通信技術(shù)畢業(yè)設(shè)計（論文）淺析WIMAX技術(shù)在校園中的應(yīng)用

1、三門峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 三門峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息工程系畢業(yè)設(shè)計論文 畢業(yè)論文題目： 淺析wimax技術(shù)在校園中的應(yīng)用 專 業(yè)： 通信技術(shù)專業(yè) 年 級： 09級 學(xué) 號： 姓 名： 指 導(dǎo) 老 師： 摘 要近年來，無線寬帶技術(shù)蓬勃發(fā)展。隨著技術(shù)的進(jìn)步，無線寬帶網(wǎng)的建設(shè)也開始進(jìn)入高速發(fā)展階段。許多國家均在政府支持和電信制造商、運(yùn)營商的積極投入下，研究和建設(shè)各種不同類型的無線寬帶網(wǎng)絡(luò)。這當(dāng)中，基于wimax技術(shù)的無線寬帶網(wǎng)由于傳輸速度快、覆蓋范圍廣、抗擾能力強(qiáng)、靈活易部署的優(yōu)點(diǎn)成為該領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。 本文首先介紹wimax物理層和mac層的關(guān)鍵技術(shù)，并通過與wifi、藍(lán)牙、3g等其它無線寬帶接入技

2、術(shù)進(jìn)行比較，闡述采用wimax技術(shù)搭建無線寬帶網(wǎng)的理由。在針對wimax的無線信道信道模型進(jìn)行了詳細(xì)研究的基礎(chǔ)上，按照基于wimax技術(shù)的無線寬帶網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃方法，結(jié)合南昌大學(xué)的實(shí)際情況，提出了一套切實(shí)可行的無線寬帶網(wǎng)設(shè)計流程和方案。依據(jù)此方案實(shí)際搭建了南昌大學(xué)無線寬帶實(shí)驗(yàn)網(wǎng)，并且完成了部分測試、調(diào)試及優(yōu)化工作，針對實(shí)際中出現(xiàn)的問題做出分析。最后，對全文進(jìn)行總結(jié)，展望了下一步在無線寬帶網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)方面可以進(jìn)行的工作和改進(jìn)。關(guān)鍵詞 :wimax（全球微波接入互操作性）；應(yīng)用場景；發(fā)展趨勢; wi-fi 目 錄前 言5第一章 緒論61.1 wimax簡介61.2 wimax 技術(shù)的產(chǎn)生、發(fā)展及應(yīng)用場景

3、61.2.1 wimax產(chǎn)生背景71.2.2 wimax 技術(shù)的發(fā)展81.2.3 wimax 技術(shù)應(yīng)用場景81.3 wimax 技術(shù)優(yōu)勢及面臨的挑戰(zhàn)91.3.1 wimax 技術(shù)優(yōu)勢91.3.2 wimax 面臨的挑戰(zhàn)101.4現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢11第二章 wimax接入技術(shù)的優(yōu)勢分析132.1 wi-fi 技術(shù)132.1.1 wi-fi 技術(shù)概述132.1.2 wi-fi 技術(shù)優(yōu)勢132.1.3 制約wi-fi 技術(shù)發(fā)展的幾個方面132.2 3g 技術(shù)142.2.1 wcdma142.2.2 cdma2000152.2.3 td-scdma152.2.4 3g 技術(shù)的優(yōu)勢152.3 wimax

4、與wi-fi、原3g 技術(shù)的對比分析162.3.1 wimax 與wi-fi 技術(shù)對比162.3.2 wimax 與原3g 技術(shù)對比18第三章 wimax網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用模式探討233.1 wimax的概念及其特點(diǎn)233.2 wimax網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)243.2.1網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)243.2.2端到端的參考模型253.2.3網(wǎng)絡(luò)實(shí)體253.2.4網(wǎng)絡(luò)接口263.2.5協(xié)議棧參考模型283.3 wimax的應(yīng)用模式283.3.1固網(wǎng)寬帶業(yè)務(wù)的接入293.3.2 ngn網(wǎng)絡(luò)的接入303.3.3 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的接入補(bǔ)充303.3.4 移動網(wǎng)絡(luò)基站傳輸303.3.5 wimax與3g融合組網(wǎng)方案313.4 w

5、imax的商業(yè)發(fā)展路線32第四章 wimax 無線接入網(wǎng)解決方案334.1 wimax 無線接入網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)基本原則334.2 網(wǎng)絡(luò)組織334.3 網(wǎng)絡(luò)功能結(jié)構(gòu)334.4 設(shè)備組成354.5 覆蓋分析35結(jié) 論36參考文獻(xiàn)38致 謝40 前 言隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展,高校無線校園網(wǎng)也得到了迅速的普及,其在高校的辦公自動化中發(fā)揮了舉足輕重的作用,為高校教師的辦公提供了良好的條件,同時,也方便了學(xué)生的學(xué)習(xí)。所以21世紀(jì)的高校應(yīng)該在宿舍、教室、圖書館等整個園區(qū)提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。使用無線局域網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)建筑群網(wǎng)絡(luò)連接、寬帶互連網(wǎng)絡(luò)接入及移動獲取網(wǎng)絡(luò)服務(wù)等功能。無線局域網(wǎng)成為構(gòu)建現(xiàn)代教育網(wǎng)絡(luò)的必然選擇?，F(xiàn)在

6、，wimax技術(shù)的出現(xiàn)為解決上述問題提供了可能。wimax作為一種無線接入技術(shù)，其寬帶接入的特點(diǎn)更是符合了當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)接入寬帶化的發(fā)展趨勢。采用wimax技術(shù)，組建校園無線網(wǎng)，發(fā)揮其建網(wǎng)快捷、靈活多變的特點(diǎn)，能夠有效地解決有線接入。它將校園里的院系、學(xué)生與從事管理、社交、學(xué)術(shù)、業(yè)務(wù)活動的行政人員緊密地聯(lián)系在一起， 在教育系統(tǒng)中具有重要的作用。目前， 越來越多的學(xué)生擁有筆記本電腦， 在教室、實(shí)驗(yàn)室、圖書館、大型會議室、體育館、室外廣場等場合如何突破網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)限制、實(shí)現(xiàn)多人同時上網(wǎng)的問題在應(yīng)用中不可避免。無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有無縫三維覆蓋、可移動通訊等優(yōu)點(diǎn)， 有效緩解校園網(wǎng)建設(shè)中存在的傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)無法解決的

7、難題。第一章 緒論1.1 wimax簡介wimax是全球微波接入互（wordwide interoperability form crowave access）的簡稱，是一種關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)，可以替代現(xiàn)有的有線和dsl連接方式，提供固定、移動、便攜形式的無線寬帶連接，并最終能夠在不需要直接視距基站的情況下提供最后一英里的無線寬帶接入wimax技術(shù)的出現(xiàn)，彌補(bǔ)了 wi-fi傳輸距離短的缺陷，同wi-fi一樣，它也須要創(chuàng)建一個“熱點(diǎn)”，但同wi-fi相比，wimax的覆蓋范圍要大得多，其最大傳輸速度 75mbps、最大傳輸距離可達(dá)50公里，可高速實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸。對于須要隨時隨地高速接入互聯(lián)網(wǎng)的朋友，

8、wimax無疑是一種很好的技術(shù)解決方案。該技術(shù)以ieee 802.16 的系列寬頻無線標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)。一如當(dāng)年對提升802.11使用率有功的wi-fi 聯(lián)盟，wimax 也成立了論壇，將提高大眾對寬頻潛力的認(rèn)識，并力促供應(yīng)商解決設(shè)備兼容問題，借此加速wimax 技術(shù)的使用率，讓wimax 技術(shù)成為業(yè)界使用ieee 802.16 系列寬頻無線設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)。雖然wimax 無法另辟新的市場，目前市面已有多種寬頻無在線網(wǎng)方式。但是有助于統(tǒng)一技術(shù)的規(guī)范，有了標(biāo)準(zhǔn)化的規(guī)范，就可以以量制價，降低成本，提高市場增長率。短期而言，2004年wimax 論壇將在年底之前，著手開發(fā)認(rèn)證流程，為最后一步的產(chǎn)品測試預(yù)做準(zhǔn)備

9、。2005年左右，大型供應(yīng)商將推出擁有wimax 認(rèn)證的產(chǎn)品，多數(shù)產(chǎn)品的頻率不超過11ghz.長期而言，wimax 將進(jìn)步到可以支持最后一里，回程、私人企業(yè)應(yīng)用。2006/07 年左右，wimax 解決方案將內(nèi)建于筆記本電腦，可直接進(jìn)行客戶端發(fā)送，遞送真正的便攜式無線寬頻，不需外接的客戶端設(shè)備（cap）。1.2 wimax 技術(shù)的產(chǎn)生、發(fā)展及應(yīng)用場景隨著通信技術(shù)和新業(yè)務(wù)的部署，市場與技術(shù)的相互作用，未來通信領(lǐng)域一些新的特點(diǎn)逐漸顯現(xiàn)出來。一方面，傳統(tǒng)寬帶固定接入用戶已經(jīng)不滿足于僅僅在家庭和辦公室等固定環(huán)境內(nèi)使用寬帶業(yè)務(wù)，希望使用寬帶接入移動服務(wù)；另一方面，傳統(tǒng)的移動用戶也不滿足于簡單的語音、短信

10、和低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，希望能使用更高數(shù)據(jù)速率的業(yè)務(wù)。用戶需求的變化使固定寬帶接入服務(wù)和移動服務(wù)在技術(shù)和業(yè)務(wù)上呈現(xiàn)融合的趨勢，寬帶移動化和移動寬帶化逐漸成為兩個領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的趨勢，并互為補(bǔ)充、互相促進(jìn)。在移動寬帶化方面，3gpp/3gpp2 已經(jīng)制定了1xev-do、hsdpa/hsupa 等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在移動環(huán)境下實(shí)現(xiàn)寬帶數(shù)據(jù)傳輸。在寬帶移動化方面，ieee802 工作組先后制定了wlan 和wimax 等技術(shù)規(guī)范，意圖能沿著固定、游牧、便攜、移動這樣的演進(jìn)路線逐步實(shí)現(xiàn)寬帶移動化。其中ieee802.16 wimax 是寬帶移動的重要里程碑，促進(jìn)了移動寬帶的演進(jìn)和發(fā)展。 wimax(worldwide

11、 interoperability for microwave access)，中文全名是微波存取全球互通，是ieee802.16 技術(shù)在市場推廣方面采用的名稱。其物理層和mac 層技術(shù)基于在ieee 802.16 工作組中開發(fā)的無線城域網(wǎng)(wman，wireless metropolitan area network)技術(shù)，所以wimax 特指以ieee802.16 的系列寬頻無線標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的寬帶無線接入技術(shù)。1.2.1 wimax產(chǎn)生背景20世紀(jì)90年代寬帶無線接入技術(shù)發(fā)展迅速，以本地多點(diǎn)系統(tǒng)（lmds）和多信道多點(diǎn)分配為代表的無線技術(shù)的市場定位為小型辦公室（soho、中/ 小企業(yè)、城市商

12、業(yè)中心等用戶。但是這一產(chǎn)業(yè)并沒有像人們預(yù)期的那樣進(jìn)一步繁榮壯大，一個重要的原因就是沒有統(tǒng)一的全球性寬帶無線接入標(biāo)準(zhǔn)。1999年，ieee成立了802.16工作組來專門研究寬帶無線接入技術(shù)規(guī)范，目標(biāo)是要建立一個全球統(tǒng)一的寬帶無線接入標(biāo)準(zhǔn)。目前 ieee802.16主要提及兩個標(biāo)準(zhǔn)：802.16-2004即802.16d固定寬帶無線接入標(biāo)準(zhǔn)和802.16e支持移動特性的寬帶無線接入標(biāo)準(zhǔn)。 ieee 802.16d標(biāo)準(zhǔn)于2004年10月1日發(fā)布，它規(guī)范了固定接入下用戶終端同基站系統(tǒng)之間的空中接口，主要定義空中接口的物理層和mac層。 802.16e標(biāo)準(zhǔn)的最大特點(diǎn)在于對移動性的支持。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了可同時

13、支持固定和移動寬帶無線接入系統(tǒng)，工作在6ghz適宜于移動性的許可頻段，可支持用戶終端以車輛速度移動，同時802.16d規(guī)定的固定無線接入用戶能力并不因此受到影響。ieee 802.16工作組主要針對wireless man的物理層和mac層制定規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。為了形成一個可運(yùn)營的網(wǎng)絡(luò)，ieee 802.16技術(shù)必然需要其他部分的支撐，所以wimax論壇應(yīng)運(yùn)而生。wimax論壇成立于2001年4月，最初該組織旨在對基于ieee 802.16標(biāo)準(zhǔn)和etsi hiperman標(biāo)準(zhǔn)的寬帶無線接入產(chǎn)品進(jìn)行一致性和互操作性認(rèn)證，通過wimax認(rèn)證的產(chǎn)品會擁有“wimax（r） certified”標(biāo)識。隨著8

14、02.16e技術(shù)和規(guī)范的進(jìn)展，該組織的目標(biāo)也逐步擴(kuò)展，不僅要建立一整套基于ieee802.16標(biāo)準(zhǔn)和etsi hiperman標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)證體系，同時還致力于可運(yùn)營的寬帶無線接入系統(tǒng)的研究、需求的分析、應(yīng)用模式的探索、市場的拓展等一系列大力促進(jìn)寬帶無線接入市場發(fā)展的工作。通常認(rèn)為，ieee 802.16工作組是ieee802.16 wimax空中接口規(guī)范的制定者，而wimax論壇是技術(shù)和產(chǎn)業(yè)鏈的推動者。目前wimax幾乎成為了ieee802.16 wimax技術(shù)的代名詞，其空中接口規(guī)范涵蓋了ieee 802.16d/e標(biāo)準(zhǔn)。1.2.2 wimax 技術(shù)的發(fā)展2007 年10 月，wimax 正式被

15、國際電信聯(lián)盟(itu)批準(zhǔn)為第四個3g 標(biāo)準(zhǔn)，為其獲得全球統(tǒng)一頻譜掃清了障礙。此后，運(yùn)營商方面對wimax 態(tài)度也更為積極，而且不再局限于固定運(yùn)營商，移動運(yùn)營商也開始對這項(xiàng)技術(shù)感興趣，并加入到試驗(yàn)行列中去。2007 年，wimax 的商用化和標(biāo)準(zhǔn)化步伐加速，越來越多的設(shè)備商和運(yùn)營商加入wimax 論壇，會員隊伍不斷壯大。截止到2008 年1 月，wimax 論壇的成員數(shù)已超過522個，其中包括中興、華為、微軟、英特爾和三星等全球領(lǐng)先的著名設(shè)備廠商、服務(wù)提供商、系統(tǒng)集成商和科學(xué)研究機(jī)構(gòu)，其成員和合作伙伴遍及全球。1.2.3 wimax 技術(shù)應(yīng)用場景wimax 寬帶無線接入技術(shù)有5 種典型應(yīng)用場景

16、：固定、游牧、便攜、簡單移動和全移動。1. 固定應(yīng)用場景：固定接入業(yè)務(wù)是wimax 運(yùn)營網(wǎng)絡(luò)中最基本的業(yè)務(wù)模型，包括用戶internet 接入、數(shù)據(jù)專線接入以及wi-fi 熱點(diǎn)回程等。2. 游牧應(yīng)用場景：游牧式業(yè)務(wù)是固定接入方式發(fā)展的下一個階段。終端可以從不同的接入點(diǎn)接入到一個運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)中；在每次會話連接中，用戶終端只能進(jìn)行站點(diǎn)式的接入；在兩次不同網(wǎng)絡(luò)的接入中，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)將不被保留。在游牧式及其以后的應(yīng)用場景中均支持漫游，并應(yīng)具備終端電源管理功能。3. 便攜應(yīng)用場景：用戶可以步行連接到網(wǎng)絡(luò)，除了進(jìn)行小區(qū)切換外，連接不會發(fā)生中斷。從這個階段開始，終端可以在不同的基站之間進(jìn)行切換。當(dāng)終端靜止不動

17、時，便攜式業(yè)務(wù)的應(yīng)用模型與固定式業(yè)務(wù)和游牧式業(yè)務(wù)相同。當(dāng)終端進(jìn)行切換時，用戶將經(jīng)歷短時間(最長為2s)的業(yè)務(wù)中斷或者感到一些延遲。切換過程結(jié)束后，tcp/ip 應(yīng)用對當(dāng)前ip 地址進(jìn)行刷新，或者重建ip 地址。4. 簡單移動應(yīng)用場景：用戶在使用寬帶無線接入業(yè)務(wù)中能夠步行、駕駛或者乘坐公共汽車等，但當(dāng)終端移動速度達(dá)到60-120km/h 時，數(shù)據(jù)傳輸速度將有所下降。這是能夠在相鄰基站之間切換的第一個場景。在切換過程中，數(shù)據(jù)包的丟失將控制一定范圍，最差的情況下，tcp/ip 會話不中斷，但應(yīng)用層業(yè)務(wù)可能有一定的中斷。切換完成后，qos(quality of service)將重建到初始級別。5.

18、全移動應(yīng)用場景：在這一場景下，用戶可以在移動速度為120km/h 甚至更高的情況下無中斷地使用寬帶無線接入業(yè)務(wù)，當(dāng)沒有網(wǎng)絡(luò)連接時，用戶終端模塊將處于低功耗模式。1.3 wimax 技術(shù)優(yōu)勢及面臨的挑戰(zhàn)1.3.1 wimax 技術(shù)優(yōu)勢wimax 技術(shù)相對于其他寬帶接入技術(shù)而言具備以下優(yōu)勢：1. 傳輸距離遠(yuǎn)2. wimax 的無線信號傳輸距離最遠(yuǎn)可達(dá)50km，并能達(dá)到覆蓋半徑為1.6 公里的范圍。只要建設(shè)少數(shù)基站，就能實(shí)現(xiàn)全城覆蓋，這樣就使無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用范圍大大擴(kuò)展。3. 傳輸速率高4. wimax 采用與無線lan 標(biāo)準(zhǔn)802.11a 和11g 相同的ofdm(orthogonal freque

19、ncydivision multiplexing)調(diào)制方式，每個頻道的帶寬為20mhz。通過室外固定天線穩(wěn)定地收發(fā)無線電波，可實(shí)現(xiàn)74.81mb/s 的最大傳輸速度。5. 容量高6. wimax 基站的一個扇區(qū)可同時支持60 多個采用e1/t1 的企業(yè)用戶和數(shù)百個采用xdsl 的家庭用戶。因此，wimax 的一個基站可以同時接入數(shù)百個遠(yuǎn)端用戶站同時，wimax 可為同一用戶站提供多個業(yè)務(wù)流的傳輸能力，極大地提升了實(shí)際接入用戶數(shù)。7. 靈活的信道寬度8. wimax 能在信道寬度和連接用戶數(shù)量之間取得平衡。與固定于20mhz 信道寬度的wi-fi 不同，wimax 的信道寬度由1.25mhz 到

20、20mhz 不等。在用戶數(shù)量極少的地區(qū)，用戶可開始用一個較窄的信道，當(dāng)其客戶增加時使用一個較寬的信道。9. 優(yōu)異的qos 性能wimax 可以向用戶提供具有qos 性能的數(shù)據(jù)、視頻、話音(voip)業(yè)務(wù)。wimax 可以提供三種等級的服務(wù)：固定比特率(cbr，constant bit rate)、承諾比特率(cir，committed rate)、盡力而為(be，best effort)。cbr 的優(yōu)先的等級最高，cir 的優(yōu)先級次之，be 則具有更低的優(yōu)先級。這種差異化服務(wù)的提供，正是建立在wimax 帶寬動態(tài)分配的技術(shù)基礎(chǔ)上的。10. 豐富的多媒體通信服務(wù)a) 由于 wimax 較之wi-

21、fi 具備更好的可擴(kuò)展性和安全性，從而能夠?qū)崿F(xiàn)電信的多媒體通信服務(wù)。高帶寬可以將ip 網(wǎng)的缺點(diǎn)大大降低，從而大幅度提高voip qos。b) 可靠的安全性802.16 在mac 層中定義了一個加密子層, 為信息傳輸提供鑒權(quán)、加密和保密的管理機(jī)制。1.3.2 wimax 面臨的挑戰(zhàn)1頻率問題頻率資源及其分配方式直接決定了無線系統(tǒng)的容量和規(guī)模，而系統(tǒng)所能達(dá)到的容量和規(guī)模將直接決定運(yùn)營商的投資力度和經(jīng)營方向。目前，國際上為寬帶無線規(guī)劃的執(zhí)照頻率主要為2.5ghz(美國)和3.5ghz(除美國外)，非執(zhí)照頻率為5.8ghz，潛在的頻率還包括3.3ghz。按照目前各國的頻率分配方式最多為4個頻點(diǎn)，而一般

22、情況下需要6-8 個頻點(diǎn)才能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模組網(wǎng)。因此。wimax 產(chǎn)品要成為主流的“最后一公里”接入方式之一，還需要在頻率資源的分配上尋求突破。2.來自其他技術(shù)發(fā)展的壓力wimax 采用了一系列先進(jìn)技術(shù)，使得目前在技術(shù)上相對于3g 等其他技術(shù)占據(jù)一定的優(yōu)勢。但3gpp、3gpp2 等組織陸續(xù)提出的lte、aie 等技術(shù)也應(yīng)用了這些先進(jìn)技術(shù)，各方面性能大有接近和超越wimax 的態(tài)勢；同時，wimax 技術(shù)也面臨來自ieee802.20等標(biāo)準(zhǔn)的挑戰(zhàn)。因此，如何快速地將現(xiàn)有技術(shù)優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品優(yōu)勢、擴(kuò)大商用規(guī)模是wimax 發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。3.其他層面標(biāo)準(zhǔn)尚未完善wimax 的固定和移動的空口規(guī)范分別于

23、2004 年和2005 年底發(fā)布，其他層面，如安全、用戶的認(rèn)證、計費(fèi)、組網(wǎng)等規(guī)范正由wimax 論壇進(jìn)行相應(yīng)完善，尚未正式發(fā)布。1.4現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 目前，wimax已經(jīng)在國外得到大量運(yùn)用，特別是16dwimax芯片的商用加速了設(shè)備市場的步伐，已有多家公司現(xiàn)可提供16d設(shè)備，全球有多家固定和移動運(yùn)營商進(jìn)行了wimax試驗(yàn)，全球30多個國家有130個部署案例，其中30多個商業(yè)網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)階段其工作的頻段主要是3.5ghz.3.5ghz頻率是國際電聯(lián)（itu）推薦的用于固定無線接入fwa（fixed wireless access）的頻段，3.5ghz固定無線接入系統(tǒng)采用點(diǎn)對多點(diǎn)微波技術(shù)，主要提供大容

24、量的語音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，也可以為窄帶無線系統(tǒng)和移動基站提供回傳連接。對于不便鋪設(shè)光纜的用戶、相對分散鋪設(shè)光纜不經(jīng)濟(jì)的用戶以及對開通緊迫性很強(qiáng)的用戶，引入快速經(jīng)濟(jì)固定無線接入系統(tǒng)可為用戶提供急需的接入服務(wù)，對解決“最后一公司”接入網(wǎng)的瓶頸問題，起到了有力的補(bǔ)充作用。因此具有廣泛的商業(yè)應(yīng)用前景。與傳統(tǒng)的3.5ghz點(diǎn)到多點(diǎn)固定無線接入系統(tǒng)相比，采用ieee802.16技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的3.5ghzwimax無線接入系統(tǒng)具有wimax和 3.5ghz的綜合優(yōu)點(diǎn)，具有標(biāo)準(zhǔn)化、技術(shù)成熟、傳輸速度快、覆蓋范圍廣、良好的抗雨衰性能、擴(kuò)容性強(qiáng)，組網(wǎng)靈活的優(yōu)點(diǎn)，已成為當(dāng)前運(yùn)營商寬帶城域網(wǎng)建設(shè) “最后一公里”理想的無線接入手

25、段。通過使用該項(xiàng)技術(shù)，運(yùn)營商可以為客戶提供各種增值服務(wù)，運(yùn)營商以較少的初期投資，可迅速地實(shí)現(xiàn)大面積的用戶覆蓋，快速占領(lǐng)市場，吸引客戶；而且，隨著客戶群體的不斷發(fā)展壯大，系統(tǒng)擴(kuò)容的平滑性又滿足了其滾動發(fā)展的需要。wimax 是基于ieee 802.16 和etsihiperman 無線城域網(wǎng)(man) 標(biāo)準(zhǔn)的無線數(shù)字通信技術(shù)。它可為固定站( 例如臺式電腦) 提供高達(dá)50 千米的寬帶無線接入(bwa) , 為移動站( 例如筆記本電腦、移動電話、個人媒體播放器和pda)提供5 - 15 千米的寬帶無線接入。與wi- fi 等無線技術(shù)相比,wimax 具有更強(qiáng)的抗干擾性, 可提供更高的帶寬利用率, 并

26、且可在更遠(yuǎn)距離上以更高的速率傳輸數(shù)據(jù)。wimax 可在授權(quán)和非授權(quán)頻率上進(jìn)行操作, 所以可為無線載波提供規(guī)范的環(huán)境和可行經(jīng)濟(jì)模式。這些優(yōu)勢加上遍布全球的技術(shù)支持( 例如正在全球進(jìn)行的部署、頻譜分配和標(biāo)準(zhǔn)化) , 使wimax 成為在全球業(yè)務(wù)未覆蓋地區(qū)快速、經(jīng)濟(jì)高效地開通快速寬帶無線接入的第一選擇。技術(shù)wimax 的固定版本( ieee 802.16 -2004) 可使用2- 11 ghz 頻段向固定設(shè)備提供非視距(nlos) 傳輸, 較高的頻率要求視距內(nèi)的覆蓋范圍。固定wimax 可在30 英里的距離內(nèi), 以高達(dá)75 mbps 的速度提供高吞吐率寬帶連接, 該技術(shù)可用于各種各樣的固定( iee

27、e 802.16d- 2004) 應(yīng)用場合, 包括“最后一英里”寬帶連接、熱點(diǎn)和蜂窩回程, 以及用于商業(yè)的高速企業(yè)連通性, 因此有些人認(rèn)為, 固定wimax 預(yù)定會變得像數(shù)字用戶線(dsl) 和電纜調(diào)制解調(diào)器互聯(lián)網(wǎng)接入技術(shù)那樣被廣泛采用, 然而另一些人則認(rèn)為其真正潛力在于它的移動性, 移動wimax( ieee 802.16e- 2005) 為蜂窩運(yùn)營商提供了另一個選擇, 使他們可以用全功能的多媒體移動應(yīng)用, 包括語音、數(shù)據(jù)和圖像來補(bǔ)充其城域網(wǎng), 新的運(yùn)營商可以配置該技術(shù)來與蜂窩網(wǎng)相抗衡。對于用戶而言, 擁有移動wimax功能實(shí)質(zhì)上意味著當(dāng)他們驅(qū)車行駛在大街上時可以一面駕車, 一面進(jìn)行無線通信

28、。不管wimax 最終的應(yīng)用結(jié)果如何, 它都具有若干獨(dú)一無二的優(yōu)點(diǎn), 這些優(yōu)勢使它最近在全球市場上的銷售引人注目。首先, 寬帶無線接入更便宜且易于部署。亦即由于wimax 因良好的非視線(nlos) 協(xié)議而幾乎不需要中轉(zhuǎn)站, 并在不連續(xù)服務(wù)的帶寬內(nèi)提供大量重疊信道。此外, 組建網(wǎng)絡(luò)所需的基站數(shù)目比較少。各地商業(yè)巨頭所關(guān)注的另一個主要利益是wimax 提供足夠帶寬的能力,即能實(shí)現(xiàn)移動通信中的三重播放( 包括高速數(shù)據(jù)、長途高質(zhì)量語音和多媒體內(nèi)容) , 通過提供三重播放業(yè)務(wù), 運(yùn)營商便能從寬帶第二章 wimax接入技術(shù)的優(yōu)勢分析現(xiàn)有的寬帶無線接入技術(shù)有 wi-fi，wimax，wcdma，cdma2

29、000，td-scdma 等。本章著重進(jìn)行wimax 與wi-fi，wcdma，cdma2000，td-scdma 寬帶無線接入技術(shù)的比較。2.1 wi-fi 技術(shù)2.1.1 wi-fi 技術(shù)概述wlan 標(biāo)準(zhǔn)主要包括802.11b、802.11a和802.11g等。目前，wlan 的推廣和認(rèn)證工作主要由產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)組織wifi(wireless fidelity，無線保真)聯(lián)盟完成，所以wlan技術(shù)常常被稱之為wifi。802.11a 采用5ghz 的頻段，其速率高54mbps，采用ofdm 技術(shù)，但無障礙的接入距離降到3050米。802.11b 采用2.4ghz 的頻段，可支持11mbps 的

30、共享接入速率，覆蓋范圍100米。802.11g 其實(shí)是一種混合標(biāo)準(zhǔn)，既能適應(yīng)802.11b 標(biāo)準(zhǔn)，又符合802.11a標(biāo)準(zhǔn)，其速率高達(dá)54mbps，它比802.11b 速率快5倍，并和802.11b 兼容。正在等待批準(zhǔn)的 ieee802.11n，其速率高達(dá)300mbps，目前部分廠商已經(jīng)投入市場應(yīng)用。2.1.2 wi-fi 技術(shù)優(yōu)勢wi-fi 是由ap(access point)和無線網(wǎng)卡組成的無線局域網(wǎng)絡(luò)。組網(wǎng)簡單，可以不受布線條件的限制，因此非常適合移動辦公用戶的需要。1. 應(yīng)用靈活：能靈活勝任只有幾個用戶的小型網(wǎng)絡(luò)到上千用戶的大型網(wǎng)絡(luò)。2. 豐富的終端支持，經(jīng)濟(jì)節(jié)約，廠商進(jìn)入該領(lǐng)域的門檻

31、比較低。wi-fi 組網(wǎng)的成本低廉。3. 提供漫游服務(wù)：能提供有線網(wǎng)絡(luò)無法提供的漫游特性，方便用戶使用。2.1.3 制約wi-fi 技術(shù)發(fā)展的幾個方面1. wi-fi 數(shù)據(jù)傳輸速率有限。雖然wi-fi 技術(shù)最高數(shù)據(jù)傳輸速率標(biāo)稱可達(dá)2. 11-54mbit/s，但系統(tǒng)開銷會使應(yīng)用層速率減少50%左右。3. 無線電波間存在相互影響的現(xiàn)象，特別是同頻段、同技術(shù)設(shè)備之間將存在明顯影響。在多運(yùn)營商環(huán)境中，不同ap 間的頻率干擾會使數(shù)據(jù)傳輸速率明顯降低在有三個運(yùn)營商同時運(yùn)營的環(huán)境中不能實(shí)現(xiàn)多用戶的同時高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。4. 無線電波在傳播中根據(jù)障礙物不同將發(fā)生折射、反射、衍射、信號無法穿透等情況，其質(zhì)量和信號

32、的穩(wěn)定性都不如有線接入方式。5. wi-fi 實(shí)現(xiàn)規(guī)模覆蓋的最大的缺陷在于需要密集的有線傳輸資源。3g/wimax 基站的覆蓋范圍比wi-fi ap 覆蓋范圍大數(shù)十到上百倍。6. wi-fi 技術(shù)本身不支持移動性，即便ieee802.11s 可能會對wi-fi mesh 的移動性進(jìn)行增強(qiáng)，最多也只能支持步行的移動速度。而3g 和wimax 都支持120km/h 以上的移動性。7. wi-fi 空中接口沒有qos 保障機(jī)制，只支持be 業(yè)務(wù)，適用于web 瀏覽、ftp 下載以及收發(fā)email 等；語音通信、視頻傳輸?shù)葮I(yè)務(wù)的qos 很難得到保障。它是一種局域網(wǎng)技術(shù)，主要用于解決“最后100m”的接

33、入問題。從其與有線寬帶網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系來看，wi-fi 利用其技術(shù)優(yōu)勢能夠作為網(wǎng)絡(luò)延伸手段進(jìn)一步擴(kuò)大有線接入網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面積及擴(kuò)展移動通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用。1. 2.2 3g 技術(shù)3g 是英文3rd generation 的縮寫，指第三代移動通信技術(shù)。itu 在2000 年5 月確定wcdma、cdma2000 和td-scdma 三大主流無線接口標(biāo)準(zhǔn)，寫入3g 技術(shù)指導(dǎo)性文件2000 年國際移動通訊計劃(簡稱imt-2000)。為了提供 3g 服務(wù)，無線網(wǎng)絡(luò)必須能夠支持不同的數(shù)據(jù)傳輸速度，也就是說在室內(nèi)、室外和行車的環(huán)境中能夠分別支持至少2mbps、384kbps 以及144kbps 的傳輸速度。3g 標(biāo)

34、準(zhǔn)組織主要由3gpp、3gpp2 組成，以cdma 碼分多址技術(shù)為核心。其中td-scdma、wcdma 由3gpp 負(fù)責(zé)具體標(biāo)準(zhǔn)化工作；而cdma2000 由3gpp2 負(fù)責(zé)具體標(biāo)準(zhǔn)化工作。2.2.1 wcdmawcdma 是一種由3gpp 具體制定的，基于gsm map 核心網(wǎng)，utran(umts 陸地?zé)o線接入網(wǎng))為無線接口的第三代移動通信系統(tǒng)。目前wcdma 有release99、release4、release5、release6 等版本。wcdma 采用直接序列擴(kuò)頻碼分多址(ds-cdma)、頻分全雙工(fdd)方式，碼片速率為3.84mcps，載波帶寬為5mhz。release9

35、9/release4 版本，可在5mhz 的帶寬內(nèi)，提供最高384kbps 的用戶數(shù)據(jù)傳輸速率。在 release5 版本引入了下行鏈路增強(qiáng)技術(shù)，即hsdpa(high speed downlink packet access)技術(shù)，在5mhz 的帶寬內(nèi)可提供最高14.4mbps 的下行數(shù)據(jù)傳輸速率。在 release6 版本引入了上行鏈路增強(qiáng)技術(shù)，即hsupa(high speed uplink packet access)技術(shù)，在5mhz 的帶寬內(nèi)可提供最高約6mbps 的上行數(shù)據(jù)傳輸率。2.2.2 cdma2000cdma2000 是由is-95a/b 標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)而來的第三代移動通信標(biāo)準(zhǔn)，

36、由3gpp2 負(fù)責(zé)具體標(biāo)準(zhǔn)化工作。目前 cdma2000 有由3gpp2 制定的release0、a、b、c 和d 五個支持cdma2000 1x及其增強(qiáng)型技術(shù)的版本，以及由eia/tia 發(fā)布的支持cdma20001xev-do 的is-856 和is-856a 標(biāo)準(zhǔn)。cdma2000 1xev-do 定位與internet 的無線延伸，能以較少的網(wǎng)絡(luò)和頻譜資源(在1.25mhz 標(biāo)準(zhǔn)載波中)支持平均速率為：靜止或慢速移動：1.03mbps(無分集)和1.4mbps(分集接收)。中高速移動：700kbps(無分集)和1.03mbps(分集接收)。其峰值速率可達(dá) 2.4mbps，而且在is-8

37、56a 中可支持高達(dá)3.1m 的峰值速率。2.2.3 td-scdmatd-scdma(time division-synchronization code division multiple access)的中文含義為時分同步碼分多址接入。td-scdma 從2001 年3 月開始，正式寫入3gpp 的release4 版本。目前td-scdma 已有release4、release5、release6 等版本。td-scdma 采用不需成對頻率的tdd 雙工模式以及fdma/tdma/cdma 相結(jié)合的多址接入方式，使用1.28mcps的低碼片速率，擴(kuò)頻帶寬為1.6mhz。基release

38、4 版本，td-scdma 可在1.6mhz 的帶寬內(nèi)，提供最高384kbps 的用戶數(shù)據(jù)傳輸速率。td-scdma 在release5 版本引入了hsdpa 技術(shù)，在1.6mhz 帶寬上理論峰值速率可達(dá)到2.8mbps。2.2.4 3g 技術(shù)的優(yōu)勢1. 漫游能力：良好的全球漫游能力。目前全球大部分國家已經(jīng)開通3g 網(wǎng)絡(luò)，其中80%運(yùn)營商選擇wcdma 和20%運(yùn)營商選擇cdma2000。良好的全球漫游能力有利于與其他運(yùn)營商的合作和吸引高端用戶。2. 安全性：3g 采用了很多種加密技術(shù)，保證通話和數(shù)據(jù)的安全，不管是話音還是數(shù)據(jù)都具備很強(qiáng)的保密性，通過多層的協(xié)議控制，數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中可以非常安全的傳

39、輸。3. 技術(shù)成熟度：3g 于1996 年提出標(biāo)準(zhǔn)，2000 年完成包括上層協(xié)議在內(nèi)的完整標(biāo)準(zhǔn)的制訂工作。3g 網(wǎng)絡(luò)部署已具備相當(dāng)?shù)膶?shí)踐經(jīng)驗(yàn)，有一成套建網(wǎng)的理論，包括對網(wǎng)絡(luò)的鏈路預(yù)算，傳播模型預(yù)算，以及計算機(jī)仿真等。4. 商業(yè)模式：商業(yè)運(yùn)作模式成熟，3g 網(wǎng)絡(luò)得到眾多設(shè)備商、終端制造商、內(nèi)容提供商支持，具備一個非常全的產(chǎn)業(yè)鏈。2.3 wimax 與wi-fi、原3g 技術(shù)的對比分析2.3.1 wimax 與wi-fi 技術(shù)對比1. wimax 與wi-fi 的技術(shù)定位不同i. wi-fi 標(biāo)準(zhǔn)是局域網(wǎng)接入標(biāo)準(zhǔn)，用來解決最后100 米無線通信接入問題；而wimax2. 是城域網(wǎng)接入標(biāo)準(zhǔn)，用來解決

40、最后1 公里的無線通信接入問題。3. 覆蓋范圍不同a) wi-fi 與wimax 在覆蓋范圍上有很大的差別，覆蓋問題由多個因素決定。就傳輸功率而言，對于wimax，功率放大器最大輸出功率bs 是43dbm，ms 是23dbm；對于wi-fi，ieee802.11 標(biāo)準(zhǔn)，最大的傳輸功率只有20dbm。802.16 標(biāo)準(zhǔn)是為在各種傳播環(huán)境(包括視距、近視距和非視距)中獲得最優(yōu)性能而設(shè)計的。即使在鏈路狀況最差的情況下，也能提供可靠的性能。ofdm 波在2-40 km 的通信距離上支持高頻譜效率(bit/s/hz)，在一個射頻內(nèi)速率可達(dá)70mbps?？梢圆捎孟冗M(jìn)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?網(wǎng)狀網(wǎng))和天線技術(shù)(波束賦形

41、、stc、天線分集)來進(jìn)一步改善覆蓋。這些先進(jìn)技術(shù)也可用來提高頻譜效率、容量、復(fù)用以及每射頻信道的平均與峰值吞吐量。此外，不是所有的ofdm 都是相同的。為baw 設(shè)計的ofdm 具有支持較長距離傳輸和處理多徑或反射的能力。相反，wlan 和802.11 系統(tǒng)在它們的核心不是采用基本的cdma，就是使用設(shè)計大不相同的ofdm。它們的設(shè)計要求是低功耗，因此必然限制了通信距離。wlan 中的ofdm是按照系統(tǒng)覆蓋數(shù)十米或幾百米設(shè)計的，而802.16 被設(shè)計成高功率，ofdm 可覆蓋數(shù)十公里。4. 可擴(kuò)展性不同a) 在物理層，802.16 支持靈活的射頻信道帶寬和信道復(fù)用(頻率復(fù)用)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展時，

42、可以作為增加小區(qū)容量的一種手段。此標(biāo)準(zhǔn)還支持自動發(fā)送功率控制和信道質(zhì)量測試，可以作為物理層的附加工具來支持小區(qū)規(guī)劃和部署以及頻譜的有效使用。當(dāng)用戶數(shù)增加時，運(yùn)營商可通過扇形化和小區(qū)分裂來重新分配頻譜。還有，此標(biāo)準(zhǔn)對多信道帶寬的支持使設(shè)備制造商能夠提供一種手段，以適應(yīng)各國政府對頻譜使用和分配的獨(dú)特管制辦法，這是世界各地的運(yùn)營商都面臨的一個問題。ieee802.16 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的信道寬度1.25-20mhz，在這中間還可以有許多選擇。b) 但是，基于wi-fi 的產(chǎn)品要求每一信道至少為20mhz(802.llb 中規(guī)定在2.4ghz 頻段為22mhz)，并規(guī)定只能工作在不需牌照的頻段上，包括2.4g

43、hz ism、5ghz ism 和5ghz u-nii。在 mac 層，802.11 的基礎(chǔ)是csma/ca，基本上是一個無線以太網(wǎng)協(xié)議，其擴(kuò)展能力較差，類似于以太網(wǎng)。當(dāng)用戶增加時，吞吐量就明顯減小。而802.16 標(biāo)準(zhǔn)中的mac層卻能在一個射頻信道內(nèi)從一個擴(kuò)展到數(shù)百個用戶。這是802.11mac 不可能做到的。5. qos 差別802.16 的mac 層是依靠同意/請求協(xié)議來接入媒體的，它支持不同的服務(wù)水平。此協(xié)議在下行鏈路采用tdm 數(shù)據(jù)流，在上行鏈路采用tdma，通過集中調(diào)度來支持對時延敏感的業(yè)務(wù)，如話音和視像等。由于確保了無碰撞數(shù)據(jù)接入，802.16 的mac 層改善了系統(tǒng)總吞吐量和帶

44、寬效率，并確保數(shù)據(jù)時延受到控制，不致太大(相反，csma/ca 沒有這種保證)。tdm/tdma 接入技術(shù)還使支持多播和廣播業(yè)務(wù)變得更容易。wlan 由于在其核心采用csma/ca，故其目前已實(shí)施的系統(tǒng)無法提供802.16 系統(tǒng)的qos。由于接入方便、成本低廉且無需申請牌照，使 wi-fi 特別適用于普遍的公共接入服務(wù)。wi-fi 技術(shù)和產(chǎn)品均已成熟，并達(dá)到相當(dāng)?shù)膽?yīng)用、產(chǎn)業(yè)和市場規(guī)模。與wi-fi相比，wimax 在技術(shù)上有明顯優(yōu)勢，但由于標(biāo)準(zhǔn)推出時間尚短，要達(dá)到產(chǎn)品成熟并形成相當(dāng)應(yīng)用、產(chǎn)業(yè)和市場規(guī)模尚需假以時日，而且目前成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于wi-fi。在表 4.1 中給出了wimax 與wi-fi

45、詳細(xì)技術(shù)對比。 表 2-1 wimax 與wi-fi 詳細(xì)技術(shù)對比wimaxwi-fi（802.11b）wi-fi（802.11a/g）傳輸速率最大 75mbit/s最大11mbit/s最大54mbit/s覆蓋范圍最大50km約100m約100m頻率2-66ghz2.4 ghz5ghz(a)、2.4ghz(g)帶寬1.25-20mhz22mhz20mhz物理層核心技術(shù)ofdm/ofdma、amc、harq等dossofdm雙工方式tdd、fdd半雙tdd半雙工tdd頻譜效率小于 3.75bps/hz 小于0.5bps/hz小于2.7bps/hzmac協(xié)議請求/許可csma/cacsma/caq

46、os支持不支持不支持安全性強(qiáng)弱弱mesh支持是否否2.3.2 wimax 與原3g 技術(shù)對比1. 定位不同wimax 的基本定位是一種無線城域網(wǎng)技術(shù)，目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)寬帶接入的無線化、移動化；而3g 技術(shù)的基本定位是以無線廣域網(wǎng)為基本模式，其最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)無線接入的寬帶化。2. 標(biāo)準(zhǔn)化程度不同wimax 僅僅定義了空中接口的物理層和mac 層，在mac 層之上采用的協(xié)議以及核心網(wǎng)部分的標(biāo)準(zhǔn)不在wimax 技術(shù)所包含的標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)。目前，wimax 還不能構(gòu)成完整的移動通信系統(tǒng)；而3g 卻是完整的移動通信系統(tǒng)，其對空中接口、核心網(wǎng)以及業(yè)務(wù)規(guī)范都已經(jīng)完成了標(biāo)準(zhǔn)化工作。3. 覆蓋范圍不同從覆蓋范圍上看， wi

47、max 為了獲得較高的數(shù)據(jù)接入帶寬，必然犧牲覆蓋和移動性。因此wimax 在相當(dāng)長的時間內(nèi)將主要解決熱點(diǎn)覆蓋，網(wǎng)絡(luò)可以提供部分的移動性， 主要應(yīng)用會集中在低速移動狀態(tài)下的數(shù)據(jù)接入。3g 覆蓋是連續(xù)的，用戶可以實(shí)現(xiàn)不間斷的通信。4. 業(yè)務(wù)能力不同從業(yè)務(wù)能力上看，wimax 提供的主要是具有一定移動特性的寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，面向的用戶主要是筆記本終端和wimax 終端持有者。3g 最初就是為語音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)共同設(shè)計的，首先保證提供大容量高質(zhì)量語音業(yè)務(wù)的需求，在此基礎(chǔ)上提供分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。wimax 可以為用戶提供相對于3g 技術(shù)的更高的帶寬，也就是說wimax 的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)能力要比3g 強(qiáng)，某種程度上wi

48、max 犧牲了移動性換取了數(shù)據(jù)傳輸能力的提高。5. 設(shè)備成熟度不同由于 3g 技術(shù)相對于wimax 技術(shù)來說，已經(jīng)相當(dāng)成熟，各種相關(guān)設(shè)備已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了規(guī)模生產(chǎn)，所以其系統(tǒng)設(shè)備成本以及終端成本以及終端的種類相對于wimax 都有很大的優(yōu)勢。在表 4.2 中給出了wimax 與3g 技術(shù)的詳細(xì)技術(shù)對比。表2-2 wimax 與3g 技術(shù)的詳細(xì)技術(shù)對比wimax3g標(biāo)準(zhǔn)化程度主要對空中接口的物理層和mac層進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化對整個網(wǎng)絡(luò)都進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化、包括空中接口規(guī)范、核心網(wǎng)系列規(guī)范及業(yè)務(wù)規(guī)范等 多址方式tdma/ofdmacdma/fdma/tdma頻帶2-11ghz部分不需要許可用于全球統(tǒng)一的頻譜資源頻譜效

49、率3.75bps/hz(802.16d)3bps/hz(802.16e)1.6bps/hz傳輸速率75mbit/s(802.16d)30mbit/s(802.16e)2mbit/s雙工方式tdd、fddtdd(tdd-scdma)、fdd移動性較差（支持游牧式移動）好（支持高速移動）業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、多媒體、視頻、語音(voip)語音、數(shù)據(jù)、視頻、多媒體覆蓋范圍最大半徑50km、典型半徑6-10km最大直徑7km、典型半徑2-3km扇區(qū)容量數(shù)百數(shù)十qos支持4 種qos 等級：ugs、rtps、nrtps、be電信的qos 保證，4個qos級別：會話型、數(shù)據(jù)性、交互型、后臺型載波帶1.75-20mhz

50、(802.16d)1.25-20mhz(802.16e)5mhz(wcdma)1.6mhz(td-scdma)1.25mhz(cdma2000成熟度較差較好各項(xiàng)技術(shù)的產(chǎn)生都有一個共同的目的，那就是面向市場的應(yīng)用，技術(shù)的好與不好，并不是完全由技術(shù)本身所確定，很大程度上是要靠市場來判定的。既然技術(shù)是面向應(yīng)用的，那么其必定要提供相應(yīng)的業(yè)務(wù)。wimax、wi-fi 和3g 這三種技術(shù)有不少疊的功能, 但它們具有各自不同的市場定位, 所以更多的是一種互補(bǔ)關(guān)系,在局部也會有部分融合。在通信技術(shù)不斷發(fā)展, 市場不斷細(xì)分的過程中, 三種技都會找到自己的生存空間, 從而為用戶提供多元化和先進(jìn)的通信服務(wù)?？偠灾?/p>

51、wimax技術(shù)相對于其他寬帶接入技術(shù)而言具備以下優(yōu)勢：1. 傳輸距離遠(yuǎn)i. wimax 的無線信號傳輸距離最遠(yuǎn)可達(dá)50km，并能達(dá)到覆蓋半徑為1.6 公里的范圍。只要建設(shè)少數(shù)基站，就能實(shí)現(xiàn)全城覆蓋，這樣就使無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用范圍大大擴(kuò)展。2. 傳輸速率高i. wimax 采用與無線lan 標(biāo)準(zhǔn)802.11a 和11g 相同的ofdm(orthogonal frequencydivision multiplexing)調(diào)制方式，每個頻道的帶寬為20mhz。通過室外固定天線穩(wěn)定地收發(fā)無線電波，可實(shí)現(xiàn)74.81mb/s 的最大傳輸速度。3. 容量高i. wimax 基站的一個扇區(qū)可同時支持60 多個采用

52、e1/t1 的企業(yè)用戶和數(shù)百個采用4. xdsl 的家庭用戶。因此，wimax 的一個基站可以同時接入數(shù)百個遠(yuǎn)端用戶站同時，wimax 可為同一用戶站提供多個業(yè)務(wù)流的傳輸能力，極大地提升了實(shí)際接入用戶數(shù)。5. 靈活的信道寬度i. wimax 能在信道寬度和連接用戶數(shù)量之間取得平衡。與固定于20mhz 信道寬度的wi-fi 不同，wimax 的信道寬度由1.25mhz 到20mhz 不等。在用戶數(shù)量極少的地區(qū)，用戶可開始用一個較窄的信道，當(dāng)其客戶增加時使用一個較寬的信道。6. 優(yōu)異的qos 性能i. wimax 可以向用戶提供具有qos 性能的數(shù)據(jù)、視頻、話音(voip)業(yè)務(wù)。wimax 可以提

53、供三種等級的服務(wù)：固定比特率(cbr，constant bit rate)、承諾比特率(cir，7. committed rate)、盡力而為(be，best effort)。cbr 的優(yōu)先的等級最高，cir 的優(yōu)先級次之，be 則具有更低的優(yōu)先級。這種差異化服務(wù)的提供，正是建立在wimax 帶寬動態(tài)分配的技術(shù)基礎(chǔ)上的。8. 豐富的多媒體通信服務(wù)i. 由于 wimax 較之wi-fi 具備更好的可擴(kuò)展性和安全性，從而能夠?qū)崿F(xiàn)電信的多媒體通信服務(wù)。高帶寬可以將ip 網(wǎng)的缺點(diǎn)大大降低，從而大幅度提高voip qos。9. 可靠的安全性802.16 在mac 層中定義了一個加密子wimax在校園無線

54、網(wǎng)中的接入策略第三章 wimax網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)及其應(yīng)用模式探討本章介紹了wimax的概念及其特點(diǎn)，對wimax的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，包括體系架構(gòu)、端到端參考模型、網(wǎng)絡(luò)實(shí)體、網(wǎng)絡(luò)接口及其協(xié)議模型進(jìn)行了詳細(xì)分析，最后探討了wimax的應(yīng)用模式及其商業(yè)發(fā)展路線，對wimax的研究和應(yīng)用具有一定的參考價值。3.1 wimax的概念及其特點(diǎn) 隨著通信網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展，wimax作為一種面向“最后一公里”接入的標(biāo)準(zhǔn)，尤其在目前全球缺乏統(tǒng)一寬帶無線接入標(biāo)準(zhǔn)之際，有重要現(xiàn)實(shí)意義與戰(zhàn)略價值。該標(biāo)準(zhǔn)大體可以分為兩種，一種是ieee802.16d標(biāo)準(zhǔn)，支持固定寬帶無線接入系統(tǒng)空中接口；另外一種就是目前正在制定中的ieee80

55、2.16e、支持固定和移動性的寬帶無線接入系統(tǒng)空中接口標(biāo)準(zhǔn)。全球微波接入互操作性（wimax，world interoperability for microwave access）是一項(xiàng)基于ieee 802.16標(biāo)準(zhǔn)的寬帶無線接入城域網(wǎng)（bwa-man）技術(shù)，也可以稱為ieee wireless man。該技術(shù)是針對微波和毫米波頻段提出的一種新的空中接口標(biāo)準(zhǔn)，其主要目標(biāo)是提供一種在城域網(wǎng)一點(diǎn)對多點(diǎn)的多廠商環(huán)境下，可有效地操作的寬帶無線接入手段。wimax具有如下特點(diǎn)：1. 傳輸距離遠(yuǎn)：無線信號傳輸距離最遠(yuǎn)可達(dá)50km，并能覆蓋半徑達(dá)1.6公里的范圍，是3g基站的10倍。2. 傳輸速率高：可實(shí)

56、現(xiàn)高達(dá)74.81mb/s的傳輸速度。3. 容量高：wimax的一個基站可以同時接入數(shù)百個遠(yuǎn)端用戶站。4. 靈活的信道寬度：wimax能在信道寬度和連接用戶數(shù)量之間取得平衡，其信道寬度由1.5mhz到20mhz不等。5. qos性能：可向用戶提供具有qos性能的數(shù)據(jù)、視頻、話音業(yè)務(wù)。6. 豐富的多媒體通信服務(wù)：能夠?qū)崿F(xiàn)電信級的多媒體通信服務(wù)。7. 保密性：支持安全傳輸，并提供鑒權(quán)與數(shù)字加密等功能。 由于上述特點(diǎn)及其建網(wǎng)快、見效早的優(yōu)點(diǎn)，wimax具有重要現(xiàn)實(shí)意義與戰(zhàn)略價值。而且就覆蓋環(huán)境限制及部屬成本考慮，對于用xdsl、cablemodem方式不能有效覆蓋、不便于和不值得部署有線網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域，wimax更是大有用武之地。3.2 wimax網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)3.2.1網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu) wimax網(wǎng)絡(luò)體系如圖3-1所示，包括：核心網(wǎng)、用戶基站（ss）、基站（bs）、接力站（rs）、用戶終端設(shè)備（te）和網(wǎng)管。