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微波通信在移动通信中的应用

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  摘要:本文通过对移动通信技术的演进描述,探讨了微波通信技术的特点及优势,并研究了微波通信技术在移动通信中的具体应用。
  [关键词]微波通信移动通信带宽容量移动回传
  1移动通信技术的演进
  20世紀90年代初期2G移动通信技术是从模拟技术向数字技术演进,传输速度仅为9.6Kbit/s;运营商在2000年初开始采用3G,在语音和数据容量方面有了显著的改进,3G相对2G移动技术,传输速度为384K-3.6Mbit/s;随着移动互联网技术的发展,4G移动通信技术应运而生,其重点是增加数据和语音容量并提高整体体验质量。主要特点是在20MHz频谱带宽下提供下行100Mbit/s的峰值速率,提高容量,降低网络延迟;5G移动通信技术大幅提升峰值的传输速率和降低网络的传输时延,5G'下行峰值速率超过1Gbit/s,可达10Gbit/s,预计未来一两年内会有大规模的5G移动网络商用部署。
  2微波通信技术特点和优势
  微波通信为波长在1mm至1m之间的电磁波所应用的通信技术,微波一般可以达到300MHz至300GHz之间。随着近年微波通信技术的不断发展演进,微波传输技术带来诸多优势。
  超大带宽容量,传统频段微波产品一般指6GHz~42GHz传统频段的微波,可以利用XPIC,MIMO和CA等无线技术在有限频率资源下不断倍增传输容量。通过射频单元的简单叠加,以及空口物理链路汇聚或链路层汇聚技术,传统频段微波速率可达10GBit/s,新一代E-band微波单空口超过10Gbit/s。满足目前最新的5G移动通信回传速率的需求。
  支持多种传输业务类型,支持PDH、SDH业务、以太业务和IP业务。能够很好满足现网2G、3G和4G移动业务的带宽需求和未来即将商用的5G移动业务容量需求。
  低时延,微波传输超低时延的优良特性不仅能满足2G、3G和4G移动网络的要求,能很好满足5G移动更低时延(例如无人驾驶,智能制造和远程医疗等)应用需求。
  提供高精度时间同步,1588v2为基站提供精准的频率和相位时钟同步,能为TDD移动通信系统提供全网时钟,降低移动网络安装、维护成本。
  快速部署,分组微波设备的全室外解决方案,无需铺设传输光纤,无需机房,安装部署简单快捷,符合4G和5G密集小型化快速部署的需求。5G移动基站进一步缩短建站距离,每平方公里增加基站数量,微波传输作为回传解决方案能为移动网络的部署大大节省时间。
  抗灾抗人为破坏,相对于光纤传输,微波通信是通过空中无线信号传输,能够防挖,防爆破等人为破坏,防地震、防火灾等自然灾害,受损时微波传输恢复通信链路快。在自然灾害和光纤无法达到地区,微波传输可以作为应急移动通信的传输网络。
  3微波通信技术在移动通信中的应用
  微波通信以它独特的技术优势,与移动通信网络需求的完美契合,微波通信在移动技术有着广泛的应用。微波传输产品作为2G、3G和4G移动回传重要解决方案,特别是在国外微波传输在移动网络中广泛使用。
  在国内移动通信网络中,以前由于光纤资源相对丰富,2G、3G移动系统速率低,但是在4G移动系统中速率显著提升,对传输网络的带宽需求越来越高,现有的光纤传输资源越来越紧缺,光纤部署的进度和困难程度都无法满足网络建设和项目进度,移动回传网络资源面临着巨大的压力和挑战,国内运营商已经开始将微波传输解决方案正式纳入了4G网络建设规划中。另外微波通信在山区和农村地区,特别是在应急通信和热点地区通信应用的十分广泛。
  在国外,由许多国家土地私有制的物权限制,劳动力短缺等因素,运营商现有光纤资源匮乏,运营商新铺设光纤面临征地困难,成本高,工期长等问题。微波通信以其无线传输,占地少或者零占地(全室外微波产品),快速部署,工期短等特点,微波传输成为很多国外移动网络回传主要解决方案。在全球范围,微波传输在移动网络中大规模的部署应用,主流通信设备供应商(例如中兴、华为、爱立信、NEC、诺基亚等)都有成熟的微波产品在全球范围内应用,具有微波通信商用网络部署和维护的经验丰富。主要设备供应商都拥有传统微波频段(6GHz-42GHz)、V-band频段(57GHz-66GHz)、E-band频段(71GHz~-86GHz)不同频的微波产品,或者传统频段和E-band微波Multiband的综合应用解决方案。
  在海岛移动网络部署应用场景,由于岛屿一般资源匮乏,地势高低不平,岛屿铺设光纤施工难度大,建设工期长,并且面临自然灾害损坏的不利因素。利用微波通信能够在海岛快速部署移动回传网络。在海岛和海岛之间,海岛与大陆之间利用微波通信进行跨海传输。替代施工极其复杂和成本昂贵的海底光纤,不仅比海底光纤建设成本低廉,日常维护成本也远远低于海底光纤。
  微波通信在移动回传网络组网应用中,可作为末端接入,微波产品丰富的接口为移动.基站提供多种接入方案。中间节点中继交换,微波产品为中间节点或者骨干网提供大宽带中继交换作用。在汇聚节点,微波产品为多方向的业务提供汇聚功能。在重要网络中,还可以作为光纤传输的备份链路,为业务提供更高级别的可靠传输。
  4结论
  微波通信具有传输带宽容量大、低时延和通信传输质量高;与光纤传输相比具有成本低,抗灾等优点,微波通信在移动回传有着广泛应用,在很多国外移动网络中微波通信作为移动回传的主要解决方案。5G移动网络基站部署更加密集,微波通信在5G移动网络的快速部署和商用过程中,微波通信应用前景一片光明,为5G的网络建设提速排忧解难,为5G网络提供质量可靠的传输网络。
  参考文献
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