无线接入技术精品(七篇)
无线接入技术篇(1)
关键词：WiMAX；Wi-Fi；LTE
中图分类号：TN929.53
1.引言
随着移动通信技术的蓬勃发展，话音业务移动化，数据业务宽带化已经成为了通信市场的发展趋势；而电信网络接入层也逐渐呈现出无线化和宽带化的发展趋势，移动通信竞争日趋激烈。宽带无线接入技术(Broadband Wireless Access，BWA)是目前通信与信息技术领域发展最快的技术之一。它是以无线通信的方式在宽带业务接口与宽带业务用户之间实现宽带业务的接入，从而达到为用户提供话音、视频、数据及多媒体等高质量的应用服务的目的。随着ITU和3GPP及3GPP2各大标准化组织对各现代无线通信技术规范的不断完善，3G、WiMAX、Wi-Fi、LTE等各种无线宽带接入技术在竞争中互相借鉴和学习，进而技术不断完善，网络安全性实用性不断增强。市场上支持Wi-Fi、WiMAX的无线网络终端日趋丰富，整个产业链已逐渐成熟。就目前而言，很明显，宽带无线接人技术已经到了百家争鸣的时代。IEEE和3GPP及3GPP2等各大标准化组织正在进行着激烈的竞争。对于不同的市场需求及实际环境选择相应的无线宽带接入标准显得尤为重要，因为选择适合的标准将会在将来快速发展的无线市场中占有一席之地，进而改变整个无线通信市场的分布格局。而此时，对于无线宽带接入技术标准的选择就显得尤为重要。本文主要研究了WiMAX，Wi-Fi，LTE三种无线接入技术(3GV-41技术已相当完善，本文不再赘述)遵循的标准及其优缺点，并对以上三种宽带无线接入技术进行总体性的比较研究，从而描述出以上几种技术在未来几年内的发展趋势。
2.线宽带接入技术
2.1 Wi MAX
2.1.1 WiMAX概述
WiMAXt~(Worldwide Interoperability for Mi-cro-wave Access)即全球微波互联接入。是一项基于IEEE 802.16标准的宽带无线接入城域网技术。其技术标准分为：802.16d标准和802.16e标准。802.16d的初衷为统一固定无线接入的空中接口，该标准可以应用于2-11GHz非视距(NLOS)传输和10-66GHz视距(LOS)传输。相对于以上的两种场景，802.16d用于固定和游牧应用场景；802.16e用于便携和移动场景，同时支持固定场景。为解决无线宽带接入“最后一公里”的问题1EEE于2003年1月29日正式通过802.16a规范，这是一种线缆和xDSL的无线扩展技术，因此也将WiMAX称为无线DSL技术。在亚洲，目前xDSLt~是WiMAX在最后一公里接入市场主要的竞争对手。
2.1.2 WiMAX技术优势
(1)覆盖范围：最大无线信号传输距离为50kin，只要少数基站建设就可覆盖全城，在很大程度上扩展了无线网络应用的范围。
(2)接入速率：WiMAX采用MIMO-STC/MDC及可扩展的OFDMA技术，在20MHz的带宽内所能提供的下行峰值速率可达63Mbps/扇区，上行速率也可达到28Mbps/扇区。
(3)作为一种无线城域网技术，它可以将Wi-Fi连接到互联网；也可作为DSL等有线接入方式的无线扩展，实现最后一公里的宽带接人。
2.1.3影响WjMAX技术未来发展的主要因素
(1)标准制定：在基站和基站间、基站和网络侧的协议IEEE802.16并没有给出具体的技术标准，只给出了基站和移动台之间的空中接口标准。在切换、寻呼和终端状态管理(激活和休眠的转换)等与蜂窝组网有关的方面，还不够成熟，需要进一步完善。
(2)频率问题：目前ETSI(国际MMDS)已经认可使用的频率为3.4～3.8GHz，5.725～5.85GHz可作为免许可频率使用。全球各国允许使用的频率并集大致为2-11GHz，这就意味着当WiMAX与LTE使用相同频率(2 GHz、3.4-3.6 GHz)时，其与LTE相比之下，穿透力差的缺点就会凸显出来，使得无法与LTE竞争。
2.2 Wi-Fi
2.2.1概述
Wi-Fim(Wireless Fidelity)无线保真，IEEE802.11a和IEEE802.11b为目前可以使用的两个标准规范。产业标准组织无线保真(Wireless Fidelity.Wi-Fi)联盟主要负责WLAN的推广和认证工作，因此WLAN技术通常又被称之为Wi-Fi。WLANIal可使用的标准主要包括802.11b、802.11a和802.11g，详细参数见表1。
目前Wi-Fi市场竞争也日趋激烈，除原有的Wi-Fi厂商(D-Link、思科、Intel等)在紧锣密鼓的准备外，高通公司也将业务伸向了Wi-Fi领域，据报道北京时间2011年5月26日早间消息，高通周二晚宣布，该公司已完成31亿美元收购Wi-Fi芯片厂商Atheros Communications的交易。
2.2.2 W._Fi技术优势
Wi-Fi是由接入点(Access Point，AP)和无线网卡组成的无线局域网络，由于可以不受布线条件的限制，可以方便的应用在小型网络甚至大型网络中，能提供有线网络无法提供的漫游特性，方便用户使用，由于起点低，大部分的电子设备，如电脑笔记本、手机等均支持Wi-Fi；由于大量设备厂商的涌入从而形成竞争，各厂商不得不降低成本，以便在市场中占有一定的价格优势。据平安证券今年3月的调研报告指出，预计Wi-Fi建设将带动250～300-亿元的电信设备市场。
2.2.3影响wi Fi技术未来发展的主要因素
(1)可靠性：射频干扰是造成Wi-Fi性能不稳定、覆盖不好、经常掉线现象的主要原因。无线电波间存在相互影响的现象，特别是同频段、同技术设备之间将存在明显影响，如手机、电磁炉，甚至汽车启动的电子设备等。
(2)数据传输速率有限：虽然Wi-Fi技术最高标称数据传输速率可达11～54 Mbit/s，但系统开销会使应用层速率降低50％左右。
(3)服务质量(Quality ofService，QoS)保障机制乏力：Wi-Fi虽然支持尽力而为(Best Effort)业务(WEB浏览、FTP下载、Email等)，但是语音通信、视频传输等业务的QoS很难得到保障。
(4)覆盖范围：Wi-Fi实现规模覆盖的最大的缺陷在于需要密集的有线传输资源。LTE/WiMAX
基站的覆盖范围比Wi-Fi AP覆盖范围大数十到上百倍。
(5)移动性：Wi-Fi技术自身并不支持移动I生，即便IEEE802.1 1s可能会对Wi-Fi MESH的移动性进行增强，最多也只能支持步行的移动速度。而LTE和WiMAX都支持120km/h以上的移动性，这是Wi-Fi所不能匹敌的。
2.3 LTE技术
2.3.1概述
长期演进嘲(LongTermEvolution，LTE)项目是3GPP提出的3G长期演进项目，采用OFDM[91和MIMOtlO-H怍为无线网络演进的标准。LTE由于在频，谱利用率、网络性能、扁平化网络结构等方面都具有较强的技术优势，被全球多个运营商认可为下一代无线通信技术，也是B3G]4G移动通信系统的典型代表。LTE系统同时定义了频分双工(Frequency Division Duplexing,FDD)(见图1)和时分双工(Time Division Duplexing,TDD)(见图2)两种方式，两种方式最直观的不同就在于其帧结构的不同，下面就两种双工方式不同的帧结构做出相应的比较分析。
FDD-LTE技术：FDD-LTE上下行均采用简单的等长时隙帧结构。LTE系统沿用了UMTS系统一直采用的10ms无线帧长度。一个无线帧包含10个子帧、20个时隙。FDD―LTE帧结构类型1(framestructure type 1，FSl)上下行采用完全相同的帧结构(见图3)，可同时适用于全双工FDD、半双工
TDD-LTE技术：TDD-LTE帧结构类型2(framestructure type 2，FS2)是基于TD-SCDMA帧结构修改而成的，保存了’FD-SCDMA帧结构中的三个特殊时隙：下行导频时隙(DwPTS)、保护间隔(GP)、上行导频时隙(DpPTS)，同时采用了统一的1ms子帧长度。常规子帧结构包含了两个0.5ms的时隙[12]，这点与FSl相同(见图4)。该种帧结构适用于TDD模式。
TDD―LTE双工方式的特点使得其具有如下优点：
频率配置灵活，使用FDD-LTE系统不宜使用的零散频段；可通过调整上下行时隙转换点提高下行时隙比例，从而更好地支持非对称业务；上下行信道具有一致性，基站的接受和发送可共用部分射频单元，降低设备成本；接受数据时不需要收发隔离器(只需一个开关即可)，降低设备的复杂度；上下行信道具有互惠性，可更好的采用传输与处理技术，如RAKE接收、联合传输、智能天线技术，从而降低移动终端的处理复杂度。
由于TDD-LTE在同一帧中传输上下行两个链路，导致系统设计更加复杂，对设备要求较高，其不足之处也显得格外明显：由于保护间隔的使用降低了频谱利用率，特别是提供广覆盖时使用长GP(保护间隔)时，频谱利用率偏低；使用混合自动重传请求技术(Hybrid Automatic Repeat―reQuest，HARQ)时，TDD-LTE使用的控制信令比FDD-LTE更复杂，且平均环回时间(Round-Trip Time，R3T)稍长于FDD-LTE的8ms长度；上下行信道占用同一频段的不同时隙，为保证上下行帧的准确接收，整个通信系统对基站和终端设备的同步有很高的要求。
2.3.2 LTE技术优势
针对WiMAX“低移动性宽带IP接入”的定位以及适用于在办公室和家庭中使用的短距离无线技术的Wi-Fi，LTE提出了相对应的性能指标，如相似的带宽、数据传输速率、强调多媒体广播和多播业务(Multimedia Broadband and Mukicast Service.MBMS)等。LTE与WiMAX和Wi-Fi相比具有以下技术优势：
(1)数据速率：LTE增强了3G的空中接口技术，信号的覆盖范围大幅延伸。在20MHz的带宽下，能够达到下行100Mbit/s、上行50Mbit/s的峰值速率，频谱利用率分别为5bps/Hz和2.5bps/Hz；Wi-Fi与WiMAX所能达到的最高速率仅为11 Mbit/s和75Mbit/s，且Wi-Fi采用的无线电信号易受到环境影响(如频率干扰)。
(2)灵活性：LTE能够支持1.25 MHz，2.5 MHz.5 MHz,10 MHz,15 MHz,20 MHz等多种系统带宽。WiMAX支持15～20MHz几种带宽，而Wi-Fi解决的是无线局域网问题，仅适用于有因特网的地区，因而在系统部署上LTE更具灵活性。
(3)移动性：LTE能在350km/h的高速移动情况下达到良好的接收效果，WiMAX所能支持的最高移动速率只能达到120km/h，Wi-Fi则仅限于局域网的低速率移动。尽管LTE和WiMAX在原始数据速率方面基本相当，但除了规模更大外，WiMAX作为一种固定WAN支持更像Wi-Fi网络(固定或低速移动场景下提供中高速无线接人)。
2.3.3应用前景
TDD双工方式具有频谱配置灵活、上下行信道互惠性等特点，能够满足下一代移动通信系统对带宽的要求以及频率分配零散化的趋势，在未来的通信市场中具有较大的优势。
纵观移动通信的发展，每个新的技术的出现都是以数据传输速率的大幅提升、频谱利用率的大幅提高作为标志的。很明显，目前LTE系统的很多技术特征(数据传输速率、频谱利用率等)已经接近于在给定带宽下的理论极限。然而对后LTE时代(LTE-Advanced)，又对LTE-Advanced提出了新的速率要求――上行达到1Gbit/s(至少低移动性满足，高移动性下达到100Mbit/s)，1Gbit/s的数据传输速率在100MHz或足够多的连续带宽下是可以获得的，但面临目前频率资源困乏的局面，1Gbit/s的数据传输速率显得尤为艰难。这就为LTE-Adva-nced提出了新的技术要求，目前国内外很多学者针对这一问题提出了一些新的解决技术如频谱聚合解决频率资源匮乏问题，使用协同MIMO方案及高阶调制技术以提高总体频谱效率等。
3.WiMAX、Wi-Fi、LTE技术对比
根据上述内容分别对WiMAX、Wi-Fi、LTE技术从各方面进行了详细的分析和比较(见表2)。
4.结论
无线接入技术篇(2)
关键词:分布式入侵检测;;协作
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。
3.5 4G通信技术
无线接入技术篇(3)
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
3.1MMDS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。
3.2LMDS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。
3.3WCDMA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。
3.43G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。
3.54G通信技术
在3G技术还没有最终成型时,人们又开始提出了4G技术。该技术目前还只有一个主题概念,就是无线互联网技术,随着互联网高速发展4G也会继续高速发展;电脑日趋向小型化、简便化,最终将所有技术整合为一个类似PDA的产品,将来4G在业务上、功能上、频宽上均有别于3G,应该是将所有无线服务联合在一起,能在任何地方接入互联网,包括卫星通讯、定位定时、数据收集远程控制等综合功能。4G将会是多功能集成的宽带流动通讯系统,是宽带接入IP的系统。
无线接入技术篇(4)
【关键词】无线局域网 网络 接入技术
1 无线局域网安全技术研究
1.1 认证
认证给用户提供了一个身份保证，用户拥有一个独立的身份，当用户访问无线局网之前，需要获得身份认证。当认证通过了，用户才可以获得相关权限，计算机会对用户进行授权，允许该用户登录网站。在认证中有几种认证方式，第一种是基于PPPoE的认证。这是出现最早，技术最成熟的认证方式，当前很多的宽带接入方式都是使用该接入认证方法。无线局域网中，使用才认证方式，需要在后台增加相关操作软件模块，就可以实现认证目的。该认证方式简单，节省了投资，因此被广泛使用。第二是基于Web的认证。该认证方式相对于PPPoE认证有一个明显的特点，用户只需要安装IE浏览器就不需要其他的用户端软件，方便用户连接网络，节省了安装软件、配置软件以及客户端管理等环节。该网络接入方式，也缓解了维修人员工作压力。而且，该认证方式还可以向用户推动相关门户网站，便以开设新业务。第三，基于802.1X的认证。该认证方式是基于端口控制协议进行控制，能够在短时间内对局域网设备进行授权和安全认证工作。EAP消息包含在IEEE 802.1X消息，该协议有三个重要组成部分。客户端、认证服务器、认证系统。这三个组成部分相互协调，基于EAP协议进行通信。
1.2 访问控制
访问控制目的是防止资源被非法访问，非法访问指的是在没有经过修改、授权就进行网站访问。当用户获得了网络认证，这是接入网络第一步，还需要获得授权保障，才可以对网络资源进行访问，一般这个过程都是基于控制机制得以完成。访问控制也是一种安全机制，对非法访问进行过滤，更好的保障共同资源。访问控制可以通过属性进行，例如常见的目的端口属性、协议类型属性、目的地址等等。
1.3 加密
加密使得信息不泄露出去，加密可以分为两种类型。第一种是数据保密业务，第二种是业务流保密业务。一般而言，数据保密业务想要从某个具体的数据项中获得难度非常大，因为这些数据量非常大。而且，业务量保密对于信息保密工作有着重要作用，攻击者比较难以观察业务流，对信息的提取也比较困难，这便达到保密目的。根据密码算法所使用的加密密钥和解密是否相同，由加密过程能否推导出解密过程。加密可以使得信息安全，在运行过程中，保障用户获得良好的传输环境。
2 无线局域网安全标准分析
2.1 中国无线局域网WAPI技术
WAPI是我国境内合法的无线网络技术标准，采用国家密码管理委员会办公室批准的公开密钥体制的椭圆曲线密码算法和秘密密钥体制的分组密码算法，实现设备的身份鉴别、链路验证、访问控制和用户信息在无线传输状态下的加密保护。目的是在使用过程中，可以将当前安全机制不完善问题扭转，将不兼容问题进行处理，从根本上解决了兼容性和安全性问题。WAPI主要由无线局域网保密结构以及基础结构组成。当用户登录时，可以对用户身份进行鉴别，保障数据传输安全。WAI使用的是公开密钥密码体制，借助证书对系统加以认证。而ASU在使用中具有优势，它主要是进行数字身份认证，当接入了无线点时，需要获得双重身份认证，根据最终的检验结果确定出接入点，这样不仅更好的实现连接，还可以防止非法连接问题出现，保障网络畅通。而且，还可以防止移动终端信息安全，不会出现信息泄露问题。
2.2 IEEE 802．11i标准技术
这是一个认证端口，可以控制访问。当基于IEEE 802．11i端口中，需要将其接入一个中心设备时，中心设备会有大量的认证书。当用户提供的符合设备认证时，才可以实现连接。但是它提供的是无限客户端和与RADIUS服务器之间的认证，不是无线接入点和用户端之间的连接。进行认证过程中，需要用户提供信息，如果这些信息丢失将会带来更大的安全隐患。使用了该接口方式，可以更好的保障信息安全，它是使用了会话密钥方式进行传递。使用过程中不会有安全隐患出现，可以更好的保障了信息传输。该IEEE 802．11i标准拥有的保密功能，可以更好的解决局域网运行安全问题。TKIP与WEP属于加密法，在使用过程中，初始量会逐渐发生变化，从最初的24位增长到48位。但是，它作为一种保密方式，在使用中没有完全脱离核心机制。
2.3 VPN技术
这是一种比较安全、可靠的技术，该技术在有线网络中，能够发挥出巨大作用。但是在无线网络中，该技术在一定程度上阻碍了运行速率。主要体现在，第一运行脆弱性。众所周知，在一些突发影响中，如果线路之间有切换，那么需要及时进行中断。一旦有中断行为出现，用户将不能使用手动方式进行连接，更不能进行设置，从而恢复网络。第二，通用性问题。该技术在国内没有统一的开发标准，使用通用性受到限制。第三，网络拓展性问题。该技术给网络提供安全的运行环境同时，因为vPN网络架设的复杂性，会限制网络使用速率，限制网络拓展性。而且在成本支出中，成本费用比较高，一直出现攀升现象，这是一种重要影响因素。
3 结束语
无线局域网当前发现正处于蓬勃发展阶段，但是网络安全问题备受关注。在无线局域网安全框架上，使用先进技术，搭建起一个安全的网络保障体系，这样才可以保障网络运行安全。局域网与4G网络、无线网络以及有线网络才可以实现安全连接，发挥出巨大作用。随着社会不断发展，网络应用范围越来越广，安全问题也开始出现，因此需要获得安全接口技术来保障，保障信息安全。
参考文献
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无线接入技术篇(5)
关键词：无缝线路 插入短轨 闪光焊接技术
1前言
无缝线路是长轨铺设后现场用气压焊、铝热焊或闪光焊将长轨接头焊联形成，其中闪光接触焊具有焊头成功率高、强度与母材接近、质量稳定等优点，目前新建铁路除道岔内及道岔前后焊头用铝热焊外，其余焊头均要求采用闪光焊。沪杭城际铁路由于现场施工时工期紧及施工条件受限，要求一个区间采用两台焊机由两端向中间进行应力放散锁定焊接，最后合拢口插入短轨；以及全线应力放散做完后，发现个别焊头有问题需要插入短轨。以往在应力放散做完后插入的短轨都是采用铝热焊进行焊接，但铝热具有焊头成功率低，强度差，容易二次伤损等缺点。为此笔者在新建沪杭城际铁路无缝线路形成后需插入短轨时，提出插入短轨的焊接采用拔弯闪光焊接技术，使全线（除道岔内及道岔前后焊头外）没有一个铝热焊焊头，提高全线线路质量，减少运营时焊头维护工作量。
2拔弯闪光焊接施工方案
以往插入短轨采用铝热焊时，插入短轨的长度为L-2A（L-缺口的长度，一般不短于12.0m；A-铝热焊焊缝宽，通常每个焊缝宽为25mm）。
插入短轨采用闪光焊接时，插入短轨的长度为L+2B（L-缺口的长度，一般不短于12m；B-闪光焊时焊机的实际顶锻量）。由于插入的短轨长于缺口，所以先将与焊机相向一根长轨5m长拔离轨槽，让短轨先落槽就位。接着用焊机将短轨一端与长轨焊联。然后将另一端长轨约50m长向外拔成弧形，长轨头与短轨头相接。最后用焊机将短轨与另一长轨焊联，在焊接顶锻一瞬间，将50m长的弧形长轨直接拉直并落槽，完成焊联。
3施工步骤
3.1用钢卷尺丈量缺口长度L，若缺口长度小于12m，根据验标要求插入短轨不得短于12m，按此要求则要锯轨，将缺口长度调整至12m以上。如果是焊头伤损需要锯掉焊头插入短轨时，则直接锯轨留12.5m长缺口。
3.2顶锻量计算:每台焊机都有不同的顶锻量，因此在焊前必须准确测出该台焊机的实际顶锻量。焊接前在两轨端各0.5m处做上标计，焊后测量这两个标计间长度，从而计算该焊头的顶锻量，连续测量三个焊头的顶锻量取平均值做为该焊机的实际顶锻量B。
3.3准备待插入轨，待插入轨的长度为L+2B（L-缺口的长度；B-闪光焊时焊机的实际顶锻量）。
3.4将与焊机相向那一根的长轨，5m长拔离轨槽，让短轨先落槽就位。
3.5焊机就位后开始焊接第一个焊头。
3.6拆除与焊机相向那一根的长轨50m长扣件，将该段长轨向外拔成弧形（曲线时则往曲线外侧拔），长轨轨头与短轨轨头相接落槽，长轨轨端5m内必须为直线，便于焊接时轨头对接、检查。
3.7用2m长的短轨头将外拔成弧形的长轨进行支垫，支垫短轨距离为8m，要求短轨做成由外向内倾斜的坡，靠近枕木端的短轨顶面要高于枕木上镙栓顶部，便于焊接时长轨拉直后能顺利落横。
3.8焊机就位后开始焊接第二个焊头。
4闪光焊接工艺
4.1焊接设备组装、调试、钢轨型式试验
按照组装程序进行设备组装，并进行全面调试。确认设备一切正常后将待焊轨按照规定的检验要求焊接进行型式试验，确定焊接参数合格后可开始正式焊接。
4.2钢轨接头除锈、打磨
在钢轨接头端面及两侧钢轨与焊机导电钳口部位间500mm范围内采用手提式砂轮机打磨，打磨后钢轨表面应有金属光泽，不得有锈蚀，对母材的磨耗不得超过0.2mm。若打磨后的待焊时间超出24小时或有油水沾污，则必须重新打磨。
4.3钢轨焊接前设备检查
焊接前应按照焊机使用说明检查主机、冷却系统、液压系统、电气控制系统是否正常；检查动力电压、水温、水位、油温、油位钳口上的焊碴及其它碎屑、推瘤刀上的焊接飞溅物是否清除。焊接参数是否符合实验结果。一切正常之后，在操作司机、工长签字确认后方可进行焊接工作。
4.4钢轨焊接
4.1.1准备工作完成后，用机车或轨道车推送移动式焊轨车运行到焊接接头处，特制集装箱将二位端前墙向上旋转到与顶棚平齐并锁定。起吊机构连同焊机沿轨道向外移动至端墙外平台；吊臂驱动油缸伸长降下旋转臂,将焊机降下接近钢轨，利用转盘转动，使焊机进入焊接工作位置；将焊机落下置于钢轨上，确保两钢轨间隙位于导轴上标记的正下方,降低焊机直到压在钢轨上。
4.2.2焊机机头上的两对钳口将两钢轨轨头夹紧，自动对准系统接头两侧各500mm范围内在水平和纵向两个方向上自动非常精确地对准（两端钢轨在纵向同时被相对抬高0.6～0.8mm/m）。两钳口在通以400V的直流的电压后形成两个高压电极，提高焊接电流。启动焊接，激活自动焊接工序；分别进入预闪阶段、稳定的高压闪光阶段（该阶段应锁定钢轨夹紧选择开关，防止在焊接周期结束时焊机再次夹紧钢轨）、低压闪光，加速闪光、以及顶锻阶段。顶锻完成以后整个焊接过程结束。随后钢轨夹紧装置快速松开两钳口，在焊机头内的推瘤刀立即进行推瘤，从而完成焊头的焊接作业。
4.3.3焊机机架张开到最大位置，起升焊机直至完全离开钢轨焊接接头，去除推瘤焊碴，清洁焊机内部。然后将焊机调整到另一侧完成钢轨焊接。在完成一组焊接接头后，每间隔三根轨枕上紧扣件，焊机前行到下一个焊接接头处。
4.5焊后接头正火
正火时接头温度应降低到500℃以下，然后用氧气-乙炔加热器将焊缝加热到820℃～880℃，再自然冷却。正火温度采用红外线测温仪控制。焊缝区域冷却到400℃以下时,焊轨作业车方可通过钢轨接头。
4.6钢轨焊后调直、打磨
钢轨焊缝正火完，温度降低到300℃以下时，对钢轨进行调直。焊后打磨可以分成粗打磨和精细打磨，粗打磨利用手提式砂轮机对焊缝及附近轨头顶面、侧面、轨底上面和轨底进行打磨；焊缝踏面部位在常温下不能打亏,打磨时不得横向打磨,打磨面不得发黑、发兰而应平整有光泽。精细打磨时，用仿型打磨机进行纵向打磨，打磨后，平直度满足验标要求。
4.7焊接接头超声波探伤
每个钢轨焊头均应进行超声波探伤，探伤前应将焊缝处温度减低到50℃以下，冷却可以用浇水法进行，但浇水时钢轨温度不得高于250℃。在经打磨过的焊接钢轨轨底、轨腰、轨头上均匀涂抹探伤专用油，然后用探头进行探伤。探伤结果不得有未焊透、过烧、裂纹、气孔、夹渣等有害缺陷。
4.8数据的记录及分析
每完成一个接头的焊接、除瘤、打磨、探伤后，应将相关数据、信息等资料收集、整理、同时加以分析、存档。
5拔弯闪光焊注意事项
5.1拔弯闪光焊接施工时轨温应控制在该线设计锁定轨温范围内，以免形成应力集中区，影响线路稳定。
5.2顶锻量要测量准确，插入短轨过长会引起钢轨小碎弯，过短容易造成焊头内伤。
5.3检查支垫短轨稳定性、轨面高度，确保拔弯的长轨在拉力作用下能顺利落槽。
6结束语
无线接入技术篇(6)
关键词：无线接入 波形设计 多址接入
1 引言
随着4G的成功商用以及移动互联网业务井喷式的发展，尤其是视频业务的拓展，对更高速率、更低时延，更大系统容量的无线通信技术的需求与日俱增。另外一个方面，以IoT为代表的“万物互联”对无线通信系统提出了海量的接入用户数以及低功耗的特征。国际通信标准化组织3GPP已经明确，下一代无线通信系统将支持这些典型应用场景。在接入技术的选择方面，3GPP采取原有4G技术持续演进和引入新的无线接入技术相结合的策略，以实现既可以兼容现有系统并使之平滑过渡，又可以以全新技术满足新应用需求的目标。在这种背景下，3GPP决定开展新的无线接入技术的研究工作，包括NR研究项目的目标及其应用场景以及NR SI（New Radio Access Technology Study Item，新无线接入技术研究课题）当前讨论的关键技术。本文将详细介绍NR（New Radio，新无线）项目的目标与应用场景及现阶段研究的关键技术，并对3GPP标准中5G发展的路线图进行解析。
2 新无线接入技术及其关键技术
在2016年3月的3GPP第71次RAN全会上，会议通过了RP-160671“Study on New Radio Access Technology”的研究n题立项，以研究面向5G的新无线系统频段、物理层核心技术、协议体系架构等最关键的问题。在3GPP中将该研究课题缩写为NR SI。
2.1 NR研究项目的目标及其应用场景
NR SI设定的主要的研究目标如下：
（1）新的RAT（Radio Access Technology，无线接入技术）将考虑100 GHz以下的全部频段范围。
（2）设法实现如下的具体目标：以单一的技术架构框架，满足TR38.913设定的全部应用场景，包括：
1）增强的移动宽带；
2）大规模机器类型通信（Machine-type-commu-nication）；
3）超可靠性和超低时延通信。
（3）该课题初期的高优先级研究内容包括：
1）新RAT技术的基础物理层信号结构：
基于OFDM的、具备潜在支持非正交、多址接入的波形技术；
基本的帧结构设计；
信道编码方案。
2）无线空口协议架构及处理过程。
3）无线接入网架构、接口协议及处理过程。
NR将考虑将频率范围扩展至100 GHz以下全部可用的频段，同时以统一的新空口技术架构框架支持5G的三大应用场景和需求。
2.2 NR SI当前讨论的关键技术
（1）波形设计
基于参与3GPP标准制定的各公司的讨论，目前波形设计主要方案应基于OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用技术），候选技术包括以下几种：
1）OFDM with CP：该方案是目前多载波宽宽无线系统中使用最广泛的多载波waveform（如LTE和802.11），可以通过FFT/IFFT高效实现。
2）DFT-s-OFDM with CP：这个与LTE UL上行的SC-FDMA是相同的处理方法。
3）Filtering and/or windowing on OFDM/DFT-s-OFDM with guard interval：该方案包括了针对每个子载波的滤波方案（如OFDM-OQAM、GFDM），以及针对子载波组的滤波方案（UFMC），相较于传统的多载波方案，该方案在有用信号的带外泄漏以及频谱的同步灵敏度等方面具有更好的性能。
未来NR waveform的评估将以OFDM with CP和DFT-s-OFDM with CP两方案作为性能参考，以选择出满足5G不用应用场景的波形方案。表1是R1-165666中对目前RAN1提出的所有波形技术的分类。
（2）多址方案
LTE的上行和下行均采用了正交多址接入技术，可以确保在相同小区内接收机不会受到干扰。然而在理论上，通过部分/全部交叠的时/频资源为不同的链路提供传输的非正交的接入，可以获得更好的系统容量。因此NR的多址接入将不仅包含传统的正交多址接入技术，还包括非正交多址接入技术。但考虑到非正交多址接入技术的增益通常需要复杂的接收机算法才能获得，因此目前的NR中明确了上行可以使用如MUSA（R1-162226），SCMA（R1-162153），PDMA（R1-163383）等非正交多址接入技术，而下行是否会引入非正交多址技术需要进一步讨论。
（3）子载波间距
在NR SI讨论之初，考虑到CP长度以及减少时延等因素，候选的子载波间隔包括15 kHz、17.5 kHz、17.06 kHz以及21.33 kHz。经过激烈的讨论，为了与LTE基带/射频处理更好地兼容，会议最终决定NR仍然采用与LTE相同的子载波间隔15 kHz为设计基准，子载波间隔可以是15 kHz的N倍（N=2n）倍，并且要求支持1 ms对齐。但也有公司提出，上述方案在支持100 MHz带宽的时候，将会使得系统保护带宽较大造成浪费（如表2所示），建议额外增加75 kHz的设计基准。因此在下次会议结束前，仍然需要对15 kHz的方案是否能灵活支持不同带宽进行研究。
（4）帧结构
NR的帧结构希望可以同时支持TDD和FDD双工方式，因此目前规定在一个TI（Time Interval，时间间隔）内，可以包含一个或者多个下行传输、上行传输以及保护间隔。此外，为了支持self-contained功能（即在相同时隙中发送对应的ACK/NACK，对比LTE需要在n+4个时隙传输ACK/NACK），NR的帧结构需要具有以下两个能力：
1）在下行数据传输结束后很短时间内（微秒量级）进行ACK确认；
2）在上行数据传输结束后很短时间内（微秒量级）进行ACK确认。
（5）信道编码
为了支持不同应用场景，NR的信道编码候选方案包括了turbo codes、LDPC codes以及polar codes。与会各公司从解码性能以及解码复杂度等方面，针对不同码块长度的情况进行了对比。在AWGN信道下，目前所有的候选信道编码方案性能相似，而对于polar 码是否可以在较小的码块长度情况下获得更好的性能，则需要进一步研究。
（6）调制方式
调制方式的选择需要在接收机的复杂性和频谱效率上做权衡。一些公司建议NR应该采用基于格雷码编码的比特交织编码调制技术（base on Gray-encoded and Bit -Interleaved Coded Modulation）。并且为了达到峰值速率的要求，建议可能需要考虑到1024QAM。由于调整方式，尤其是建议使用的BICM的设计方案受信道纠错编码影响很大，需要在新的编码方案有了初步结论后才可以进行设计及深入探讨，所以当前这部分内容不是讨论的重点内容。
（7）多天线技术
如表3所示，从LTE R8中的最大4天线发送，到NR中最大256天线发送，MM（Massive MIMO，大规模多输入-多输出技术）无疑是提升5G频谱效率的重要手段之一，而MM系统的性能与CSI反馈精度以及负载等密切相关。
当前，NR WI确定MM的CSI反馈可以包括以下几个方式：
1）隐式反馈（Implicit CSI feedback）：即用舴蠢CQI、PMI、RI、CRI等表征信道质量的信息。
2）显示反馈（Explicit CSI feedback）：包括量化/模拟反馈CSI信息：即直接反馈信道参数或经过压缩的信道信息。
3）信道互易性反馈（Reciprocity-based feed-back）：即利用上下行信道的互易性获得信道信息。
MM方案的评估与选型还需要结合具体的波束形成（Beam Forming）方案进行，当前，NR WI确定后续的MM需要研究模拟波束形成，数字波束形成和混合波束形成三种方案（如图1所示），然后进行综合对比与评价。
2.3 3GPP标准路线图
3GPP 5G路线图如图2所示，按照该路线图，5G NR的部署计划分两个阶段：
第一阶段：计划在2018年6月完成Release 15版本的规范制定，并于2020年完成前期的部署。按照第一阶段的详细计划，在2018年6月完成的Release 15版本中，支持独立的NR和非独立的NR两种工作模式，其中支持非独立的NR模式意味着Release 15将基于LTE控制面协议进行兼容性升级，支持独立NR模式意味着支持全新的控制面协议栈。在用例场景和频段方面，Release 15将支持eMBB和URLCC两种用例场景和6 GHz以下及60 GHz以上的频段范围。
第二阶段：需要考虑与第一阶段兼容，计划在2019年底完成Release 16版本的规范制定，并作为正式的5G标准提交到ITU-R IMT-2020，该版本的商用系统计划于2021年完成部署。
3 结束语
5G技术的标准研究及产品研发有着实际的应用需求和广泛的应用场景，三种典型的应用场景（eMBB、mMTC、URLLC）的需求重点各不相同，因此5G的无线接入技术面临巨大的挑战。为了应对这种挑战，3GPP制定了合理的应对策略和技术标准化路线，既在现有4G技术基础上进行平滑演进，保证技术的兼容性，又引入新的频段和新的空口技术以应对满足新的需求。在此基础上，3GPP制订了详细可行的标准化路线图，以保证进行充分的、有效的技术方案评估论证，以此奠定5G产品研发的坚实基础。
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无线接入技术篇(7)
【关键词】 接入网 技术 应用 建议
终端通信接入网在电力系统通信网中的比重将逐年上升，我国电力终端通信接入网特别是10kV通信接入网目前规模还不大，今后技术方向的选择事关网络建设、运维成本和网络的安全稳定性能。因此，研究终端通信接入网建设中存在的问题，探讨TD-LTE无线技术的应用前景具有重要意义。
一、电力终端通信接入网概念及现状
终端通信接入网是电力系统通信网的重要组成部分，电力系统骨干通信网络的延伸，提供配电与用电业务终端与电力骨干通信网络的连接，具有业务承载和信息传送功能，分为10kV通信接入网和0.4kV通信接入网两部分[1]。
10kV通信接入网是指覆盖10kV（20千伏、6千伏）配电网的开关站、配电室、环网单元、柱上开关、配电变压器、分布式能源站点、电动汽车充换电站和配电线路等的通信网络，主要承载配电自动化、配变监测等业务[2]。0.4kV通信接入网是指覆盖变压器的0.4kV出线至低压用户表计、电力营业网点、电动汽车充电桩和分布式电源等的通信网络，主要承载用电信息采集、用电营业服务、用户双向互动等业务[1]。目前我国各地已建的10kV通信接入网主要是为实现配网自动化而建设的，采用了电力以太网无源光网络（EPON）、工业以太网、中压载波、无线通信4种通信技术，其中EPON和工业以网技术应用最广泛。无线通信又分无线公网和无线专网，最近几年不少省份开展了无线专网试点建设，MacWill、WiMAX、230MHz数传、TD-LTE技术均有涉及。0.4kV通信接入网主要采用无线公网方式，主要是为实现用电集抄租用运营商的GPRS网络。
二、电力通信终端接入网建设中存在的问题
终端通信接入网中需传送的各类业务因具有分布范围广、站点多、通信设备工作环境较差的特征，网络建设难度相对较大。目前10kV通信接入网建设中以有线建设为主，在具体建设中面临一些极为困难的挑战。
（1）部分区域有线不可达。有线网络的建设受地理环境影响很大，部分区域施工困难，一些老旧城区开发较早，甚至根本无法施工敷设线路。（2）租用公网无线安全性低，成本高，业务承载质量差。公网具有私密性差、租赁费用高、业务资源无法保证等各种缺陷，使用效果无法达到预期。（3）短距离无线通信技术带宽低，受环境影响大，传输距离有限，仅适于简单业务在小范围的应用，无法满足配网全业务需求。（4）已建通信网络基本无法满足集群、重点区域视频监控、现场作业回传等新增业务的需求。（5）终端通信网建设中没有统筹考虑10kV通信接入网和0.4kV通信接入网的业务接入需求，而是各建各的，10kV通信接入网以生产线为主建设，0.4kV通信接入网营销线为主建设，造成重复建设和多头管理。
三、TD-LTE具有的技术优势
TD-LTE是我国主导的4G主流技术，继承和发展了TD-SCDMA的独有特点和技术优势的同时，实现了与FDD LTE的融合发展，集成了适应于宽带移动通信传输的众多先进技术，如MIMO、OFDM、自适应调制编码、频率选择性调度、小区间干扰协调、更加扁平的网络架构、控制面和用户分离等技术，实现了系统容量和用户体验的极大提升，已经成为未来TDD技术发展的全球唯一标准。TD-LTE可以实现灵活的上下行时隙配比，满足未来移动互联网发展需要的灵活上下行业务比例，最大限度地充分利用有限的频率资源[3]。在众多的通信方式中，TD-LTE宽带无线技术以其频带宽、传输速率高、覆盖范围广、业务支撑能力强、可靠、安全等特点，成为国际电力界公认的电力无线通信技术发展趋势。
（1）容量大。配用电网中的终端分布广且数量巨大，网络容量需求大。TD-LTE网络的大容量特点能够满足电力专网需求，并且，随着TD-LTE技术的不断演进，未来速率可达到1Gbps。
（2）安全性高。配电网络、用电网络都有高度安全需求，TD-LTE是多种技术融合演进的结果，在继承已有技术安全性的特点外，还在设备自恢复、业务QoS自保障、网络及业务层面数据加密鉴权方面得到了提升，能够满足电力专网安全性要求。
（3）业务配置灵活。电力专网业务以遥控、计量、数据采集、视频监控等为主，这些业务有上行带宽高、终端位置固定等特点。TD-LTE具备上行业务带宽可调、低时延、系统扁平等特点，并且对业务质量分等级进行保障，可以解决电力专网业务应用的诸多难题。
四、电力TD-LTE无线接入网建设中存在的问题
TD-LTE技术是当前最佳的无线接入网技术，但是在电力TD-LTE无线接入专网建设中还存在不少问题。
1、TD-LTE公网业务模型无法满足电力终端通信网的特殊需求。TD-LTE技术标准是为满足公众通信网需求而制定的，虽然采用国际统一标准，接口高度开放，不同厂家之间的产品可以互联互通，但仅仅进行简单的技术移植并不能完全满足电力终端通信接入网的部分特殊需求。如配电网保护类、控制类（遥控）信号的安全、QoS方面问题，如集群中的调度、脱网直通功能等等。
