LMDS应用于智能小区

张燕春

　　以计算机和互联网为代表的信息技术的高速发展正在改变人们的生活和行为方式，住宅业作为与社会经济、人民生活密切相关的行业，必须突破传统的发展模式，适应整个社会网络化、信息化的发展，随着中国成功加入WTO，我国的住宅业也会逐步介入到世界经济发展大环境中。在国外，智能网络家居常被称为“smart home”，北美和欧洲等地已开发了这种智能网络家居社区，国内智能小区建设已经起步，将来的智能住宅不仅会成为建筑材料业、房地产业新的经济增长点，还有可能给竞争激烈的IT行业开辟一个新战场。

　　如何保证信息实时、可靠、安全地传输是智能小区网络建设的一个重要问题，为了让小区居民可以方便快捷地享受高速Internet的各种信息，实现视频/音频数据的传输、网上购物、远程教学等，智能小区宽带接入是实现所有这些服务的重要保障。在众多的宽带接入技术中，LMDS（Local Multi-Point Distribution Services，本地多点分配业务）异军突起，成为宽带无线接入技术的一枝独秀，为电信部门提供可与光纤通信相媲美的无线宽带接入服务。

一、LMDS的特点

　　接入网按照使用的媒介不同，可划分为有线接入网和无线接入网，无线接入分为移动无线接入和固定无线接入。我们所熟悉的移动电话接入属于移动无线接入，用户是可移动的，而固定无线接入与此正好相反，用户基本是固定不动的。LMDS就属于无线固定接入，其工作频段大致在24GHz～40GHz（具体工作频段由无线电管理部门决定），可用频谱往往达1GHz以上。

　　1．LMDS有许多特点使它成为智能小区宽带接入技术中极具潜力的一种技术。

　　●项目启动快，工程建设简单。LMDS占据无线接入系统的优势，可以迅速地启动和实施工程项目，而且无需大费周折埋线和布线，对道路和小区环境影响较小。

　　●根据用户需求进行扩建。LMDS系统的模块化和可升级性结构使得容量扩充和新业务提供都很容易，服务商可以随时根据用户要求，添加所需的设备，提供新的服务，扩大服务覆盖区域。

　　●前期启动资金小，后期投资回收快。LMDS系统的投资包括中心基站设备，用户端设备，网管系统和其它附加费用，它无需把大量资金花费在基础设施建设上，所以在网络初期，只需小部分投资建立一个配置较简单的基站，覆盖若干用户即可开始运营，随着用户数量的增加，可提高基站的配置和数量以及用户端设备。

　　●网络运行和管理、维护费用比较低。

　　2．虽然LMDS具备了上述众多诱人的优点，但作为一种无线技术，它也不可避免地存在一些缺陷。

　　●由于工作频率高，通信质量受雨、雪等天气和树叶遮挡影响较大，因而雨衰是影响LMDS系统性能的重要因素。

　　●LMDS工作频段决定了它必须采用视距（LOS，Line of Sight）传输，因此覆盖范围较小，不适合远程和离散用户使用。

　　虽然LMDS具有如上的缺点，但智能小区通常位于城郊，小区居民相对比较集中，小区面积不会太大，所以LMDS的覆盖范围（大约为3~5公里）可以基本满足要求；对于LMDS的视距传输限制，可以在实际系统中采用小区重叠，架高发送天线以及增加安装反射器等措施扩大覆盖面积，提高接收率。

二、LMDS主要技术与原理

　　LMDS可配置成两种通信模式：PTP（Point To Point）和PMP（Point to Multi Point），在实际系统中，既可单独采用一种模式，也可结合使用，具体视用户的地理位置以及对带宽的需求而定。由于LMDS是一个无线的通信系统，因此它的大部分技术都跟无线技术相关。

　　1．小区制

　　LMDS利用高频微波技术在一定范围内（通常为一个小区），发送和接受双向的宽带信号，类似于窄带的蜂窝移动电话系统，LMDS采用的也是小区制，多个小区由光纤链路连接，小区之间互相重叠（通常为15%）。小区内的基站采用扇区覆盖，接收和发送天线的角度有90度、45度、30度、22.5度和15度，其对应的小区扇区数为4扇区、8扇区、12扇区、16扇区和24扇区，实际应用中以4扇区居多，而且相邻扇区之间通过正交极化（水平极化：Horizontal Polarization和垂直极化：Vertical Polarization ）的方式减小干扰。

　　2．多址方式

　　无线通信系统中共享有效带宽主要有三种接入方式：TDMA、FDMA和CDMA。在LMDS系统中，上行链路（从用户到基站）主要采用TDMA和FDMA两种多址方式，下行链路（从基站到用户）主要采用TDMA方式。FDMA适合大量连续非突发性数据的接入，TDMA则适合支持多个突发性或低速率数据用户的接入，某些生产厂商同时提供两种多址方式，是为了方便运营商根据用户业务的特点及分布来选择多址方式。

　　3．调制方式

　　基站采用QPSK、16QAM、64QAM等高效调制方式，用户站的调制方式也采用QPSK、16QAM和64QAM方式，具体采用哪种调制方式根据所需的接入速率和服务质量而定。

　　4．LMDS系统容量和接入速率

　　LMDS每扇区的下行容量最大可达到200Mbit/s，上行容量可达40Mbit/s，基站容量可达4.8Gbit/s，它支持各种接入速率，从n×64kbit/s到155Mbit/s都可实现，高容量带宽能提供各种宽带交互式数据及多媒体业务。

三、LMDS系统组成

　　一个LMDS网络主要由四部分组成：网络运行中心（NOC）、光纤骨干网络、基站设备和用户端设备（CPE）。

　　1．为管理服务区的所有设备和用户，需要设立网络运行中心（NOC），NOC的网络管理功能包括故障管理、配置管理、计费管理、性能管理和安全管理。

　　2．基站设备可分为室内单元、室外单元、天线以及连接室内单元与室外单元的中频电缆四部分，它可以实现信号在光纤骨干网和无线本地网之间的转换，可提供与骨干网的网络接口，实现信号的调制和解调，实现微波的发射和接收，有的基站设计方案中还包括本地交换功能。如果LMDS具备本地交换功能，则系统内的用户之间相互通信时无需经过骨干网，这意味着该通信方式下的计费、注册、身份验证等只发生在系统内部。

　　3．用户端设备（CPE）的配置因厂家不同而不同，通常包括室外安装的微波发射和接收装置以及室内的网络接口单元（NIU），NIU为各种用户业务提供接口，并完成复用／解复用功能。

四、国内外LMDS应用情况

　　美国是最早研究LMDS的国家之一，1998年FCC对频率许可证的拍卖掀起了LMDS的热潮，当时的授权频谱为28GHz～31GHz，总带宽为1.3GHz，分A频谱块（1.150MHz）和B频谱块（150MHz）。许可证拍卖后，中标公司开始着手建网，1997年1月7日，美国的P-COM与Winstar公司共同宣布，世界上第一套商用LMDS系统投入运行，利用P-COM公司的LMDS设备，Winstar为用户提供高速Internet接入、视频点播、语音、有线电视、LAN互连等服务，取得了非常好的效果。在亚洲有日本、韩国、菲律宾、泰国和香港使用LMDS技术为用户提供宽带接入服务，在欧洲LMDS发展也较好。

　　我国的LMDS虽然尚处起步阶段，但自从1999年由联通和P-COM合作在广州市开通的第一套LMDS试验网以来，全国范围内的LMDS试验网随之轰轰烈烈地展开了。2000年9月开始，中国电信在上海，网通在北京，中国移动在武汉等相继地进行了LMDS的试验测试工作，最后的测试结果表明，LMDS具有不受地形限制、实施简单和建设周期短等独特优势，是解决“最后一公里”瓶颈问题的有效方案，具有广阔的发展前景。在我国真正推行LMDS宽带接入方案时要根据当地的降雨情况、地形地貌、小区用户需求等特征综合考虑。

　　随着我国城市建设的不断推进，智能小区在整个住宅行业的地位将日益突出，宽带接入为我们营造一个舒适安全、信息畅通的生活环境提供了重要保障，不管是有线宽带接入还是无线宽带接入，运营商应在充分了解了市场需求、因地制宜规划的基础之上，努力为用户提供最简单、最可靠、最具潜力的接入方案，以赢得更多的市场。

----《通信世界》