微波通信在移動通信中的應用

楊亮　劉艷霞

摘要：本文通過對移動通信技術的演進描述，探討了微波通信技術的特點及優(yōu)勢，并研究了微波通信技術在移動通信中的具體應用。

[關鍵詞]微波通信移動通信帶寬容量移動回傳

1移動通信技術的演進

20世紀90年代初期2G移動通信技術是從模擬技術向數(shù)字技術演進，傳輸速度僅為9.6Kbit/s;運營商在2000年初開始采用3G，在語音和數(shù)據(jù)容量方面有了顯著的改進，3G相對2G移動技術，傳輸速度為384K-3.6Mbit/s;隨著移動互聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展，4G移動通信技術應運而生，其重點是增加數(shù)據(jù)和語音容量并提高整體體驗質(zhì)量。主要特點是在20MHz頻譜帶寬下提供下行100Mbit/s的峰值速率，提高容量，降低網(wǎng)絡延遲;5G移動通信技術大幅提升峰值的傳輸速率和降低網(wǎng)絡的傳輸時延，5G'下行峰值速率超過1Gbit/s，可達10Gbit/s，預計未來一兩年內(nèi)會有大規(guī)模的5G移動網(wǎng)絡商用部署。

2微波通信技術特點和優(yōu)勢

微波通信為波長在1mm至1m之間的電磁波所應用的通信技術，微波一般可以達到300MHz至300GHz之間。隨著近年微波通信技術的不斷發(fā)展演進，微波傳輸技術帶來諸多優(yōu)勢。

超大帶寬容量，傳統(tǒng)頻段微波產(chǎn)品一般指6GHz～42GHz傳統(tǒng)頻段的微波，可以利用XPIC，MIMO和CA等無線技術在有限頻率資源下不斷倍增傳輸容量。通過射頻單元的簡單疊加，以及空口物理鏈路匯聚或鏈路層匯聚技術，傳統(tǒng)頻段微波速率可達10GBit/s，新一代E-band微波單空口超過10Gbit/s。滿足目前最新的5G移動通信回傳速率的需求。

支持多種傳輸業(yè)務類型，支持PDH、SDH業(yè)務、以太業(yè)務和IP業(yè)務。能夠很好滿足現(xiàn)網(wǎng)2G、3G和4G移動業(yè)務的帶寬需求和未來即將商用的5G移動業(yè)務容量需求。

低時延，微波傳輸超低時延的優(yōu)良特性不僅能滿足2G、3G和4G移動網(wǎng)絡的要求，能很好滿足5G移動更低時延（例如無人駕駛，智能制造和遠程醫(yī)療等）應用需求。

提供高精度時間同步，1588v2為基站提供精準的頻率和相位時鐘同步，能為TDD移動通信系統(tǒng)提供全網(wǎng)時鐘，降低移動網(wǎng)絡安裝、維護成本。

快速部署，分組微波設備的全室外解決方案，無需鋪設傳輸光纖，無需機房，安裝部署簡單快捷，符合4G和5G密集小型化快速部署的需求。5G移動基站進一步縮短建站距離，每平方公里增加基站數(shù)量，微波傳輸作為回傳解決方案能為移動網(wǎng)絡的部署大大節(jié)省時間。

抗災抗人為破壞，相對于光纖傳輸，微波通信是通過空中無線信號傳輸，能夠防挖，防爆破等人為破壞，防地震、防火災等自然災害，受損時微波傳輸恢復通信鏈路快。在自然災害和光纖無法達到地區(qū)，微波傳輸可以作為應急移動通信的傳輸網(wǎng)絡。

3微波通信技術在移動通信中的應用

微波通信以它獨特的技術優(yōu)勢，與移動通信網(wǎng)絡需求的完美契合，微波通信在移動技術有著廣泛的應用。微波傳輸產(chǎn)品作為2G、3G和4G移動回傳重要解決方案，特別是在國外微波傳輸在移動網(wǎng)絡中廣泛使用。

在國內(nèi)移動通信網(wǎng)絡中，以前由于光纖資源相對豐富，2G、3G移動系統(tǒng)速率低，但是在4G移動系統(tǒng)中速率顯著提升，對傳輸網(wǎng)絡的帶寬需求越來越高，現(xiàn)有的光纖傳輸資源越來越緊缺，光纖部署的進度和困難程度都無法滿足網(wǎng)絡建設和項目進度，移動回傳網(wǎng)絡資源面臨著巨大的壓力和挑戰(zhàn)，國內(nèi)運營商已經(jīng)開始將微波傳輸解決方案正式納入了4G網(wǎng)絡建設規(guī)劃中。另外微波通信在山區(qū)和農(nóng)村地區(qū)，特別是在應急通信和熱點地區(qū)通信應用的十分廣泛。

在國外，由許多國家土地私有制的物權限制，勞動力短缺等因素，運營商現(xiàn)有光纖資源匱乏，運營商新鋪設光纖面臨征地困難，成本高，工期長等問題。微波通信以其無線傳輸，占地少或者零占地（全室外微波產(chǎn)品），快速部署，工期短等特點，微波傳輸成為很多國外移動網(wǎng)絡回傳主要解決方案。在全球范圍，微波傳輸在移動網(wǎng)絡中大規(guī)模的部署應用，主流通信設備供應商（例如中興、華為、愛立信、NEC、諾基亞等）都有成熟的微波產(chǎn)品在全球范圍內(nèi)應用，具有微波通信商用網(wǎng)絡部署和維護的經(jīng)驗豐富。主要設備供應商都擁有傳統(tǒng)微波頻段（6GHz-42GHz）、V-band頻段（57GHz-66GHz）、E-band頻段（71GHz～-86GHz）不同頻的微波產(chǎn)品，或者傳統(tǒng)頻段和E-band微波Multiband的綜合應用解決方案。

在海島移動網(wǎng)絡部署應用場景，由于島嶼一般資源匱乏，地勢高低不平，島嶼鋪設光纖施工難度大，建設工期長，并且面臨自然災害損壞的不利因素。利用微波通信能夠在海島快速部署移動回傳網(wǎng)絡。在海島和海島之間，海島與大陸之間利用微波通信進行跨海傳輸。替代施工極其復雜和成本昂貴的海底光纖，不僅比海底光纖建設成本低廉，日常維護成本也遠遠低于海底光纖。

微波通信在移動回傳網(wǎng)絡組網(wǎng)應用中，可作為末端接入，微波產(chǎn)品豐富的接口為移動.基站提供多種接入方案。中間節(jié)點中繼交換，微波產(chǎn)品為中間節(jié)點或者骨干網(wǎng)提供大寬帶中繼交換作用。在匯聚節(jié)點，微波產(chǎn)品為多方向的業(yè)務提供匯聚功能。在重要網(wǎng)絡中，還可以作為光纖傳輸?shù)膫浞萱溌罚瑸闃I(yè)務提供更高級別的可靠傳輸。

4結論

微波通信具有傳輸帶寬容量大、低時延和通信傳輸質(zhì)量高;與光纖傳輸相比具有成本低，抗災等優(yōu)點，微波通信在移動回傳有著廣泛應用，在很多國外移動網(wǎng)絡中微波通信作為移動回傳的主要解決方案。5G移動網(wǎng)絡基站部署更加密集，微波通信在5G移動網(wǎng)絡的快速部署和商用過程中，微波通信應用前景一片光明，為5G的網(wǎng)絡建設提速排憂解難，為5G網(wǎng)絡提供質(zhì)量可靠的傳輸網(wǎng)絡。

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