WiMAX是全球微波接入互操作性(World Interoperability for Microwave Access)的簡稱,它基于IEEE 802.16標(biāo)準,其初衷是提供在城域網(wǎng)多廠商環(huán)境下,點對多點的寬帶無線接入,因此WiMax亦常被稱為IEEE Wireless MAN(Metropolitan Area Network)。
該技術(shù)涉及到兩個國際組織的工作:IEEE 802標(biāo)準委員會802.16工作組和WiMAX論壇。IEEE 802.16工作組是標(biāo)準的制定者;WiMAX論壇是IEEE802.16技術(shù)的推廣者。到目前為止,IEEE 802.16標(biāo)準系列包括802.16、802.16a、802.16c、802.16d、802.16e、802.16f、802.16g、802.16h 八個標(biāo)準。其中,802.16標(biāo)準于2001年12月發(fā)布,對10-66GHz固定寬帶無線接入系統(tǒng)的空中接口物理層和MAC層進行了規(guī)范,由于使用的頻段較高,因此僅能應(yīng)用于視距范圍內(nèi)。
802.16d標(biāo)準于2004年發(fā)布,該標(biāo)準凍結(jié)版本稱為802.16-2004,該標(biāo)準詳細規(guī)范了2-66GHz固定寬帶無線接入系統(tǒng)的空中接口物理層和MAC層,整合前期規(guī)范,引入非視距傳輸,引入OFDM技術(shù),在20MHz的信道范圍內(nèi)提供75Mbps的速率。同時,為了能夠后向平滑過渡到支持用戶終端以車輛速度移動的802.16e標(biāo)準,802.16d增加了部分功能以支持用戶的移動性。
2002.16e標(biāo)準目前尚未正式發(fā)布。該標(biāo)準規(guī)定的寬帶無線接入系統(tǒng),工作在2-6GHz之間適宜于移動性的許可頻段,引入OFDMA技術(shù),在5MHz的信道范圍內(nèi)提供15Mbps的速率。在提供高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)上,引入用戶端的以車輛速度的可移動性,提出支持小區(qū)和信道間高層切換能力。于是,有觀點認為該技術(shù)是能對3G 構(gòu)成競爭的下一代寬帶無線技術(shù)。但就目前最新發(fā)布的草案來看,802.16e標(biāo)準僅提出了具有移動特性的框架,許多具體技術(shù)細節(jié)尚未規(guī)定,距離移動系統(tǒng)的構(gòu)建還需要大量工作。
IEEE 802.16系列標(biāo)準關(guān)注的技術(shù)領(lǐng)域
標(biāo)準號 關(guān)注的技術(shù)領(lǐng)域
802.16 10-66GHz固定寬帶無線接入系統(tǒng)空中接口標(biāo)準
802.16a 2-11GHz固定寬帶無線接入系統(tǒng)空中接口標(biāo)準
802.16e 10-66GHz固定寬帶無線接入系統(tǒng)關(guān)于兼容性的增補文件
802.16d 2-66GHz固定無線接入系統(tǒng)空中接口標(biāo)準
802.16e 2-6GHz固定和移動寬帶無線接入系統(tǒng)空中接口標(biāo)準
802.16f 固定寬帶無線接入系統(tǒng)空中接口MIB要求
802.16g 固定和移動寬帶無線接入系統(tǒng)空中接口管理平面流程和服務(wù)要求
802.16h 在免執(zhí)照的頻帶上運作的無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)
如果按照應(yīng)用劃分,WiMAX可以分為固定接入應(yīng)用模式和移動應(yīng)用模式兩類。
(A)固定接入應(yīng)用模式
固定接入業(yè)務(wù)是WiMAX基于802.16-2004標(biāo)準的最基本業(yè)務(wù)模型。組網(wǎng)模式與現(xiàn)在的點對多點固定無線接入相似。在這個場景下,不支持切換和小區(qū)間用戶數(shù)據(jù)交換。終端設(shè)備可以選擇連接到信號最好的中心站。終端一般為小盒子,大部分具備室外單元,規(guī)模商用時間為2006年。
WiMAX固定應(yīng)用模式的用戶及場景包括:企業(yè)用戶、小區(qū)E1/IP的承載線路;WLAN公共接入網(wǎng)絡(luò)上聯(lián)到城域網(wǎng)的線路;移動通信網(wǎng)絡(luò)中基站和基站控制器互連的線路;在有上網(wǎng)需求、用戶分布分散的地方如農(nóng)村及邊遠地區(qū),作為DSL的替代者進行無線寬帶接入網(wǎng)絡(luò)覆蓋;沒有有線網(wǎng)絡(luò)資源的地方;有線網(wǎng)絡(luò)無法進入的地方,如地形地貌限制或歷史文化古跡區(qū);鏈路備份;應(yīng)急通信。
與目前的3.5GHz點到多點固定無線接入相比,基于802.16-2004的設(shè)備的優(yōu)勢在于:空中接口是標(biāo)準化的,設(shè)備之間具備互操作性,并具備大規(guī)模生產(chǎn)芯片以降低成本的可能;采用OFDM、MIMO技術(shù)以后,增強了抗多徑衰落的能力,能夠非視距傳輸,提高了頻譜利用率。
從2001年到2004年,信息產(chǎn)業(yè)部先后主持了三次3.5GHz頻率資源的招標(biāo)工作,從目前已經(jīng)取得頻率資源的運營商的運營情況看,3.5GHz業(yè)務(wù)開展得并不順利。而要求視距傳輸、空中接口私有化、設(shè)備成本高昂、組網(wǎng)復(fù)雜一直是3.5GHz在中國不能大規(guī)模實施的原因。
(B)移動應(yīng)用模式
移動應(yīng)用模式包括:游牧式業(yè)務(wù),終端可以從不同的接入點,接入一個運營商的WiMAX網(wǎng)絡(luò),不支持不同基站之間的切換。便攜式業(yè)務(wù),在步行速度下具有有限的切換能力;主要面向家庭接入和商務(wù)人士用戶市場,終端可為PCMCIA卡,放置在便攜機里;規(guī)模商用時間估計要到2007年以后。全移動業(yè)務(wù),支持車速移動下無中斷的應(yīng)用,面向個人用戶市場,可漫游切換,終端可為PDA;市場容量很大,商用時間估計要到2008年甚至2009年以后。
WiMAX移動應(yīng)用模式采用符合IEEE 802.16e標(biāo)準的設(shè)備。WiMAX移動應(yīng)用模式是面向個人用戶的,提供支持切換和QoS機制的無線數(shù)據(jù)接入業(yè)務(wù),可以通過蜂窩組網(wǎng)方式覆蓋較大區(qū)域。由于WiMAX移動應(yīng)用模式和WLAN、3G 一樣能夠提供個人用戶無線數(shù)據(jù)接入業(yè)務(wù),而在覆蓋范圍、速率、移動性支持及終端成本方面各不相同,因此電信運營商需要考慮它們之間的協(xié)同工作,以滿足用戶的多樣化需求。但是符合IEEE 802.16e標(biāo)準的設(shè)備的工作頻段在我國還沒有確定下來,相關(guān)的系統(tǒng)容量、覆蓋范圍等仍無法確定。
目前,全球已有超過150家運營商在進行WiMAX試驗。WiMAX已經(jīng)成為一種全球性的通信技術(shù),中國力量無疑將在其中扮演關(guān)鍵的角色,而中國運營商的加入將極大地加速WiMAX的發(fā)展進程。