【正文】 網(wǎng)互聯(lián)、數(shù)據(jù)專線、窄帶業(yè)務(wù)或基站互聯(lián)等。與在當(dāng)今通信系統(tǒng)中廣泛采用的載波調(diào)制技術(shù)不同，這種技術(shù)用上升沿和下降沿都很陡的基帶脈沖直接通信，所以又稱為基帶傳輸(BasebandTransmission)或(Carrierless)技術(shù)。2003年，在IEEE 802．15．3a工作組征集提案時(shí)，IntelTIXtremeSpectrum(后被Motorola收購(gòu))分別提出了多頻帶(Multiband)、正交頻分復(fù)用(OFDM)、直接序列CDMA(DS—CDMA)3種方案，后來(lái)多頻帶方案與OFDM方案融合，從而形成了多頻帶OFDM(MB—OFDM)和DS—CDMA兩大方案競(jìng)爭(zhēng)的格局。3．RFID技術(shù)RFID(Radio Frequency Identification，無(wú)線射頻識(shí)別)是一種非接觸的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，其基本原理是利用射頻信號(hào)和空間耦合傳輸特性實(shí)現(xiàn)對(duì)被識(shí)別物體的自動(dòng)識(shí)別。例如，低頻RFID系統(tǒng)主要在門禁管理、動(dòng)物的跟蹤和管理、生產(chǎn)線自動(dòng)化及過(guò)程控制等領(lǐng)域應(yīng)用，高頻RFID系統(tǒng)主要在車輛自動(dòng)識(shí)別、高速公路收費(fèi)、大宗貨物跟蹤和監(jiān)控等領(lǐng)域應(yīng)用。充分利用光傳輸高速率的特性，未來(lái)世界將是一個(gè)光的立體交叉網(wǎng)絡(luò)，人們可以充分利用光的高速率來(lái)改善自己生活中的信息交流、娛樂(lè)等。而采用無(wú)線光通信可以滿足城市邊緣網(wǎng)通信中對(duì)數(shù)據(jù)通信帶寬的需求。為提高FSO的可靠性，應(yīng)著重于“最后一公里”的短距離高速傳輸。據(jù)悉，由于技術(shù)的進(jìn)步，F(xiàn)SO在大氣中的可視距離范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)全天候“最后一公里”無(wú)線光通信已經(jīng)沒(méi)有技術(shù)障礙。目前，城域網(wǎng)的建設(shè)可謂日新月異，通信帶寬可達(dá)10G，已基本上能夠滿足數(shù)據(jù)通信的需求。 本文在比較了各種接入網(wǎng)技術(shù)后，重點(diǎn)對(duì)新型接入技術(shù)，無(wú)線光接入作了具體的研究，采用脈沖位置的技術(shù)對(duì)無(wú)線光傳輸系統(tǒng)的調(diào)制、解調(diào)技術(shù)的原理進(jìn)行了闡述，對(duì)其數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了分析。不同頻率RFID系統(tǒng)的工作距離不同，應(yīng)用的領(lǐng)域也有差異。由于超寬帶系統(tǒng)使用很寬的頻帶，因此與很多其他的無(wú)線通信系統(tǒng)頻段重疊。最近FCC又修正了對(duì)UWB技術(shù)的定義，規(guī)定相對(duì)帶寬大于0．2或帶寬超過(guò)500MHz的系統(tǒng)都可看作UWB系統(tǒng)。UWB技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化主要在致力于無(wú)線個(gè)網(wǎng)(WPAN)標(biāo)準(zhǔn)化工作的1EEE 802．15框架內(nèi)進(jìn)行。為了更好地控制上行數(shù)據(jù)的帶寬分配，標(biāo)準(zhǔn)還定義了UGS、rtPS、nnPS和BE業(yè)務(wù)4種不同的上行帶寬調(diào)度模式。其中，單載波(SC)調(diào)制主要應(yīng)用在1 0—66GHz頻段，OFDM和0FDMA是802．16中最典型的物理層方式。與此同時(shí)，IEEE 802系列標(biāo)準(zhǔn)組已經(jīng)制定或正在制定802．16和802．15等一系列無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)，些無(wú)線接人技術(shù)新熱點(diǎn)紛紛涌現(xiàn)并成為業(yè)界繼3G之后的又一關(guān)注重點(diǎn)，如802．1UWB和RFID等。中心站放置多個(gè)針對(duì)不同方向的收發(fā)機(jī)，實(shí)際上是多個(gè)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸。所以如果在有幾個(gè)接點(diǎn)的鏈路中采用無(wú)線光鏈路作為備用鏈路，光纖鏈路就不會(huì)是默認(rèn)的首選鏈路，在ADM中采用特殊的技術(shù)才可能使光纖鏈路成為首選鏈路。與主用和備用鏈路相連的單元可以同時(shí)集中網(wǎng)絡(luò)接口、復(fù)用和鏈路切換的功能。27第四章 無(wú)線光接入網(wǎng)的組網(wǎng)技術(shù)對(duì)于接入網(wǎng)，其物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)除了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)結(jié)構(gòu)外，還分為星型、總線型、樹(shù)型和環(huán)行拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，每種結(jié)構(gòu)又有許多種不同具體邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及幾種物理結(jié)構(gòu)相互組合又形成不同的邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。一、直接序列擴(kuò)頻　　直接序列擴(kuò)頻（ＤＳＳＳ）是指在發(fā)送端直接用偽隨機(jī)序列去擴(kuò)展信號(hào)的頻譜；在收信端，用相同的擴(kuò)頻碼序列進(jìn)行解頻，將擴(kuò)展的頻譜信號(hào)還原為原始信號(hào)?！SK在ｋ個(gè)比特區(qū)間內(nèi)，發(fā)送的頻率分別為ｆ＝ｆｃ＋１／４Ｔｂ和ｆ－１／４Ｔｂ。恒包絡(luò)調(diào)制方案有2FSK、MSK、ＧMSK、ＴＦＭ等，這里重點(diǎn)介紹2FSK和MSK技術(shù)。當(dāng)信源bit率為R＝b時(shí)，光發(fā)送器在間隔丁=1／Rb內(nèi)發(fā)送光脈沖P(f)來(lái)表示“1”，而用不發(fā)光來(lái)表示“0”．它所需的帶寬與脈沖寬度成反比，約為Rb= 1／T．OOK信號(hào)的解調(diào)OOK信號(hào)有2種解調(diào)方式：相干解調(diào)和非相干解調(diào)。： N（t）IM/DD無(wú)線光信道模型X（t）是發(fā)射光功率，Y（t）是探測(cè)器的瞬時(shí)電流。我們采用OOK—NRZ調(diào)制方式作為參照來(lái)分析PPM調(diào)制的性能。假設(shè)有一幀L位的二進(jìn)制信息，在對(duì)應(yīng)的代碼序列可能是00…..0(共L位)到11…..1(共L位)中的任意一個(gè)，那么對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制整數(shù)就為0至（2L－1）中的任意一個(gè)，如果我們將這一幀時(shí)段劃分位2L個(gè)時(shí)隙，從0到(2L－1)依次對(duì)應(yīng)于第一個(gè)到第2L個(gè)時(shí)隙，那么也可以用代碼序列00…..0（共L位）到11….1（共L位）去對(duì)應(yīng)第一個(gè)到第2L個(gè)時(shí)隙，這就是數(shù)字PPM調(diào)制的原理。第三章 無(wú)線光接入的調(diào)制解調(diào)技術(shù)無(wú)線接入技術(shù)在無(wú)線傳輸中一般多使用頻譜效率高、抗干擾性強(qiáng)的數(shù)字調(diào)制技術(shù)技術(shù)。①選擇式合并是在各分集支路接收的信號(hào)中，通過(guò)選擇邏輯選取具有最高基帶信噪比的支路信號(hào)作為輸出信號(hào)②，然后進(jìn)行同相合并。（2）時(shí)間分集時(shí)間分集就時(shí)將給定信號(hào)在時(shí)間上相隔一定的間隔重復(fù)傳輸多次,只要時(shí)問(wèn)間隔大于相干時(shí)間,就可以得到多條獨(dú)立的分集支路。這些方法可以提高系統(tǒng)20dB左右的探測(cè)靈敏度。如若所用的波長(zhǎng)和外界干擾的波長(zhǎng)有重疊，此濾波的方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)分離。20。此時(shí)，存在的問(wèn)題就是如何動(dòng)態(tài)地捕獲目標(biāo)、實(shí)時(shí)地跟蹤目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)以及補(bǔ)償自身載體的運(yùn)動(dòng)，如何使光束對(duì)得更準(zhǔn)使得接收探測(cè)器的信號(hào)強(qiáng)度最大等等。同時(shí)，光源的調(diào)制需要采用糾錯(cuò)技術(shù)，盡可能減少誤碼和突發(fā)誤碼?？梢詫?shí)現(xiàn)光纖不便延伸到所謂最后一公里的寬帶接入，具有如下優(yōu)點(diǎn)：　無(wú)線接入網(wǎng)的成本與傳輸距離無(wú)關(guān)，對(duì)用戶密度等因素不敏感．特別適于距離稍長(zhǎng)、用戶密度不高的地區(qū)。衛(wèi)星接入系統(tǒng)的最大特點(diǎn)是利用衛(wèi)星通信的多址傳輸方式。無(wú)線本地環(huán)路主要針對(duì)固定無(wú)線用戶接入，因此其工作頻率不與公眾移動(dòng)通信網(wǎng)相同，主要分布在１．８GHｚ～２．５GHｚ之間的頻段。SDH和DWDM設(shè)備在光纖接入網(wǎng)中的不斷延伸應(yīng)用，使得光接入網(wǎng)已經(jīng)成為一個(gè)趨于完善的網(wǎng)絡(luò)?！〖児饫w網(wǎng)純光纖網(wǎng)指光纖直接連到用戶，中間沒(méi)有其他傳輸煤質(zhì)應(yīng)用場(chǎng)合，又可劃分光纖到辦公室（FTTO）和光纖到家（FTTH）。傳統(tǒng)的電話運(yùn)營(yíng)公司在修復(fù)一定規(guī)模的銅纜接入網(wǎng)是會(huì)越來(lái)越多的采用這種方案。應(yīng)該指出，這三代系統(tǒng)都是屬于窄帶無(wú)線接入。無(wú)線ATM主要支持與固定的ATM技術(shù)兼容的無(wú)線寬帶業(yè)務(wù)和終端移動(dòng)性兩種功能。通信網(wǎng)絡(luò)除提供電話業(yè)務(wù)外，還要提供視頻、高速數(shù)據(jù)、多媒體業(yè)務(wù)。隨著半導(dǎo)體激光器的問(wèn)世，激光在大氣中傳輸進(jìn)行通信逐漸進(jìn)入實(shí)用階段。社會(huì)對(duì)信息的需求推動(dòng)了信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，迫切要求各種專業(yè)信息系統(tǒng)共同經(jīng)過(guò)一個(gè)信息網(wǎng)絡(luò)，能使任何人在任何地點(diǎn)、任何時(shí)間，將文本、聲音、圖像、電視信息傳送給任何地點(diǎn)的任何人。1 無(wú)線接入不需要專門進(jìn)行管道線路的鋪設(shè)，為一些光纜或電纜無(wú)法鋪設(shè)的區(qū)域提供了業(yè)務(wù)接入的可能，縮短了工程項(xiàng)目的時(shí)間，節(jié)約了管道線路的投資。所以光纖和局域網(wǎng)間“最后一公里”的接入成為解決寬帶傳輸?shù)钠款i問(wèn)題。并分析了其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及無(wú)線光接入終端間互聯(lián)以及與其他網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)。4 可十分方便的進(jìn)行業(yè)務(wù)遷移、擴(kuò)容。與核心網(wǎng)相比，接入網(wǎng)具有業(yè)務(wù)密度低、缺乏經(jīng)濟(jì)規(guī)模、成本差異大、運(yùn)行環(huán)境惡劣、技術(shù)更新慢等缺點(diǎn)。在國(guó)內(nèi)，中科院光電所憑借光電科技優(yōu)勢(shì)，引進(jìn)并消化國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，研發(fā)成功JTWS－I型無(wú)線激光通信機(jī)。今后．可能獲得快速發(fā)展的技術(shù)有：高速無(wú)線接入(1)衛(wèi)星寬帶接人系統(tǒng)：即實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星系統(tǒng)寬帶化，包括同步軌道衛(wèi)星系統(tǒng)和中低軌道移動(dòng)衛(wèi)星系統(tǒng)．是個(gè)人通信系統(tǒng)的重要組成部分。 軟件無(wú)線電這是智能多模式終端技術(shù)的進(jìn)步發(fā)展，是無(wú)線系統(tǒng)數(shù)字化的新階段，亦是今后個(gè)人通信的關(guān)鍵技術(shù)。目前的經(jīng)濟(jì)性能表明，對(duì)于較短或較少的用戶線要求，雙絞線銅纜仍然是經(jīng)濟(jì)的。特別式由FTTC與VDSL相結(jié)合的方案提供了一種現(xiàn)實(shí)經(jīng)濟(jì)的寬帶接入方式?！」饫w接入網(wǎng)　光纖接入網(wǎng)采用光纖傳輸系統(tǒng)所支持的接入鏈路群共享相同的網(wǎng)絡(luò)側(cè)接口?！o(wú)線接入網(wǎng)　無(wú)線接入網(wǎng)具有接入靈活、實(shí)用范圍廣泛等特點(diǎn)，采用移動(dòng)接入的無(wú)線接入網(wǎng)用戶可以在一定范圍或者超大范圍移動(dòng)。這類固定的無(wú)線終端可以同時(shí)帶有幾個(gè)無(wú)線子機(jī)，子機(jī)除和母機(jī)通話外，子機(jī)之間還可以通信。它不受電纜束縛，可移動(dòng)，能解決因有線網(wǎng)布線困難等帶來(lái)的問(wèn)題，并且組網(wǎng)靈活，擴(kuò)容方便，與多種網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)兼容，應(yīng)用廣泛等優(yōu)點(diǎn)。組網(wǎng)靈活、安裝迅速、建設(shè)周期短。在無(wú)線光通信系統(tǒng)中多采用強(qiáng)度調(diào)制一直接檢測(cè)(IM—DD)方式，系統(tǒng)能夠比較簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)。控制光束方向，使其能較為準(zhǔn)確地對(duì)準(zhǔn)光接收器；Ⅱ跟蹤系統(tǒng)：可分為粗跟蹤系統(tǒng)和精跟蹤系統(tǒng)。三、探測(cè)技術(shù)和信號(hào)處理技術(shù)在無(wú)線光通信系統(tǒng)中，光接收端接收到的光信號(hào)非常微弱，再加上高背景噪聲場(chǎng)地干擾，導(dǎo)致接收到信號(hào)的信噪比過(guò)低。對(duì)于成熟的信號(hào)光收發(fā)系統(tǒng)其內(nèi)部自帶有成熟的調(diào)制技術(shù)，信標(biāo)光系統(tǒng)中也可設(shè)計(jì)一套簡(jiǎn)易的調(diào)制系統(tǒng)，來(lái)最大限度的改善信噪比。分集技術(shù)可通過(guò)頻域、時(shí)域和空域等方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，具體包括空間分集、時(shí)間分集和頻率分集等幾種方法。QualmmCDMA系統(tǒng)利用基站和移動(dòng)臺(tái)的Rake接收機(jī)完成時(shí)間分集與合并，從而達(dá)到抗多徑干擾的目的。其性能僅次于最大比合并，易于實(shí)現(xiàn)。 線性調(diào)制技術(shù)方案有PPM、ook、QPSK、MPSK、MQAM等；恒包絡(luò)調(diào)制技術(shù)有MSK、MGSK、2FSK等；擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)包括直接序列擴(kuò)頻、跳頻擴(kuò)頻和跳時(shí)擴(kuò)頻。Tq中的Q個(gè)時(shí)隙位置對(duì)應(yīng)Q個(gè)符號(hào),每個(gè)符號(hào)傳遞Log2Q bit的二進(jìn)制信息。至于功率利用率，假設(shè)在相同的時(shí)段內(nèi)T內(nèi)，PPM脈沖在時(shí)隙Tˊ中的占空比為1，峰值功率為PM，則PPM幀的平均功率為Pp=PM/Q而在同樣傳送L位信息的OOK，在時(shí)段T內(nèi)，OOK的時(shí)隙寬度為T/L(L=log2Q)，也假設(shè)占空比也為1，峰值功率為PM，OOK幀的平均功率就為Po=PM/LPPM和OOK在同一幀時(shí)段內(nèi)的平均功率之比為L(zhǎng)og2Q/Q，只要Q大于2，則PPM的功率利用率就要比OOK高。和其他AWGN信道一樣，傳送信號(hào)是功率受限的，必須滿足：x(t)≥0x(t)≤P（4－1－15）這樣，光探測(cè)器探測(cè)到的光信號(hào)就是光發(fā)送信號(hào)的線性過(guò)程再加上高斯白噪聲，且光探測(cè)器輸出的光電流正比于光探測(cè)器探測(cè)到的信號(hào)。相干解調(diào)的誤碼性能：若上圖的接收帶通濾波器及相干解調(diào)的低通濾波器帶寬足夠?qū)?，使得該系統(tǒng)在收端抽樣時(shí)刻的碼間干擾近似為0，在無(wú)碼間干擾的情況下，在加性高斯噪聲干擾條件下，若OOK信號(hào)的傳號(hào)和空號(hào)等概率出現(xiàn)，相干解調(diào)的誤比特率為Pb={a2/8b2}=Q{a2/4b2}試中的b2＝N0B,B為帶通濾波器的帶寬。相位不連續(xù)２FSK信號(hào)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為Ｓｆｓｋ（ｔ）＝｛ｓ１（ｔ）＝Ａｃｏｓ２πｆ１（ｔ）“傳號(hào)”０＝＜ｔ＜＝Ｔｂ　　　　　　　?。螅玻ǎ簦剑粒悖铮螅拨校妫玻ǎ簦翱仗?hào)”０＝＜ｔ＜＝Ｔｂ相位連續(xù)２FSK信號(hào)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：Ｓｆｓｋ（ｔ）＝Ａｃｏｓ［ｃｔ＋２πｋｆｂ（ｔ）ｄｔ］２、2FSK信號(hào)帶寬及誤比特率2FSK信號(hào)帶寬由卡松公式給出Ｂ2FSK＝２ｆ＋２Ｂ（Ｂ為基帶數(shù)字信號(hào)帶寬，ｆ是調(diào)頻器的頻偏ｆ１－ｆ２）于是，2FSK信號(hào)的近似帶寬是Ｂ2FSK＝２ｆ＋２ＲＢ。第三節(jié) 擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)　擴(kuò)頻通信是系統(tǒng)占用的頻帶寬度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于要傳輸?shù)脑夹盘?hào)帶寬，且與原始信號(hào)帶寬無(wú)關(guān)。圖中ｆ０為載波，數(shù)字調(diào)制可采用２ＰＳＫ等方式。而微波傳輸鏈路雖然有其固有弱點(diǎn)，但是微波衰減最嚴(yán)重的天氣狀況是大雨，而在大霧情況下衰減相對(duì)較?。还鈧鬏斣诖箪F狀況下衰減最嚴(yán)重，而在大雨?duì)顩r下又相較較小?！∮行?yīng)用場(chǎng)合可以具有更為復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，同時(shí)包含環(huán)狀、星型和MeSｈ網(wǎng)結(jié)構(gòu)。接點(diǎn)１＃和２＃的分插復(fù)用器可以將信息連接到下級(jí)的接點(diǎn)和終端?；ヂ?lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的發(fā)展推動(dòng)了市場(chǎng)對(duì)寬帶網(wǎng)絡(luò)的需求，寬帶用戶數(shù)量在全球呈現(xiàn)出非常強(qiáng)勢(shì)的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。由于它所規(guī)范的無(wú)線系統(tǒng)覆蓋范圍在千米量級(jí)，因此802．16系統(tǒng)主要應(yīng)用于城域網(wǎng)。802．16技術(shù)在不同的無(wú)線參數(shù)組合下可以獲得不同的接人速率。IEEE提出了802．16的寬帶無(wú)線接人的標(biāo)準(zhǔn)，而成立于2001年4月9日的WIMAX ForulI1(World Interoperability for Microwave Access Forum，全球微波接入互操作性論壇)旨在對(duì)基于IEEE 802．16標(biāo)準(zhǔn)和ETSI HiperMAN標(biāo)準(zhǔn)的寬帶無(wú)線接人產(chǎn)品進(jìn)行一致性和互操作性認(rèn)證。脈沖UWB技術(shù)的脈沖長(zhǎng)度通常在亞ns量級(jí)，信號(hào)帶寬經(jīng)常達(dá)數(shù)GHz，比任何現(xiàn)有的無(wú)線通信技術(shù)(包括以3G為代表的寬帶C