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前沿观察:5G时代的超级Wi-Fi网络与移动宽带产业(编者注:暂用于占空)
发布作者: 文章来源:DVBCN数字电视中文网 发布时间:2014-10-20 14:28:00 浏览次数: 字号:
  约1年多后,4.5G将开始规模商用,同时,5G将开始初步商用。约5年多后,5G将开始规模商用。同时,WLAN的发展之势将更大。移动宽带产业的发展或有着无法预见的巨大前景。
早在WRC-12,为未来移动通信业务增加频谱划分的议题引起了与会各国的广泛关注并争执不下:
1)美国提出新增的频谱划分应用于移动宽带,并认为IMT系统虽然是移动宽带系统的主要实现形式,但移动宽带除了IMT之外,还应包括其他无线宽带应用;
2)欧洲、亚太、拉美等一些区域组织和国家则认为新增频谱应该用于IMT,因为ITU并未定义移动宽带业务,却制定了IMT的明确定义和标准。
其实,此项争议的核心是美国力图在未来无线宽带领域以WLAN等重新夺回在3G/4G时代丧失的技术与产业主导权。
    尽管会议最终达成了妥协,新决议起草文本表述为:考虑为移动业务划分额外频谱,为IMT确定频段以及相关规则条款,以促进地面移动宽带应用发展。然而,这一说法并未真正明确新增频谱应用对象,可以预见,移动宽带与IMT之争将延续到5G时代。
    与此同时,2013年11月WBA在北京Wi-Fi全球大会上展示了下一代热点NGH网络,NGH将极大地提升用户使用体验,无论是跨越几个街区、城市,还是在不同国家之间,用户都可方便地安全连接到Wi-Fi网络,而且可符合用户与运营商策略地、自动有效地复制移动通信的体验。
    由以上趋势可以预见,未来的无线宽带产业主导权的竞争中,从频谱资源到网络构建,从产业市场到用户体验,都将迎来Wi-Fi与4G/5G既相互融合又充满竞争的时代。
回顾3G的发展历程,随着移动互联网用户对无线网络带宽需求的爆炸式增长,开创了3G/Wi-Fi主辅融合的大发展局面。根据Wi-Fi联盟资料,2009年全球Wi-Fi热点仅为50万个,2012年已达210万个,预计2015年将达580万个,增长十分迅速。在中国,从2011年开始,运营商便大举建设Wi-Fi网络,其中,中国移动至2012年底已经建成了378万个Wi-Fi热点,至2013年上半年,其Wi-Fi热点数超过410万。
    根据思科最新公布的VNI,预计移动数据流量将在2010—2015年间增长26倍,保持92%的年复合增长率,到2018年,全球约有52%的移动流量将被卸载。据Strategy Analytics发布的市场最新研究显示,2013年全球带Wi-Fi功能的消费电子终端出货量比上一年增长19%,达到19亿部。到2014年3月,全球销售的57%的消费电子终端配备了Wi-Fi功能。目前,全球带Wi-Fi功能的消费电子终端的市场存量已达到40亿部。
    4G/LTE作为覆盖型网络,受限于频率衰耗和空间无线环境因素的影响,仅仅依靠室内分布系统无法提供高速数据流量服务。而Wi-Fi作为固定场景内相对稳定、便利的无线接入方式,充分显现了其随处接入、成本低、部署灵活、易于调整优化、便于捆绑用户级服务等优点。
    应该看到,在3G/4G时代与Wi-Fi业已形成的主辅融合的局面仍将继续,无论网络形态还是网络终端设备都将进一步推陈出新。
    进入2014年,下一代移动通信系统5G迅速提上日程,主要国家和相关国际组织纷纷开展5G研发。5G将通过更高的频谱效率、更多的频谱资源以及更密集的部署等,共同满足移动业务流量增长的需求。5G将比4G实现单位面积移动数据流量增长1000倍、典型用户数据速率将提升10到100倍,峰值传输速率可达10Gbps;同时,端到端时延缩短5~10倍,频谱效率提升5~10倍,网络综合能效提升1 000倍。在如此炫目的前景指引下,5G应选择高频段传输,以实现极高速短距离通信,满足5G容量和传输速率等方面的需求。
    网络形态则向多元化、宽带化、综合化、智能化的方向演进,尤其是未来数据业务将主要分布在室内和热点地区,这使得超密集网络成为了实现未来5G的主要手段之一。由于在城市地区的基站建设密度已经较高,难以继续部署宏站或者微站,未来5G或将仅部署毫微站和热点站。在此形势下,5G基站已与WLAN热点的布局和吸收数据流量的功能趋于一致。
    然而,用户在享受移动互联带来的便利的同时,支出意愿并没有显著增长,甚至在降低。如何打造一个低成本部署、运营的网络,在满足用户超高需求增长的同时,维持整个移动通信产业界的可持续发展,成为摆在全世界移动通信运营商面前的一个共同难题。
    早在2010年9月,美国FCC就正式提出了开放“超级Wi-Fi网络”的计划。美国的“超级Wi-Fi网络”,有望替代家庭或办公室的无线LAN网络,以及替代用于面向蜂窝基站的网络集线器(基站和网络中心连接的部分)等。
    同时,以FCC支持为背景的微软、谷歌、思科和Spectrum Bridge等公司一直专注于超级Wi-Fi网络的实际应用,认为完全免费的WLAN服务将激发创新,并大幅提升移动终端设备销量,这可减少本地网络连接的费用。美国很多城市当局也支持“超级Wi-Fi网络”计划,是因为可以降低学校和企业的通信成本,并帮助游客寻找游览点。除受到地方政府和社会团体推崇外,“超级Wi-Fi网络”也受到广大民众支持,因为对于一般民众和外出的旅客,无需每月再支付高昂的手机通信费用,同时还能够享受先进的服务。
    “超级Wi-Fi网络”还将实现更长的传输距离,使得无人驾驶的汽车可以与约1.6km之外的另一辆车进行数据交流,病人也可以通过这一网络将心脏监护仪与城市另一端的医院系统相连。倘若一切按照计划进行,不仅大城市,很多乡村地区也将享受到免费无线上网服务。
    2011年7月,IEEE正式发布了“超级Wi-Fi网络”标准,其最大传输距离约为100km,最高通信速率可达22Mb/s。依此标准,按理论分析,仅需部署307个“超级Wi-Fi网络”接入点,就可以覆盖全美国。在2013年1月底,美国已经开始在北卡罗莱纳州的新汉诺威县推出了第一个超级Wi-Fi无线服务。
    但是,FCC“超级Wi-Fi网络”的提案,遭到AT&T、T-Mobile、Verizon、英特尔、高通等专注于移动通信的公司,以及电视广播业和使用无线麦克风等行业的强烈反对,其理由为“超级Wi-Fi网络”的管理存在问题,容易在大城市中出现网络拥堵的状况。同时,“超级Wi-Fi网络”干扰的问题还没有得到解决,将会影响移动通信行业收入。
    为此,FCC也提出了许多措施,目前FCC采纳了数据库方式,这是一种获得使用许可证的方式。另外,在英国,由微软主导,英国广播公司(BBC)、英国空中广播公司、英国电信以及诺基亚、三星等公司参与,在470—790MHz频段进行了“超级Wi-Fi网络”实验。日本信息和通信技术研究机构于2012年5月租用了地面数字电视广播的470—710MHz频段,来用超级Wi-Fi技术成功地进行了数据通信的演示。纵观美、英、日等地区的“超级Wi-Fi网络”发展,可以预见,尽管“超级Wi-Fi网络”在商业模式上仍不成熟,但发展势头良好,多重优势明显,非常值得业界给予特别关注。
    除“超级Wi-Fi网络”外,2014年初,由美国媒体发展投资基金发起了一个项目,计划借助数以百计的人造卫星确保全球全天候的免费Wi-Fi接入,任何国家的居民都能上网,成为真正自由的网络。其实,谷歌公司也提出了类似倡议,Google X秘密实验室现在正在研究一个名为“谷歌气球”的新项目,以借助在平流层飞行的气球为不适合使用地面网络的地区提供3G水平的互联网接入。目前,该公司已经启动了试验项目,包括部署在新西兰的30个气球和近50个地面服务测试站。
可见,在未来的5G时代,Wi-Fi不仅会与5G融合,更大的趋势是构建独立的“超级Wi-Fi网络”,为全球提供无线宽带服务。因此,在5G时代的无线宽带领域融合与挑战并存,而挑战的影响足以改变无线宽带产业格局的走向!可以预见,移动互联网视听服务的发展前景巨大。
 
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2013、2014年Wi-Fi技术标准多向发展
2014-07-26 07:01:00 来源:元器件交易网 
  DIGITIMES Research观察2013年至今Wi-Fi相关技术的新发展,除无线视讯传输、物联网外,也涉入电视白区(Television White Space;TVWS)频段的运用,及室内定位的应用,甚至也开始尝试Wi-Fi无线充电的可能,新发展将让Wi-Fi整体生态体系更扩张。
  有关电视白区频段的运用,虽已有IEEE 802.22标准,但Wi-Fi依赖的底层技术标准IEEE 802.11,也同样针对白区频段拟定新标准,即IEEE 802.11af,两者的差别在于802.22重视覆盖面积,11af在扩展覆盖面积外仍注重资料传输率。
  而Wi-Fi室内定位技术方面,业界虽已摸索多年,然至今仍是各业者各自为政,各家均运用自有专属技术达到更精准的定位,尚无共通标准,且除Wi-Fi外亦有多种室内定位技术,如超音波、可见光通讯、蓝牙、超宽频等。
  至于Wi-Fi无线充电技术,杜克大学已有研究生着手相关研究,研究仍持续进行中,另亦有新创业者提出与Wi-Fi相同频段(2.4GHz)的无线充电技术,预估2015年能正式供货销售。
  2013年至今IEEE 802.11标准的3个新发展方向
\资料来源:IEEE、各业者,DIGITIMES整理,2014/7


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2013-06-21 09:50:27来源: 电子信息产业网
导读: 超级WiFi穿透能力强,特别适合于山区等地形复杂的地区,有利于宽带中国战略的长期推进。
  到2020年,我国移动通信总共需要1700MHz~2100MHz带宽频率,由此推算,我国届时将存在约1000MHz的频率缺口。
  在无线网络发达的时代,随时随地搜索免费WiFi,已经成为许多人的习惯。咖啡店、机场这类公共场所通常能够让人们享受到随时接入互联网的便捷,越来越多的各类智能移动设备正在抢占WiFi资源。传统WiFi所能覆盖的范围有限,限制了移动生活的便捷性。同时,无线热点的增多还会带来相互干扰问题,进而影响无线网络速度。因此,人们需要覆盖范围更广、速率更高的无线宽带网络,而超级WiFi技术正在让宽带互联网无处不在的梦想接近现实。
  超级WiFi提升区域宽带网络服务
  超级WiFi的覆盖半径为数公里,能够进入建筑更深处,从而提高区域性宽带网络为更多用户提供服务的可能性。
  超级WiFi由FCC(美国联邦通信委员会)提出,指的是将电视未使用的空白频率资源授予无线宽带网络使用,并命名为超级WiFi。它基于IEEE 802.22或IEEE 802.11af标准,采用 OFDMA和认知无线电等关键技术。超级 WiFi不是严格意义上的 WiFi网络,从频谱资源的角度看,两者使用的频率完全不同。理论上,超级WiFi传播距离可达160公里,但由于实际操作中的一些限制,这种无线网络的覆盖半径为数公里,能够进入建筑更深处,从而提高区域性宽带网络为更多用户提供服务的可能性。
  超级WiFi旨在验证在白频谱频段上的新服务不会干扰电视信号。所谓白频谱是指被分配做电视广播使用,但实际未被使用的频谱资源。被分配用于电视广播的频段,基于技术的原因,会在频段或频道之间配置空白保护频段。不过,大部分的白频谱会自然出现在两个已使用的频道之间,因为在地理相近的地区同时使用两个相临频道会对两者都产生破坏性的干扰。除了因技术理由指配的空白频段外,也存在某些从未被使用过的频段,或因为技术演变而释放出来的频段,例如广播电视由模拟向数字化整体转换空余出来的数字红利。
  美国多方推动超级WiFi发展
  超级WiFi在美国的快速发展是监管机构、高新科技公司和研究机构共同努力的结果。
  2006年,微软、谷歌、戴尔、惠普、英特尔、飞利浦、Earthlink和三星等公司组成了白频谱联盟(White Spaces Coalition,WSC),该组织的成立旨在获得FCC对白频谱使用授权。
  2007年3月,微软向 FCC提交了一项无线宽带传输的原型机(运用认知无线电技术,还未标准化)报告,但FCC在7月底给出的结论认为,该原型机在工作过程中,可能干扰未来数字广播电视信号的传输。微软随即在 8月 13日再度向FCC提交一份数据,声明该原型机运作顺畅,并表示 FCC原先得出的测试结果,系原型机的扫描仪破损之故。同年 12月,谷歌公司向FCC提交测试报告,测试结果显示良好。
  2008年10月5日,FCC发布了一份由Adaptrum、The Institute for Infocomm Research、摩托罗拉和飞利浦电子提交的《电视频段白频谱设备原型机性能评估》报告。该报告称,测试设备已经达到了测试标准。2008年11月14日,FCC发布《第二份报告和命令以及意见和命令备忘录》,通过了免许可使用电视白频谱频段的规则。
2009年6月12日24时,美国关闭所有模拟电视信号,全面转向数字电视信号,释放出更多的频谱资源,有利于推广超级WiFi。
  2010年9月23日,FCC发布《第二份意见和命令备忘录》,为超级 WiFi技术释放了闲置的广播电视频段。
  2011年1月26日,FCC发布《制定电视频段设备数据库管理者》,指定了电视频段设备数据库管理员,其成员组为Comsearch、 Frequency Finder、谷歌、KB Enterprises & LS Telcom、Key Bridge Global、Neustar、SpectrumBridge、 Telcordia Technologies、WSdb等9大实体。
  2011年7月27日,在FCC开始开发利用白频谱资源之后,美国电气电子工程师学会公布了无线地域网络标准IEEE 802.22,该标准可提供每通道22Mbps的宽带无线接入,覆盖范围可达100公里,而且不会受到地面电视广播信号的干扰。需要注意的是,此标准可在全球范围内使用,特别是电视台不太普及的农村地区和发展中国家。
  2011年7月29日,FCC发布《指定微软公司为电视频段数据库管理员之一的命令》。同年12月22日,FCC发布《对SpectrumBridge公司电视频段数据库系统的批准》,准许 SpectrumBridge公司在 2012年1月26日后运营自己的“电视频段数据库系统”提供公共服务。
  2012年3月26日,FCC发布《对Telcordia公司电视频段数据库系统的批准》,批准Telcordia公司经营其数据库系统,为工作在广播电视频段的免执照设备提供服务。4月5日,FCC发布《第三方意见和命令备忘录》,处理对《第二份意见和命令备忘录》里复议决定的5项请愿,并在某些方面修改规则。
  美国莱斯大学于2011和2012年分别在休斯敦及威尔明顿试用超级WiFi,收到了满意的效果。
  2012年1月,北卡罗来纳州的新汉诺威县成为美国第一个部署超级WiFi的县城,超级WiFi为县城居民带来了超快的无线连接速度,传输距离大大超出传统WiFi。
  2013年2月,FCC计划打造一个覆盖全美的免费超级WiFi网络,让美国普通民众可以不必每月向运营商付费,即可享受免费通话和上网服务。
  超级WiFi推动实现宽带中国战略
  超级WiFi穿透能力强,特别适合于山区等地形复杂的地区,有利于宽带中国战略的长期推进。
  截至目前,我国为国际移动通信系统(IMT)共规划了687MHz频率,其中已分配307MHz给三大运营商,基本满足了当前和近期的IMT用频需求。但我国是世界第一人口大国,城市移动通信用户密度大。随着我国城市化进程和宽带战略的实施、4G甚至5G网络的成熟和普及,用频需求将大幅增加。据华为、中兴等公司向ITU提交的最新预测结果显示,到2020年,我国移动通信总共需要1700MHz~2100MHz带宽频率,由此推算,我国届时将存在约1000MHz的频率缺口。而超级WiFi技术能够有效利用白频谱资源,在技术成熟的前提下,最大限度缓解频谱资源匮乏带来的压力。
4月18日,工业和信息化部等8部委联合发布《关于实施宽带中国2013专项行动的意见》,部署实施宽带中国战略,我国对普及宽带网络的重视程度略见一斑。高速宽带网络可谓“信息化”的直接入口。我国幅员辽阔、区域差别较大,尤其是偏远的农村地区要在短期内实现有线宽带到户难度较大,并且现有的蜂窝网络覆盖范围较小,要实现大范围的网络覆盖同样有难度。而超级WiFi的理论传播距离可以达到160公里,并且其穿透能力较强,特别适合于山区等地形复杂的地区,可以在不增加基站数量的情况下,有效增大覆盖区域,有利于宽带中国战略的长期推进。

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广电总局的超级Wifi计划
(编者注:因篇幅较长,读者可自行上网http://www.cxgc.org/product/021X112014.html)
时间:2014-02-18 08:54  来源:大伟先生

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西天取金路漫漫 超级WiFi首次商用
2013-04-23  17:02 原创 医生 超级WiFi IEEE 802.22 IEEE 802.11ac

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对于居住在美国加利福尼亚黄金之乡的五万九千位居民来说,没有互联网以及没有宽带的日子可以结束了。最近,一家叫Cal.Net的公司为这个以黄金冠名的穷乡僻壤提供了超级WiFi商业服务,这也是超级WiFi在全球的首次商业化运营。作为美国联邦通信委员会(FCC)钦定,也是众望所归的21世纪无线宽带接入方案,超级WiFi似乎还有很多的路要走。

第一个超级WiFi覆盖的城市

    所谓超级WiFi,是利用了电视传输网络50-700MHz的“空白频段”进行无线传输的一种方式。这种传输方式,与传统的WiFi相比,具有最远数十公里的传播范围。
2012年1月26日,美国北卡罗来纳州的新汉诺威县成为美国第一个部署超级WiFi的县城,为县城居民带来了超快的无线连接速度。该县IT主管Leslie Chaney当时表示:
2008年威尔明顿市成为第一个顺利完成从模拟向数字电视广播迁移的城市,这中迁移留出了“空白频段”,非常适合超级Wi-Fi使用,在这个频段上的Wi-Fi信号可以传输得更远,相关的超级Wi-Fi网络是2011年开始测试的。
新汉诺威县就在威尔明顿市内。由于加州的电视服务比较发达,原来被模拟电视信号占用的频段得以释放,因此有机会将超级WiFi迅速投入公共服务。而这位主管甚至更乐观地表示超级WiFi的意义堪比青霉素。
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空白频段联盟

   早在将近十年前,“超级WiFi”就成为了科技公司们的关注点,当时希望FCC开放“空白频段”的支持者中包括微软惠普、戴尔、飞利浦、Earthlink、三星等IT业界巨头。时任戴尔技术政策总监的Neeraj Srivastava就曾表示将在未来的产品中内置空白频段收发装置。2008年,在移动宽带领域雄心勃勃的Google也加入了这一阵营,同样向FCC提交了要求开放分配“空白频段”的提案,允许无照使用“空白频段”。
2011年1月28日,超级WiFi通过了FCC的许可,有9家公司获得使用空白频段的授权。但出人意料的是,除了谷歌,之前的那些巨头全部落选。之后,在美国失意的微软,携手英国电信、BBC、英国天空广播公司在英国测试,把空白电视频谱打造成超级WiFi网络。
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来自WiFi联盟的抗议

    此WiFi非彼WiFi,持有WiFi商标的WiFi联盟就对“超级WiFi”这一名称提出了抗议。他们认为超级WiFi应该就是千兆WiFi(技术名称是IEEE 802.11ac),速度至少是当前WiFi(IEEE 802.11n)的三倍,这是由于新技术拥有了高达四倍的带宽、其路由器天线数要比现有最佳者的多一倍。但由于其仅运行于5GHz,其传输距离比老式WiFi要短一些(老式WiFi大多数在拥堵、但传输距离长一些的2.4GHz频段运行)。据了解,WiFi联盟针对“空白频段”也推出了自己的IEEE 802.11af协议,这一协议的传输距离仍然十分有限。
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   在黄金之乡商用的“超级WiFi”(技术名称是IEEE 802.22),则是奥巴马手下那批制定通信政策官员的最爱。在拥挤的城镇,以单个天线发射的超级WiFi,即使服务半径仅20英里,也没有足够的能力来应付数据传输的需求。步入乡间,则是另一番景象。住宅稀落,超级WiFi会是比有线或DSL更廉价的通讯手段。为此,FCC对超级WiFi大开绿灯,并列入国家宽带计划。

传输速率问题

尽管科技公司很看好超级WiFi,Cal.Net在加州黄金之乡部署商用的这一超级WiFi还是受到了质疑。由于只能提供2-4Mbps的带宽,一位网友在The Verge的留言板上表示,这样的速度实在太慢,高清视频在上面根本没法看。更有用户说跟每月15美元的3G套餐相比,这个超级WiFi每月超过50美元的费用似乎显得不是那么划算。
但也有人表示,对于生活在黄金之乡的那些居民来说,这个超级WiFi可以让他们摆脱没有互联网的生活,用来刷刷Facebook或者Twiiter已经足够了。另有一名用户认为,这一地区树木繁茂,超级WiFi这样能在十数公里范围内提供信号的技术还是不错的。
总之,“超级WiFi”跟我们现在用的WiFi根本不是同一类技术,而且目前速度上也没有什么可圈可点的地方。但也许在不久的将来,IEEE 802.22与IEEE 802.11的发展轨迹能够汇合,最终我们可以体验到传输距离达数十公里、带宽足以观看高清视频的超级WiFi。