WiMAX技术综述

1、1 1协议协议介绍介绍WiMAX 的全名是全球微波接入互操作性（的全名是全球微波接入互操作性（Worldwide Interoperability for Microwave Access），又称为），又称为802.16无线城域网，无线城域网，是一种为企业和家庭用户提供是一种为企业和家庭用户提供“最后一公里最后一公里”的宽带无线连接方案。的宽带无线连接方案。2007年年10月月19日，国际电信联盟在日内瓦举行的无线通信全体会议日，国际电信联盟在日内瓦举行的无线通信全体会议上，经过多数国家投票通过，上，经过多数国家投票通过，WiMAX正式被批准成为继正式被批准成为继WCDMA、CDMA2000和

2、和TD-SCDMA之后的第四个全球之后的第四个全球3G标准。标准。WiMAX是一项新兴的无线通信技术，能提供面向互联网的高速连是一项新兴的无线通信技术，能提供面向互联网的高速连接。接。WiMAX的无线信号传输距离最远可达的无线信号传输距离最远可达50公里，其网络覆盖面积公里，其网络覆盖面积是是3G基站的基站的10倍。倍。2WiMAX是一项基于是一项基于IEEE 802.16标准的宽带无线接入城域网标准的宽带无线接入城域网（Broadband Wireless Access Metropolitan Area Network，BWAMAN）技术。技术。WiMAX亦常被称为亦常被称为IEEE Wi

3、reless MAN（Metropolitan Area Network），其基本目标是提供一种在城域网一点对多点的多厂商环），其基本目标是提供一种在城域网一点对多点的多厂商环境下境下,可有效地互操作的宽带无线接入手段。由于成本较低，将扩大可有效地互操作的宽带无线接入手段。由于成本较低，将扩大宽带无线市场，宽带无线市场，使用户上网更加便捷。使用户上网更加便捷。3协议协议介绍介绍4IEEE 802.16 标准定义了一个物标准定义了一个物理层和一理层和一个个MAC层，其参考模层，其参考模型型如左图所示如左图所示最最底层是物理层底层是物理层，该，该层的协议层的协议主要是关于频率带宽调制模式主要是关于

4、频率带宽调制模式纠错纠错技术技术以及发射机同接收机以及发射机同接收机之间的同步之间的同步 数据传输率数据传输率和时分和时分复用复用结构等方面的结构等方面的 在在物理层之上是媒体物理层之上是媒体接入控制接入控制（MAC）层，主要负责控制用）层，主要负责控制用户接入到共享的户接入到共享的无线无线媒质和将媒质和将数据组成帧格式来传输数据组成帧格式来传输MAC层层又又分成了分成了三个子层：特定服务三个子层：特定服务汇聚子层（汇聚子层（CS）公共部分）公共部分子层子层（CPS）和安全子层（）和安全子层（SS）协议协议介绍介绍51 WiMAX1 WiMAX的主要特点的主要特点WiMAX的主要特点可以简要概

5、括为以下几点：的主要特点可以简要概括为以下几点：（1）传输距离远）传输距离远WiMAX的无线信号传输距离最远可达的无线信号传输距离最远可达50公里，是无线局域网所不公里，是无线局域网所不能比拟的，其网络覆盖面积是能比拟的，其网络覆盖面积是3G（3rdGeneration，第三代移动通信），第三代移动通信）基站的基站的10倍，只要建设少数基站就能实现全城覆盖，这样就使得无倍，只要建设少数基站就能实现全城覆盖，这样就使得无线网络应用的范围大大扩展。线网络应用的范围大大扩展。61 WiMAX1 WiMAX的主要特点的主要特点（2）接入速度高）接入速度高WiMAX所能提供的最高接入速度是所能提供的最高

6、接入速度是70Mbps，这个速度是，这个速度是3G所能所能提供的宽带速度的提供的宽带速度的30倍。对无线网络来说，这是一个倍。对无线网络来说，这是一个巨大巨大的进步。的进步。WiMAX采用与无线采用与无线LAN（Local Area Network，局域网）标准，局域网）标准802.11a和和11g相同的相同的OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正，正交频分复用）调制方式，每个频道的带宽为交频分复用）调制方式，每个频道的带宽为20MHz。71 WiMAX1 WiMAX的主要特点的主要特点（3）无）无“最后一公里最后一公里”瓶颈限制瓶颈

7、限制作为一种无线城域网技术，它可以将作为一种无线城域网技术，它可以将Wi-Fi热点连接到互联网，也热点连接到互联网，也可作为可作为DSL（Digital Subscriber Line，数字用户线）等有线接入方式的，数字用户线）等有线接入方式的无线扩展，实现最后一公里的宽带接入。无线扩展，实现最后一公里的宽带接入。WiMAX可为可为50公里线性区公里线性区域内的用户提供服务，用户无需线缆即可与基站建立宽带连接。域内的用户提供服务，用户无需线缆即可与基站建立宽带连接。81 WiMAX1 WiMAX的主要特点的主要特点（4）提供广泛的多媒体通信服务）提供广泛的多媒体通信服务由于由于WiMAX较之较

8、之Wi-Fi具有更好的可扩展性和安全性，从而能够具有更好的可扩展性和安全性，从而能够实现电信级的多媒体通信服务。高带宽可以将实现电信级的多媒体通信服务。高带宽可以将IP网的缺点大大降低，网的缺点大大降低，从而大幅度提高从而大幅度提高QoS（服务质量）。（服务质量）。从技术层面讲，从技术层面讲，WiMAX更适合用于城域网建设的更适合用于城域网建设的“最后一公里最后一公里”无线接入部分，尤其适合新兴的运营商。无线接入部分，尤其适合新兴的运营商。按照优先级由高到低依次提供按照优先级由高到低依次提供:1.主动授予服务主动授予服务(uGS):提供固定带宽的实时服务提供固定带宽的实时服务,例如例如El、T

9、l以及以及VoPI等等;2.实时轮询服务实时轮询服务(rtPS):rtPS为可变带宽的实时服务为可变带宽的实时服务,例如例如MPEG视频流视频流;3.非实时轮询服务非实时轮询服务(nrPtS):速率可变的非实时服务速率可变的非实时服务,例如大的文件传输例如大的文件传输;4.尽力投递服务尽力投递服务(BE):根据网络状况提供最大可能的服务根据网络状况提供最大可能的服务,例如例如Email。9102 WiMAX2 WiMAX相关标准的演进相关标准的演进20世纪世纪90年代，宽带无线接入技术快速发展起来，但市场一直没年代，宽带无线接入技术快速发展起来，但市场一直没有快速扩大，一个很重要的原因就是没有

10、统一的标准。有快速扩大，一个很重要的原因就是没有统一的标准。1999年，年，IEEE成立了成立了802.16工作组来专门研究宽带固定无线接入技术规范，目工作组来专门研究宽带固定无线接入技术规范，目标就是要建立一个全球统一的宽带无线接入标准。而为了促进该标标就是要建立一个全球统一的宽带无线接入标准。而为了促进该标准的成功制订，诺基亚，准的成功制订，诺基亚，Harris（Intersil）与）与Ensemble发起成立了发起成立了WiMAX论坛，意图在全球范围推广这一标准。论坛，意图在全球范围推广这一标准。2001年底年底，IEEE802.16工作组发布了其第一套标准：工作组发布了其第一套标准：I

11、EEE802.16。 112 WiMAX2 WiMAX相关标准的演进相关标准的演进IEEE802.16标准具有覆盖范围大、数据传输率高、支持标准具有覆盖范围大、数据传输率高、支持TCP、IP协协议、业务功能丰富、议、业务功能丰富、QoS性能优异、安全性能高等主要特点。性能优异、安全性能高等主要特点。随着各种问题的出现和技术的进步，随着各种问题的出现和技术的进步，WiMAX标准在不断地演进，标准在不断地演进，目前已经演进到目前已经演进到IEEE802.16k。12WiMAXWiMAX相关标准的发展情况相关标准的发展情况类别类别标准号标准号发布时发布时间间相对应的技术领域相对应的技术领域空中空中接

12、口接口标准标准IEEE802.162002.41066GHz固定宽带无线接入系统空中接口固定宽带无线接入系统空中接口IEEE802.16a2003.4211GHz固定宽带接入系统空中接口固定宽带接入系统空中接口IEEE802.16c2002.101066GHz固定宽带接入系统的兼容性固定宽带接入系统的兼容性IEEE802.16d2004.7266GHz固定宽带接入系统空中接口固定宽带接入系统空中接口IEEE802.16e2005.1226GHz固定和移动宽带无线接入系统空中接口管理信息库固定和移动宽带无线接入系统空中接口管理信息库IEEE802.16f2005.9固定宽带无线接入系统空中接口管

13、理信息库固定宽带无线接入系统空中接口管理信息库MIB要求要求IEEE802.16g制定中制定中固定和移动宽带无线接入系统空中接口管理平面流程和服务固定和移动宽带无线接入系统空中接口管理平面流程和服务要求要求IEEE802.16h2008.7业余频带上运作的无线网络系统业余频带上运作的无线网络系统IEEE802.16i制定中制定中宽带无线接入系统空中接口移动宽带无线接入系统空中接口移动MIB要求要求IEEE802.16k2007.3局域和城域网局域和城域网MAC网桥网桥IEEE 802.16桥接桥接IEEE802.16m计划计划2009年年适应下一代移动通信网络的需求，定义了一种基于适应下一代移

14、动通信网络的需求，定义了一种基于 WirelessMAN-OFDMA 的增强型空口的增强型空口共存共存问题问题标准标准IEEE802.16.2-20012001.91066GHz固定宽带接入系统的共存固定宽带接入系统的共存IEEE802.16.2a2003.4211GHz之间许可带宽的系统共存之间许可带宽的系统共存一致一致性标性标准准IEEE802.16.12003.61066GHz无线无线MAN2SC空中接口的协议一致性说明（空中接口的协议一致性说明（PICS）形式）形式IEEE802.16.21066GHz无线无线MAN2CS空中接口的测试集结构和测试目的空中接口的测试集结构和测试目的（T

15、SS&TP）13143 WiMAX 3 WiMAX 论坛论坛WiMAX论坛是论坛是2001年年6月在美国加州注册的以产业界为主导的非月在美国加州注册的以产业界为主导的非赢利经济组织，旨在促进赢利经济组织，旨在促进WiMAX在全球发展和产业化应用，促进在全球发展和产业化应用，促进IEEE 802.16标准规定的宽带无线网络的应用推广，保证采用相同标标准规定的宽带无线网络的应用推广，保证采用相同标准的不同厂家的宽带无线接入设备之间的互联互通或互操作性。准的不同厂家的宽带无线接入设备之间的互联互通或互操作性。WiMAX论坛是唯一在无线宽带接入领域倡导兼容性和互操作性的论坛是唯一在无线宽带接入领域倡导

16、兼容性和互操作性的组织，随着其测试和认证的进程，组织，随着其测试和认证的进程，WiMAX论坛认证（论坛认证（WiMAX Forum Certified）于）于2004年年底问世。原来每个解决方案都是按照顾客的年年底问世。原来每个解决方案都是按照顾客的需要定制，彼此之间无法实现互操作。需要定制，彼此之间无法实现互操作。WiMAX论坛认证的每一个设论坛认证的每一个设备和备和WiMAX论坛认证的其他设备都是可互操作性的。论坛认证的其他设备都是可互操作性的。153 WiMAX 3 WiMAX 论坛论坛WiMAX论坛认证意味着业务提供商可以从多个公司购买设备，并论坛认证意味着业务提供商可以从多个公司购买

17、设备，并确信这些设备都可以互操作，意味着更加富有竞争力的通信业，意确信这些设备都可以互操作，意味着更加富有竞争力的通信业，意味着更低成本的宽带无线在全球各地更加迅速地发展。味着更低成本的宽带无线在全球各地更加迅速地发展。目前，目前，WiMAX 论坛的成员超过了论坛的成员超过了150 家公司，包括多家服务供应家公司，包括多家服务供应商、系统供应商、零部件公司和芯片制造商。商、系统供应商、零部件公司和芯片制造商。16174 WiMAX4 WiMAX产业化发展现状产业化发展现状（1）设备研发进度）设备研发进度支持支持IEEE802.16e的芯片已经推出，初期阶段的设备将支持固定方的芯片已经推出，初期

18、阶段的设备将支持固定方式，支持全移动方式的设备将在式，支持全移动方式的设备将在之后之后推出。从终端的形式而言，以推出。从终端的形式而言，以笔记本为主笔记本为主，面向个人用户市场的手持式面向个人用户市场的手持式 PDA终端全移动业务应用，终端全移动业务应用，目前目前Intel公司已经推出了一些支持公司已经推出了一些支持WiMAX网络的无线网卡，全面网络的无线网卡，全面商商 用用还需要设备生产商，运营商以及政府的大还需要设备生产商，运营商以及政府的大 力推广力推广。184 WiMAX4 WiMAX产业化发展现状产业化发展现状（2）频率资源）频率资源频率问题是目前频率问题是目前WiMAX产业发展面临的最大问题，目前全球没有产业发展面临的最大问题，目前全球没有统一的频段，