域网相比，无线接入具有下列优势：

1.1无线接入不需要专门进行管道线路的铺设，为一些光缆或电缆无法铺设的区域提供了业务接入的可能，缩短了工程项目的时间，节约了管道线路的投资。

1.2随着接入技术的发展，无线接入设备可以同时解决数据及语音等多种业务的接入。

1.3根据区域的业务量的增减灵活调整带宽。

1.4可十分方便的进行业务迁移、扩容。在临时搭建业务点的应用中优势更加明显。

二、固定无线接入技术特点

固定无线接入技术特点主要体现在多址方式、调制方式、双工方式、对电路交换与分组交换支持、动态带宽分配、空中无线协议、OFDM技术等几方面。

2.1多址方式目前固定无线接入领域中有三种主要的多址方式——FDMA、TDMA和CDMA。单纯采用FDMA作为多址接入方式已经很少见，目前的实用系统多采用TDMA方式或采用FDMA+TDMA方式。

2.2调制方式目前固定无线接入主要选择采用以下几种调制方式：QPSK、16QAM以及64QAM，分别适应不同带宽及覆盖范围的需求。

2.3双工方式固定无线接入系统是一个双向传输的系统，根据设备组成原理的不同其双工方式有TDD和FDD两种。

2.4对电路交换与分组交换的支持在今后较长的时间内，电信运营商的主要任务仍是同时支持电路交换和包交换两种网络，特别是在接入网这一层，市场对基于电路交换方式的接入设备仍有一定需求，固定无线接入系统对电路交换的支持是很重要。

2.5动态分配带宽固定无线接入系统要支持对带宽的动态分配，带宽只有连接请求以后才被分配。FDD方式，只能在上行或下行一个方向的总带宽中对各个用户进行动态分配，而TDD方式，可以实现在上、下行信道间的动态带宽分配。

2.6空中无线协议目前空中协议有三种：DOCSIS、ATM和TDM。实际上这三种空中接口在物理层同属TDMA方式，只是把业务数据填充的方法不同，空中处理多址接入的协议不同。

2.7OFDM技术OFDM（正交频分复用）技术在无线接入领域的应用正在逐渐成为一种发展趋势。OFDM具有良好的选频衰落和抗多径干扰能力，使得无线接入系统对于视距传输的要求降低，特别适用于日趋复杂的城市传播环境。

三、固定无线接入的主要技术

固定无线接入的主要技术可分为LMDS和MMDS两种。

3.1LMDS固定无线本地多点分配业务(LMDS)为人口稠密的市区通信提供了一种低成本、有效的解决方案，利用高容量的无线本地环，能迅速为大量用户区提供数据和话音业务，适用于商业大楼内的中小企业、小型办公室和居家办公的快速接入。

3.2MMDSMMDS系统目前采用比较广泛的是3.5GHz和5.8GHz频段点对多点系统，主要特点是传输性能好，覆盖范围广，技术成熟，具有良好的抗雨衰性能，扩容性强，组网灵活且成本压力不大，是较为理想的无线接入手段。该系统射频带宽30MHz，适用于1E1+10Base-T的用户。由于传输距离远，适用于大面积覆盖，迅速为用户提供业务。

四、固定无线接入在城域网建设中的策略

4.1固定无线接入应用策略固定无线接入的频段越低，可传输的信息速率越低，但非视距性能就越好，无线性能也越好。3.5GHz频率使用由国家统一招标分配、中标后可以独享某段频率资源，该频段的传输性能好、覆盖范围广、技术相对简单成熟、具有良好的抗雨衰性能、扩容性强、组网灵活且成本具有竞争力等特点，因而是较为理想的无线接入手段。26GHz频段由国家分配给四大运营商作为商用试验，5.8GHz是共用频段，采用的是报备协调机制。如果某城市三种频段都可以利用，则3.5GHz可以作为以话音业务为主的接入方式，5.8GHz带宽较大，又是TDD体制，适合以IP业务为主，26GHz则适合覆盖业务量大且业务集中的区域。在26GHz频段由于雨衰大，对于降雨量较大的城市，应用26GHz频段会使无线接入业务质量大打折扣。一般情况下，基于IP协议的5.8GHz无线接入系统成本较低，基于电路型的3.5GHz系统的设备价格中等，而26GHz系统的设备价格高。因此，从投资收益的角度看，城域网的建设需选择不同频段和体制，应用于不同的场合。

4.2频率规划频率规划是无线网络设计规划中最重要的环节，它对网络的性能产生重要的影响。有效的频率规划使每个小区可以使用更多频率，构建网络可以使用较少的小区数，减小上下行无线链路的干扰、提高网络为用户提供的业务服务质量。频率规划基本原则初期设计时，综合考虑将来的小区规模和扇区数量，根据实际容量，分期建设，以节省投资；初期设计时，确定合理的扇区极化方向，当网络升级时，扇区极化方向不变，以前的终端站不需要变化；不论极化方式如何，相邻扇区使用不同频率，同时相邻扇区采用极化隔离来达到隔离度的要求；在给定带宽的情况下，为得到更大的系统容量，采用信道分组方式，将射频频率分组，以满足系统的抗干扰要求；载波带宽和调制方式对系统性能有着很大的影响，因此，选择适当的载波带宽及调制技术十分关键；根据干扰源的距离、方位以及天线的方向图等计算信噪比，从而配置合适的频点、极化方式和复用次数；随着用户接入带宽需求的增加，可通过采用基站扇区分裂方式，提高单基站的容量，提高投资效益。综合各种有利因素，如合理的频率复用方案、相邻扇区间用户的合理划分、单载频内业务合理复用等，以使网络在使用频率资源最省的情况下，达到最大程度的用户需求满足。

4.3基站选择固定无线接入系统站址的选择工作需要考虑多种因素，合理的布局有利于降低整个网络的建设成本。站址的选择主要应注意以下几个方面的问题：①用户需求；②视距传播；③可扩容性；④电磁环境；⑤与物业部门的合作。

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随着社会经济的不断发展和进步，电网的覆盖面积不断增加，改善了人们的生活水平，提高了人们的生活质量。电力企业的持续供电能力和供电稳定性，是影响电力企业市场竞争力的主要原因，为此，电力企业结合电网的基本情况，展开智能电网的建设，实现对电网内部的各个组分的监控、管理和控制，进而推动电网的稳定运行。

一、无线接人技术概述

无线接入技术是实现无线通信的关键，主要是通过无线介质将终端和网络节点进行连接，进而实现网络间的信息传递功能，通常情况下，无线接入技术的应用，需要遵循相关协议。借由无线接入技术的应用，可以转变传统的信息传递方式，提高信息传递的质量与效率，尤其是智能电网中无线接入技术的应用。可以进一步提高智能电网的运行安全，其中3.5GHz固定宽带无线接入技术、LMDS技术、WLAN技术等不断得到完善和应用，进一步推动了无线接人技术的发展和进步，为智能电网的发展提供基础。

二、智能电网中的IsDN无线接人技术研究

1.ISDN简述

ISDN是综合业务数据网的简称.ISDN无线接入方式.实现数字交换和数字传输。为智能电网的通信网络提供经济、有效和准确的数据接人方式，使得智能电网的运行质量和运行效率得到提升。而且，ISDN无线接人方式，可以完成对语音、文字、数据甚至视频的传输，主要是通过将这些影像资料进行数字化。由于ISDN主要是采用数字化的形式。使得ISDN成为一个具有全数字化的接人方式。将其应用到配电网中。可以将其与相关工作人员的智能终端进行数字连接，进而完成数据传输，通过ISDN无线接人方式，可以有效改善数据传输量、简述数据失真情况，实现智能电网的发展和进步。

2.ISDN的优势与特性

ISDN具有高速的数据传输质量。而且具有多种复用通道，可以实现多种数据的传输，借由ISDN无线接入，使得数据传输的质量得到全面的提升，大大改善了数据传输过程中出现失真的情况，保障智能电网的安全。而且，智能电网中的ISDN终端具有可移动性。使得智能电网中的信息传递不受时间、地点和空间的限制，推动智能电网的稳定运行。最为重要的是，ISDN接入方式的应用，可以有效降低智能电网通信网络的构建成本。此外，ISDN的特性主要有：

（1）通信W络中的所有信号都是建立在数字化的基础上，也就可以理解为，信号是数字化的形式，并借由这种形式完成数据的交换。

（2）具有综合能力，支持各类音频、文字、图像等综合业务，并完成这部分信号的交换和传输。

（3）ISDN主要采用标准的入网接口，使得智能电网的运行质量和运行效果得到提升。

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引言

当前我国铁路列车逐渐向高速化的方向发展，列车的行驶速度也不断提高，因此对铁路交通安全的要求也越来越高，实现铁路通信过程的顺畅十分重要。基于对实现铁路高速化以及通信便利的考虑，就必须制定一个科学合理，完善的铁路通信网络以便人们在火车上有效提供信息交换服务，提高运输效率。这种通信网络必须引进当前先进的技术，进行传统铁路通信工程全面有效的改进，使旅行乘客享受类似办公环境的信息交流模式，而先进的铁路通信工程无线通信传输和接入对实现铁路通信网络的升级意义重大，不仅能适应信息社会的发展，还能带动铁路通信网络的社会和经济效益，使铁路通信顺畅便利。

1铁路通信工程无线接入技术概述

无线接入技术就是在接入网络中引入无线传输媒体，给用户带来固定或移动的终端服务，而铁路由于可以高速运行，在铁路通信网络中很大部分应用着无线接入网络。铁路通信工程的主要功能是为乘客、铁路业务、应急救援和交通维修等火车上的工作人员提供及时可靠的通信，保障铁路运输的高效率和服务水平，确保火车交通的安全。此外，我国铁路通信工程的无线接入技术也随着改革的进一步发展不断完善，为了给铁路的安全运行以及通信功能提供更强的保障，铁路通信需要发展电信增值服务和业务以满足高速列车的通信需求。

2铁路通信工程无线接入技术的特点

2.1覆盖范围广

我国由31个省、自治区和直辖市组成，有的省市跨度大达数千公里，其地域辽阔显而易见，而且每个省都设置有自己专门的轨道交通管理部门，实现对铁路交通的运行管理，因此各省市直接铁路局管理模式的差异以及指挥标准制度的不同使得铁路工程难以实现覆盖范围广大的无线接入。基于对我国全面开展的铁路工程无线接入技术的管理更加方便的角度，有必要对传统的无线通信呼叫模式进行改进，首先需要制定铁路工程无线通信传输模式统一的标准，设立主控中心实现对对路由的统一管理以及地址分配，保障整个铁路干线无线通信系统管理和控制的全面系统性，提高我国铁路通信工程无线接入技术的效率。

2.2数据传输效率高

目前我国铁路通信工程发展迅速，设置列车上的无线电台设备给铁路的通信带来了极大的方便，一方面对语音的传输效率有着明显的提高，另一方面列车员直接可以通过无线电台设备及时报告火车的进度，大大提高了管理效率，保障了火车行进的安全。此外，随着铁路通信工程无线接入技术的进步，同时引进了数据传输功能，实现了对火车行进过程中的各种数据收集的及时性，各种类型的数据都可以通过数据传送功能发送到调度中心，实现了对火车的有效监控以及对异常数据的及时纠正，保证了火车交通的安全。

2.3适应性强

铁路的行进过程受到车务、电务、工务等多个方面的影响，还需要复杂的运行体系以及支撑系统，需要多个单位共同协作完成，因此铁路的运营具有很强的系统性。这也要求铁路通信工程中的无线接入具有很强的适应性，以便能顺利处理各个单元对通信工程的不同需求在，实现各单元之间正常的语音传输和数据传输，同时还需改善以前的通信设备的缺陷，更好地满足不同单元的个性化需求，保障铁路通信过程的顺利，提高铁路运营的统一管理的效率。

3铁路通信工程无线接入技术的应用

3.1GSM-R技术

当前我国铁路通信应用最广的就是GSM-R技术，其基本原理就是基于GSM技术，连接铁路网络，进而开发铁路无线通信，对高速行驶过程中列车的无线通信效果十分显著。此外，GSM-R无线网络还包括呼叫处理、语音广播等方面的功能，为铁路通信工程的无线接入技术提供了很大的方便。

3.2GSM-R技术的应用

GSM-R技术在定位追踪方面效果明显，该技术寻址功能非常强大，广泛应用于铁路系统，在很大程度上提高了铁路系统的管理效率。该技术的基本原理是利用登录系统实现与主机语音呼叫的功能，实现地址定位追踪。比如将不同的号码与不同的火车司机相对应，当司机用号码登录相应的系统，就会建立该号码与系统的联系，与主机连接，实现语音通话功能寻址和数据传输寻址，因此也就能实现准确的定位追踪。GSM-R技术在调度通信方面也发挥着重要的作用，包括调度员通过语音或广播呼叫所有司机的整组呼叫，以及通过语音或广播呼叫制定司机的点呼叫。因此该功能不仅能提高火车管理的统一协调，还能使司机建立与列车之间的数据联系，为火车的指挥监控提供了极大的便利，并且安全性较高。紧急呼叫是铁路管理系统中不可或缺的组成部分，是应对紧急突况的必要手段，其级别要远远高于普通的列车广播呼叫。而GSM-R技术实现紧急呼叫的形式是由移动台的操作模式决定的，分为调车模式下按紧急呼叫按钮的调车紧急呼叫，以及其他情况下的列车紧急呼叫。

4结语

综上所述，作为人们重要出行方式之一的铁路对人们的生活影响重大，提高铁路通信水平具有很强的现实意义。无线接入作为铁路通信工程中的关键技术，越来越受到人们重视，其覆盖范围广、传输效率高的优势也在使得它在铁路通信中得到了广泛的应用，对有效提高铁路通信的质量和效率，以及改善铁路通信的质量等方面都起到了重要的作用，为我国铁路企业带来了更多的经济效益，也在一定程度上节约了企业和社会的建设成本。铁路通信工程中无线接入技术的正确应用对促进我国铁路企业的经济效益的稳定增长发挥着不可忽视的作用，在今后的铁路通信工程的发展中，也需要结合铁路运行现状不断进行改进完善，使我国铁路工程的通信发展取得新的进步。

参考文献

[1]王西龙.铁路通信工程中的无线接入技术[J].中国新通信，2013（13）：94.

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中图分类号：TN711 文献标识码：A

1. 项目需求

目前，本项目作为一个地级市银行，拥有几百台ATM 自动取款机，其大部分采用电信提供的DDN 专线接入。原有的DDN 接入方式，不但每年的接入费用相当高，而且维护工作多，工程施工及故障排除十分麻烦；其次该银行ATM 自动取款机的分布广泛，涉及到商场、超市等场所，具体安装位置也经常调整，传统的有线接入方式不太适合；再次DDN专线月租费是恒定的，不会因业务量大小而调整费用。

本项目改造建议采用无线接入技术方案。

无线接入以其灵活便捷的接入方式、便宜的资费、施工快捷、维护量小等特点展示了它在银行ATM接入的优势与魅力。ATM通过移动网络无线接入的示意图如下：

2. 总体设计思想

2.1主要设计思想

本项目银行随着业务的不断发展，对网络的依赖程度越来越高。从需求来看我们推荐采用VPN技术来实现，它具备以下优势可以很好的满足安全性、节约成本和便利性的要求。

安全性：VPN虚拟专用网采用加密协议传输数据。

节约链路成本：VPN可以避免申请专用线路的费用，这样每年可以节省很多专线的使用费和维护成本。

便利性：从VPN使用的角度看，随着技术的发展它的使用越来越方便，只需要在用户端的电脑上安装拨入软件经过简单的配置就可以使用。

2.2接入安全的控制

银行是主要的金融组织，对网络安全的要求非常严格。VPN技术保证了数据传输过程中的安全性，但对用户的身份认证、计算机病毒和基于应用层的攻击行为缺乏有效的控制。在部署VPN方案时，一般情况下采用的是基于用户名和静态密码的认证方式。

只要使用计算机或者网络就不可避免的要同计算机病毒接触，因此采取有效的防病毒措施必不可少，我们需要在VPN的接入设备和交换机间部署硬件的防病毒墙来保护内部网络不受网络病毒的攻击。

VPN技术部署之后，因为终端的电脑很容易被恶意攻击者安装木马或其他远程控制软件，而且传统的防火墙等安全设备是无法有效抑制这种攻击的，所以有必要部署入侵保护系统来适时的监控对内部应用系统的访问并在发现攻击行为是主动采取措施将攻击行为阻止掉。

3. 应用方案

根据本项目的ATM网络接入需求，考虑到相关安全和病毒的防护等问题，我们建议采用如下的网络接入方案：

如上图所示，在每一分点上安装能支持无线GPRS/CDMA的VPN设备，就能很方便地在有无线信号的任何地方链接上网络。实现了灵活便捷的接入方式、灵活便宜的资费方案。

在中心机房，全部ATM远程VPN拨入终结在远程VPN接入服务器。考虑到防病毒、用户认证、网络入侵防护等，分别在远程VPN接入服务器后放置了防病毒墙、IPS入侵防护、安全管理器。考虑到远程VPN接入服务器的重要性，建议在此部分采用HA的结构。

下图是site to site VPN的建立示意图

从上图可以看到，每一个分点通过VPN设备，和中心的远程VPN接入服务器建立了site to site VPN通道。当ATM有流量到中心的相关服务器时，就通过这个安全VPN通道，和中心的相关服务器建立链接。

以下会按照如下部分分别讲述相关部分的技术方案：

VPN技术方案

网络防病毒墙技术方案

入侵防御系统技术方案

安全管理技术方案

3.1VPN技术方案

目前在远程接入VPN领域主要采用的技术分别是IPSec VPN和SSL VPN，两种技术各有利弊。相对于IPSec VPN，SSL VPN可以比较好的解决用户终端的安全性和用户使用便利这两个方面。但SSL VPN由于是基于传输层的，所以它对应用比较敏感，作为银行往往会自行开发一些应用系统，这些应用系统是否能被SSL VPN支持还需要进行测试。

根据本项目的VPN需求我们推荐采用思科公司的ASA5500系列产品来实现VPN的功能。

ASA 5500系列自适应安全设备是结合了一流安全性与VPN服务的专用平台。该产品能够提供易于管理的IP安全（IPSec）和基于VPN的安全套接层（SSL）远程接入，以及网络感知的站点到站点VPN连接，使企业能在公共网络上建立到移动用户、远程站点、业务合作伙伴的安全连接。同时，帮助确保VPN部署不会成为蠕虫、病毒、恶意软件或黑客攻击等网络攻击的渠道。此外，还可以对VPN流量实施详细的应用和访问控制策略，使个人和用户组能够访问他们获得授权的应用、网络服务和资源（图1）。

图1. 适用于所有部署方案的VPN服务：带有威胁防御的强大IPSec和SSL VPN服务

利用Cisco ASA 5500 系列安全设备提供的网络敏感型IPSec 站点到站点 VPN 功能，企业可以利用低成本的互联网连接，安全地将其网络扩展到商业合作伙伴以及世界各地的远程和卫星办公室。基于Cisco ASA 5500 系列的VPN解决方案能够在多个位置之间建立安全的高速通信，提供企业通信所需要的性能、可靠性和可用性。VPN连接可以使用数字证书和预共享加密等多种方法认证。

Cisco ASA 5500 能同时支持750个site to site的VPN链接，能满足本项目现有和将来的ATM接入需求。

3.2网络防病毒墙技术方案

前面我们提到无论是采用哪种VPN接入技术一旦终端感染了病毒有可能会对内部网络造成危害，因此我们建议通过部署硬件的网络防病毒墙来抵御来自远程VPN用户的计算机病毒威胁。

Fortinet的防病毒技术采用特征库与启发式扫描引擎，提供实时的主机/网关防护，阻断来自网络的攻击。

防病毒的特点如下:

防病毒系统极具扩展性，提供适合SOHO至大型网络的系统模型架构

ASIC 加速技术硬件设计

自动更新病毒特征库

扫描SMTP、POP3、IMAP、FTP与HTTP等协议

扫描VPN (IPSec与SSL)封包内容

双向内容过滤

支持tar、gzip、rar、lzh、iha、cab、arj、zip等压缩格式

可集中管理上千台FortiGate主机

具有透明、NAT与路由等模式

3.3入侵防御系统技术方案

3.3.1 IPS系统的工作模式

IPS采用在线工作模式，它部署在数据传输的路径中，任何数据流都必须经过IPS设备并被进行深入细致的检测，一旦发现攻击行为立即阻断攻击。

IPS工作的模式是全透明的，本身除了设置管理IP地址外不需要设置IP地址，这样不会对现有的网络拓扑产生影响。

3.3.2 IPS系统如何保障高性能

由于IPS采用在线的工作模式，所以IPS必须保证具备高速的性能，优秀的IPS设备综合采用网络处理器（NP）、专用集成电路（ASIC）、现场可编程逻辑阵列（FPGA）等高新技术的强大功能和处理能力实现对数据包的高速处理，其处理能力高达5G并能够保证处理延迟小于125微秒，不会影响现有的网络性能。

3.3.3 IPS系统如何保障连通性

正常工作的情况下IPS系统串接在内部网络中，用在线工作的方式实时检测通过它的所有网络流量，一旦发现攻击行为就可以根据用户事先的定义阻断或者向IT管理人员报警，但是由于采用在线的工作模式，因此如何保证在单台IPS系统出现故障的情况下也能保证网络的联通性不造成网络的中断是IT人员必须要考虑的，成熟的IPS设备都会内置故障侦测和快速重启自愈功能，如采用看门狗计时器（watchdog timers）持续的监控IPS引擎，一旦系统错误被侦测到，IPS可以自动或手动的切换成二层设备，确保网络不断线。如下图所示：

3.3.4 IPS设备的部署建议

考虑到某地级市银行的实际需求，我们建议将一台IPS设备部署在VPN设备之后，实现对外网用户通过Internet链路对内部网络访问的实时监控和主动防御。

采用这样的部署方式可以对IPS设备之后所有网络设备包括核心交换机、接入交换机等应用服务器的防护，利用IPS设备深层检测应用层数据包的能力可以发现合法和非法的数据包内容，在第一时间发现异常并及时阻断，同时可以有效地减轻DoS或DDoS攻击对网络造成的影响。

3.4 安全管理服务器技术方案

Cisco Security Manager提供了全面的策略和加强思科自我防御网络。该产品提供全面解决方案的供应，监测，减轻和身份保持网络安全，更灵活，更易于操作。该套件还包括思科安全监控，分析和响应系统（cs-mars）。

Cisco Security Manager允许安全策略配置每个设备，每设备组。安全策略，可用于思科asa 5500系列自适应安全设备，思科pix ®安全设备，思科IPS 4200系列传感器，CATALYST ® 6500系列服务模块，思科路由器平台上运行的思科ios®软件安全软件。

参考文献：

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二、研究背景

2012年上半年，随着河源市WCDMA网络用户的发展，由于WCDMA网络使用频段较GSM高，覆盖穿透力较差，原有通过GSM共站建设的WCDMA站点已无法满足用户的覆盖需求。出现了较多的室内弱覆盖投诉，由于投诉点较多且分布不一，为在保证网络质量的基础上进一步降低网络建设成本，根据各覆盖场景的实际情况，对各类覆盖方案进行了尝试，并总结出各类场景的特点及性价比最高的覆盖方案。

三、各种场景下无线接入技术的应用分析

3.1室内外综合覆盖技术应用

应用背景：由于部分建筑物群较为密集，楼层较为平均。现有基站的功率、方向角、下倾角较为单一的原由，信号不能多面墙体达到深度覆盖要求或者使用容量不够。使用传统室内分布方式进行覆盖又投资巨大。

3.1.1技术分析

主要概念：通过室内分布系统、室外覆盖天线覆盖相结合的分散覆盖方式，主要通过信号功分或单独设立（光纤拉远）的方法获得信号源，以克服由于基站功率、方向角、下倾角无法灵活调整的缺点，达到解决目标单体楼宇或者楼群的楼层深度覆盖问题。在日常的应用中主要采用美化天线尽可能减少物业投诉。

3.1.2应用场景分析

室内外综合覆盖主要应用于大中型楼盘、城中村、校园、工业园区等。

3.2毫微基站FEMTO技术应用

应用背景：由于部分区域宏蜂窝直接穿透室内很困难，通过网络优化无法解决信号覆盖问题。较之用户对移动接入的质量和速度要求越来越高，传统的室分分布方式在节省资源（与固网相结合）、信号质量上已无法满足高端用户群。

3.2.1技术分析

1.Femto定义：一种小型、低功率3G基站接入技术，面向家庭及办公室、会议室等室内场景使用；2.Femto作用：借助固定宽带接入为室内环境提供3G移动业务，是3G网络在室内覆盖的补充手段。是固网宽带在3G的延伸，是典型的固定、移动融合产品；能够在一定范围内进行精确定位，推动内容服务，对于商场、会所有很大的广告作用。3.Femto特点：设备体积小巧，覆盖半径一般为5-20米；其提供3G语音的成本接近于VoIP的成本；提供3G数据比特成本接近固网宽带。可在大网统一计费费率基础上提供基于家庭/企业等Femto覆盖区域的精确位置计费。

3.2.2应用场景分析

高档小区、高级会所、大型商场、会议室。

3.3室内型微型直放站应用

3.3.1技术分析

应用背景：由于部分区域，占地面积小，位置较为偏僻但又具备一定的人流量。诸如此种鸡肋站点使用基站或者拉远进行覆盖设备和传输成本相应较高，工程建设存在一种尴尬状态。

微型直放站，具有无线转发，双向放大基站上、下行链路信号，有效扩展覆盖范围和填补移动通信覆盖盲区的功能。设备能有效放大带内载频信号，滤除其它无关信号，避免小区干扰，提高话音质量并扩大覆盖范围。

3.4.2应用场景分析

主要应用于已完成装修或因物业问题室内线路无法布局的热点区域。与传统的网络布线相比，施工周期短、系统投资少，同时施工便利。

3.5MDAS多业务数字分布式系统技术应用

应用背景：部分酒店无法布线，使用传输的室分方式无法施工；由于人们对电磁信号较为敏感，布放馈线的方式覆盖遇到较多的物业阻挠。这些场景使用传统覆盖方式无法进行深度覆盖和建设。

3.5.1技术分析

MDAS：多业务数字分布式系统技术，是一种多网融合传输技术，可提供2G、3G、WLAN及宽带信号共网传输。用户入户线采用网线传输，可新布放或利用家庭宽带线路。

3.5.2应用场景分析

酒店、公寓、城中村

3.6TADS三网接入分布式系统技术应用

应用背景：部分酒店、家庭无法进行布线的区域，现有的资源如网线等又无法满足施工要求的区域要进行信号深度覆盖较为困难。

3.6.1技术分析

TADS：Triple-Access Distribution System，三网接入分布式系统。借助庞大且成熟的有线电视网络实现移动信号深度覆盖的一种解决方案。

1、确保CATV信号的无干扰传输；

2、实现2G&3G信号的深度覆盖；

3、实现网络信号的引入（WIFI）；

3.6.2应用场景分析

篇10

中图分类号 U285 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)101-0221-01

1 铁路通信接入网简介

通信网按网络功能分为三大部分：传输网、交换网和接入网。传输网和交换网统称为骨干网，接入网则是指通信网中骨干网到用户终端之间的所有设备，通常包括用户线传输系统、复用设备、交叉连接设备或用户/网络终端设备。接入网的接入方式包括有线接入网技术（普通电话线接入（ADSL）、光纤接入（FTTH）、光纤同轴电缆（HFC）、混合接入、无线接入等。

铁路专用通信网是把铁路各级指挥、管理机构和车站、车场、工区以及机车司机、车长及沿线作业人员等用户沟通起来，根据需要相互间灵活地传输、交换、处理各种信息的综合性专用通信网络。铁路专用通信网不同于公用网，公用网中，固定用户占有很大一部分比例，这部分用户位置固定，网络相对稳定，而铁路通信网是为旅客和铁路公务、应急抢险、行车维修等人员提供及时可靠的通信，通过提高服务等级和运输效率，保证列车的安全，达到高效运营而建立的。它是一种集列车公务通信和区间移动作业通信为一体的列车移动通信系统。铁路通信中，由于列车运动速度很快，尤其是高铁的投入使用，使得中国铁路迈入了高速行驶的时代，因而无线（移动通信）接入网在铁路通信网中占有相当大的比重。当然，固定位置的车站、单位以及各种固定设施之间的通信方式，首选方案还是采用SDH光同步数字传输设备进行组建，同时考虑采用ATM交换以及网络IP通信等先进技术来构成通信主干网及光纤用户接入网。

2 我国铁路无线通信的发展与应用

1）铁路通信网引入无线接入技术之后，最先使用的无线技术采用的单信道模拟制式无线通信设备，主要是为满足话音通信设计的，它的频段和频点固定分配给了无线列调、站调、公安等无线系统使用，各个部门之间不能相互共享，造成频率资源的极大浪费，该系统是个开放系统，并未作任何鉴权加密处理，对用户无需进行身份识别，因此话音业务可以被接收和窃听，给行车带了极大的隐患。之后，无线接入技术有了一定的发展，无线接入部分采用了400 MHz无线列调系统，它完成车站值班员与进入其管辖区段的列车车长以及列车司机之间的通话联系，当列车即将进站或即将出站时，这些通话才进行。否则如果没有特殊的情况，则在列车运行于区间时，通话一般不进行。

2）随着中国的铁路事业在各个方面的迅速发展，从前单一的无线列调系统已经远远不能满足铁路无线通信的需要，这样就迫切需要建设一套适合于铁路现代化运营指挥需要的先进的无线通信系统。这一系统采用了第二代移动通信技术，实现了小区制，利用集群通信方式、GSM（全球移动通信系统）移动通信方式、CDMA移动通信方式，实现调度中心与车站值班员之间、车站值班员与列车司机之间、列车司机与调度中心之间的通话功能、线路管理区间的公务移动通信功能，同时还实现调度中心与列车司机室之间实时的双向数据通信功能。

但是这一系统具有一定的缺点，主要包括采用动态的频率分配，没有考虑与周围公用网的有效融合问题，没有先进的路由合理选择功能，并且在建立通路和自动过网时存在信息丢失现象，保密性不强，容易受干扰等，这些缺点对于话音通信的影响不大，但是会对列车与调度指挥中心之间的实时双向数据通信造成较大的误码，因而对于要求较高数据通信误码率的场合并不适合。

3）随着我国铁路信息化建设的不断发展，2009年12月，武广高铁的通车运营，2011年6月，京沪高铁开通、2012年9月，郑武高铁运行，这标志着中国已经进入了高速铁路发展的时代，这也预示着中国的铁路通信网必须具有更强的保障铁路安全运营的通信功能，以适应高速列车通信的需求，使旅客和网络覆盖区的广大用户方便地享受信息的服务。比如随时随地的提供铁路客货运输资讯信息、订购火车票等服务，在列车就能享受语音、传真、数据、视频、移动通信及Internet等服务。GSM-R技术就应运而生了。

GSM-R（GSMforRailways）通信技术起源于欧洲，是一种基于目前世界最成熟、最通用的公共无线通信系统GSM平台上的、专门为满足铁路应用而开发的数字式的无线通信系统，针对铁路通信列车调度、列车控制、支持高速列车等特点，为铁路运营提供定制的附加功能的一种经济高效的综合无线通信系统。 它在GSM Phase2+的规范协议的高级语音呼叫功能，如组呼、广播呼叫、多优先级抢占和强拆业务的基础上，加入了基于位置寻址和功能寻址等功能，主要提供无线列调、编组调车通信、区段养护维修作业通信、应急通信、隧道通信等语音通信功能，可为列车自动控制与检测信息提供数据传输通道，并可提供列车自动寻址和旅客服务。目前，广深港高铁、青藏线、大秦线、胶济线、郑西线、京沪高铁、郑武高铁等铁路线路均采用了GSM-R技术。

任何一种系统都会有其不完善的地方，GSM-R也不例外，它存在有四个问题：①无线传播：由于无线信号是不稳定和多变的，如何保证各种环境下无线覆盖的连续性在网络规划设计上有待实践，如何克服因为列车速度的提高，逐步增大的多普勒频移，这些都需要进一步的改进和研究。

②和列车控制系统的有效结合：列车控制系统是客运专线乃至未来高速铁路建设项目中的关键部分，我国正在实现的中国列车控制系统规范CTCS3/4级，当前已实现的时速约为300千米/小时-350千米/小时，如何在更高速的客运专线上利用GSM-R系统高可靠性地实现列车控制信号的车-地传送以及在重载货运列车上实现多机车同步操作都是需要进一步研究的。

③GPRS/EDGE在GSM-R中的进一步应用：GSM-R可以利用GPRS/EDGE传输非实时的数据，但必须解决高速情况下高误码引起的传输效率下降的问题。

④GSM-R和3G网络的结合，?我国已经分别发放了TD-SCDMA、WCDMA、CDMA2000三种3G通信制式，3G制式具有更高的传送效率、更强的抗干扰能力、更高的网络性能，特别是TD-SCDMA制式，是由我国占主导地位的通信制式，如果能将GSM-R平行搬移到TD-SCDMA上，无论从网络的安全性还是促进民族产业的发展，都有着巨大的提升空间。

3 铁路无线通信网的未来发展方向

未来，铁路通信网应该是向着与公众网相融合的方向，使得用户无论是在运行中的列车上，还是在铁路网的覆盖区域均能够通过铁路通信网进行如同办公室一样方便的信息交流，而满足这一要求，现行的GSM-R技术还需要进一步的完善，从现在的发展情况来看，唯有第三代CDMA（）能满足这一要求，因此，铁路通信的无线接入技术部分的发展方向也就是TD-SCDMA。

参考文献