“無線+寬帶”已經(jīng)成為目前網(wǎng)絡發(fā)展的趨勢之一,各種無線技術在寬帶無線接入領域展開激烈競爭,WiMAX(World Interoperability for Microwave Access Forum,全球微波接入互操作性論壇)正是其中一種自出現(xiàn)就備受業(yè)界關注的寬帶無線接入技術,具有覆蓋范圍廣和數(shù)據(jù)傳輸速率高的特點。在WiMAX從“固定-游牧/便攜-移動”模式的技術演變過程中,其突出的技術特性、寬帶優(yōu)勢、多個實力廠商加盟等等,都為WiMAX的未來奠定了基礎。
1、WiMAX的兩大標準
WiMAX是根據(jù)IEEE 802.16標準定義的一種無線寬帶接入技術,IEEE 802.16標準有多個版本,802.16-2004(802.16d)和802.16-2005(802.16e)這兩個版本使WiMAX真正成為了無線領域中的熱點。特別是802.16e的發(fā)布,為個人移動寬帶領域的發(fā)展帶來了巨大的推動力。業(yè)界普遍認為,WiMAX的真正成功需依賴于移動版本802.16e的繁榮,而2007年是16e產(chǎn)品成熟的前期。
IEEE 802.16-2004即802.16d支持固定和游牧的視距(LOS)和非視距(NLOS)傳輸。在視距環(huán)境下,它可以工作在10GHz~66GHz頻帶。在非視距環(huán)境下,它可以工作在小于11GHz頻帶。802.16d也被視為傳統(tǒng)3.5GHz固定無線接入技術和LMDS技術的標準化升級版本。
IEEE 802.16-2005即802.16e支持切換和漫游功能,能夠應用在車速移動環(huán)境下。802.16e主要工作在小于6GHz頻帶。
不同頻段下的物理特性各不相同,如下所示:
10GHz-66GHz許可頻段:在該頻段,由于波長較短,只能實現(xiàn)視距傳播。典型的信道帶寬為25MHz或者28MHz,當采用高階調(diào)制方式時,數(shù)據(jù)速率能夠超過120Mb/s.
11GHz以下許可頻段:在該頻段,由于波長較長,因此能夠支持非視距傳播。此時系統(tǒng)會存在較強的多徑效應,需要采用一些增強的物理層技術,如功率控制、智能天線、ARQ、空時編碼技術等。
11GHz以下免許可頻段:該頻段的傳播特性與11G以下的許可頻段一樣,不同點在于非許可頻段可能存在較大的干擾,需要采用動態(tài)頻率選擇DFS等技術來加以解決。
2、WiMAX的核心技術
WiMAX的核心技術主要包括以下幾個方面:
OFDM/OFDMA
OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,正交頻分復用)是一種高速傳輸技術,是未來無線寬帶接入系統(tǒng)/下一代蜂窩移動系統(tǒng)的關鍵技術之一。在WiMAX系統(tǒng)中,OFDM技術為物理層技術,主要應用的方式有兩種:OFDM物理層和OFDMA物理層。OFDM物理層采用OFDM調(diào)制方式,OFDM正交載波集由單一用戶產(chǎn)生,為單一用戶并行傳送數(shù)據(jù)流。支持TDD和FDD雙工方式,上行鏈路采用TDMA多址方式,下行鏈路采用TDM復用方式,可以采用STC發(fā)射分集以及AAS自適應天線系統(tǒng)。OFDMA物理層采用OFDMA多址接入方式,支持TDD和FDD雙工方式,可以采用STC發(fā)射分集以及AAS.OFDMA系統(tǒng)可以支持長度為2048、1024、512和128的FFT點數(shù),通常向下數(shù)據(jù)流被分為邏輯數(shù)據(jù)流。這些數(shù)據(jù)流可以采用不同的調(diào)制及編碼方式以及以不同信號功率接入不同信道特征的用戶端。向上數(shù)據(jù)流子信道采用多址方式接入,通過下行發(fā)送的媒質(zhì)接入?yún)f(xié)議(MAP)分配子信道傳輸上行數(shù)據(jù)流。雖然OFDM技術對相位噪聲非常敏感,但是標準定義了ScalableFFT,可以根據(jù)不同的無線環(huán)境選擇不同的調(diào)制方式,以保證系統(tǒng)能夠以高性能的方式工作。
具體來說,WiMAX技術可應用于固定、游牧、便攜、簡單移動和自由移動這五類業(yè)務應用場景,并隨著WiMAX技術從固定無線接入發(fā)展到移動無線接入,應用場景也從固定發(fā)展到自由移動。相應的,各種應用場景分別需要不同的空中接口標準的支持。
固定
固定接入業(yè)務是WiMAX運營網(wǎng)絡中最基本的業(yè)務模型,該業(yè)務場景不支持連接的移動或切換,在IP連接建立之前,必須進行鑒權(quán)或授權(quán)。用戶站(SS)可以根據(jù)信號質(zhì)量來選擇和偶爾改變它的連接,換到“好”的可用基站(BS)上,當SS斷開與BS的連接并重新加入網(wǎng)絡后,必須重新分配IP地址。
游牧
游牧式業(yè)務是固定接入方式發(fā)展的下一個階段,SS可以從不同的位置接入到運營商的WiMAX網(wǎng)絡中。然而在每次會話連接中,用戶終端只能進行站點式的接入,在兩次不同網(wǎng)絡接入中,傳輸?shù)臄?shù)據(jù)將不被保留。在這種運營模式下,需要進行交互的鑒權(quán),如果用戶的歸屬運營商和拜訪運營商具有相同的鑒權(quán)用戶數(shù)據(jù),用戶就可以在這兩個不同的運營商網(wǎng)絡之間進行漫游。在這個階段,不支持不同基站之間的切換。一個游牧的SS每次入網(wǎng)時將獲得不同的IP地址。
便攜
便攜式業(yè)務是游牧式業(yè)務發(fā)展的下一個階段,從這個階段開始,終端可以在不同的基站之間進行切換。當終端靜止不動時,便攜式業(yè)務的應用模型與固定式業(yè)務和游牧式業(yè)務相同。當進行切換過程時,用戶將可能經(jīng)歷中斷,或者感到一些延遲,或者服務質(zhì)量的下降。在最差的情況下,切換中斷應保持TCP/IP的會話連接。

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