WiMAX

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1^# 大中小发表于 2008-8-14 17:12 只看该作者

WiMAX

WiMAX全称为Worldwide Interoperability for Microwave Access,即全球微波互联接入。WiMAX的另一个名字是802.16。WiMAX是一项新兴的宽带无线接入技术，能提供面向互联网的高速连接，数据传输距离最远可达50km。WiMAX还具有QoS保障、传输速率高、业务丰富多样等优点。WiMAX的技术起点较高，采用了代表未来通信技术发展方向的OFDM/OFDMA、AAS、MIMO等先进技术，随着技术标准的发展，WiMAX将逐步实现宽带业务的移动化，而3G则将实现移动业务的宽带化，两种网络的融合程度将会越来越高。
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   WiMAX(全球微波互联接入)不仅在北美、欧洲迅猛发展，而且这股热浪已经推进到亚洲。WiMAX又称为802·16无线城域网，是又一种为企业和家庭用户提供“最后一英里”的宽带无线连接方案。因在数据通信领域的高覆盖范围(可以覆盖25～30英里的范围),以及对3G可能构成的威胁，使WiMAX在最近一段时间备受业界关注。 # Q' s+ A1 o9 ^+ S- v' n4 |
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   该技术以IEEE 802.16 的系列宽频无线标准为基础。一如当年对提升802.11使用率有功的Wi-Fi 联盟，WiMAX 也成立了论坛，将提高大众对宽频潜力的认识，并力促供应商解决设备兼容问题，借此加速WiMAX 技术的使用率，让WiMAX 技术成为业界使用IEEE 802.16 系列宽频无线设备的标准。虽然WiMAX 无法另辟新的市场﹙目前市面已有多种宽频无在线网方式﹚，但是有助于统一技术的规范，有了标准化的规范，就可以以量制价，降低成本，提高市场增长率。短期而言﹙2004年﹚，WiMAX 论坛将在年底之前，着手开发认证流程，为最后一步的产品测试预作准备。2005年左右，大型供应商将推出拥有WiMAX 认证的产品，多数产品的频率不超过11GHz.长期而言，WiMAX 将进步到可以支持最后一哩，回程、私人企业应用。2006/07 年左右，WiMAX 解决方案将内建于笔记本电脑，可直接进行客户端发送，递送真正的便携式无线宽频，不需外接的客户端设备(CPE )。

技术
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WiMAX是一项新兴技术，能够在比Wi-Fi更广阔的地域范围内提供“最后一公里”宽带连接性，由此支持企业客户享受T1类服务以及居民用户拥有相当于线缆/DSL的访问能力。凭借其在任意地点的1～6英里覆盖范围(取决于多种因素)，WiMAX将可以为高速数据应用提供更出色的移动性。此外，凭借这种覆盖范围和高吞吐率，WiMAX还能够提供为电信基础设施、企业园区和Wi-Fi热点提供回程。

部署
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   WiMAX将分三个阶段进行部署。第一阶段是通过室内天线来部署采用IEEE802.16d规范的WiMAX技术，目标用户是固定地点的已知订户。第二阶段会大量部署室内天线，将WiMAX技术的吸引力拓宽到寻求简化用户点安装的运营商身上。第三阶段将推出IEEE802.16e规范，在此规范中WiMAX认证硬件将应用于便携式解决方案，面向那些希望在服务区内漫游的用户，支持类似于当今Wi-Fi能力，但更加持久稳固的连接性。

　　WiMAX面临的首要挑战依然是其建设成本和设备价格。目前MMDS多点多信道分布式系统，包括WiMAX天线部署在内的每个用户成本高达3000美元左右，这不仅使运营商难以获得足够的投资回报，也会使用户望而生畏、退避三舍，更何况对中国3.5GHz频段这一资源很有限的MMDS宽带无线接入系统，经过几轮方案更新及技术创新后，各类设备已具备相当优良的性价比，WiMAX如果按上述类似的价位参与竞争将面临严峻的挑战。7 d# }# Y% e4 c3 d9 N+ v! y8 G$ D

   WiMAX是一种基于标准的技术，可以替代现有的有线和DSL连接方式，来提供最后一英里的无线宽带接入。WiMAX将提供固定、移动、便携形式的无线宽带连接，并最终能够在不需要直接视距基站的情况下提供移动无线宽带连接。/ D, T8 x7 `: f
在典型的3到10英里半径单元部署中，获得WiMAX论坛认证的系统有望为固定和便携接入应用提供高达每信道40Mbps的容量，可以为同时支持数百使用T-1连接速度的商业用户或数千使用DSL连接速度的家庭用户的需求，并提供足够的带宽。移动网络部署将能够在典型的（最高）3公里半径单元部署中提供高达15Mbps的容量。WiMAX技术预期将于2006年用于笔记本电脑和PDA，从而使城区以及城市之间形成“城域地带（MetroZones）”，为用户提供便携的室外宽带无线接入8 k% ?# R& B9 X, Y
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优势1 m- N% C4 U# h3 U% ]% P4 R0 z2 R
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WiMax四大优势0 r: P/ C9 `$ W2 X  k" C
WiMax之所以能掀起大风大浪，显然是有自身的许多优势。而各厂商也正是看到了WiMax的优势所可能引发的强大市场需求才对其抱有浓厚的兴趣。
优势之一，实现更远的传输距离。WiMax所能实现的50公里的无线信号传输距离是无线局域网所不能比拟的，网络覆盖面积是3G发射塔的10倍，只要少数基站建设就能实现全城覆盖，这样就使得无线网络应用的范围大大扩展。 4 r1 ]6 p* W4 }6 g6 R& u( P! r
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优势之二，提供更高速的宽带接入。据悉，WiMax所能提供的最高接入速度是70M，这个速度是3G所能提供的宽带速度的30倍。对无线网络来说，这的确是一个惊人的进步。 - ^. |* e: Q" N; o2 ?& r

优势之三，提供优良的最后一公里网络接入服务。作为一种无线城域网技术，它可以将Wi－Fi热点连接到互联网，也可作为DSL等有线接入方式的无线扩展，实现最后一公里的宽带接入。WiMax可为50公里线性区域内提供服务，用户无需线缆即可与基站建立宽带连接。 0 x9 `: ]' O! U/ ?) {4 T

优势之四，提供多媒体通信服务。由于WiMax较之Wi－Fi具有更好的可扩展性和安全性，从而能够实现电信级的多媒体通信服务。
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特点( n* @9 H( {/ j3 I$ G3 S. U
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WiMax的技术特点

*链路层技术

TCP/IP协议的特点之一是对信道的传输质量有较高的要求。无线宽带接入技术面对日益增长的IP数据业务( u! M$ Q" `+ b/ |& |% c# n1 h
，必须适应TCP/IP协议对信道传输质量的要求。在WiMax技术的应用条件下（室外远距离），无线信道的6 s, F# V& Y! L9 o5 o* f  N3 x
衰落现象非常显着，在质量不稳定的无线信道上运用TCP/IP协议，其效率将十分低下。 WiMax技术在链路
层加入了ARQ机制，减少到达网络层的信息差错，可大大提高系统的业务吞吐量。同时WiMax采用天线阵、) k, h, I- {' J8 c. w2 U
天线极化方式等天线分集技术来应对无线信道的衰落。这些措施都提高了WiMax的无线数据传输的性能。
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*QoS性能 * h7 R7 a0 X" N) X; P4 m
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WiMax可以向用户提供具有QoS性能的数据、视频、话音（VoIP）业务。WiMax可以提供三种等级的服务
：CBR（Con-stant Bit Rate，固定带宽）、CIR（Com-mitted Rate，承诺带宽、BE（Best Effort，尽力' o( R/ |: J/ a8 I! J1 @
而为）。CBR的优先级最高，任何情况下网络操作者与服务提供商以高优先级、高速率及低延时为用户提9 b& T8 z2 H! O
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，但速率超过规定的  V2 ~6 Y9 D# X. `
峰值时，优先级会降低，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 则具有更低的优
先级，这种服务类似于传统IP网络的尽力而为的服务，网络不提供优先级与速率的保证。在系统满足其他5 o* z& ^  W! Q9 C3 S: k5 R
用户较高优先级业务的条件下，尽力为用户提供传输带宽。

*工作频段

整体来说，802.16工作的频段采用的是无需授权频段，范围在2GHz至 66GHz之间，而802.16a则是一种采& e+ H, O+ U4 ]0 S- T2 n1 y3 O
用2G至11GHz无需授权频段的宽带无线接入系统，其频道带宽可根据需求在1.5M至20MHz范围进行调整。因
此，802.16所使用的频谱将比其它任何无线技术更丰富，具有以下优点： . P+ r0 F) H- a/ |
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（1）对于已知的干扰，窄的信道带宽有利于避开干扰。

（2）当信息带宽需求不大时，窄的信道带宽有利于节省频谱资源。 0 t# c/ s3 B6 ?4 R9 i: [% j1 Z! q
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（3）灵活的带宽调整能力，有利于运营商或用户协调频谱资源。
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分类3 f7 V. E: X, A3 l) c, i
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WiMax的具体分类 ' V6 u. B' r: A7 I) a
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根据是否支持移动特性，IEEE 802.16标准可以分为固定宽带无线接入空中接口标准和移动宽带无线接入, a- j5 g, u* l
空中接口标准，其中802.16a、802.16d属于固定无线接入空中接口标准，而802.16e属于移动宽带无线接
入空中接口标准。802.16d是2？66GHz固定宽带无线接入系统的标准，已经于2004年6月在IEEE 802委员会
获得通过，将以IEEE 802.16-2004名称发布。802.16e是2？6GHz支持移动性的宽带无线接入空中接口标准, Q* c2 X8 N. i5 T8 t. }
，该标准目前还是草案，预计2005年上半年完成。 : d* `$ x, G/ C, G" X6 ]" O
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作为全球最大的芯片供应商，其产品对各种协议的支持一直是某项技术能否最终取得市场成功的重要因! q( M3 X5 m) g8 B0 Y' h7 x7 z
素之一，不仅仅Intel，更多的芯片厂商也正在加入WiMax芯片的研发队伍。 5 n8 u0 x& H0 u( |5 K# {$ `

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前景

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WiMax技术的应用前景 . ?4 a4 M3 Q/ _5 B/ m/ T
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宽带无线接入技术是各种有线接入技术强有力的竞争对手，在高速因特网接入、双向数据通信、私有或公2 _8 ]2 O0 p, k) q- s
共电话系统、双向多媒体服务和广播视频等领域具有广泛的应用前景。相对于有线网络，宽带无线接入技
术具有巨大的优势，如：
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*无线网络部署快，建设成本低廉 8 P' w  H; G$ w, m) p% c5 E1 u5 J
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*无线网络具有高度的灵活性，升级方便

*无线网络的维护和升级费用低
WiMax无线网络的技术以及其应用前景介绍
*无线网络可以根据实际使用的需求阶段性地进行投资
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WiMax的应用主要可以分成两个部分，一个是固定式无线接入，一个是移动式无线接入。802.16d（IEEE
802.16-2004）属于固定无线接入标准，而802.16e属于移动宽带无线接入标准。目前INTEL已经宣布开发
出符合IEEE 802.16-2004标准的芯片，并且从2006年开始WiMAX技术将被逐步引入笔记本电脑中。相信不: @5 Q  J' B2 ?5 ]# a
需要太多时间，WiMax即可得到广泛的应用。其主要的应用范围主要有：

*中国幅员辽阔，存在很多经济欠发达地区，在这些地方的信息化建设是非常落后的。应用低成本的WiMax
技术则可以给那里架起一座信息高速公路，对当地的经济发展会有很大的促进作用。 2 o; O6 Z+ h1 Z" g5 x& h& z* Z

*应用WiMax技术可以迅速部署完成一个高速数据通信网络。例如2008年奥运会期间可以在奥运场馆构建
WiMax网络。 ! J" B- P3 L# D+ e

*可以使用WiMax技术在大学校园内部署高速无线网络。使用WiFi技术的校园无线网络目前已经十分普遍，6 c) w. A4 u' {8 R( ]% J
但是WiMax要比WiFi先进很多，WiMax使用很少的基站即可达到整个校园的无线信号无缝连接。
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同目前正在广泛使用的无线网络相比，WiMax技术有着自己独特的优势。WiFi技术可以提供高达54Mbps的
无线接入速度，但是它的传输距离十分有限，仅限于半径约为100米的范围。移动电话系统可以提供非常2 G) `, o1 K# z: ]& Y
广阔的传输范围，但是它的接入速度却十分缓慢。WiMax的出现刚好弥补了这两个不足。因此在不久的将% X" Q9 ?) R* ]- B% X8 L
来WiFi（无线局域网），WiMax（无线城域网），3G（无线广域网）三者的结合将会为我们创造出一个完
美的无线网络。随着无线通信技术的不断发展，集成了这三种技术的移动终端将为我们随时随地提供高速) w8 ~4 L* p6 S3 g$ T5 A
无线连接，借用一句广告语：“未来是无线的”。 ) A" S, }% F' N5 F$ h7 `! F

   2007年10月19日，在国际电信联盟在日内瓦举行的无线通信全体会议上，经过多数国家投票通过，WiMAX正式被批准成为继WCDMA、CDMA2000和TD－SCDMA之后的第四个全球3G标准。3 I1 d! ]$ V' @/ M
; [. T5 A+ R: m

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IEEE 标准 / WiMAX 论坛 / 规范+ ]/ ]( {8 j3 {7 W
/ s5 ~' I- y5 N/ X7 [6 f! |8 j3 f% }/ Q
IEEE 802 : The LAN/MAN 标准委员会% e3 b9 A! N$ O# E) m
6 个工作组8 U' d( H1 p( K* ]7 x- ^
IEEE 802.11. p# }8 z7 h$ P& x# ~
  WLAN – 本地
IEEE 802.158 _" _7 s' d) l" b" \8 x
  WPAN – 个人
IEEE 802.16
  WMAN – 城域
IEEE802.20
  无线移动
IEEE 802.21
  网络间切换及互操作
IEEE 802.22
WRAN – 区域
; N: g9 E- V6 J, U# o3 U
WiMAX论坛成员◢) j' O6 a, \, ^# K2 K% `8 v- G/ |0 F4 c
超过450+ 个论坛成员并且不断增长 …
包括:
1 v- s" c% g9 B6 F6 J3 T3 z
Vendors: Alcatel-Lucent, Nortel, NEC, Siemens, Huawei0 H# K) i( B" V& @% X1 J6 L
+ C" M( U& j% p; {. h" k
芯片厂商: Intel, Runcom, Beceem, Sequans, TI, Philips Semiconductor% E# O" @+ m- ~8 ^. o
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内容/应用提供商: Microsoft, Disney, Warner Music, A% ^" f/ w0 _# S

运营商: AT&T, BellSouth, BT, KT, Deutsche Telekom, France Telecom, Sprint,          Telefonica, TeliaSonera, Orascom, Telecom Malaysia, KDDI…5 I; s. G' M: U& h3 W( q  y0 z
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全球领先的手机制造商已经准备好WiMAX终端！
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链路预算主要原理
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在ＮＬＯＳ情况下，上下行链路预算的原理是相同的，主要是计算最大允许路径损耗（MAPL）。当最大允许路径损耗确定后，只要通过特定的传播模型就可以计算出上下行链路覆盖范围。下行链路的用户最大允许路径损耗主要与基站的发射功率和CPE的接收灵敏度以及覆盖的环境类型有关，在某种环境下，当基站的最大发射功率确定时，下行链路覆盖范围主要决定于CPE的接收机灵敏度。由于不同的速率，CPE的接收机灵敏度不同，所以其下行链路覆盖范围也不相同。上行链路的用户最大允许路径损耗主要与CPE的发射功率和基站的接收灵敏度有关。当CPE的最大发射功率确定时，下行链路覆盖范围主要决定于基站的接收机灵敏度。由于不同的速率，基站的接收机灵敏度不同，所以其下行链路覆盖范围也不相同。

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