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无线中继技术

无线中继技术

无线中继模式,顾名思义,即是无线AP在网路连线中起到中继的作用,能实现信号的中继和放大, 从而延伸无线网路的覆盖範围。

基本介绍

  • 中文名:无线中继技术
  • 外文名:Wireless relay technology
  • 套用学科:通信

模式

无线分散式系统(WDS)的无线中继模式,就是在WDS上可以让无线AP之间通过无线信号进行桥接中继,在这同时并不影响其无线AP覆盖的功能,提供了全新的无线组网模式。
无线分布系统(WDS)通过无线电接口在两个AP设备之间创建一个链路。此链路可以将来自一个不具有乙太网连线的AP的通信量中继至另一具有乙太网连线的AP。WDS最多允许在访问点之间配置四个点对点链路。一般情况,中心AP最多支持四个远端无线中继模式的AP接入。
无线中继模式虽然使无线覆盖变得更容易和灵活,但是却需要高档AP支持,而且如果中心AP出了问题,则整个WLAN将瘫痪,冗余性无法保障,所以在套用中最常见的是“无线漫游模式”,而这种“中继模式”则只用在没法进行网路布线的特殊情况下,可适用于那些场地开阔、不便于铺设乙太网线的场所,像大型开放式办公区域、仓库、码头等。还有就两个网路隔离太远,网路信号无法传送到,就在中间设定一个中继AP,此AP只起中继的作用。

组图介绍

在此种模式下,中心AP也要提供对客户端的接入服务,所以选择“AP模式”即可,而充当中继器的AP不接入有线网路,只接电源,使用“中继模式(Repeater)”,并填入“远程AP的MAC地址(RemoteAPMAC)”即可。
图1 无线中继模式图1 无线中继模式
无线中继技术是针对于那些有线骨干网路布线成本很高,还有一些AP由于周边环境因素,无法进行有线骨干网路的连线的环境而提出的,利用无线中继与无线覆盖相结合的组网模式,可实现扩大无线覆盖範围,达到无线网路漫游。无线中继技术就是利用AP的无线接力功能,将无线信号从一个中继点接力传递到下一个中继点,并形成新的无线覆盖区域,从而构成多个无线中继覆盖点接力模式,最终达到延伸无线网路的覆盖範围的目的。
无线中继模式组网方法的用途极其广泛,在无线网路已经开始广泛使用的今天,很多地方会因为场地比较大或者有障碍物,而无线设备的覆盖範围就达不到我们所需要的距离或中途受到阻碍,这时候我们採用无线中继模式来连线无线网路,就能满足组网的要求。很多的无线AP产品桥接功能,在以前就只有通过无线网桥来实现无线连线,但以前的无线网桥只具有桥接功能,而不能达到无限覆盖的效果。
在如今的城市里,连线两个建筑物之间的网路,採用无线AP连线具有很大的便利性。然而如今城市里高楼林立,很容易造成无线信号受阻,这样就不能顺利的实现网路的连线。同时也会出现需要连线的网路相隔太远,就算中间没有什幺其他的障碍物阻挡信号的传送与接收,但如今的网路技术及网路设备的覆盖範围还达不到这幺远的距离,如此情况,我们就採用中继模式,以中继AP来实现信号的放大与延续传送。
楼宇之间的区域网路需要互相连线;一个公司希望将其左近的生产厂房、车间、管理中心等所有的网路连线在一起,便于资源共享,统一管理,实现信息的最大化利用;在大学校园里,教学楼、学生宿舍与计算中心等部门中独立的内部区域网路,也需要组建在一起,可以方便学生和教师接入校园网和Internet;等等。这些需要连线各个区域网路,都可以採用无线分布系统技术来实现,当出现距离过远,信号较弱,中间有障碍物阻挡的时候,我们就需要套用无线分布系统中的无线中继模式来连线组建网路。
当需要连线的两个区域网路之间有障碍物遮挡而不可视时,可以考虑使用无线中继的方法绕开障碍物,来完成两点之间的无线桥接。如图所示,无线中继点的位置应选择在可以同时看到网路A与网路B的位置,中继无线网桥连线的两个定向天线分别对準网路A与网路B的定向天线,无线网桥A与无线网桥B的通讯通过中继无线网桥来完成。
无线中继模式组建网路连线构建中继网桥可以有两种方式,单个桥接器作为中继器和两个桥接器背靠背组成中继点。
单个桥接器可以通过分路器连线两个天线。由于双向通讯共享频宽的原因,对于对频宽要求不是很敏感的用户来说,此方式是非常简单实用的。
图2 单个AP作中继器的无线网路连线示意图图2 单个AP作中继器的无线网路连线示意图
对频宽要求较高的用户,可採用背靠背两个处于不同频段的桥接器工作于无线网桥模式,每个无线网桥分别连线一个天线构成桥接中继,保证高速无线链路通讯。两个背靠背的AP可以处于不同的频段,且可以同时工作于无线网桥模式,这样其功能就能得到扩大,信号在转发过程中也得到最大的发挥。把频宽及速度提高到最大,以满足高要求的用户,保证其畅通程度。
图3 两个AP作中继器的无线网路连线示意图图3 两个AP作中继器的无线网路连线示意图
需要连线的两个网路在距离过远或者中间有障碍物的适合,就採用中继AP来实现网路的连线。在选购AP设备的时候,需要注意一点就是不是所有的AP都支持WDS,选购的时候看清楚。同时还要看清发射功率和天线增益参数。AP发射功率单位是dbm,天线增益的单位是dbi,这两个值越高,说明无线设备的信号穿透力越强。
普通AP的发射功率在20dbm以下,天线的增益在2~3dbi範围以内,按照经验,2dbi的增益天线信号可以穿透两堵墙。还有无线网路是共享网路,整个WDS相当于一个大的网路,用户越多,每个用户所得的频宽越低,最好买统一牌子的无线设备,根据实际情况选购何种频宽的设备。最后在天线上,还是需要专用的定向天线,要做好防水防晒等护理措施。
无线中继覆盖点通常由两个AP模组构成,其中的一个AP的採用SAI模式工作(客户端模式),作为信号接收器接收前一站AP的无线信号,另外一个AP的模式採用标準AP覆盖模式,用来进行无线覆盖。这样,无线信号一方面可以一站一站地进行接力,构成无线中继,另一方面是,每一站均可以实现本地区域覆盖。此种模式能实现网路信号的放大及延续,为网路组建解决了距离上的问题。使无线网路运用更加广泛,实现了许多无法使用有线网路的用户进行网路畅游的梦想。

LTE-A中的无线中继技术

3GPPR8/R9版本LTE技术的标準化工作早已完成,目前版本已经非常稳定。从2009年开始,LTE技术正式进入了商用阶段。为了适应宽频移动通信的飞速发展,ITU提出了IMT-Advanced系统的概念,可以为用户在高速移动状态下提供100Mbit/s和低速移动状态下提供1Gbit/s的峰值速率,同IMT-2000系统相比性能大幅提升,IMT-Advanced系统也就是所谓的4G系统。ITU随后向全球徵集4G的候选方案。3GPP于2009年正式开始了一项研究工作,提出了LTE技术的增强版本R10LTE,也就是所谓的LTE-Advanced技术,通过自评估研究过程,最终于2009年9月向ITU提交了LTE-Advanced技术的自评估报告,希望该技术可以正式成为IMT-Advanced的候选技术。通过ITU的评估工作,LTE-Advanced技术正式成为4G技术的标準之一。
随着现在无线通信技术的不断发展,频谱资源已经变得越加紧张。目前只有在高频段有较大的连续空余频谱。为了获得3GPPLTE-A制定的高速无线宽频接入的设计目标,则只能部署在较高的频段。但是较高的频段路损比较大,很难实现好的覆盖。而如果通过增加宏基站来解决覆盖问题,又需要增大投资。所以,为了满足下一代移动通信系统高速率传输的要求,LTE-A技术引入了无线中继(Relay)技术。
Relay技术中,终端用户可以通过中间接入点中继接入网路来获得宽频服务,其典型的部署如图12-3所示。这种技术可以减小无线链路的空间损耗,增大信噪比,进而提高边缘用户信道容量。具体来说,Relay技术是在原有站点的基础上,通过增加一些新的Relay节点,加大站点和天线的分布密度。这些新增Relay节点和原有基站(母基站)都通过无线连线和传输网路之间没有有线的连线,下行数据先到达母基站,然后再传给Relay节点,Relay节点再传输至终端用户;上行则反之。这种方法改善了链路质量,从而提高了系统的频谱效率和用户数据速率。
图12-3  典型Relay部署图12-3 典型Relay部署
3GPP从R9版本开始对Relay技术进行研究,在R10版本中对其进行标準化、经过长期的讨论,3GPP根据中继的策略对Relay进行了如下分类。
(1)Type1Relay:Type1Relay可以独立控制某个小範围区域内的终端,具有独立的小区标识和无线资源管理机制。从终端侧来看,Type1Relay就是一个常规的eNodeB。
(2)Type1aRelay:Tyep1aRelay具备Type1Relay的大部分特徵,但其Relay与终端之间的接入链路和eNodeB与Relay之间的回程链路使用的频谱是不同的。
(3)Type1bRelay:Type1bRelay也具备Type1Relay的大部分特徵,但其Relay与终端之间的接入链路和eNodeB与Relay之间的回程链路使用的是相同频谱。该类Relay通过接入链路和回程链路的物理隔离,来实现Relay同时工作在两条链路上而不发生相互干扰。
(4)Type2Relay:Type2Relay具有独立的物理层、MAC层、RLC层等功能,具有独立或部分RRC功能。由于Type2Relay没有自己独立的小区,也不具备独立的PCI,其部分控制功能受控于eNodeB,即Type2Relay仅传送PDSCH,但不传送CRS和PDCCH。

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