WiMAX技术及其应用策略研究
时间：03-26
来源：
点击：
1 引言
2004年8月，中国移动用户数已经超过3亿，Internet宽带用户数也超过了2000万。此外，在长途电话业务中，使用IP业务的比例已经超过半数，用户对数据业务的需求在不断增加。由此可见，随着Internet业务、多媒体业务的迅速发展，以及移动电话用户的迅猛增长，人们确信，在未来通信中"宽带"和"无线"将扮演重要角色，通信市场正在呈现出话音业务移动化、数据业务宽带化的发展趋势。
作为宽带无线通信的推动者，美国电气和电子工程师协会（IEEE）于1999年设立802.16工作组，工作内容主要是开发固定宽带无线接入系统标准，包括空中接口及其相关功能，标准涵盖2～66 GHz 的许可频段和免许可频段，解决最后一公里的宽带无线城域网的接入问题。随着研究的深入，相继推出了802.16、802.16a、802.16d等一系列标准，并计划于2005年发布802.16e标准，该系列标准引起业界广泛关注，被认为是宽带无线城域网（WMAN）的理想解决方案。
为了推广遵循IEEE802.16和ETSI HIPERMAN的宽带无线接入设备，并确保其兼容性及互用性，由一些主要的通信部件及设备制造商结成了一个工业贸易联盟组织，即WiMAX，而IEEE802.16标准又被称之为"WiMAX技术"。
对于正在蓬勃发展的中国信息产业而言，WIMAX技术的出现与发展是机遇与挑战并存，如何充分发挥WIMAX的特点，并结合中国由于无线网络的现状，更好地发挥自身的优势，为用户提供更加便捷和优质的服务，创造新的业务增长点，同时如何尽量减少WIMAX技术对中国现有和将来的无线网络及相应电信业务的冲击，其意义格外重要。
2 WiMAX技术发展及其优势
IEEE 802.16标准最初于2001年制定，使用的频率范围为10-66GHz，支持执照许可和非执照许可的频段。 由于频率较高，需要系统在视距范围内进行通信。2003年1月，IEEE对802.16进行了修改，修改后的协议为802.16a，使用的频率范围为2-11GHz。频率的降低以及一些新技术的采用使得其可以在非视线范围内工作，802.16a标准支持1.5~20MHz多种信道带宽划分方式，20MHz带宽时单信道最高容量可达70Mb/s。标准不支持用户终端的移动性，支持的常用接入距离为7~10km，最大可达50km，从而使802.16a成为适合"最后一公里"接入的解决方案。2004年6月推出的IEEE 802.16d是对802.16a标准的进一步补充和完善，重点是增强设备的互操作性。
IEEE组织在完成IEEE 802.16d标准制定后，除继续与WiMAX组织合作制定802.16d的互操作性规范之外，其工作重点转向802.16e。IEEE 802.16e标准计划作为已通过的IEEE 802.16/16a标准的扩展和延伸，802.16e的目的是在终端固定情况下增加终端有限的移动能力。IEEE 802.16e并不打算与3G等具备真正移动性能的系统相竞争。这项扩展预计将在2004年底完成。
WiMAX技术具有诸多优势：
·开销及投资风险较小
设备的互用性使运营商能从多个设备制造商处购买WiMAX Certified设备，稳定的基于标准的平台将激发各层，网络管理，天线等技术的创新，从而改善运营费用的问题。
·长距离下的高容量
WiMAX中采用mesh、beam-forming、 MIMO等先进的技术改善非视距性能，出众的系统增益提供更强的远距离穿透阻挡物能力。WiMAX基站可以提供最高每扇区75Mbps的吞吐量，可以同时为超过60个T1级别的商业用户和上百个DSL数据速率的家庭用户提供接入服务。每个基站的覆盖范围最大可达50公里，典型的基站覆盖范围为6－10公里。WiMAX支持自适应调制和可变纠错码技术，基站可以根据信号的强弱在吞吐量和覆盖范围之间进行权衡。WiMAX信道带宽可以根据实际的需求进行调整，从而更有利于抵抗干扰、节省频谱资源和频谱规划。
·系统容量的可升级性
新增扇区简易，灵活的信道规划使容量达到最大化，并且允许运营商根据用户的发展来逐渐升级扩大网络。灵活的信道带宽规划适应于多种频率分配情况。从单个用户到数以百计的用户，MAC层协议可以保持高效的分配机制。
·有效的服务质量控制
WiMAX中动态TDMA多址方式及(Grant/Request) MAC支持数据、话音（VoIP）以及视频等对时延敏感的业务。根据业务的分级不同，带宽进行按需分配（on-demand bandwidth allocation）。
·提供无线形式的最后一公里宽带接入，同时保持了对Wi-Fi技术的补足功能
业务提供商可用802.16设备，提供T1/E1速率的网络连接至Wi-Fi的接入点，在今天，如果业务无法延伸到用户端，业务提供商则需要花三个月或更长的时间来提供一条T1/E1线路给商业用户。但有了宽带无线接入技术，业务提供商可以只花费前一种方案需动用的部分资金，在以天计的短时间内提供相同的网络接入服务。另外，业务提供商还可以为突发事件，如展览会，提供按需使用的宽带接入，或为诸如公共场所等漫游型的零星宽带接入需求提供服务。
2004年8月，中国移动用户数已经超过3亿，Internet宽带用户数也超过了2000万。此外，在长途电话业务中，使用IP业务的比例已经超过半数，用户对数据业务的需求在不断增加。由此可见，随着Internet业务、多媒体业务的迅速发展，以及移动电话用户的迅猛增长，人们确信，在未来通信中"宽带"和"无线"将扮演重要角色，通信市场正在呈现出话音业务移动化、数据业务宽带化的发展趋势。
作为宽带无线通信的推动者，美国电气和电子工程师协会（IEEE）于1999年设立802.16工作组，工作内容主要是开发固定宽带无线接入系统标准，包括空中接口及其相关功能，标准涵盖2～66 GHz 的许可频段和免许可频段，解决最后一公里的宽带无线城域网的接入问题。随着研究的深入，相继推出了802.16、802.16a、802.16d等一系列标准，并计划于2005年发布802.16e标准，该系列标准引起业界广泛关注，被认为是宽带无线城域网（WMAN）的理想解决方案。
为了推广遵循IEEE802.16和ETSI HIPERMAN的宽带无线接入设备，并确保其兼容性及互用性，由一些主要的通信部件及设备制造商结成了一个工业贸易联盟组织，即WiMAX，而IEEE802.16标准又被称之为"WiMAX技术"。
对于正在蓬勃发展的中国信息产业而言，WIMAX技术的出现与发展是机遇与挑战并存，如何充分发挥WIMAX的特点，并结合中国由于无线网络的现状，更好地发挥自身的优势，为用户提供更加便捷和优质的服务，创造新的业务增长点，同时如何尽量减少WIMAX技术对中国现有和将来的无线网络及相应电信业务的冲击，其意义格外重要。
2 WiMAX技术发展及其优势
IEEE 802.16标准最初于2001年制定，使用的频率范围为10-66GHz，支持执照许可和非执照许可的频段。 由于频率较高，需要系统在视距范围内进行通信。2003年1月，IEEE对802.16进行了修改，修改后的协议为802.16a，使用的频率范围为2-11GHz。频率的降低以及一些新技术的采用使得其可以在非视线范围内工作，802.16a标准支持1.5~20MHz多种信道带宽划分方式，20MHz带宽时单信道最高容量可达70Mb/s。标准不支持用户终端的移动性，支持的常用接入距离为7~10km，最大可达50km，从而使802.16a成为适合"最后一公里"接入的解决方案。2004年6月推出的IEEE 802.16d是对802.16a标准的进一步补充和完善，重点是增强设备的互操作性。
IEEE组织在完成IEEE 802.16d标准制定后，除继续与WiMAX组织合作制定802.16d的互操作性规范之外，其工作重点转向802.16e。IEEE 802.16e标准计划作为已通过的IEEE 802.16/16a标准的扩展和延伸，802.16e的目的是在终端固定情况下增加终端有限的移动能力。IEEE 802.16e并不打算与3G等具备真正移动性能的系统相竞争。这项扩展预计将在2004年底完成。
WiMAX技术具有诸多优势：
·开销及投资风险较小
设备的互用性使运营商能从多个设备制造商处购买WiMAX Certified设备，稳定的基于标准的平台将激发各层，网络管理，天线等技术的创新，从而改善运营费用的问题。
·长距离下的高容量
WiMAX中采用mesh、beam-forming、 MIMO等先进的技术改善非视距性能，出众的系统增益提供更强的远距离穿透阻挡物能力。WiMAX基站可以提供最高每扇区75Mbps的吞吐量，可以同时为超过60个T1级别的商业用户和上百个DSL数据速率的家庭用户提供接入服务。每个基站的覆盖范围最大可达50公里，典型的基站覆盖范围为6－10公里。WiMAX支持自适应调制和可变纠错码技术，基站可以根据信号的强弱在吞吐量和覆盖范围之间进行权衡。WiMAX信道带宽可以根据实际的需求进行调整，从而更有利于抵抗干扰、节省频谱资源和频谱规划。
·系统容量的可升级性
新增扇区简易，灵活的信道规划使容量达到最大化，并且允许运营商根据用户的发展来逐渐升级扩大网络。灵活的信道带宽规划适应于多种频率分配情况。从单个用户到数以百计的用户，MAC层协议可以保持高效的分配机制。
·有效的服务质量控制
WiMAX中动态TDMA多址方式及(Grant/Request) MAC支持数据、话音（VoIP）以及视频等对时延敏感的业务。根据业务的分级不同，带宽进行按需分配（on-demand bandwidth allocation）。
·提供无线形式的最后一公里宽带接入，同时保持了对Wi-Fi技术的补足功能
业务提供商可用802.16设备，提供T1/E1速率的网络连接至Wi-Fi的接入点，在今天，如果业务无法延伸到用户端，业务提供商则需要花三个月或更长的时间来提供一条T1/E1线路给商业用户。但有了宽带无线接入技术，业务提供商可以只花费前一种方案需动用的部分资金，在以天计的短时间内提供相同的网络接入服务。另外，业务提供商还可以为突发事件，如展览会，提供按需使用的宽带接入，或为诸如公共场所等漫游型的零星宽带接入需求提供服务。