WiMAX技術標準及應用前景

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作者：時間：2008-01-15 來源：電子元器件網

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　　1、概述

　　隨著通信技術和新業務的部署，市場與技術的相互作用，未來通信領域一些新的特點逐漸顯現出來。一方面，傳統寬帶固定接入用戶已經不滿足于僅僅在家庭和辦公室等固定環境內使用寬帶業務，希望使用寬帶接入移動服務；另一方面，傳統的移動用戶也不滿足于簡單的語音、短信和低速數據業務，希望能使用更高數據速率的業務。用戶需求的變化使固定寬帶接入服務和移動服務在技術和業務上呈現融合的趨勢，寬帶移動化和移動寬帶化逐漸成為兩個領域技術發展的趨勢，并互為補充、互相促進。

　　在移動寬帶化方面，3GPP/3GPP2已經制定了1xEV-DO、HSDPA/HSUPA等技術標準，在移動環境下實現寬帶數據傳輸。在寬帶移動化方面，IEEE802工作組先后制定了WLAN和WiMAX等技術規范，意圖能沿著固定、游牧/便攜、移動這樣的演進路線逐步實現寬帶移動化，其中IEEE802.16WiMAX是寬帶移動的重要里程碑，促進了移動寬帶的演進和發展。

　　IEEE802.16是為制定無線城域網標準而專門成立的工作組，該工作組自1999年成立以來，主要負責固定無線接入的空中接口標準制定，為了推廣基于IEEE802.16和ETSIHiperMAN協議的無線寬帶接入設備，并且確保他們之間的兼容性和互操作性。2001年4月，由業界主要的無線寬帶接入廠商和芯片制造商共同成立了一個非營利工業貿易聯盟組織——WiMAX。WiMAX與IEEE 802.16之間有著非常緊密的聯系與合作，同時又有著分工的不同，后者是標準的制定者，而前者是標準的推動者。WiMAX逐步成為了IEEE802.16技術在市場推廣方面采用的名稱，其物理層和MAC層技術基于在IEEE 802.16工作組中開發的無線城域網（WMAN）技術，WiMAX也是IEEE 802.16d/e技術的別稱。本文將對WiMAX技術標準及其應用前景進行簡單的介紹。

　　2、802.16的標準化現狀

　　IEEE802.16標準又稱為IEEEWirelessMAN空中接口標準，對工作于不同頻帶的無線接入系統空中接口進行了規范。由于它所規定的無線系統覆蓋范圍在公里（km）量級，因此802.16系統主要應用于城域網。根據使用頻帶高低的不同，802.16系統可分為應用于視距和非視距兩種，其中使用2～11GHz頻帶的系統可以應用于非視距（NLOS）范圍，而使用10～66GHz頻帶的系統應用于視距（LOS）范圍。根據是否支持移動特性，802.16標準又可分為固定寬帶無線接入空中接口標準和移動寬帶無線接入空中接口標準。

　　IEEE802.16標準系列到目前為止包括802.16、802.16a、802.16c、802.16d、802.16e、802.16f和802.16g共七個標準，其中：802.16、16a、16d屬于固定無線接入空中接口標準，而802.16e屬于移動寬帶無線接入空中標準。

　　2001年12月頒布的802.16標準，對工作在10～66GHz頻段的固定寬帶無線接入系統的空中接口物理層和MAC層進行了規范，由于其使用的頻段較高，因此僅能應用于視距（LOS）傳輸。

　　2003年1月頒布的802.16a標準對之前頒布的802.16標準進行了擴展，對使用2～11GHz許可和免許可頻段的固定寬帶無線接入系統的空中接口物理層和MAC層進行了規范，該頻段具有非視距（NLOS）傳輸的特點，覆蓋范圍最遠可達50公里，通常小區半徑為10公里以內。另外，802.16a的MAC層提供了QoS保證機制，可支持語音和視頻等實時性業務。

　　2002年正式發布的802.16c標準是對802.16標準的增補文件，定義了工作在10～66GHz頻段的802.16系統的詳細系統框架，它詳細規定了10～66GHz頻段802.16系統在實現上的一系列特性和功能。{{分頁}}

　　802.16d標準是802.16標準系列的一個修訂版本。是相對比較成熟并且最具有實用性的一個標準版本。802.16d對10～66GHz頻段和＜11GHz頻段的固定寬帶無線接入空中接口物理層和MAC層進行了詳細規定，定義了支持多種業務類型的固定寬帶無線接入系統的MAC層和相對應的多個物理層。該標準對前幾個802.16標準進行了整合和修訂，仍屬于固定寬帶無線接入規范。它保持了802.16、16a等標準中的所有模式和主要特性同時未增加新的模式，增加或修改的內容用來提高系統性能和簡化部署，或者用來更正錯誤、不明確或不完整的描述，其中包括對部分系統信息的增補和修訂。2004年6月23日，IEEE正式批準了802.16d標準。

　　802.16e標準區別于前幾個標準的最大區別在于對移動性的支持。該標準規定了可同時支持固定和移動寬帶無線接入的系統，工作在＜6GHz適宜于移動性的許可頻段，可支持用戶終端以車輛速度移動，同時802.16d規定的固定無線接入用戶能力并不因此受到影響。802.16e標準規定了支持基站或扇區間高層切換的功能。制定802.16e標準的目的，是希望能夠提出一種既能提供高速數據業務又使用戶具有移動性的寬帶無線接入解決方案。

　　802.16f是2004年7月份正式成立的任務組，該任務組將負責制定802.16f標準，定義802.16固定無線接入系統MAC層和物理層的管理信息庫（MIB）以及相關的管理流程。標準的制定工作目前正處于征求文稿階段，計劃將在2006年發布。

　　802.16g也是2004年7月份正式成立的任務組，標準制定的目的是為了規定802.16管理流程和接口，從而能夠實現802.16設備的互操作性和對網絡資源、移動性和頻譜的有效管理。802.16g標準的主要工作是圍繞管理平面進行的。該標準的制定工作目前正處于征求文稿階段，計劃將在2007年發布。

　　3、802.16的技術特點

　　IEEE802.16標準所關心的是用戶終端同基站系統之間的空中接口，并且主要定義空中接口的物理層和MAC層。雖然IEEE802.16標準系列包含多個標準，但是由于802.16d是對802.16、802.16a、802.16c的修訂，目前主要提及兩個標準：802.16d固定寬帶無線接入標準、802.16e支持移動特性的寬帶無線接入標準。

　　（1）應用頻段寬

　　802.16技術可以應用的頻段非常寬，包括10～66GHz頻段、＜11GHz許可頻段和＜11GHz免許可頻段。

　　（2）調制方式靈活

　　在802.16標準中，定義了三種物理層實現方式：單載波、OFDM、OFDMA。其中，單載波（SC）調制主要應用在10-66GHz頻段，OFDM和OFDMA是802.16中最典型的物理層方式。OFDM、OFDMA方式具有較高的頻譜利用率，它可以使得802.16系統在同樣的載波帶寬下可以提供更高的傳輸速率。同時，OFDM/OFDMA方式在抵抗多徑效應、頻率選擇性衰落或窄帶干擾上也具有明顯的優勢，已經成為Beyond3G的主要研究技術之一。{{分頁}}

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