前言：目前的许多宽带无线接入技术只支持视距条件的通信，如LMDS，3.5GHzMMDS等，而WiMax802.16e标准在频段及调制方式上进行了优化，因此可以支持最远50km的视距通信及8km范围内的非视距通信。这对宽带无线接入技术来说是一大进步，WiMax因此有着广泛的市场应用前景。
1.非视距及视距条件下的无线传播
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我们通常将无线通信系统的传播条件分成视距(LOS)和非视距(NLOS)两种环境。视距条件下，无线信号无遮挡地在发信端与接收端之间直线传播，这要求在第一菲涅尔区(First Fresnel zone)内没有对无线电波造成遮挡的物体，如果条件不满足，信号强度就会明显下降。菲涅尔区的大小取决于无线电波的频率及收发信机间距离。
视距通信应保证第一菲涅尔区0.6倍焦距内无障碍物
图一视距传播与第一菲涅尔区
而在有障碍物的情况下，无线信号只能通过反射，散射和衍射方式到达接收端，我们称之为非视距通信。此时的无线信号通过多种途径被接收，而多径效应会带来时延不同步、信号衰减、极化改变、链路不稳定等一系列问题。
图二非视距传播
多径信号传播过程中会引起信号极化角的改变。而另一方面基站常使用不同极化方式进行频率复用，因此多径效应引起的极化角改变，就会产生问题。
如何把多径传播的不利因素变化有利因素，是实现非视距通信的关键。一种简单的方法就是提高发射功率，以使信号穿透障碍物，变非视距传播为准视距传播，但这不是真正的解决之道，只能一定程度的解决问题。无线覆盖总是要受制于地理环境、空中损耗、链路预算等条件。某些情况要求无线传播条件一定是非视距的，如规划的要求、高度的限制，不允许天线安装在视距范围内。小区连续覆盖时，频率复用要求很严格，降低天线高度可有效减少相邻小区的同频干扰。所以基站与终端经常是在非视距条件下通信。而视距通信环境中天线过高、过密反而会带来问题。
非视距通信同样可以降低网络建设成本。例如：无线规划仿真更加精确，勘察选址的工作量降低，CPE设备的安装难度也相应减少。
图三视距/非视距CPE室外安装
WiMax的非视距通信特点使得CPE射频部分可以室内安装。不过，这之前还要解决两个问题：其一是克服建筑物衰减；其二，在发射功率、天线增益一定的情况下，CPE的位置、工况与通信距离之间存在着矛盾。下文主要介绍为解决这些问题，WiMax所采用的新技术。
2.非视距通信解决方案
为解决非视距通信中的问题，WiMax采用了以下一些主要技术：
OFDM调制
子信道化
方向性天线
发射与接收分集
自适应调制
多重纠错技术
功率控制
2.1 OFDM调制
OFDM（正交频分复用技术）可有效克服非视距传播产生的问题。WiMax采用OFDM方案解决非视距传播的多径时延问题。OFDM符号间隔随时调整，配合循环前缀的使用，其波形消除了码间串扰，也降低了自适应均衡复杂度。因为OFDM的波形是由多个相互正交的窄带波形集合而成，选择性衰落只会对其中某个子集产生影响，接收端比较容易消除这种影响。下图对OFDM调制的码元并行传送方式与单载波信号的码元串行传送方式作对比说明。
图四 单载波与OFDM符号传送方式对比
图中左边一列为单载波方式，信道只含一个载波。每个符号以串行方式依次调制，占用全部信道，传送时间短。右边一列为OFDM方式，信道含有多个子载波，各子载波并行传送不同的符号。每个符号传送时间变长，但占用的带宽下降了。
在接收端对窄带子载波进行均衡补偿比对宽频载波容易得多。这样一来，有效提高了信道利用率，减少了传播时延，也克服了多径产生的串扰问题。
图五 单载波与多载波在接收端的波形对比
2.2子信道化
在WiMax规范中，上行链路的子信道化是可选功能。虽然其好处很多，但CPE由于成本或其他的限制可能不具备子信道功能，这会导致上下行链路预算不对称、小区内干扰加大，从而减少基站覆盖范围与系统容量。如果CPE上行链路也分多个子信道，上下行链路预算就能保持一致，上行能量集中在几个子信道内，减少了小区内干扰，上下行增益都可获得提高，这对增强建筑物穿透能力，减少CPE功耗都有好处。
CPE的子信道化功能，即OFDMA，带来的优势可通过下图做很好的说明。
图六子信道在实际使用中的优势
2.3固定无线接入中天线的应用
方向性天线相对全向天线来说可有效提高增益。基站与CPE如使用方向性天线都可以减少干扰。因为它具有方向图特征，旁瓣与后瓣区域中的多径信号会被抑制掉。在非视距环境的实际应用中，这一特征已被多次验证。
