1 引言
无线城市的概念源于WiFi技术，初衷是作为有线的延伸，实现固定的无线互联网接入，随着无线接入技术的不断发展和人们对城市信息化的认识的不断深入，无线城市已经发展到以宽带移动互联网为基础通信介质，结合用户的基本属性（身份、习惯、喜好等），为随时随地为市政服务、医疗、旅游、个人生活等方面提供多种增殖服务。
目前国内已经具备了发展Wi-Fi的良好基础。首先，Wi-Fi技术在中国已有较广泛的认知度，在企业和热点环境中，Wi-Fi的使用也逐步增加。其次，中国因特网用户数量在全球排名第二，据估计，58%的用户都是通过宽带接入因特网，这预示了人们将对Wi-Fi产生浓厚的兴趣和使用的可能。因此，Wi-Fi联盟十分重视中国市场。而Wi-Fi技术也再次寄希望于与3G的融合补充，作为短距离传输，提供融入笔记本电脑和宽带的使用，满足中国越来越多的数字家庭应用。联盟预计中国的Wi-Fi企业市场在2002-2007的年复合增长率将达到110%。
现在，Wi-Fi在国内已经逐步开始走向实际应用。比如，在深圳地铁车厢里，人们不但可以看到清晰无间断的数字电视节目，还可以接收天气信息、重要新闻或紧急疏散提示，深圳地铁也由此成为国内首个成功部署WiFi技术，并实现视频上下行传输的无线地铁项目。此外，北京奥组委技术部副部长林融曾对外透露，奥运场馆除了实现GSM和CDMA覆盖外，还将实现Wi-Fi全面覆盖。
在现实世界中，无线城市的概念方兴未艾，但是实际部署却差强人意，2007年，美国各大城市开展的无线城市计划在仅仅风靡了2年后沦为鸡肋，美国多个城市宣布取消或者暂停该计划。到底是什么原因造成了技术先进、关注度高、应用前景美好的无线城市遭遇冷落？本文试图从驱动技术的关键需求出发，结合关键技术的发展，给出解释，并在此技术上，对于无线城市未来的发展，给出自己的观点。
2 无线城市关键技术分析
中国运营商开始部署Wi-Fi运营网络和北京、上海、天津，到深圳、武汉、杭州等地“无线城市”建设正在紧锣密鼓地部署之际，近阶段关于国内外Wi-Fi运营网络和Wi-Fi城市建设由于建设成本过高、组网难度太大等原因导致美国多个城市的无线城市建设搁浅或者进展不太顺利的传闻此起彼浮，甚嚣尘上。
《Wi-Fi Networking News》格伦·弗莱什曼(Glenn Fleishman)认为：“由于组网难度太高，这些大城市的Wi-Fi项目看来注定要失败。”而负责加州高科技走廊40个市镇的硅谷Wi-Fi网络负责人拉塞尔·汉科克(Russell Hancock)同样也表示：“鉴于Wi-Fi高速无线网络的组网成本和技术难度过高，目前美国各城市的Wi-Fi工程进展都不太顺利。”此外，与AT&T捆绑销售主打Wi-Fi接入特色的iPhone 手持终端，Apple公司CEO乔布斯先前也表示，Apple将斥巨资收购相关3G、EDGE等无线专利，计划在iPhone产品加入相关技术，以满足用户对于无线网络的应用需求，由此不难理解iPhone的支持Wi-Fi战略正受到前所未有的置疑。
组网难度大，建设成本高，事实真是这样吗？这好象与Wi-Fi技术这些年所一直推崇的技术成熟、成本低廉、组网简单方便等特性似乎自相矛盾。
翻看近期支持此言论的论据，辛辛那提市上周暂停了Wi-Fi组网计划，认为该市场很不稳定；硅谷Wi-Fi服务商提供商了解到地方政府将成为Wi-Fi服务“主力租户”后，硅谷的免费Wi-Fi项目也面临着挑战；AT&T上月宣布放弃Wi-Fi计划，斯普林菲尔德市正寻求另一家合作伙伴；圣路易斯市正对街灯不照明时如何给Wi-Fi传送器充电事宜加以评估......
不难看出，其中真正所牵涉到Wi-Fi技术、产品本身微乎其微，主要原因还是Wi-Fi运营模式的问题。
关键技术点
为了便于阐述，下面就自下而上按照物理层、MAC层和网络层选取部分关键技术进行论述。
1) 物理层
OFDM：正交频分复用，是一种调制技术，其核心是通过将较宽的信号带宽划分成若干正交的自信道，并使自信道的带宽小于信道的相关带宽，并通过引入定时偏差（频域的CP）使得信号在保护时间间隔内变化而不致引起子载波间干扰（ICI）和符号间干扰（ISI）从而有效对抗多径效应，使得非视距传输大容量信号成为可能。
OFDMA：基于OFDM调制的多址方式，可用于下行。通过对OFDM调制信号进行灵活的子载波分配（如：相邻子载波分配和分布式子载波分配）满足不同的应用场景的需求，如，在固定或游牧的应用场景下，采用乡里子载波分配方式可以使得个别子信道具备较高的信噪比；而分布式子载波分配方式可以使得子载波分散在整个频带，虽然不会出现非常好或非常差的信道环境，但是比较适用与具备一定移动性的应用场景。根据子载波的信噪比，在不同子载波上采用不同的调制编码方式，可以尽可能提高信道的利用率。
GMC：即广义多载波，是针对上行接入的多址方案，可以与OFDMA结合应用。采用逆滤波器组变换(IFBT)实现频分复用和频分多址的方式，与OFDMA该方式具有较低的峰均比,并且能更有效的抵御上行用户间的定时和频率同步误差导致的多址干扰。其关键技术点如下：
l 复滤波器组变换理论及快速算法
l 基于DFT扩频的GMC多址方案
l 信号峰均比抑制方法
l 同步定时方法：频域保护子带和时域循环前缀
l 信道估计与均衡方法
2) MAC层
MIMO：即多入多出，是利用多组分立的发射、接收天线的空间分集作用，将通信链路分解成为许多并行的子信道，以提高容量。从信息论的理论分析可知：在功率带宽受限的无线信道中，当不同的接收天线和不同的发射天线之间互不相关时，MIMO系统能够很好地提高系统的抗衰落和噪声性能，从而显著改善系统容量。当前业界MIMO的流行模式是2×2MIMO，MIMO的原理如上图2所示。
通过与OFDMA、智能天线（波束赋形）等关键技术相结合，能够最大限度的改善系统的容量和覆盖范围。