对WiMAX技术的发展趋势分析

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2024年5月27日发(作者：)

Ｉ一一厦信科技　腰旧硝报　

又Ｊ１　ＷｉＭＡＸ技术晌发展趋势分析　

冯玉香／中国联合网络通信有限公司东莞市分公司　

［摘　要］本文笔者根据自己多年的工作实践详细阐述了ＷｉＭＡＸ技术的现状和未来发展趋势，通过分析ＷｉＭＡＸ技术特点，给出了　

ＷｉＭＡＸ技术的典型应用场景和市场定位，并分析了ＷｉＭＡＸ与３Ｇ之间的关系。　

［关键词］ＷｉＭＡＸ技术　应用趋势　市场策划　３Ｇ　

１、前言　

目前，随着技术的进步，以基于８０２．１６ａ—ｅ的ＷｉＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄ　

ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ　ｆｏｒ　Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　Ａｃｃｅｓｓ）技术为代表的宽带无线接入技　

术以其传输距离远、升级维护方便、高速双向数据传输等优点赢　

得了业界的青睐。ＷｉＭＡＸ组织是一个由业界领先的通信产品、设　

备公司及芯片制造商共同建立的非盈利组织『１］。该组织旨在对基　

于ＩＥＥＥ　８０２．１６标准和ＥＴＳＩ　ＨｉｐｅｒＭＡＮ标准的宽带无线接人产品进　

行一致性和互操作性认证，从而推进基于８０２．１６的产品的广泛应　

用，并大大降低产品的研发和生产成本。通过ＷｉＭＡＸ认证的产品　

会拥有“ｗｉＭＡＸ　ＣＥＩ—ＺＴＩＦＩＥＤ”标识。　

ＷｉＭＡＸ技术从很大程度上克服了３．５Ｇ固定无线宽带接人技　

术的局限性，它的出现让无处不在的互联网真正成为可能。同时，　

ＷｉＭＡＸ还是一个潜力无限的市场，预测未来１０年内全球各地对　

ＷｉＭＡＸ设备的需求量巨大。　

目前，国内于２００４年获得信产部３．５Ｇ频段运营许可的多家　

运营商都希望在３．５Ｇ频段部署ＷｉＭＡＸ网络，争取在未来宽带　

通信移动化的市场中得到更大的竞争优势。本文从ＷｉＭＡＸ技术　

特点介绍人手，分析ＷｉＭＡＸ技术的应用场景和市场定位，分析　

ＷｉＭＡＸ与３Ｇ的关系，最后给出了ＷｉＭＡＸ的未来发展趋势。总　

体来说，ＷｉＭＡＸ技术特点主要体现在物理层、ＭＡＣ层、业务能力　

及网络结构四个方面。　

２．１物理层特点　

ＷｉＭＡＸ工作频段可从２～６６ＧＨｚ，信道带宽可在１．　

７５～２０ＭＨｚ范围内灵活调整，有利于在所分配的信道带宽内充　

分利用频谱资源。ＷｉＭＡＸ采用宏小、区方式，最大覆盖范同达　

５０ｋｉｎ。当在２０ＭＨｚ信道带宽时，支持高达７０Ｍｂｉｔ／Ｓ的共享数据　

传输速率（此时，最大覆盖范围为３—５ｋｉｎ）。可采用多扇区技术来　

提高系统容量，一个扇区可同时支持６Ｏ多个采用ＥＪ／Ｔ１的企业　

用户或数百个家庭用户。ＷｉＭＡＸ采用了ＯＦＤＭ、收／发分集、自　

适应调制等多种先进技术实现非视距ＮＬ０ｓ和阻挡视距０ＮＬＯｓ传输，　

有效提高了城市内无线传输的效能。　

２．２　ＭＡＣ层特点　

ＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｃｏｎｔｒｏｌ，媒体接人控制协议）是数据链路　

层的子层，能屏蔽物理传输媒介的特质，为高层提供使用物理介　

质的手段。它支持ＱｏＳ管理，满足对不同业务质量的要求。ＭＡＣ　

层根据业务ＱｏＳ要求和业务参数，以轮询方式请求连接带宽或进　

行带宽调整，以保证语音和视频等实时业务的低延迟要求。同时，　

针对无线信道环境下较高的误码率和丢包率，定义了基于每个应　

用流的ＡＲＱ，保证ＭＡＣ层业务数据单元ＭＳＤＵ的自动重发，确保　

端到端包的传输质量。　

２．３业务能力　

ＷｉＭＡＸ采用面向连接的方式，可以向用户提供具有ＱｏＳ性能　

的数据、视频和语音（ＶｏＩＰ）业务。在ＩＥＥＥ８０２．１６标准中，ＭＡＣ　

层定义了较为完整的ＱｏＳ机制，还定义了四种不同的业务，分别为：　

非请求的带宽分配业务ｆＵＧＳ）、实时轮询业务（ｒｔＰＳ）、非实时轮询　

业务（ｎｒｔＰＳ）、尽力而为业务ｆＢＥ），分别可以用来向用户提供高质　

量的视频和语音业务、普通质量的视频和语音业务，以及质量无　

保证的诸如ｌｎｔｅｍｅｔ等业务。可以根据业务的实际需要来动态分配　

带宽，具有较大的灵活性。因此，ＷｉＭＡＸ可为不同业务提供不同　

的服务质量ＱｏＳ。　

２．４　ｌ网络结构特点　

支持点到多点（ＰＭＰ，ＰｏｉｎｔｔｏＭｕｈｉｐｏｉｎｔ）体系结构，可构建以　

ＷｉＭＡＸ基站为中心的星形接入网结构。ＩＥＥＥ８０２、１　６ａ同时电支　

持网状网Ｍｅｓｈ体系结构，该结构中允许多个ＷｉＭＡＸ节点采用无　

线互连方式构建网状刚。这意味着可以灵活地拓展接入网的结构，　

在骨干网覆盖不到的地方，采用ＷｉＭＡＸ网状网覆盖，实现城域网　

的弹性延伸。８０２．１６宽带无线接人代表性的应用场景包括固定、　

游牧、便携、简单移动以及全移动五种应用场景。ＩＥＥＥ　８０２．１６定　

义了空口的物理层（ＰＨＹ）的结构，同时定义了空口的ＭＡＣ层和相　

应的消息结构。在ＩＥＥＥ８０２．１６ｄ中，定义了基于固定接人的物理层　

和ＭＡＣ层协议，用于支持固定接人的网络应用。在ＩＥＥＥ　８０２．１６ｅ　

空口协议中，为了支持移动性，引入了相关的ＭＡＣ层消息和过程，　

为了支持节电模式，引入了休眠（ｓｌｅｅｐ）模式和空闲（Ｉｄｌｅ）模式，　

ＩＥＥＥ　８０２．１６ｅ不仅能够支持固定接入业务，而且还能够支持６　ＧＨｚ　

频带以下的便携式和移动接人服务。　

３．１同定接人　

固定接人业务是宽带无线接入运营网络中的基本业务模式。　

室外固定模式与固定的ＤＳＬ或有线电缆宽带业务极为类似。这个　

场景不支持连接的移动或切换。终端可以根据基站信号质量选择　

和偶尔改变它的连接，换到信号覆盖好的可用基站上。在这个场景，　

ＩＰ连接建立之前，必须对用户进行鉴权或授权。每次网络重人以后，　

终端可能获得一个相同或新的ＩＰ地址。　

３．２游牧接人　

游牧模式是基于固定接人服务的增强型使用模式，其最简单　

场景是用户将８０２．１６调制解调器携带至网络中不同的位置，假　

定到访位置提供无线宽带服务，用户需重新进行鉴权，并重建新　

的ＩＰ连接，然后可以在这…位置使用宽带无线接人服务。这时网　

络还需要一种通用的中央用户鉴权机制，因为用户可能会在一个　

ＩＰ子网地址中的不同接人点（ＡＰ）间进行移动，甚至还可能漫游到　

其他运营商的网络游牧式业务是固定接人方式发展的Ｆ一个阶段，　

终端可以从不同的接人点，接入到一个运营商的网络中，然而在　

每次会话连接中，用户终端只能进行站点式的接人。在两次不同　

网络接人中，传输的数据将不被保留。　

３．３便携方式接人　

切换可以可由基站或终端触发。当终端静止不动时，便携式　

业务的应用模型与固定式业务和游牧式业务相同。当进行切换过　

程时，用户将经历短时间的业务中断，或者感到一些延迟，或者　

感到服务质量下降。在最差的情况下，切换中断应保持ＴＣＰ／ＩＰ　

的会话连接，但不保障应用层业务的连续。切换过程巾的性能下　

降包括：实时应用中断、分组数据包丢失以及Ｑｏｓ不能得到保障。　

切换过程结束后，可容忍中断的ＴＣＰ／ＩＰ应用将能够对当前ＩＰ　

地址进行刷新，或者重建ＩＰ地址。网络能够支持在多个基站中的　

连续预置ＱｏＳ级别。为了支持便携移动终端接人，需要考虑在游　

牧式和便携式Ｌ｝Ｊ的电源管理。　

３．４简单移动　

如果在简单移动场景下，用　在使用宽带无线接人业务中，　

能够步行、驾驶或者乘坐公共汽牛等，但速度达到６Ｏ一１２Ｏ公里　

／小时后，数据传输速度有所下降。简单移动业务是便携式应用　

３２　２０１０年第Ｏ７期　

水和建设　・　

浅谈工程测量在２１（Ｍ工程质量巾的重要牲　

康学华陈学文／宁夏跃进渠管理处　

［摘要］在建筑市场竞争激烈的今天，如何提高水利工程施工质量管理水平是每一位企业管理者必须思考的问题。影响施工质量的　

因素方方面面，本文从工程测量的角度，详细分析测量放线工作对保证和提高水利工程施工质量的重要作用，阐述了如何加强对测量工作　

的管理以提高施工质量。　

［关键词］水利工程　工程测量　

一

、

水利工程质量与工程测量的关系　

证和提高施工质量的根本所在。而在过程操作阶段，工程测量起到　

工程质量包括的内容非常丰富，如何保证、提高施　质量的措　

了非常重要的作用。　

施和方法也是多方面的。但是有一个共同点：过程操作与监控是保　

众所周知，测量放线为水利工程施工开辟了道路，提供方向。　

的进一步拓展，这是能够在相邻基站之间切换的第一个场景。切　

动业务。　

换可以由基站或者移动终端来触发。当用户处于固定接人和漫游　４．２　ＷｉＭＡＸ与３Ｇ的关系　

状态时，使用模式与固定接人和漫游是没有任何区别的。在切换　

基于ＩＥＥＥ　８０２．１６ｅ的ＷｉＭＡＸ将可能与３Ｇ出现功能与市场的　

过程中，连接采用“尽力而为”的方式，数据包的丢失将控制在　

重叠，两者的相关对比如下：　・　

一

定范围，用户将经历短时间的连接停顿，或者感觉到一些时延　

●ＷｉＭＡＸ单链路的数据传输速率、频谱效率优于３Ｇ，与３Ｇ　

以及业务性能的下降。最差的情况下，ＴＣＰ／ＩＰ会不中断，但应　

增强技术（ＷＣＤＭＡ　ＨＳＤＰＡ、ＣＤＭＡ２０００　ｌｘＥＶ／ＤＶ）相当，主要　

用层业务可能有一定的中断。　应用于城域网宽带接人市场，也可用于３Ｇ系统基站到核心网络的　

３．５全移动接人　

数据传输。　

在全移动场景下，用户可以在移动速度１２０公里／小时甚至　

●３Ｇ在移动台高速和大范围移动、基站广域覆盖和高质量的　

更高的情况下，无中断的使用宽带无线接人业务，当没有网络连　

语音及中低速数据业务的支持方面优于ＷｉＭＡＸ，主要应用于广域　

接时，用户终端模块将处于低功耗模式。为了支持车辆速度移动（至　

网移动电话与中低速数据移动传输市场。　

少１２０公里／小时）下无中断的应用，该场景对延迟敏感的业务、　

●ＷｉＭＡＸ的目标在于实现宽带接入的无线化，３Ｇ的目标是　

终端低功耗运行、切换时延、切换期间分组丢失率等方面进行了　

实现无线移动通信的宽带化，两者发展的初衷与设计目标不同。　

优化。　

ＷｉＭＡＸ与３Ｇ的确具有很多重叠甚至是超越的功能，具有和　

４．１　ＷｉＭＡＸ业务介绍　

３Ｇ竞争的关系。但两者更多的是一个互补关系。总之，ＷｉＭＡＸ和　

通过对ＷｉＭＡＸ技术特点和应用场景分析，未来ＷｉＭＡＸ市场　３Ｇ在功能上有部分重叠，但ＷｉＭＡＸ将不是取代３Ｇ，而是创造一　

应用可以通过固定和移动两种方式开展无线宽带数据通信业务。　

个在无线局域网和广域网之间的一个结合点。ＷｉＭＡＸ和３Ｇ将会　

在固定无线宽带数据市场中，ＷｉＭＡＸ可以提供以下业务：　共存于市场。　

●传输承载接人：８０２．１６ｄ设备可以用于为移动蜂窝基站、　

５对ＷｉＭＡＸ的发展趋势分析　

ＰＢＸ等提供Ｔ１／Ｅ１传输。但须注意该业务对通道的时钟稳定性、　

通过上述分析，ＷｉＭＡＸ的商业发展路线应该主要分三个阶段：　

传输距离要求较高。也可为企业网组网、ｗｉ—　热点区域提供回　

第一阶段：基于８０２　１６ｄ的室外固定终端作为建筑物的接人手　

程通信业务。　

段。作为固定网络的辅助，以企业用户为主；　

●大客户接人：８０２．１６ｄ设备可以拥绑运营商的其他服务，　

第二阶段：用户可以自行安装的基于８０２．１６ｄ室内固定终端上　

给企业提供包括传输、Ｉｎｔｅｍｅｔ接人、语音ＶｏｌＰ、ＶＰＮ、专业应用　

市。降低运营商建网成本，向家庭用户提供接人业务；　

等各种业务。　

第三阶段：基于８０２　１６ｅ的芯片内置笔记本、ＰＤＡ等可携带　

●家庭宽带接人：无线综合接人为基础网络薄弱的运营商带　

终端。提供移动性，针对个人用户提供移动宽带数据业务。　

来了机会，采用无线方式接人为家庭用户提供数据、语音ＶｏｌＰ综　

ＷｉＭＡＸ取代固定接人方式的可能性非常低，首先无线频率资　

合业务，不受线缆资源的限制，将是解决最后一公里接人问题的　

源有限，因此在传输速率上终究会受到限制；其次，从市场而言，　

最佳途径。　

ＷｉＭＡＸ还未商用，其成本未必低于ＡＤＳＬ方式。因此，ＷｉＭＡＸ最　

●农村通信服务：农村通信服务要求系统覆盖范围大，不依　

终将朝着可携带甚至移动方向发展。　

赖线缆的铺设，接入速度快，成本低。ＷｉＭＡＸ技术非常适合这一　

ＷｉＭＡＸ主要应用于固定和低速移动下的宽带接入，在有线设　

市场，能提高农村普遍服务的质量，在更短的时间内缩小与城市　

施不发达的国家和地区可以替ｘＤＳＬ成为主要的宽带接入技术。同　

之间的“数字鸿沟”。　

时，ＷｉＭＡＸ与ｗｉ—ｎ和３Ｇ客观上存在部分功能上的重叠。但三　

在未来移动无线宽带数据市场中，ＷｉＭＡＸ可以提供以下业务：　者不是相互替代的关系，而是相互补充、相互促进的关系，可适　

●游牧式宽带接入：在８０２．１６—２ｏ０４发展的第二阶段，用　

应不同的应用市场，提供完整的宽带无线接人服务。　

户可以使用ＰＣＭＣＩＡ卡或者笔记本电脑的内置芯片，方便的享受　

６结语　

到随时随地宽带接人，相当于扩大了覆盖的ＷＬＡＮ网络和无线的　目前对我国而言，ＷｉＭＡＸ既是机遇也是挑战。我国企业应当　

ＡＤＳＬ。　

积极参与ＷｉＭＡＸ国家和国际标准的制订，抓住２—３年后ＷｉＭＡＸ　

●宽带移动通信：定位是为用户提供低成本的有移动能力的　可能大发展的机遇，争取在２—３年内突破芯片制造成本的“瓶　

无线宽带数据业务。从应用角度看可分为两类业务：第一类是通　

颈”（ＳｏＣ芯片、ＲＦ集成、单片集成等）。另外，在接人技术上　

过便携式笔记本电脑提供的低速流媒体和视频电话以及高带宽流　

没有芯片的设计能力就无法处于技术的上游。中国应重视芯片的　

媒体等业务，即便携式应用；第二类是通过ＰＤＡ或者类似于手机　

设计技术，在低成本芯片制造等核心技术上取得突破，带动中国　

的移动终端提供的ＶＯＩＰ语音、视频业务、媒体流等业务，即全移　

ＷｉＭＡＸ产业链的发展。　

２０１０年第０９期３３　

本文标签： 业务无线移动宽带用户