IEEE 802.16-2005 移动宽带无线接入空中接口技术

时间：09-16 来源：中国联通网站点击：

图2　安全子层的协议栈

　　1.2.2　MAC层的关键技术

　　（1）接入控制

　　OFDMA物理层在接入网络采用二进制相移键控（BPSK）调制发送144 bit的CDMA码进行初始测距。BS返回测距响应信令，从中MS可以获得正确的时间偏置、频率偏置和功率调整，从而使MS的发射与BS接收帧一致。并且在适当的接收门限中被接收。另外，测距过程还用于空闲模式下的寻呼和位置更新。

　　802.16-2005中有3种不同的测距过程：初始测距、周期测距、切换测距。初始测距用于系统初始网络接入阶段：在MS已经与系统建立同步之后，周期测距使得MS可以调整发射参数。保持与BS的上行通信；切换测距主要用于切换网络接入和关联过程，其过程与初始测距相似。

　　（2）移动性支持

　　802.16e标准规定了一种必选的切换模式。在协议中简称为HO，就是通常所说的硬切换。除此以外还提供了两种可选的切换模式：MDHO（宏分集切换）和FBSS（快速BS切换）。

　　HO的流程如图3所示。

图3　HO的过程

　　在切换决定和初始化过程中，MS和服务BS都可以发起切换决定。

　　MDHO定义为在下行中两个或多个BS在相同的时间传递相同的MAC/PHY PDU给MS，MS可以进行分集合并；在上行中两个或多个BS在同一时间从MS接收数据，BS之间进行分集合并，进行切换以实现不中断通信。FBSS利用选择性分集和快速切换机制提高链路质量。

　　（3）节电功能

　　为了支持移动终端，802.16-2005还定义了2种节电机制：空闲模式和休眠模式。

　　空闲模式在系统中是可选的一项功能。在空闲模式下，MS可以在很大的一个区域内移动，允许其不与特定的BS进行注册，周期性地接收下行广播业务消息；并且当MS漫游到不同小区时，不必进行切换等正常操作流程，节省了MS的功率和空口资源。处于空闲模式的移动设备在寻呼区域发生改变或定时器超时时，向BS发送信号进行位置更新。空闲模式为BS提供了一种简单、及时的方法以通知MS是否有下行业务发送，同时也减少了来自无业务MS的小区切换。

　　由于各种业务类型的传输都不是一个持续无间隔的过程，因此协议定义了休眠模式使各种业务连接在没有数据传输的时间间隔内可以休眠以节省功率。休眠模式使MS在预协商周期内暂时停止与服务BS的空中接口，从而节约MS的功耗和服务BS的空中资源。

　　（4）对QoS的支持

　　802.16-2005的MAC层是基于"连接"的，每个连接由一个CID惟一标识，MAC层针对每个连接可以分别设置不同的QoS参数，包括速率、时延等指标。为了更好地控制上行数据的带宽分配，标准中定义了5种不同的业务类型：

　　●非请求的带宽分配业务（UGS）：用于恒定的比特率连接，如T1／E1和没有静音压缩的VoIP。

　　●实时轮询业务（rtPS）：用于连接要求周期性的、可变比特率的连接，如MPEG。

　　●扩展的实时轮询业务（ertPS）：在rtPS基础上，802.16-2005协议针对实时轮询业务扩展了一种新的业务类型--ertPS。它融合了UGS和rtPS两者的高效性。

　　●非实时轮询业务（nrtPS）：BS不定期地为终端分配可变长度的上行带宽。支持对时延不敏感的非恒定速率的非周期性数据流业务，如FTP业务。

　　●尽力而为业务（BE）：尽可能利用空中资源传输数据，但不对高优先级的连接造成影响。支持没有最小速率限制的业务类型。

2、802.16-2005与802.16-2004的比较

　　IEEE 802.16标准的空中接口包括IEEE 802.16-2004和IEEE 802.16-2005两个空中接口规范，前者是固定宽带无线接入系统空中接口规范，不支持移动环境；后者是固定和移动宽带无线接入系统空中接口规范，支持便携和移动环境，最终支持的移动速度可以达到120 km/h。IEEE 802.16-2005的物理层核心技术主要是OFDMA，其频谱利用率最高可达到3 bit/（s.Hz.sector）。二者的主要技术特征比较如表1所示。

表1　IEEE 802.16-2005与802.16-2004的主要技术特征比较

3、设备与产业的发展

　　WiMAX|0">WiMAX论坛是推动WiMAX产业发展的组织，目前其成员包括运营商、设备制造商以及各种研究机构。从成员的分布来看，包括了产业链的各个环节。运营商包括固定网络运营商和移动网络运营商，设备制造商既包括传统的固定无线接入的设备制造商，也包括传统的电信设备制造商。

　　2005年4月18日。Intel基于IEEE 802.16d标准的WiMAX芯片--PRO／Wireless 5116正式上市。此外，富士通等其他芯片厂家也推出了基于802.16d的芯片。WiMAX芯片的商用加速了IEEE 802.16d设备市场化的步伐，目前全球有多家公司，包括中兴与华为公司已能够提供IEEE 802.16d户外型设备。

　　支持IEEE 802.16e的芯片将在2006年下半年推出，初期阶段的设备将支持固定和游牧方式，支持全移动方式的设备预计将在一两年后推出。从终端的形式和面向的用户而言，面向家庭接入和商务用户的笔记本便携式应用的商用时间要到2007年以后；面向个人用户市场的手持式PDA终端全移动业务应用的商用时间估计会更晚。

　　目前WiMAX论坛的TWG和CWG正在开展802.16e认证标准的工作，在TWG下成立了MTG（mobile task group）以专门研究802.16e。2005年年底确定了802.16e wavel认证测试的system profile项，2006年3月底确定了PICS（protocol implementation conformance specification。协议一致性陈述文件）。计划2006年6月底确定RCT（radio conformance test specification，射频一致性测试规范），并于，6月进行第一次802.16e的Plugfest试验，10月开始认证测试。

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