作 者:中国计算机报 崔现东 袁超伟 谭雷
WiMAX网络体系结构
WiMAX是建立在IEEE802.16和ETSIHiperMAN无线城域网标准基础上的无线数字通信技术,全称为全球微波接入互操作性(Worldwide Interoperability for Microwave Access)。
WiMAX可以为固定站提供达75Mbit/s的传输速率,覆盖范围50km(移动站情况下覆盖范围为5~15km),从而有效地解决最后一公里的接入,实现无缝覆盖的网络。
IEEE802.16标准
IEEE802.16工作组成立于1999年,该工作组专门致力于固定宽带无线接入技术的标准化工作,到目前为止已经成功地制定了一系列802.16标准。
根据是否支持移动性,可以将IEEE802.16系列标准分为两类,一类是固定宽带无线接入空中接口标准,主要指802.16d;另一类是移动宽带无线接入空中接口标准,主要是指802.16e。此外,IEEE802.16系列标准还有802.16c、802.16f、802.16g和802.16h等。
WiMAX组织与IEEE802.16工作组之间有着非常紧密的关系,但它们在分工上存在不同。具体来讲,后者是标准的制定者,前者是标准的推动者,前者将对产品是否符合后者的要求进行认证。因此,WiMAX几乎已经成为IEEE802.16标准的代名词。
WiMAX的关键技术
未来通信正朝着宽带多媒体方向发展,要实现这样的系统,需要选择合适的调制技术实现高速传输,并尽可能减少多径干扰,保证信道传输质量。WiMAX在物理层选择OFDM/OFDMA技术,在提高信道容量方面采用MIMO技术。
为了保证多媒体业务质量,WiMAX在无线链路层采用了自适应技术,包括自动重传请求(ARQ)和混合自动重传请求(HARQ)机制、自动功率控制技术及自适应调制编码技术,分别用来提高传输的可靠性,降低信道间干扰,提高传输速率。
此外,WiMAX采用时分多址方式,可以是TDD模式或FDD模式,其MAC层提供面向连接的业务,支持固定速率、实时可变比特率(VBR)、非实时可变比特率、尽力而为四种业务类型,这种差异化服务可以很好地为业务提供QoS保障。
WiMAX的技术特点
WiMAX在网络物理层上采用OFDM/OFDMA技术使频谱利用率大大提高。同时采用Mesh、Beamforming及MIMO等先进的技术改善了非视距性能,出众的系统增益功能可提供更强的远距离信号穿透阻挡物能力,其基站覆盖范围最大为50km,每扇区吞吐量最高可达75Mbps,根据实际需求信道带宽可以进行调整,从而更有利于抵抗干扰、节省频谱资源和进行频谱规划。
在实际应用方面,WiMAX具有网络兼容性好、运营成本低的特点。WiMAX论坛是目前惟一在无线宽带接入领域倡导兼容性和互操作性的组织。工业化统一标准降低了设备的制造成本和系统造价,而且对于运营商来说,标准化的空中接口和技术规范,使不同设备制造商的产品可以进行互通,降低了运营商对单一厂商设备的依赖性,减少投资成本和风险。