寬帶WPAN接入帶來的機遇與挑戰

2 寬帶WPAN接入技術問題

在互為補充的3種寬帶接入技術中，WMAN和WLAN相對成熟，已開始占據寬帶無線接入市場。相對于WMAN和WLAN來講，WPAN目前還以自成網絡的內部應用為主，其接入技術還不夠完善，在無線接入方面的應用拓展較為緩慢。中國應該及時抓住這個機遇，加強力度研究并完善WPAN接入技術。

2.1 WPAN的網絡結構

寬帶WPAN是典型的Ad hoc網絡，其工作環境有時非常簡單，有時卻非常復雜。網絡中所有設備的地位都是平等的，可以隨時組成一個小區域網絡。寬帶WPAN中的任一設備可以與其前、后、左、右、上、下的類似設備構成網絡，通過“多跳”可以擴展其應用空間和功能，設備有固定、半固定、小范圍移動、較大范圍移動等情況，需要考慮越區切換。因此，WPAN網絡結構的研究非常重要。圖1是WPAN的網絡結構[3]示意圖。

2.2 WPAN與蜂窩網的融合

在WPAN與蜂窩網的接入技術得到解決的情況下，WPAN在室外空間的應用將會非常廣闊。WPAN與蜂窩網的融合可以擴大整個系統的容量，平衡相鄰小區的業務量，減少基站的數目，減小移動終端的功耗，并可拓展蜂窩網的新應用。
在一個WPAN與蜂窩網融合的系統結構中通常將基站覆蓋區域分為3個部分：第1部分是高速率TDD區域，該區域內的移動終端能夠以高速率進行數據傳送；第2部分是低速率TDD區域，該區域內的移動終端只能以較低的速率進行數據傳送；第3部分是基站無法覆蓋的區域，該區域內的移動終端由于接收不到基站發送的同步信息而無法進行數據傳送。3個區域內的移動終端都可以基于Ad hoc網絡協議在一定范圍內直接通信，或者由多個微微網組成散布網絡，實現相互間的通信。

3 需要深入研究的問題
針對WPAN與蜂窩網多網融合的系統結構，本文認為研究以實時優化為核心內容的各種自適應算法，研究寬帶WLAN、WPAN無線接入技術，研究多網共存情況下的網絡容量以及終端設備的優化設計問題，研制實驗系統和相應的設備至關重要。具體而言，應該對如下課題展開深入研究：

(1)研究寬帶WPAN的網絡結構，包括WPAN空間拓撲結構、移動自組織網絡關鍵技術等。

(2)研究關鍵算法，包括信息速率的自適應算法、跳頻圖案和跳頻速率的自適應算法、鏈路自適應算法、頻率選擇自適應算法等。

(3)研究與開發寬帶WPAN共享訪問協議，包括WPAN協議總體結構的研究，若干關鍵軟件模塊的研制與開發。

⑷研制實驗演示系統，驗證研究開發的內容，并在該系統中進行多址方式、高效調制方式、射頻模塊、多載波傳輸等內容的研究。

(5)研究移動自組織網與蜂窩網融合技術，重點研究隨機驅動多址接入(ODMA)技術。ODMA作為UMTS TDD 模式的補充，用于在TDD蜂窩網中小區的邊緣為移動終端提供較高的數據速率，達到增加高速率數據服務范圍的目的。將ODMA與移動自組織網絡有機結合，取長補短，相互補充，可以有效地擴展3G系統的新應用范圍。

(6)研究基于TD-SCDMA的移動自組織系統。系統采用ODMA多跳轉發技術和自適應路由選擇算法專用按需距離向量(AODV)路由協議，能夠為3G系統提供多種全新應用，實現移動終端與移動終端之間的直接通信、多跳通信，并能支持與現有3G系統間的無縫切換與漫游。

4 結束語
雖然目前寬帶無線接入市場還處于起步階段，但是寬帶無線接入技術的發展極為迅速。機遇與挑戰并存。中國的相關研究部門應當積極開展相關課題的研究，通過研究產生中國自主的知識產權，為形成中國的寬帶WPAN標準做出貢獻，或使中國在這一領域的研究至少與國際上保持同步。相信只要在這一領域廣泛深入地開展研究，密切關注國外行業動態，加強各方面的合作，就一定能在國際上爭得更多的寬帶無線接入方面的發言權。