天线技术：WiMAX技术的特点解析

802．16标准是为在各种传播环境（包括视距、近视距和非视距）中获得最优性能而设计的。即使在链路状况最差的情况下，也能提供可靠的服务。OFDM波形在2km～40km的通信距离上支持高频谱效率，在一个射频内速率可高达75Mbit/s，可以采用先进的网络拓扑（网状网）和天线技术（波束成形、STC、天线分集）进一步加强覆盖。这些先进技术也可用来提高频谱效率、容量、复用以及每射频信道的平均与峰值吞吐量。此外，不是所有的OFDM都是相同的。为BWA设计的OFDM具有支持较长距离传输和处理多径或反射的能力。

TCP、IP协议的特点之一是对信道的传输质量有较高的要求。无线宽带接入技术面对日益发展的IP数据业务，必须满足TCP、IP协议对信道传输质量的要求。在WiMAX技术的应用条件下（室外远距离），无线信道的衰落现象非常明显，在质量不稳定的无线信道上运用TCP、IP协议，其效率十分低。WiMAX技术在链路层加入了ARQ机制，减少到达网络层的信息差错，可大大提高系统的业务吞吐量。同时WiMAX协议提供实现自适应天线阵（AAS）、MIMO和空时编码（STC）增强型天线技术的途径，以应对NLOS造成的深衰落。这些措施都提高了WiMAX的无线数据传输性能。

802．16x标准支持灵活的射频信道带宽和信道复用（频率复用），当网络扩展时，可以作为增加小区容量的一种手段。此标准还支持自动发送功率控制和信道质量测试，可以作为物理层的附加工具，支持小区规划、部署以及频谱的有效使用。当用户数增加时，运营商可通过扇形化和小区分裂重新分配频谱。还有，此标准对多信道带宽的支持使设备制造商能够提供一种手段，以适应各国政府对频谱使用和分配的独特管制要求，这是世界各地的运营商都面临的一个问题。IEEE802．16x标准规定的信道宽度为1．75MHz～20MHz，在这中间还有许多选择。

802．16x标准的MAC层支持不佳的用户环境，能够应用于在每个信道上可能有成百上千个用户的环境。它具有ATM汇聚子层和分组汇聚子层，通过将多个高层数据单元经过汇聚子层处理后封装成一个MACPDU发送，可以实现对ATM、IP和以太网业务的协议透明性。802．16MAC具有带宽分配和QoS机制。802．16的MAC层是靠同意、请求协议接入媒体的，它支持不同档次的服务（如专用于企业的T1、E1和用于住宅的尽力而为的服务）。此协议在下行链路采用TDM数据流，在上行链路采用TDMA，通过集中调度支持对时延敏感的业务，如话音和视频等。由于确保了无碰撞数据接入，MAC层提高了系统总吞吐量和带宽效率，并确保数据时延受到控制，不致太大。TDM、TDMA接入技术还使支持多播和广播业务变得更容易。

WiMAX可以向用户提供具有QoS性能的数据、视频、话音（VoIP）业务。WiMAX可以提供三种等级的服务：CBR（ConstantBitRate）、CIR（CommittedRate）、BE（BestEffort）。CBR的优先级最高，任何情况下网络操作者与服务提供商以高优先级、高速率及低延时为用户提供服务，保证用户订购的带宽。CIR的优先级次之，网络操作者以约定的速率提供，但速率超过规定的峰值时，优先级会降低，还可以根据设备带宽资源情况向用户提供更大的传输带宽。BE的优先级更低，这种服务类似于传统IP网络的尽力而为的服务，网络不提供优先级与速率的保证。在系统满足其他用户较高优先级业务的条件下，尽力为用户提供传输带宽。

另外，在安全性上，MAC层中有一个专用子层提供认证、保密和加密功能。