WiMAX技术的混合组网的研究

随着多媒体通信的发展，人们需要一种更高速率、更大覆盖率以及具有移动性的无线宽带接入方式，WiMAX技术的出现正好满足了人们对于无线Internet的需求。如果说无线局域网技术解决了"最后一百米"的接入问题，那么WiMAX技术则是"最后一公里"接入的最佳解决方案。

1、WiMAX技术

全球微波接入互操作性（WiMAX）是一项无线城域网（WMAN|0">WMAN）技术，有着数据传输速率更高，部署更灵活，配置伸缩性更强更安全，覆盖面积更广等特点。WiMAX网络的优势决定了它将是未来无线通信网的重要组成部分。

未来WiMAX与其他无线网络技术很可能是共存于市场，就如同今天移动通信的GSM和CDMA制式共存一样。WiMAX在组网结构上可以采用与Wi-Fi/3G相同的组网模式，可以采用分等级的、扁平的、Mesh网络结构以及三者结合的灵活的组网方式。在未来无线通信领域，必将是各种无线接入技术并存，各种移动通信系统互相兼容和合作的格局。

2、TD-SCDMA|0">TD-SCDMA与WiMAX的混合组网

第三代移动通信技术主要有WCDMA、cdma2000、TD-SCDMA等，以语音通信为主，虽然可以在高速移动下保持通信，但最高数据传输率只有2 Mbit/s，无法满足移动城市的要求。WiMAX适合在局部热点地区提供高数据速率，而3G能实现广域覆盖。因此，3G和WiMAX注定是两类互补的技术，它们的融合具有十分重要的意义。

WiMAX移动通信系统主要定位于分组数据的业务传输，其峰值数据传输速率可达到75 Mbit/s，比3G系统要高出很多，但其主要应用为固定、便携或者低速移动的用户接入，在网络建设初期和中期阶段并不支持高速移动下的无缝漫游。而3G移动通信系统具有支持快速漫游以及可以提供全网覆盖的通话业务功能的优点。如果在组网时将WiMAX和3G两大系统结合起来，WiMAX重点实现宽带无线化，满足热点地区的高速数据业务的需求，而3G重点实现移动通信的语音通信高质量和无缝漫游要求，可以实现两大系统的取长补短、优势互补。从而能节省二者的投资成本，达到共赢的局面，并且能满足用户一卡多用的需求[1]。虽然两者在技术上有较大的差异，但是在空中接口部分TD和WiMAX都是利用TDD方式，这就给TD借鉴WiMAX空中接口技术提供了可能，TD可以在保持自己优势的同时，借鉴WiMAX空中接口的技术发展TDD-OFDM技术，使自身能更好的向B3G甚至未来的4G演进。因此3G和WiMAX联合组网是可行的，而且是一种很有优势的混合组网体制。

TDD（TD-SCDMA）单独组网存在的弱点：

（1）收发信道同频，无法借助频率选择性进行干扰隔离。

（2）为实施与FDD不同网络间共存电磁兼容，一般需预留的较大保护带影响了整体频谱的利用效率。

（3）尚无全球TDD大规模组网经验。

（4）全球漫游服务仍面临较大的挑战[4]。

也就是说TD从信道计算和基站建设方面考虑，要建设高质量高速率的数据无缝覆盖要求小区半径不能太大，否则投资规模太大，并且从经济效益上来说也不适合支持热点地区的数据业务覆盖。而WiMAX技术正好能解决这些问题。理想的联合组网方案是：利用WiMAX对高速数据业务的支持能力，用WiMAX覆盖高速数据业务密集城区，而利用TD-SCDMA支持快速漫游以及可提供全网覆盖的通话业务的优势实现语音和低速数据的连续覆盖，并且还可以利用WiMAX系统提供E1接口实现TD基站的互联，见图1。如此则可以实现两大系统的优势互补。具体来说则是，对于3G的用户，WiMAX与3G的联合组网可以提供更高速的宽带数据业务以及更为便宜的宽带接入价格；对于WiMAX用户，WiMAX与3G的联合组网则可以提供更广域的无线接入服务，以及更好的移动性能。另外，WiMAX技术与3G的融合有助于降低3G网络的建设和运营成本，并提高移动和无线宽带业务的服务质量。

图1　TD-SCDMA与WiMAX混合组网[4]

3、Wi-Fi与WiMAX的混合组网

Wi-Fi是目前发展很快的基于IP的无线网络技术，它的特点是带宽较高但通讯范围小，因此主要用于小范围的无线通讯，被定义为无线局域网，能在一定程度和范围内满足移动城市的要求。但Wi-Fi技术也存在着以下不足之处：

（1）Wi-Fi的特点决定了一个区域只能有一套系统，否则会产生干扰。而多个运营商之间的计费、漫游也成为了发展的制约因素。

（2）受传输距离小的限制，每个Wi-Fi接入点成为网络孤岛，很难覆盖整个城市范围。

（3）无法在高速移动下使用，使城铁和公共汽车等公交系统成为了网络盲区，无法真正实现移动城市。

WiMAX与Wi-Fi联合组网，可以解决上述Wi-Fi存在的问题。WiMAX与Wi-Fi的发展是互补的趋势，在很长的时间内两者是共存并相互配合，并和3G协调发展的技术。WiMAX和Wi-Fi的联合组网的