宽带无线接入技术----WiMAX

1、背景

　　WiMAX|0">WiMAX(World Interoperability for Microwave Access)是一种可用于城域网(Metropolitan Area Network，MAN|0">MAN)的宽带无线接入技术，并且是针对微波和毫米波频段提出的一种新的空中接口标准。它的主要作用是提供无线"最后1000m"接入，可提供面向互联网的高速连接，覆盖范围可达50km，最大数据速率可达75Mbit/s，适合于有线接入性价比不高的环境。

　　目前，WiMAX已经成为IEEE 802.16标准的代名词。IEEE 802.16空中接口具体标准包括：

*IEEE 802.16：空中接口(媒体接入控制子层和10-66GHz物理层)；

*IEEE 802.16a：增补方案，需要申请许可证的2-11GHz频段；

*IEEE 802.16b：增补方案，无需申请许可证的5-6GHz频段；

*IEEE 802.16c：增加了系统的互操作性；

*IEEE 802.16d：2-11GHz频段互操作性规范；

*IEEE 802.16e：移动无线城域网方案。

　　随着802.16标准的演进，2001年成立的WiMAX论坛是采用IEEE 802.16标准的设备和器件供应商成立的一个非赢利性团体，其成员由最初的6名发展到如今的200多名。在我国，华为、中兴和润迅已经加入了该论坛，还有数家国内企业正在申请加入该论坛。目前，该论坛正与各标准组织、政府各相关部门磋商，为WiMAX标准的全球一致性做努力。论坛正在建立WiMAX认证中心----进行产品的兼容性和互操作性认证，这将为WiMAX的大规模应用打下基础。按照论坛的发展计划，到2005年下半年，可实现用统一认证的WiMAX产品建设宽带无线接入网。但此时的网络虽然可实现无线接入，但是移动性比较差，对移动性的改善可望在2007年实现。虽然在移动性方面不尽人意，但是该网络能够提供接近于正常话音质量的VoIP|0">VoIP，更能够提供宽带数据业务，因此它会有比较广阔的市场空间。

　　2、WiMAX技术特点

　　(1)链路层技术

　　在WiMAX技术应用(室外远距离传送)过程中，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，其效率将十分低下，因为TCP/IP的特点之一是对信道的传输质量有较高的要求。面对日益增长的IP数据业务，无线宽带接入技术必须适应FCP/IP对信道传输质量的要求，因此，WiMAX技术在链路层加入了ARQ机制，减少了到达网络层的信息差错，大大提高了系统的业务吞吐量；同时，WiMAX采用天线阵、天线极化等天线分集技术来应对OLOS(阻挡视距)和NLOS(非视距)造成的深衰落。这些措施在一定程度上提高了WiMAX数据传输的性能。

　　(2)QoS性能

　　WiMAX能够向用户提供具有QoS性能的数据、视频、话音(VoIP)业务，可提供3种等级的服务：CBR(Constant Bit Rate，固定带宽)、CIR(Committed Rate，承诺带宽)、BE(Beat Effort，尽力而为)。CBR的优先级最高，在任何情况下网络操作者与服务提供商都能以高优先级、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来提供服务，但速率超过规定的峰值时，优先级就会降低，还可以根据设备带宽资源情况向用户提供更多的传输带宽；BE的优先级最低，这种服务类似于传统IP网络的尽力而为服务，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。

　　(3)物理层技术

　　物理层采用的技术是时分多址：(TDMA)，可以是TDD双工模式或FDD双工模式。这种多址方式能保证较小的传输时延，支持面向连接的业务，也是系统提供QoS和差异化服务、带宽动态分配的基础。

　　(4)无线射频要求

　　由于IEEE 802.16系列协议可以使用的频率范围为2-11GHz和10-66GHz，因此不同地区、不同运营商采用的频率可能会有所区别，因此WiMAX设备的RF(无线射频)模块具有多样性，可以有多种实现方案。

　　另外，WiMAX技术在吞吐量、可扩展性以及增强的安全性能等几方面也具有明显的优势。

　　3、WiMAX应用

　　3.1　应用定位

　　WiMAX是一种定位于宽带IP城域网的无线接入技术。主要用于固定宽带无线接入(FBWA)、地理位置分散的信息热点的回程传输或大业务量用户的接入。从系统容量上看，WiMAX有显著的优势：基站的一个扇区可同时支持60多个采用E1/T1的企业用户和数百个采用xDSL的家庭用户，即WiMAX的一个基站可以同时接入数百个远端用户站；可为同一用户站提供多个业务流的传输能力，较大地提升实际接入的用户数。

　　WiMAX作为城域网的接入手段，采用了多种技术来应对建筑物阻挡情况下的NLOS和OLOS的传播条件，因此可实现非视距传输。WiMAX系统可连接WLAN的热点和互联网；作为企业T1(接口)或家庭xDSL和Cabel Modem的无线扩充技术。因此从这个意义上说，WiMAX解决了"最后1000m"的接入问题，特别是对于很多发展中国家或偏远地区没有Cable和DSL服务(有线基础设施费用较高)，通过部署WiMAX网络能有效地解决宽带接入问题。

　　3.2　我国市场空间

　　在我国也存在着WiMAX的市场空间，如现有的固网运营商，可采用该技术给农村、山区等提供宽带网络；消防、公安局等部门采用该技术来组网，不仅实时调度功能强，可提供较高的安全保障，并且投资少；无线通信的ISP可以用WiMAX作为大范围、低成本覆盖的高速数据传输的补充；新的运营商及地区性的小公司为降低投资风险可采用WiMAX技术。

　　目前，我国运营商还没有加入WiMAX论坛，该技术的商业模式还比较粗糙，但相对于在我国发展的其他固定无线接入技术，该技术有其生命力。比如：LMDS接入的上下行是不对称的，从技术设计上看局限于互联网应用，而WiMAX是单一通道，与Wi-Fi的调制解调方式相同，但比Wi-Fi有更大的覆盖范围和更好的服务质量，如果再进一步发展WiMAX的可移动性，则会有比较好的应用前景。

　　目前，我国已经对WiMAX的频段做了相应的规划，中国无线电管理委员会已经将3.4GHz的频段预留，因为可用于发展WiMAX的频段范围为2-11GHz。