概述

隨著移動通信技術和寬帶技術的發(fā)展，WiMAX（WorldwideInteroperabilityforMicrowave Access，全球微波接入互操作性）已經(jīng)成為全球電信運營商和設備制造商的關注熱點問題之一。技術的發(fā)展使得越來越多的多媒體應用進入到人們的生活，運營商提供的服務也隨之變化。但是從現(xiàn)網(wǎng)的實踐來看，大量的多媒體應用給現(xiàn)有移動網(wǎng)絡資源造成巨大消耗，遠遠超過了相關收入的增加。所以解決如何在保證服務質量的前提下，有效的降低每比特成本以更好的滿足用戶需求對運營商意義重大。WiMAX正是這樣一種極具潛力的應用。

本文第2部分概述了IEEE802.16系列規(guī)范，并指明了WiMAX與IEEE802.16系列規(guī)范之間的關系；第3部分對WiMAX的技術特點進行了綜述；第4部分對WiMAX的3種工作模式進行了概要介紹；第5部分介紹了WiMAX核心網(wǎng)。

IEEE802.16標準和WiMAX組織

IEEE802.11系列標準在無線LAN領域獲得巨大成功之后，IEEE進而希望將這種成功的應用模式推向更廣闊無線城域網(wǎng)(WMAN)的領域。1999年，IEEE專門成立了IEEE802.16工作組，為固定/移動模式下寬帶無線接入定義WMAN的空中接口規(guī)范。

IEEE802.16標準于2001年12月發(fā)布時，因為僅支持10-66 GHz的工作頻段，只能提供可視范圍內的承載服務，市場應用受到很大限制。經(jīng)過進一步完善，IEEE在2003年1月又發(fā)布了新的擴展協(xié)議IEEE 802.16a。IEEE 802.16a引入了新的物理層技術，如利用OFDM來抵抗多徑效應等，并對MAC層做了進一步的強化，工作頻段也擴展到2 - 11 GHz的許可頻段和非許可頻段支持非可視（NLOS）的接入方式。IEEE 802.16a具有很強的市場競爭力，真正成為可用于城域網(wǎng)的無線接入手段。IEEE 802.16-2004是2 - 66GHz固定寬帶無線接入系統(tǒng)的標準，是對IEEE 802.16、IEEE 802.16a和IEEE 802.16c的整合和修訂。IEEE 802.16-2004也是目前IEEE 802.16家族中最成熟的、商用化產(chǎn)品最多的標準。IEEE 802.16標準的下一步演進方向是IEEE 802.16e。IEEE 802.16e在繼承IEEE 802.16-2004能力的基礎上增加了對全移動性的支持，理論移動速度可以達到120km/h。目前IEEE 802.16e協(xié)議的草案已經(jīng)進行到了第9個版本，預計在2005年的3季度可以正式發(fā)布。

表1IEEE802.16系列標準

IEEE802.16系列規(guī)范提供了統(tǒng)一的空中接口標準，為規(guī)范設備能力、實現(xiàn)不同廠家設備之間的互聯(lián)和技術的全球化打下了堅實的基礎，但是對于運營商而言將IEEE802.16標準推向市場還需要諸多的要素。因此一個由運營商、設備制造商、周邊部件供應商和研究機構組成的非盈利組織WiMAX論壇成立起來。WiMAX論壇的宗旨是在全球范圍內推廣遵循IEEE802.16標準和ETSI HIPERMAN標準的寬帶無線接入設備，并且對設備的兼容性和互操作性做統(tǒng)一的認證以保證系統(tǒng)互聯(lián)、方便運營商部署。為此，WiMAX論壇專門成立了WiMAX產(chǎn)品認證的工作組和實驗室，保證不同廠商WiMAX設備間的互操作性和兼容性。這樣，經(jīng)認證后的WiMAX設備具有的良好互操作性和對規(guī)范順從性。此外，WiMAX論壇組織還致力于幫助解決技術以外的問題，如各國的頻率分配、市場應用案例分析等。

目前WiMAX幾乎成為了IEEE802.16標準的別稱，組織成員也發(fā)展到約300家。隨著WiMAX產(chǎn)品商用化的進展，今年WiMAX論壇的工作重點將放在設備的認證和網(wǎng)絡構架的研究上。

WiMAX技術特點

    WiMAX是采用無線方式代替有線實現(xiàn)“最后一公里”接入的寬帶接入技術。WiMAX的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在這一技術集成了WiFi無線接入技術的移動性與靈活性以及xDSL等基于線纜的傳統(tǒng)寬帶接入技術的高帶寬特性，其技術優(yōu)勢可以概括如下：

◆ 傳輸距離遠、接入速度高

WiMAX采用OFDM技術，能有效對抗多徑干擾；同時采用自適應編碼調制技術可以實現(xiàn)覆蓋范圍和傳輸速率的折衷；此外，還利用自適應功率控制，可以根據(jù)信道狀況動態(tài)調整發(fā)射功率。從而使得WiMAX具有更大的覆蓋范圍以及和更高的接入速率。例如，當信道條件較好時，可以將調制方式調整為64QAM，同時采用編碼效率更高的信道編碼，提高傳輸速率，WiMAX最高傳輸數(shù)率可以達到75Mbit/s；反之，當信道傳輸條件惡劣，基站無法基于64QAM建立連接時，可以切換為16QAM或QPSK調制，同時采用編碼效率更低的信道編碼，這樣可以提高傳輸?shù)目煽啃?、增大覆蓋范圍。

◆ 無“最后一公里”瓶頸限制、系統(tǒng)容量大

作為一種寬帶無線接入技術，WiMAX接入靈活、系統(tǒng)容量大。服務提供商無需考慮布線、傳輸?shù)葐栴}，只需要在相應的場所架設WiMAX基站。WiMAX不僅支持固定無線終端也支持便攜式和移動終端，能適應城區(qū)、郊區(qū)以及農(nóng)村等各種地形環(huán)境。一個WiMAX基站可以同時為眾多具有的客戶提供服務，為每個客戶提供獨立帶寬請求支持。

◆提供廣泛的多媒體通信服務。

WiMAX可以提供面向連接的、具有完善QoS保障的電信級服務，滿足用戶的各種應用需要。按照優(yōu)先級由高到低依次提供：

(1)主動授予服務(UGS)：提供固定帶寬的實時服務，例如E1、T1以及VoIP等；

(2)實時輪詢服務(rtPS)：rtPS為可變帶寬的實時服務，例如MPEG視頻流；

(3)非實時輪詢服務(nrtPS)：速率可變的非實時服務，例如大的文件傳輸；

(4)盡力投遞服務(BE)：根據(jù)網(wǎng)絡狀況提供最大可能的服務，例如Email。

◆ 提供安全保證

WiMAX系統(tǒng)安全性較好。WiMAX空中接口專門在MAC層上增加了私密子層，不僅可以避免非法用戶接入，保證合法用戶順利接入，而且提供加密功能，充分保護用戶隱私，例如提供EAP-SIM認證。

◆ 互操作性好

運營商在網(wǎng)絡建設時能夠從多個設備制造商處購買WiMAXCertified設備，而不必擔心兼容性的問題。

◆應用范圍廣

WiMAX可以應用于廣域接入、企業(yè)寬帶接入、家庭“最后一公里”接入、熱點覆蓋、移動寬帶接入以及數(shù)據(jù)回傳(Backhaul)等所有寬帶接入市場。值得提出的是，在有線基礎設施薄弱的地區(qū)，尤其是廣大農(nóng)村和山區(qū)，WiMAX更加靈活、成本低，是首選的寬帶接入技術。