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WiMAX技術(shù)標準及應用前景
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作者：
時(shí)間：2008-01-15
來(lái)源：電子元器件網(wǎng)
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1、概述
隨著(zhù)通信技術(shù)和新業(yè)務(wù)的部署，市場(chǎng)與技術(shù)的相互作用，未來(lái)通信領(lǐng)域一些新的特點(diǎn)逐漸顯現出來(lái)。 一方面，傳統寬帶固定接入用戶(hù)已經(jīng)不滿(mǎn)足于僅僅在家庭和辦公室等固定環(huán)境內使用寬帶業(yè)務(wù)，希望使用寬帶接入移動(dòng)服務(wù)；另一方面，傳統的移動(dòng)用戶(hù)也不滿(mǎn)足于簡(jiǎn)單的語(yǔ)音、短信和低速數據業(yè)務(wù)，希望能使用更高數據速率的業(yè)務(wù)。用戶(hù)需求的變化使固定寬帶接入服務(wù)和移動(dòng)服務(wù)在技術(shù)和業(yè)務(wù)上呈現融合的趨勢，寬帶移動(dòng)化和移動(dòng)寬帶化逐漸成為兩個(gè)領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的趨勢，并互為補充、互相促進(jìn)。
在移動(dòng)寬帶化方面，3GPP/3GPP2已經(jīng)制定了1xEV-DO、HSDPA/HSUPA等技術(shù)標準，在移動(dòng)環(huán)境下實(shí)現寬帶數據傳輸。在寬帶移動(dòng)化方面，IEEE802工作組先后制定了WLAN和WiMAX等技術(shù)規范，意圖能沿著(zhù)固定、游牧/便攜、移動(dòng)這樣的演進(jìn)路線(xiàn)逐步實(shí)現寬帶移動(dòng)化，其中IEEE802.16WiMAX是寬帶移動(dòng)的重要里程碑，促進(jìn)了移動(dòng)寬帶的演進(jìn)和發(fā)展。
IEEE802.16是為制定無(wú)線(xiàn)城域網(wǎng)標準而專(zhuān)門(mén)成立的工作組，該工作組自1999年成立以來(lái)，主要負責固定無(wú)線(xiàn)接入的空中接口標準制定，為了推廣基于IEEE802.16和ETSIHiperMAN協(xié)議的無(wú)線(xiàn)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(yè)界主要的無(wú)線(xiàn)寬帶接入廠(chǎng)商和芯片制造商共同成立了一個(gè)非營(yíng)利工業(yè)貿易聯(lián)盟組織——WiMAX。WiMAX與IEEE 802.16之間有著(zhù)非常緊密的聯(lián)系與合作，同時(shí)又有著(zhù)分工的不同，后者是標準的制定者，而前者是標準的推動(dòng)者。WiMAX逐步成為了IEEE802.16技術(shù)在市場(chǎng)推廣方面采用的名稱(chēng)，其物理層和MAC層技術(shù)基于在IEEE 802.16工作組中開(kāi)發(fā)的無(wú)線(xiàn)城域網(wǎng)（WMAN）技術(shù)，WiMAX也是IEEE 802.16d/e技術(shù)的別稱(chēng)。本文將對WiMAX技術(shù)標準及其應用前景進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。
2、802.16的標準化現狀
IEEE802.16標準又稱(chēng)為IEEEWirelessMAN空中接口標準，對工作于不同頻帶的無(wú)線(xiàn)接入系統空中接口進(jìn)行了規范。由于它所規定的無(wú)線(xiàn)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(wǎng)。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(dòng)特性，802.16標準又可分為固定寬帶無(wú)線(xiàn)接入空中接口標準和移動(dòng)寬帶無(wú)線(xiàn)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(gè)標準，其中：802.16、16a、16d屬于固定無(wú)線(xiàn)接入空中接口標準，而802.16e屬于移動(dòng)寬帶無(wú)線(xiàn)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(wú)線(xiàn)接入系統的空中接口物理層和MAC層進(jìn)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(jìn)行了擴展，對使用2～11GHz許可和免許可頻段的固定寬帶無(wú)線(xiàn)接入系統的空中接口物理層和MAC層進(jìn)行了規范，該頻段具有非視距（NLOS）傳輸的特點(diǎn)，覆蓋范圍最遠可達50公里，通常小區半徑為10公里以?xún)?。另外?/SPAN>802.16a的MAC層提供了QoS保證機制，可支持語(yǔ)音和視頻等實(shí)時(shí)性業(yè)務(wù)。
2002年正式發(fā)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(shí)現上的一系列特性和功能。{{分頁(yè)}}
802.16d標準是802.16標準系列的一個(gè)修訂版本。是相對比較成熟并且最具有實(shí)用性的一個(gè)標準版本。802.16d對10～66GHz頻段和＜11GHz頻段的固定寬帶無(wú)線(xiàn)接入空中接口物理層和MAC層進(jìn)行了詳細規定，定義了支持多種業(yè)務(wù)類(lèi)型的固定寬帶無(wú)線(xiàn)接入系統的MAC層和相對應的多個(gè)物理層。該標準對前幾個(gè)802.16標準進(jìn)行了整合和修訂，仍屬于固定寬帶無(wú)線(xiàn)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(shí)未增加新的模式，增加或修改的內容用來(lái)提高系統性能和簡(jiǎn)化部署，或者用來(lái)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(gè)標準的最大區別在于對移動(dòng)性的支持。該標準規定了可同時(shí)支持固定和移動(dòng)寬帶無(wú)線(xiàn)接入的系統，工作在＜6GHz適宜于移動(dòng)性的許可頻段，可支持用戶(hù)終端以車(chē)輛速度移動(dòng)，同時(shí)802.16d規定的固定無(wú)線(xiàn)接入用戶(hù)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(yè)務(wù)又使用戶(hù)具有移動(dòng)性的寬帶無(wú)線(xiàn)接入解決方案。
802.16f是2004年7月份正式成立的任務(wù)組，該任務(wù)組將負責制定802.16f標準，定義802.16固定無(wú)線(xiàn)接入系統MAC層和物理層的管理信息庫（MIB）以及相關(guān)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(fā)布。
802.16g也是2004年7月份正式成立的任務(wù)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(shí)現802.16設備的互操作性和對網(wǎng)絡(luò )資源、移動(dòng)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(jìn)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(fā)布。
3、802.16的技術(shù)特點(diǎn)
IEEE802.16標準所關(guān)心的是用戶(hù)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(gè)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(gè)標準：802.16d固定寬帶無(wú)線(xiàn)接入標準、802.16e支持移動(dòng)特性的寬帶無(wú)線(xiàn)接入標準。
?。?/SPAN>1）應用頻段寬
802.16技術(shù)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。
?。?/SPAN>2）調制方式靈活
在802.16標準中，定義了三種物理層實(shí)現方式：?jiǎn)屋d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(shí)，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(yōu)勢，已經(jīng)成為Beyond3G的主要研究技術(shù)之一。{{分頁(yè)}}
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