从技术角度看,IEEE 802.16标准系列的宽带无线接入系统在接入网方面出现了较大的革新,实现了分组域全业务通信,有完善的服务质量(QoS)架构和信令体系,逐步过渡到正交频分多址接入(OFDMA)方式,支持自适应调制编码(AMC)、混合自动重传(HARQ)和多输入多输出(MIMO)等增强策略,但标准也仅仅规定了宽带无线接入网络的空中接口部分,系统完整性需进一步完善。一般认为,宽带无线接入网既支持与专网,又支持与宽带互联网进行系统整合,例如,宽带无线接入网与专用IP核心网(如NGN/IMS)整合构成电信运营网,而与公众互联网整合则构成宽带无线互联网。但从产业角度讲,宽带无线接入系统如要迅速发展至少还须解决另外4个方面的问题,就是杀手级业务、良好的运行频率、终端低功耗和公众互联网核心支撑能力。纵观当今以IEEE 802.16系列标准为基础的宽带无线接入系统,如果不能妥当地解决这些问题,其在产业化过程中必然会遇到许多意想不到的困难。
自2003年起,在中国有较大影响的FuTURE研究计划开始有选择地将宽带无线接入关键技术列入攻关内容,并先后取得了一系列重要成果,积累了相当数量的知识产权。同时受国际形势的影响,中国各级标准化组织开始制订对应于IEEE 802.16标准系列的行业标准,并酝酿相关国家标准。其中比较有影响的是由中国3部委(中国国家发改委、信息产业部和科技部)联合成立的宽带无线接入工作组、中国通信标准化协会TC5 WG3工作组以及中国国家信息标准化委员会宽带无线多媒体标准工作组。
与其他工作组相比,中国国家通信标准化委员会的宽带无线多媒体标准的定位与典型宽带无线接入系统明显不同,是自主宽带无线接入系统和数字地面电视系统的内在融合,技术基础主要来自于FuTURE研究计划、中国下一代互联网(CNGI)研究计划以及中国颁布的自主移动电视标准,并在一定程度上吸收了IEEE 802.16系列标准的优点。宽带无线多媒体标准推荐使用超高频(UHF)频段,但也支持其他频段(如3.5 GHz)的运行;可以分解成广播电视系统和宽带无线接入系统单独运营,但也支持联合运营,是无线“三网融合”的有效解决手段;推荐基于点对点(P2P)会话初始协议(SIP)的智能节点层叠网(叠加在公众互联网上的有一定QoS保障的虚拟网)作为宽带无线多媒体接入网的核心网,但也支持与NGN/IMS接口。空中接口在上行采用面向低功耗优化的广义多载波(GMC)技术。
1 宽带无线多媒体接入网的关键技术
本文重点讨论宽带无线多媒体接入网涉及到的主要关键技术,包括无线网络架构、物理层关键技术以及MAC层关键技术。对其他关键技术,如安全加密子层技术、核心网技术等,限于篇幅不予详述。