WiMAX——超級連接世界的真正無(wú)線(xiàn)寬帶

　　1 引言

　　近年來(lái)，WiMAX技術(shù)一直得到國內外通信界的矚目。WiMAX技術(shù)定位于城域級無(wú)線(xiàn)寬帶接入的手段，以其覆蓋范圍廣、傳輸距離遠、傳輸速率快等優(yōu)勢得到國內外眾多廠(chǎng)商和專(zhuān)家學(xué)者的青睞。起初，WiMAX僅定位于固定的寬帶無(wú)線(xiàn)接入，作為xDSL，Cable等有線(xiàn)接入的補充，提供對互聯(lián)網(wǎng)的高速連接。而后，WiMAX將目光投向了更大的移動(dòng)業(yè)務(wù)市場(chǎng)。2005年12月，WiMAX移動(dòng)版本的標準IEEE802.16e通過(guò)批準，2006年2月正式發(fā)布。這無(wú)疑又推動(dòng)了WiMAX商用化的進(jìn)程?？梢灶A見(jiàn)，WiMAX在未來(lái)的無(wú)線(xiàn)寬帶移動(dòng)通信領(lǐng)域將占有相當重要的主導地位。

　　2 WiMAX技術(shù)看點(diǎn)

　　WiMAX (World Interoperability for Microwave Access，即全球微波接入互操作性)是一種基于IEEE 802.16-2004標準的寬帶無(wú)線(xiàn)技術(shù)，最初該技術(shù)的目的在于統一固定無(wú)線(xiàn)接入的空中接口?；?02.16e的第二代WiMAX是支持移動(dòng)特性的標準。

　　與傳統的寬帶系統相比，WiMAX網(wǎng)絡(luò )具有眾多優(yōu)勢。例如，WiMAX網(wǎng)絡(luò )極為靈活，可實(shí)現有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)的混合連接。由于WiMAX網(wǎng)絡(luò )不需要固定線(xiàn)路，部署一個(gè)WiMAX網(wǎng)絡(luò )所需投資僅相當于部署一個(gè)有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )總投資的幾分之一，而且可以減少網(wǎng)絡(luò )部署時(shí)間以及運營(yíng)和維護的成本，因此有助于提高運營(yíng)商的效益。此外，WiMAX可提供極高的數據吞吐量和移動(dòng)性，讓用戶(hù)能夠隨時(shí)在線(xiàn)，即使處于移動(dòng)狀態(tài)也能獲得真正的寬帶體驗。

　　北電的移動(dòng)WiMAX解決方案基于OFDM和MIMO技術(shù)，它結合了各種創(chuàng )新的傳輸和天線(xiàn)技術(shù)，能夠最大程度地提高頻譜效率，提供高品質(zhì)移動(dòng)視頻和電視業(yè)務(wù)所需的高速度和高帶寬。由于WiMAX技術(shù)能夠通過(guò)無(wú)線(xiàn)的方式，以最少量的基礎設施為大片區域提供高速的固定和移動(dòng)寬帶服務(wù)，因此，北電的解決方案幫助運營(yíng)商改善功率和性能的同時(shí)，能夠讓運營(yíng)商顯著(zhù)節省成本支出。

　　北電的4G WiMAX解決方案(符合802.16e標準)能夠以最小的占地空間和業(yè)內最低的每兆比特成本提供最高的性能。該解決方案基于OFDM-MIMO(正交頻分復用-多輸入多數出)技術(shù)，后者集成了眾多創(chuàng )新的傳輸和天線(xiàn)技術(shù)，可最大程度提高頻譜效率，提供高品質(zhì)移動(dòng)視頻和電視業(yè)務(wù)所需的超級傳輸速度。

　　3 WiMAX現狀

　　WiMAX還需面對諸多技術(shù)挑戰。首要的技術(shù)挑戰是提供一個(gè)非視距(NLOS)范圍的覆蓋，即能為給定區域內的大部分用戶(hù)提供服務(wù)，無(wú)需安裝昂貴的指向基站的室外天線(xiàn)。WiMAX可采用正交頻分復用(OFDM)技術(shù)有效地解決NLOS覆蓋問(wèn)題，WiMAX OFDM信號的優(yōu)勢在于，即使發(fā)生大的NLOS傳播延遲也能工作。OFDM信號由多路窄帶正交載波組成，選擇性衰落只發(fā)生在載波的子集，相對容易補償。采用OFDM技術(shù)的WiMAX在高數據率傳輸下能夠有效地克服傳播延遲、多徑及ISI，因而可以提供真正NLOS覆蓋能力。

　　OFDM技術(shù)是一種多載波數字調制技術(shù)，雖然OFDM的概念已經(jīng)存在了很長(cháng)時(shí)間，但是直到最近隨著(zhù)多媒體業(yè)務(wù)的發(fā)展，它才被認識到是一種實(shí)現高速雙向無(wú)線(xiàn)數據通信的良好方法。第一個(gè)OFDM技術(shù)的實(shí)際應用是軍用的無(wú)線(xiàn)高頻通信鏈路，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，該技術(shù)在廣播式的音頻和視頻領(lǐng)域已得到廣泛的應用。OFDM由于其頻譜利用率高、成本低等因素，隨著(zhù)對通信數據化、寬帶化、個(gè)人化和移動(dòng)化的需求，在個(gè)人無(wú)線(xiàn)接入領(lǐng)域實(shí)現廣泛應用。

　　第二個(gè)技術(shù)挑戰是實(shí)現真正的服務(wù)質(zhì)量(QoS)，這可以通過(guò)使用面向連接的MAC層來(lái)實(shí)現。WiMAX支持以下兩個(gè)主要級別的服務(wù)：盡力而為 (Best Effort)服務(wù)，典型應用如電子郵件、網(wǎng)頁(yè)瀏覽、文件傳輸等。該服務(wù)基于BE和nrTPs服務(wù)流;實(shí)時(shí)(Real Time)服務(wù)，針對那些必須保證帶寬和給定延遲的應用，如VoIP、雙路視頻、在線(xiàn)游戲等。

　　WiMAX也依靠一些先進(jìn)的技術(shù)為網(wǎng)絡(luò )提供附加性能。例如，上行鏈路的子通道化(Subchannelization)提供了一種增加上行鏈路覆蓋和性能的簡(jiǎn)單方法，而對客戶(hù)端設備(CPE)的成本不產(chǎn)生實(shí)質(zhì)影響。這項技術(shù)相當重要，典型應用如鏈路預算不平衡時(shí)，由于基站能夠傳送更多的功率而有利于下行鏈路。其它的先進(jìn)技術(shù)還包括智能天線(xiàn)，這種天線(xiàn)通常由硬件和軟件組合并提供一種可變的技術(shù)，以提高頻譜效率或覆蓋范圍，典型應用包括空間分集整合、自適應波束及無(wú)控抗干擾等。

　　移動(dòng)WiMAX由于采用了如OFDM/OFDMA，HARQ，AMC，MIMO，快速調度等先進(jìn)技術(shù)。此外，為滿(mǎn)足多業(yè)務(wù)承載能力，MAC層定義了端到端的QoS機制。為滿(mǎn)足移動(dòng)性，移動(dòng)WiMAX還增加了終端睡眠模式：Sleep模式和Idle模式。移動(dòng)WiMAX還可以滿(mǎn)足用戶(hù)在時(shí)速 120km的移動(dòng)環(huán)境中的服務(wù)需求，提供高帶寬、大數據流應用。

　　4 WiMAX發(fā)展趨勢

　　目前WiMAX最主要的發(fā)展方向是“超級連接性”。網(wǎng)絡(luò )連接的人數在21世紀基本上是呈指數發(fā)展，另外對連接上的終端設備也開(kāi)始了，原來(lái)是手機和計算機的連接，現在像照相機將來(lái)也會(huì )有WiMAX的設備在里面，以及娛樂(lè )設備iPod都可以在網(wǎng)上連接。還有家里的冰箱、爐子都可以使用。這些發(fā)展趨勢對網(wǎng)絡(luò )帶寬的要求非常高。北電目前所倡導的“超級連接性”，其中的趨勢之一就是實(shí)現“真正的”寬帶服務(wù)。在真正的寬帶通信體驗中，技術(shù)在提供豐富的體驗上非常有效，以至于用戶(hù)意識不到技術(shù)的存在，而只專(zhuān)注于溝通。

　　WiMAX的頻率今年下半年在亞洲將會(huì )出現，他們所用的OFDM和MIMO的技術(shù)將是下一代的技術(shù)。這個(gè)技術(shù)對發(fā)達的市場(chǎng)來(lái)講，需要很多的帶寬。數據要足夠快，時(shí)延要特別短，這個(gè)正好就是WiMAX能夠解決的。原因如下：第一，WiMAX是一個(gè)OFDM，、MIMO的空間接口;第二，它是一個(gè)扁平的網(wǎng)絡(luò )結構，這個(gè)網(wǎng)絡(luò )的結構造成了它的時(shí)延非常短，與3G的系統比起來(lái)時(shí)延短很多。這就是為什么我們覺(jué)得WiMAX很重要的原因。

　　5 結束語(yǔ)

　　我們相信一個(gè)真正的無(wú)線(xiàn)寬帶服務(wù)在市場(chǎng)上是非常重要的。它是由超級連接性所驅動(dòng)的，市場(chǎng)需要真正的無(wú)線(xiàn)寬帶服務(wù)?，F有應用的大多數技術(shù)還達不到提供真正的寬帶體驗的要求，那么，一場(chǎng)大規模的技術(shù)演變和變革就勢在必行，同樣，打破現狀也將是大勢所趨。因此，WiMAX無(wú)論是在發(fā)達國家還是在發(fā)展中國家，都有良好的發(fā)展前景。