WiMAX技术及其发展状况

长沙通信职业技术学院学报Journal of Changsha Telecommunications and Technology Vocational College第 7 卷第 3 期2008 年 9 月Vol.7 No.3Sep.2008WiMAX 技术及其发展状况黄俊杰 1,翁哲 2( 1.武警广东总队通信站, 广东广州 510660; 2.武警工程学院通信工程系,陕西西安 710086)【摘要】文章从高速发展的宽带无线接入技术入手，阐述了 WiMAX 技术及其发展前景，主要对 802.16 系列标准进行了分析，将 WiMAX 与 3G、Wi- Fi 进行比较，探讨 WiMAX 在中国的发展及部署状况,并对其前景进行展望。【关键词】WiMAX；Wi- Fi；3G【中图分类号】TN915【文献标识码】A【文章编号】1671- 9581（2008）03- 0017- 04WiMAX technology and its developmentHUANG Jun- Jie1, WENG Zhe2(1. Communication Station of Armed Police Force Guangdong Command,Guangzhou,Guang dong,China 510660;2.ENGG College of the Chinese People Armed Police Force,Xi' an,Shanxi,China 710086）Abstr act:Based on the broadband wireless access technologies with high speed development,this article presents the technology and application of WiMAX,including the analysis on 802.16 and the comparison of WiMAX,3G and Wi - Fi.It discusses the WiMAX technology development in China and making prospect of it.Key wor ds：WiMAX；Wi- Fi；3G1 引言在移动通信飞速发展的今天，宽带无线接入技 术作为下一代通信网中最具发展潜力的接入技术之一正受到业界越来越多的关注，尤其是 WiMAX 技 术，其发展前景得到了设备商和运营商的高度关注。WiMAX 又 称 IEEE802.16 标 准 或 广 带 无 线 接 入 (Broadband Wireless Access)标准。它是一项无线城 域网(WMAN)技术，是针对微波和毫米波频段提出的 一种新的空中接口标准。IEEE802.16 是由 IEEE802开发的无线接入技术空中接口标准，具有代表性的标准包括 802.16d 固定无线接入和 802.16e 移动无 线接入标准。按照目前的技术发展情况，802.16d 主 要定位于企业用户，提供长距离传输的手段，而802.16e 的用户群则定位于个人用户，支持用户在移动状态下宽带接入网络。WiMAX 推行的 IEEE802.16 标准在具有高速率数据传输优势的同时，兼具一定范围内的移动性。WiMAX 在部署、配置、安全性、QoS、长距离覆盖等方面优势突出，尤其适用于解决城域网建设的“最后 一公里”接入问题。2 IEEE802.16 标准根据是否支持移动特性，IEEE802.16 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空中接口标准，其中 802.16、802.16a、802.16d属于固定无线接入空中接口标准，而 802.16e 则属 于移动宽带无线接入空中接口标准，因此移动技 术 就 是 指标 准 。 表为WiMAX802.16e1IEEE802.16 系 列 各 空 中 接 口 标 准 特 征 的 比 较 。 收稿日期2008- 07- 07 作者简介 黄俊杰（1983-），男，江西南昌人，武警广东总队通信站助理工程师，研究方向：有线通信。802.16d 是固定宽带无线接入的标准，该标准定义了物理层应用方式。802.16e 是移动宽带无线接入的标准，该标准兼容 802.16d。802.16e 的物理层实现方式 与 802.16d 基本一致，主要差别是对 OFDMA 进行 了扩展，可以支持 2048- Point、l024- Point、512- Point 和 128- Point，以适应不同载波带宽的需要。为了支三种物理层实现方式： 单载波 OFDM(256 -Point)和 OFDMA(2048- Point)。由于 OFDM 和OFDMA 具有较高的频谱利用率，在抵抗多径效应、频率选择性衰落或窄带干扰上具有明显的优势，因此 OFDM和 OFDMA 将成为 802.16 中两种典型的持移动性，802.16e 在 MAC 层引入了很多新的特性。3 WiMAX 与 3G、Wi- Fi 的比较3.1 WiMAX 与 3GIEEE802.16e 自提出以来一直都比较引人关 注，特别是有 Intel 这样的业界巨头和 WiMAX 组织 的推动，业界对 802.16e 展开了热烈的讨论，尤其是802.16e 与 3G 的关系，存在多种不同的观点：有的 观点认为 802.16e 会取代 3G，有的则认为 802.16e 不可能取代 3G，只是 3G 的互补技术。为了分析802.16e 与 3G 的关系，下面对这两种技术进行全方 位对比。对于 802.16e技术和 3G 技术，首先由于定位 的不同，二者存在很大差异。从标准化程度上看，802.16e 仅定义了空中接口的物理层和 MAC 层。在MAC 层 之 上 采 用 的 协 议 以 及 核 心 网 部 分 不 在802.16e 所包含的范围之内。802.16e 的空中接口标准化工作预计近期完成。3G 技术作为一个完整的网 络，空中接口规范、核心网系列规范以及业务规范等都已经完成了标准化工作，涉及无线传输、移动性管 理、业务应用、用户号码管理等内容。从业务能力上看，802.16e 提供的主要是具有一 定移动特性的宽带数据业务，面向的用户主要是笔记本终端和 802.16e 终端持有者。802.16e 接入 IP核心网，也可以提供 VoIP 业务。3G 从设计最初就是为话音业务和数据业务共同设计的，对于话音业务，核心网络仍采用电路交换方式实现，QoS 有较高的保障。802.16e 牺牲了移动性换取了数据传输能力的 提高，它的数据带宽优于 3G 系统。但是 3G 的数据 能力也在不断提高，3G 增强型如 HSDPA，已经可以实现10Mb/s 的接入速率。按照 ITU 的定义，3G 增强型最终目标可以达到 30Mb/s。尽管 WiMAX 传输速率可达到 3G 的 10 倍甚至 更高，其覆盖范围用低阶调制时可与 3G 匹敌甚至 更远，但这不是 3G 标准的以无线广域网 WWAN 为基本模式、以公众语音及多媒体数据为内容、在全球范围内漫游的个人手机终端的基本市场定位，本质 上 WiMAX 是作为 3G 及 3G 演进的一种无线城域 网、多点基站互联的重要支持手段而已，两者潜在的 市场尺寸亦有巨大差异，从而根本谈不上 WiMAX 会成为 3G 的终结者。从覆盖范围上看，802.16e 为了获得较高的数据 接入带宽(30Mb/s)，必然要牺牲覆盖和移动性，因此802.16e 在相当长的时间内将主要解决热点覆盖，网 络可以提供部分的移动性，主要应用会集中在游牧或低速移动状态下的数据接入。3G 则是无处不在的 网络，覆盖是连续的，用户可以实现不间断的通信。从无线频谱资源上看，3G 拥有全球统一的频谱 资源，而 802.16e 则正在试图寻找 26GHZ 之间的频率资源，各个国家目前可用的频率都不一致。因此，802.16e 最终获得足够的全球统一频率存在一定 难度。从以上各个角度的分析可以看出，虽然 802.16e 在数据能力上要优于 3G，但是从标准化、全球统一 频谱、技术特性等多角度考虑，802.16e 距离真正商用还有很长的路要走，而且在相当长的时间内主要解决热点覆盖，解决部分移动性。它的应用将在 3G 之后。802.16e 的出现不会影响我国 3G 的产业发 展。3.2 WiMAX 与 Wi- FiWi- Fi 崛起虽然迅速，但是面对 WiMAX 咄咄逼人的发展态势，有舆论认为 WiMAX 将取代 Wi- Fi，但也有人认为 WiMAX 不会取代 Wi- Fi，双方将在无线接入中互补。WiMAX 与 Wi- Fi 最明显的区别是覆 盖范围存在巨大差别，Wi- Fi 最高只能达到 300 英尺的覆盖范围，而只能在无线局域网环境中使用，而WiMAX802.16e 通常可以达到 13 英里，主要定 位在移动无线城域网环境中使用。发展现状和前景从全球角度看,作为巨大的消费市场,中国一直4是电信产业新产品和新技术迅猛发展的较好区域。In- Stat 研究亚太区 WiMAX 市场时预计，到 2009年，中国 WiMAX 业务市场收入会占到整个亚太区 的 48.4%，而中国 WiMAX 业务收入也会从 2006 年 的 4800 万美元增加到 2009 年的 39300 万美元。因 此,WiMAX 论坛一直将中国视为战略发展的重点区 域。中国网通在全国进行了基于 IEEE 802.16d 的 固定 WiMAX 技术测试，并向信息产业部申请分配 WiMAX 频 率 ， 以 期 在 2008 年 奥 运 会 期 间 提 供 WiMAX 接入服务。广东网通与两家设备商签订了总 金额达 2.8 亿元的固定 WiMAX 设备购货合同，准备 在全省主要城市部署 WiMAX 基站，在 WiMAX 商用 化方面迈出了实质性的步伐。武汉建立了 WiMAX宽带接入研究中心，天津塘沽技术开发区制定了大型 WiMAX 宽带接入计划，中电华通承建了北京的150 个 WiMAX 基站业务，实现完全无线覆盖。作为3G 的有效补充，北京奥组委已正式授权中国移动为2008 年 北 京 奥 运 会 提 供 无 线 局 域 网 (WLAN) 和WiMAX 服务。中国移动已确定 3900 多项奥运网络 规划，制定了全部关键事项和风险控制点，涉及北京31 个竞赛场馆、17 个非竞赛场馆。各竞赛场馆支持 用户数达到 36.4 万人，奥运中心区所支持峰值用户 数达到 10.7 万人。2007 年 6 月，中国通信标准化协 会(CCSA)制定的基于 IEEE 802.16 的固定宽带无 线接入设备系列标准 YDB010014 通信标准类技术报告出台，填补了我国固定宽带无线接入技术的空白，为运营商开展固定宽带无线接入业务提供了技 术依据，有利于进一步促进固定 WiMAX 在我国的 发展。基于我国巨大的市场需求第三届全球 WiMAXWi- Fi 是无线保真(Wirelessfidelity) 的缩写，Wi- Fi 技术包括已经批准 IEEE802.11a、802.11b 和802.11g 规范以及等待批准的 802.11n 规范。Wi- Fi得到广泛部署的高速无线技术，在全球的热点中尤 其引人注目包括家庭和办公室以及越来越多的咖啡屋、酒店和机场、Wi- Fi 热点几乎是立即风靡全 球，并因为其提高工作效率的能力而受到出行在外人士的追捧。然而，Wi- Fi 能够支持的范围非常有 限：用户只有保持在距离无线接入点设备(AP)300 英 尺的范围内才能实现高速连接。Wi- Fi 是最早期的高速无线数据技术之一，现在因为拥有大量支持产品和技术而收益良多。一些最新的平台甚至能够支 持多个 Wi- Fi 标准(如 802.11a、802.11b、802.11g)，从高峰论坛已于 2007 年 9 月 1 日11 日在北京召开，国际著名设备厂家和各国的主流运营商共同探讨，推动了 WiMAX 的部署和发展,并将成立 WiMAX 中国认证中心。WiMAX 的技术优势已为大家所公认，势的。中国企业应当积极参与 WiMAX 国家和国际标准的制订，加紧进行技术研究、应用分析和规划部署，力争在低成本芯片制造等核心技术上取得突破,带动中国 WiMAX 产业蓬勃发展。5 结束语WiMAX 的出现为无线接入实现宽带化提供了 理论基础和技术支持, 代表了宽带无线技术的发展 方向,也满足了细分市场的业务需求,其推进与发展 已是大势所趋。目前,WiMAX 已经成为了 3G 全球标 准,应该通过与其他技术的相互补充,推进全球宽带无线市场的发展,为用户提供完整、高效的宽带无线接入服务。我国应当加强对 WiMAX 的研究和关注 程度,提高国内企业在 WiMAX 产业链中的地位。【参考文献】1 刘培植.WiMAX 技术及其应用 J .世界电信，2006，（5 ）：38.2 宋燕辉.WiMAX 技术及其应用分析 J . 长沙通信职业 技术学院学报,2006,5 (2)：22- 24.