WiMAX技术及应用

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2024年5月27日发(作者：)

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科技信息　０计算机与信息技术０　ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ　２００７年弟３２期　

ＷｉＭＡＸ技术及应用　

刘　平　

（宁夏大学物理电气信息学院　宁夏

【摘

银川　７５００２１）　

要】本文介绍了基于ＩＥＥＥ８０２．１６标准的新一代宽带无线接入技术ＷｉＭＡＸ的概况及其标准化发展历程，重点分析了它的技术特点、　

技术优势和发展。　

【关键词】ＷｉＭＡＸ；宽带无线接入技术；ＩＥＥＥ８０２．１６标准　

ＩＥＥＥ　８０２　１６主要规定了两种调制方式．单载波调制和正交频分　

ＥＥＥ　８０２　１６规　

ＷｉＭＡＸ是Ｗｏｒｌｄ　ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ　ｆｏｒ　Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ　Ａｃｃｅｓｓ（全球微波　

复用（ＯＦＤＭ）。对于１０～６６ＧＨｚ频段的无线接入系统，Ｉ

接入互操作性）的简称，它是基于ＩＥＥＥ　８０２　１６标准的一项无线城域　

定采用单载波调制方式，具体可采用ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ调制方　

０．引言　

ＥＥＥ　

网技术，是针对微波和毫米波频段提出的一种新的空中接口标准。它　

式。而对于２～１１ＧＨｚ频段，主要采用ＯＦＤＭ和ＯＦＤＭＡ技术。在Ｉ

１６ａ中规定了２５６点ＯＦＤＭ，在ＩＥＥＥ　８０２　１６ｄ中规定了２５６点　

用于将无线接入热点连接到互联网，也可连接公司与家庭等环境至有　

８０２．

４８点、１０２４　

线骨干线路。它可作为线缆和ＤＳＬ的无线扩展技术．从而实现无线宽　

ＯＦＤＭ和２０４８点ＯＦＤＭ，而在ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ中可支持２０

点、５１２点和１２８点ＯＦＤＭＡ。　

带接入。　

１．ＷｉＭＡＸ标准的演进情况　

美国电气和电子工程师协会（０ＥＥＥ）于１９９９年设立８０２．１６工作　

组，工作内容主要是开发固定宽带无线接入系统标准，包括空中接口　

及其相关功能，标准涵盖２—６６　ＧＨｚ的许可频段和免许可频段，解决最　

后１Ｋｉｎ的宽带无线城域网的接入问题。　

一

２．２ＷｉＭＡＸ的技术特点　

和目前的其它技术相比，ＷｉＭＡＸ具有以下技术特点。　

■标准化，成本低：由于使用同一技术标准，不同厂商设备可在同　

系统中工作，增加了运营商选择设备时的自主权，降低了成本；　

■数据传输速率更高：ＷｉＭＡＸ所能提供的最高接入速度是７５Ｍ，　

ｔ／ｓ，频率利用　

ＩＥＥＥ　８０２．１６标准最初于２００１年制定，使用的频率范围为１０　

目前实际应用时每３　５ＭＨｚ载波可传输净速率为１８Ｍｂｉ

ＧＨｚ至６６ＧＨｚ，由于频率较高，需要系统在视距范围内进行通信。２００３　

系数高：

■ＮＬＯＳ（非视距传输）：采用ＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡ技术，具备非视距传　

年１月，ＩＥＥＥ对８０２．１６进行了修改，修改后的协议为８０２．１６ａ，使用的　

频率范围主要为２—１１ＧＨｚ。频率的降低以及一些新技术的采用使得其　

输能力，可方便更多用户接入基站，大大减少基础建设投资；

■传输距离远：最大传输半径５０公里，是无线局域网所不能比拟　

可以在非视线范围内工作．８０２．１６ａ标准支持１．５ＭＨｚ到２０ＭＨｚ多种　

信道带宽划分方式，２０ＭＨｚ带宽时单信道最高容量可达７０Ｍｂｉｔ／ｓ。标　

的；

■部署灵活，配置伸缩性强，可平滑升级：根据业务需求区域灵活　

准不支持用户终端的移动性，支持的常用接入距离为７至１０ｋｉｎ，最大　

部署基站，网络建设初期，可选用最小配置，根据业务增长，逐步增加　

可达５０ｋｉｎ，从而使８０２．１６ａ成为适合“最后１Ｋｍ”接入的解决方案。　

２００４年６月推出的ＩＥＥＥ　８０２．１６ｄ是对８０２．１６ａ标准的进一步补　

设备；

一无“最后一公里”瓶颈限制：作为一种无线城域网技术，它可以　

充和完善，重点是增强设备的互操作性。　

—Ｆｉ热点连接到互联网，也可作为ＤＳＬ等有线接入方式的无线　

ＩＥＥＥ组织在完成ＩＥＥＥ　８０２．１６ｄ标准制定后，除继续与ＷｉＭＡＸ　

将Ｗｉ

扩展，实现最后一公里的宽带接入；　

组织合作制定８０２．１６ｄ的互操作性规范之外，其工作重点转向８０２．１６ｅ　

■同时支持数百个企业级和家庭ＤＳＬ连接；　

（为移动电话和设备制定）。ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ标准作为ＩＥＥＥ　８０２．１６／１６ａ标　

■提供广泛的多媒体通信服务：能够实现电信级的多媒体通信服　

准的扩展和延伸，其目的是在终端固定情况下增加终端有限的移动能　

力。　

务．支持语音、视频和Ｉｎｔｅｒｎｅｔ。　

目前业界关注的主要是固定ＷｉＭＡＸ（８０２．１６ｄ）和移动ＷｉＭＡＸ　

（８０２．１６ｅ）。８０２．１６ｄ使用２—６６ＧＨ：频段，针对的是固定宽带无线接人。　

３．ＷｌＭＡＸ技术的应用　

３．１典型应用场景介绍　

以８０２．１６标准为基础的ＷｉＭＡＸ无线接入技术可应用于固定、游　

８０２．１６ｅ规定了可同时支持固定和移动宽带无线接人的系统，工作在　

２—６ＧＨｚ适于移动性的许可频段，可支持用户站以车辆速度移动。被认　

牧、便携、简单移动和自由移动这５类业务。

这些应用场景的区别在于ＳＳ的移动性、移动中的切换、无线资源　

为是宽带无线城域网（ＷＭＡＮ）的理想解决方案。　

管理、ＱｏＳ和功率控制等方面。典型场景包括：面向家庭和企业，在尚未　

２．ＷｌＭＡＸ的关键技术及特点　

铺设ｘＤＳＬ的地区提供无线宽带接入服务：蜂窝通信基站之间的无线　

延伸网络覆盖范围；实现室内外Ｗｉ—Ｆｉ热点区域的覆盖；支持移　

ＷｉＭＡＸ的空中接口包括媒体访问控制层（ＭＡＣ）和物理层（ＰＨＹ）ｏ　

连接，

动终端的无线接入。保证移动用户在Ｗｉ—Ｆｉ网络和ＷｉＭＡＸ网络中无　

ＷｉＭＡＸ的ＭＡＣ层采用的是时分多址（Ｔ　ＤＭＡ）方式，可以是ＴＤＤ双工　

模式或ＦＤＤ双工模式。这种多址方式能保证传输时延，支持面向连接　

缝漫游等。对于电信运营商来说ＷｉＭＡＸ可以作为高速数据传输的辅　

２．１ＷｉＭＡＸ的关键技术　

的业务，也是系统提供ＱｏＳ（Ｈ￣务质量）和宽带动态分配的基础。它的　

助手段。

３．２举例分析　

ＭＡＣ层提供了面向连接的传送机制，并针对不同ＱｏＳ要求来传送和　

３．２．１ｌｎｔｅｒｎｅｔ接入　

调度物理层数据。基本在每条ＭＡＣ层消息头都携带了业务参数来体　

针对有综合布线的小区和大楼，在楼顶安装ＷｉＭＡＸ客户端的室　

现不同应用的ＱｏＳ要求，能支持固定比特率、实时流、非实时流和尽力　

外单元ＯＤＵ，并在建筑物或小区内安装用户侧室内单元和以太网交　

而为四种类型的业务参数。　

ＷｉＭＡＸ可按用户需要动态分配传输带宽，在多用户、多业务的情　

换机，利用现有综合布线接入用户，通过无线空中接口提供宽带上网　

ＭＡＸ真正实现了宽带无线化，使互联网摆脱了线的束缚，与　

况下提高了频谱和设备的利用率。在ＷｉＭＡＸ技术的应用下，无线信　

服务。Ｗｉ

此同时，ＷｉＭＡＸ又能根据用户需求提供高带宽，使终端用户真正体验　

道的衰落现象非常显著，在质量不稳定的无线信道上运用ＴＣＰｄＰ协　

议效率很低，因此ＷｉＭＡＸ技术在链路层加人了ＡＲＱ（自动重发请　到高科技所带来的极速体验。　

求），减少到达网路层的信息差错，可大大提高系统业务吞吐量　

３．２．２网吧、话吧　

话吧主要采用了软交换ＶｏｌＰ（ＶＯＩＣＥ　ＯＶＥＲ　ＩＰ），是瓶一代网络　

ＷｉＭＡＸ在ＭＡＣ层的加密子层为无线接口定义了认证、安全密钥　

交换以及协议封装等规范。可通过对用户的身份认证及数据加密等途　通信技术进行电话超市的商业运营。目前ＶｏｌＰ通信技术已经广泛运　

径，确保数据传输安全，以保障用户信息安全，尤其是企业用户商业应　

用于语音运营业务，尤其是在电话超市业务中的运用中，收益最显著

用数据的安全　

而且语音质量已可以与传统电路相媲美。而网吧主要（下转第１６６页）　

．　

１０１　

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科技信息　０高校讲台０　ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ　ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ　２００７年第３２期　

工科高等数学教学改革几点思考　

张金羽　

（河南工业大学理学院　河南　郑州４５００５２）　

【摘要】本文阐述了数学学科的特点，阐明了高校高等数学教学改革要突出创新意识，注重数学思想，数学应用。　

【关键词】素质教育；教学改革；数学思想；教学模式　

１．前言　

且可以提高学生发现问题和解决问题的能力及刨新能力。第一增加　

教育是一个民族的生存之本．高等教育是一个民族发展之源。近　

数学史的介绍。第二适当增加一些教学内容。第三增加应用性较强　

些年，素质教育已经成了社会各界的共识。如今，自然科学数学化，社　

的近似计算的内容。第四着重基本运算．淡化运算技巧。第五适当增　

会科学也趋于数学化，数学在各个领域的影响日趋深入，数学已成为　

删应用问题　

一

门地道的横断学科，它对于人类文明的发展及进步无疑正发生着十　

３．３改革教学方法、模式高等数学教学的基本任务，自然是向学　

分重要的作用。高等数学是工科学生必修的重要基础课，通过这门课　

生传授《高等数学》课程的基本知识，但仅仅做到这一点是远远不够　

的学习，我们要使学生掌握数学这门语言、工具，更重要的是让学生掌　

的。我们认为，高等数学教学的根本目的，不仅仅是传授高等数学的基　

握数学思想，这对增长他们的知识，培养他们解决实际问题的能力。提　

本知识，而且，应该在传授知识的同时。不断地培养和提高学生的数学　

高他们的综合素质都有重要和深远的意义。有鉴于此，我们需要重新　

素质，这种数学素质，集中体现在培养学生的数学思维、数学方法、数　

审视高校的数学教育。通过改革、探索，找到高素质人才培养的方法和　

学运用和数学应用能力几个方面。如何在十分有限的课堂教学中培养　

途径。下面谈谈在实践当中感悟到的几点肤浅认识。　

和提高学生的数学素质呢？我们拟从以下几个方面着手：第一注重基　

２．应掌握数学这门学科的特点　

本定理的严格逻辑推演，以培养学生的逻辑思维。第二适当采用“发　

掌握数学学科的特点是提高高等数学教学质量、培养高素质人才　

散式”教学方法。以培养学生的“发散思维”。第三适当采用“发现式”　

的的重要一环。这门学科的本质决定了这门学科具有自己鲜明的特　

教学方法，以培养学生的“刨新思维”。第四加强综合运用能力的培　

点：１　１高度的抽象性；１．２体系的精确严密性；１　３结论的前瞻性；１　４　

养。第五按照循序渐进的学习原则，设计两大学习层次，一是基本学　

人文性；１．５美学性；１．６应用的广泛。　

习层次：其中包含基本概念、定理等的学习、内容小结与考点分析、课　

３．关于高数教学改革的几点感悟　

堂练习和课后练习等多个学习环节；二是综合提高层次，其中包含基　

３．１充分利用各种手段。使学生感到数学有趣、有用　有效的数学　

本知识点总结、典型例题、综合运用练习、考研真题分析和测试等多个　

学习活动不能单纯地依赖模仿与记忆。动手实践、自主探索与合作交　

教学环节。后一层次也非常适合高年级准备考研的同学做考前学习辅　

流是学生学习数学的重要方式。首先，数学教学要充分体现素质教育　

导之用。　

的要求。其次，数学的教学应和其他学科以及整个外部世界联系起来。　

４．结束语　

封闭起来教学不利于使学生了解数学的概念、方法和理论的来龙去　

为了适应社会发展对人才数学素质的要求。高等数学教学改革是　

脉．不利于学生运用数学的方法和思想来解决纷繁的实际问题　不利　

必然的趋势。改革中一定要充分体现素质教育的理念。并且应对改革　

于培养学生的数学素养，更不利于提高学生的综合素质。长期以来数　

带来的其他效应要有充分的准备。改革是一个庞大的工程，需要各方　

学的教学一直没有找到一个有效的方式。将数学学习与丰富多彩的现　

的通力合作。许多的高校在实践中取得了丰硕的成果。许多教育工作　

实生活联系起来，以致使学生在学了许数学知识以后，感觉到毫无用　

者为此也付出了艰辛的努力。本文是笔者在教学工作中的一点肤浅体　

处。在课堂上经常有学生问“这个那个概念、理论有什么用啊？”这样的　

会，希望能与各位同事进一步交流沟通，为进一步提高教学质量，培养　

问题。为此，应增加数学建模和数学实验课程，以配合数学的教学。为　

出新一代的高素质人才而努力。　

数学与外部世界之间打开一个交流的通道，使数学不再封闭，这将对　

提高学生的数学学习兴趣产生巨大的作用。也会让学生感到数学不再　

【参考文献】　

是毫无用处。　

［１］王爱云，张燕　高等数学课程建设和教学改革研究与实践叨　数学教育学报　

３．２改革教学内容和体系　如今的高等数学的教学内容和体系，　

２００２．１１（２）：８４＿一８７．　

很难满足各个方面对数学的要求。为此，须对高等数学的教学内容和　

［２］杨东升等．现代教育技术与数学教学改革探讨【Ｊ］．高等数学研究２００１．（３）：　

体系进行必要的改革：去掉一些当前高等数学课中的一些传统的。但　

２９—３２．　

［３］刘来福．增强应用意识，激发创新精神叨．数学的实践与认识２００１．３１（５）：　

现实又很少用的内容。并开设一些反映现代数学思想的应用性较强的　

６１　８—６２２．　

数学课。根据各专业的特点开设具有专业特色的数学课程，突出应用。　

并辅助以各种形式让学生了解一些现代数学思想和方法。这样不仅可　

［责任编辑：张新雷］　

以调动学生的学习积极性和潜能．提高他们自我掌握知识的本领，而　

（上接第１Ｏ１页）需要高速率的Ｉｎｔｅｍｅｔ接人，经营Ｉｎｔｅｒｎｅｔ上网、在线　移动终端用户等提供优良的最后一公里的接人，其发展潜力巨大。随　

网络游戏、语音聊天（ＱＱ，ＭＳＮ等）、在线视频点播播放电影等业务。　

着技术的日益成熟和完善、ＷｉＭＡＸ设备的大批量上市及终端成本的　

３．２．３村村通工程　

对于农村和偏远地区的低端用户来讲，通信业务主要集中在廉价　

下降，ＷｉＭＡＸ技术　毖的高速接入网应用将会在市场具有广阔的发　

展前景和市场机会。　

的语音电话和小数据流量的业务。农村通信服务要求系统覆盖范围　

大。不依赖线缆的铺设，接人速度快，成本低。ＷｉＭＡＸ（８０２　１６ｄ）技术非　

【参考文献】　

常适合这一市场，提高了我国农村普遍服务的质量，在更短的时间内　

『１］１ＥＥＥ　８０２　１６—２００４，固定宽带无线接人系统空中接口标准［Ｓ］　

缩小与城市之间的“数字鸿沟”。　

ｆ２］ＩＥＥＥ　８０２．１６ｅ．固定和移动宽带无线接人系统空中接口标准［Ｓ］　

４．结束语　

［３］ＷｉＭＡＸ　Ｗｅｂ．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｗｉｍａｘｆｏｒｕｍ　

ｆ４］ＷｉＭＡＸ　Ｆｏｒｕｍ．ＷｉＮＩｔ４１Ｘ　ａｎ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　ｔｏｏｌ　ｔｏ　ｂｒｉｄｇｅ　ｔｈｅ　ｄｉｇｌｔａｌ　ｄｉｖｉｄｅ．２００５　

本文简要介绍了宽带无线接人技术ＷｉＭＡＸ的概况及其主要技　

［５］王茜．王岩．无线城域网ＷｉＭＡＸ技术及其应用，２００４．　

术特点及发展趋势。　

作为宽带无线接人领域的新秀，ＷｉＭＡＸ可以为家庭、企业及个人　

［责任编辑：杨绍军］　

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