无线广域网宽带数据技术i-BURST综述

近年来，随着移动电话通信的迅速发展，个人计算机的迅速普及，多种便携式计算机，例如膝上型计算机、手持式智能终端和PDA等迅速增多，固定方式的数据通信已不能满足需要。人们希望能通过无线的通信方式随时随地进行数据信息的传送和交换。在这样的需求下无线数据通信发展迅速，已经成为无线通信领域的一个重要潮流。

无线数据通信有不同的分类方式。根据业务实现方式可以划分为电路交换型的无线数据业务和无线交换型的移动数据业务，早期的技术有摩托罗拉的DataTAC，爱立信的Mobitex，北美的CDPD等都是电路技术。近年来的GPRS，W-CDMA, CDMA2000以及美国爱瑞通信公司(ArrayComm Inc.)的i-BURST技术, 则是分组技术。根据业务覆盖范围来划分，无线数据通信分为广域网无线数据通信和局域网数据通信。例如W-CDMA, CDMA2000,以及i-BURST技术都是广域技术。IEEE802.11b，LMDS，MMDS等技术则只提供小范围覆盖，因此可以称作是局域技术。根据所提供的数据带宽来划分，则可以分为无线宽带数据技术和无线窄带数据技术。其中无线宽带数据技术基本都是分组型数据业务，如3G, i-BURST，无线局域网等技术。而CDPD等业务则可以称为窄带技术。

移动无线通信和互联网的融合将产生新的无线互联网，而无线广域网宽带数据技术则是实现无线互联网的主流技术。下面以i-BURST为例介绍一下无线广域网宽带数据技术的原理和应用。

2．i-BURST技术特点

i-BURST系统是一种美国爱瑞通信公司(ArrayComm Inc.)推出的分组技术高速无线IP解决方案，它为最终用户提供便携式宽带无线接入。它的特点是，高数据速率，“永远在线”连接和用户可自由移动。

i-BURST是一个完整的解决方案，包括专门针对这个市场优化过的空气接口。在全负载的实际部署中，i-BURST最多支持10MHz的频带每单元40 Mbps的容量（或者5MHz的频带每单元20 Mbps的容量），每个用户的数据速率超过1Mbps。

除了最充分地使用智能天线来为系统的无线电接入部分提供最好的经济性之外，i-BURST还针对互联网接入这个目标市场彻底改进了设计。它仅面向分组交换，并且能够透明地传输终端用户的互联网协议（IP）流量。此外，i-BURST总体网络架构是当前有线宽带集合和接入结构（包括DSL、电缆和拨号等）的直接扩展。系统采用统一的设置和计费工具，运营商用来支持其有线用户的很多有线网络基础设施都可以用来支持i-BURST终端用户。其结果是可以快速地同现有的运营商网络、服务和经营实践集成

i-BURST系统具有如下特点:

·宽带便携无线接入 为最终用户提供独有的无线接入方式,用户数据速率1 Mbps 到 40 Mbps。

·具有很高的频谱效率, 每蜂窝每赫兹每秒可达4 Bits/Sec./Hz/cell. 如图1所示

·采用全自适应智能天线IntelliCell?技术. IntelliCell?技术是 爱瑞通信的自适应智能天线处理平台，提供更高的容量和更广的覆盖范围。用户容量远远超过2G甚至3G.

·TDMA/TDD 分组空中接口

·可在 3 GHz以下授权频段内使用

·采用IP中心的体系结构 使用标准工具和网络设施（如IP路由器），从而充分利用IP网络的经济省钱优势。

·提供开放的业务平台. i-BURST能够把接入提供商和业务提供商分开。

图1 i-BURST频谱效率和其他技术的比较

3．i-BURST系统的技术实现原理

1) 网络结构

i-BURST系统主要有用户设备, i-BURST基站, 隧道交换机等构成.它的网络结构由如下部分构成:

·终端用户设备（EUD）可以通过现有的笔记本电脑、台式PC、PDA等接入。用户采用这些设备进行交互。

·i-BURST用户终端（UT）i-BURST空气接口和EUD之间的接口。在有PCMCIA卡之前，早期的UT将是一个外置的宽带调制解调器。最终UT将嵌入到EUD中。

·i-BURST用户基站（BS）是网络的无线和有线部分之间的桥梁。从有线网络的角度来看，基站是一个接入集合设备，扮演同DSL网络中DSLAM相似的角色。

·分组服务交换机(隧道交换机)（PSS）分组服务交换机可以将用户会话（常常同PSTN、DSL以及电缆用户一起）集合并导向相应的服务提供商。

·L2TP网络服务器（LNS）终端用户PPP会话的终点。提供用户鉴别以及诸如IP地址等IP会话参数。此外，它还收集计费数据和执行服务水平协议。

·传输WAN（TWAN）在PSS和BS域内的传送网络。

·交互WAN（IWAN）在PSS和服务提供商WAN域内的交互网络。

由上所述我们可以清楚地看到，i-BURST提供的不仅仅是无线接入解决方案。它是一种完全的端到端服务解决方案，使得多个服务提供商可以在高度细分化的接入机制下向终端用户提供互联网和内容服务。

图2 i-BURST网络结构

2) 空中接口

空中接口的基本参数指标如下:

·时分双工 (TDD) + TDMA

– 带宽选择方面具有最大的灵活性

– 在保证不对称业务方面保证最大的灵活性

– 最大程度地发挥智能天线的作用

·采用全自适应智能天线IntelliCell?技术. 可以实现空分处理和空分多址技术

·自适应可变QAM 调制形式, 增加了纠错冗余, 从而保证空中接口高质量的传输.

·动态资源分配 – 时间，频率，空间由基站控制，达到最大化利用频谱和QOS控制的效果

·初期单用户峰值速率 > 1 Mbps, 每小区可以到达总速率40 Mbps

这里需要特别指出的是, 使用了全自适应智能天线IntelliCell?的基站可以动态地引导并将能量集中于目标用户设备，从而能够极大地降低周围环境中的RF干扰以及对其它用户的干扰。

通过将IntelliCell?的接收和发送能力集成到网络中，基站和用户设备之间的通信就可以在空间信道上传输。在i-BURST系统中，多个用户就可以在同一时间、同一单元中使用同样的传统无线信道进行通信。某种意义上说, 正是由于智能天线IntelliCell?的作用, 才使得i-BURST系统能够提供高速率高容量的优质服务.

4．业务和应用

i-BURST技术在最终用户设备、内容与服务提供商、业务之间建立了无线的，可兼容的IP连接。有了i-BURST系统，在电话，ISDN，ADSL和E1之外又多了一种远程接入的技术。更重要的是，i-BURST连接能够伴随用户移动，随时随地高速接入任何远程IP网络的内容或应用。

i-BURST将会同时服务于商用和消费者市场，主要是因为它能够为这些市场提供各种应用。对于企业客户来说，i-BURST是一套完整的工具，可以提高通信能力、生产率、盈利能力和成功率。从简单的电子邮件通信到对企业应用和信息的实时访问，i-BURST可以消除那些阻碍完全接入企业应用的障碍，如大范围接入、移动性和数据带宽等。i-BURST可以为人们提供各种各样的业务,如流式媒体音乐，视频照相机，流式视频，互动游戏，信息化会议，电子商务，多媒体电子新闻和杂志等等。

5．结束语

随着移动通信的迅猛发展，移动终端日益革新，作为移动技术和互连网技术融合的无线互连网必将成为通信行业的主要发展方向， 同时日新月异的新业务不断满足人类层出不穷的新需求。

美国Yankee Group于2001年8月份对中国2005年底移动市场的主要预测数据如下为: 无线数据通信服务用户达到1亿1250万人。其中移动服务用户为40%，占中国总人口的8%； 数据通信服务销售总额达到56亿8000万美元.

根据这种趋势, 我们相信, 无线广域网宽带数据技术将会扮演重要的角色. 在实施市场宽带无线数据系统下，i-BURST能满足三个重要技术需求：高数据速率，信息包接入机制和高频谱效率。这种开放的平台,可以提供永远在线的连接,自由的移动和宽带内容服务,从而确保给人们带来一种全新的消费和商务生活方式和优质的无处不在的服务.