WiMAX技术发展趋势

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2024年5月27日发(作者：)

维普资讯

技术探讨　

ＷｉＭＡＸ技术发展趋势　

高泽军■山东省临沂电视台　

ＷｉＭＡＸ技术概念、产生背景　

为了促进和认证符合ＩＥＥＥ　８０２．１　６和ＥＴＳＩ　ＨｉｐｅｒＭＡＮ　

标准的宽带无线接入设备的兼容性和互操作性，并推动　

该技术的大规模使用，由一些主要的通信部件及设备制　

造商结成了一个工业贸易联盟组织，即ＷｉＭＡＸ，而ＩＥＥＥ　

８０２

．

１　６标准又被称之为“ＷｉＭＡＸ技术”。ＷｉＭＡＸ的全名　

是微波接入全球互通（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ　Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ　ｆｏｒ　Ｍｉｃｒｏ—　

ｗａｖｅ　Ａｃｃｅｓｓ），又叫全球微波接入互操作性，ＷｉＭＡＸ又称　

为广带无线接入（Ｂ　ｒｏａｄｂａｎｄ　Ｗｉ　ｒｅｌｅｓｓ　Ａｃｃｅｓｓ，ＢＷＡ）标准。　

ＷｉＭＡＸ论坛由诺基亚、Ｈａｒｒｉｓ　Ｃｏｒｐ、Ｅｎｓｅｍｂｌｅ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａ－　

ｔｉｏｎ和Ｃｒｏｓｓｐａｎ网络公司于２００２年４月发起成立，之后　

ＷｉＭＡＸ论坛进行大幅扩军，不仅吸收了Ａｌｖａｒｉｏｎ、Ａｐｅｒｔｏ　

和Ａｉ　ｒＳｐａｎ等无线宽带接入厂商，而且将Ｉｎｔｅｌ、Ｐｒｏｘｉｍ和　

Ｆｕｊｉｔｓｕ等８０２．１　１厂商也纳入进来，同时ＯＦＤＭ（ｚＴ＿交频分　

复用）论坛也加入到ＷｉＭＡＸ论坛。　

美国电气和电子工程师协会（ＩＥＥＥ）于１　９９９年设立　

８０２．１　６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１　Ｋｍ的宽　

带无线城域网的接入问题。　

ＩＥＥＥ　８０２

．

１　６标准最初于２００１年制定，使用的频率　

范围为１　０　６６ＧＨｚ，由于频率较高，需要系统在视距范　

围内进行通信。２００３年１月，ＩＥＥＥ对８０２．１　６进行了修　

改，修改后的协议为８０２．１　６ａ，使用的频率范围主要为　

２　１　１ＯＨｚ。频率的降低以及一些新技术的采用使得其　

可以在非视线范围内工作，８０２．１　６ａ标准支持１．５　

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。标准不支持用户终端的移动性，　

支持的常用接入距离为７　１　Ｏｋｍ，最大可达５０ｋｍ，从　

１　Ｏ２　

而使８０２．１　６ａ成为适合“最后１Ｋｍ”接入的解决方案。２００４　

年６月推出的ＩＥＥＥ　８０２．１　６ｄ是对８０２．１　６ａ标准的进一步　

补充和完善，重点是增强设备的互操作性。　

ＩＥＥＥ组织在完成ＩＥＥＥ　８０２．１　６ｄ标准制定后，除继续　

与ＷｉＭＡＸ组织合作制定８０２．１　６ｄ的互操作性规范之外，其　

工作重点转向８０２．１　６ｅ（为移动电话和设备制定的）。ＩＥＥＥ　

８０２

．

１　６ｅ标准作为ＩＥＥＥ　８０２．１　６／１　６ａ标准的扩展和延伸，　

８０２．１　６ｅ的目的是在终端固定情况下增加终端有限的移　

动能力。２００５年底发布８０２．１　６ｅ标准（８０２．１　６ｅ的标准化　

工作２００５年底完成，芯片２００６年推出，商用预计２００７　

年开始），该系列标准引起业界广泛关注，被认为是宽　

带无线城域网（ＷＭＡＮ）的理想解决方案。　

ＷｉＭＡＸ的本质就是一种用来确保来自不同厂商的无　

线设备可以在高速的环境下交互使用的技术标准。一个　

单一的ＷｉＭＡＸ发射器可以把语音、视频以及数字信号传　

输到５０Ｋｍ以外的地方，传输速度高达７０Ｍｂ／ｓ。ＷｉＭＡＸ主　

席宣称ＩＥＥＥ８０２．１　６ａ为“仅次于ＣＡＴＶ和ＤＳＬ线路的第三　

大宽带线路”。可见，ＷｉＭＡＸ将最先应用于最后１Ｋｍ接入。　

ＷｉＭＡＸ论坛的建立可以帮助消除大规模使用宽带无　

线接入（ＢＷＡ）技术所面临的各种障碍。在这些方面，论　

坛与服务供应商和管理部门紧密合作，确保获得ＷｉＭＡＸ　

论坛认证的系统能够符合客户和政府的要求。作为致力　

于宽带无线接入（ＢＷＡ）产品的互操作性认证的唯一专业　

组织，ＷｉＭＡＸ论坛将阐释技术标准，并进行相关的一致　

性和互操作性测试，确保不同供应商的系统能够实现无　

缝连接。那些通过一致性和互操作性测试的产品将获得　

“ＷｉＭＡＸ论坛认证”标志。将此技术与需要授权或免授　

权的微波设备相结合后，由于成本较低，将扩大宽带无　

线市场，改善企业与服务供应商的认知度。　

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■当代通信　

与其它技术的对比　

传输数据信号，所以非常容易受到来自外界的攻击，无　

线电波能穿透墙壁和隔板，黑客可以比较轻易地在电　

由于ＷｉＭＡＸ技术具备传输距离远、数据速率高、能　波的覆盖范围内盗取数据甚至进入未受保护的公司内　

传数据和语音等多种高质量业务、受地理环境等客观条　

部局域网。　

件限制少等优势，尤其是在电话双绞线和同轴电缆难以　同样与Ｗｉ—Ｆｊ技术相比较，ＷｉＭＡＸ技术优势似乎更　

覆盖的区域和临时通信需要的领域，具有较大得优势。　加明显，Ｗｉ—Ｆｉ能够支持的范围非常有限：只有几百米。　

更重要的是，ＷｉＭＡＸ技术兼具了基于线缆的传统宽带接　ＷｉＭＡＸ所能提供的宽带网络连接速度同Ｗｉ—Ｆｉ不相上下，　

入的带宽优势，以及无线接入的灵活性与移动性，并能　

够提供可满足语音和视频服务应用的ＱｏＳ服务质量支　

持，使得ＷｉＭＡＸ技术大有替代３Ｇ和ｗｉ—Ｆｉ之势。　

１．ＷｉＭＡＸ技术与ｗｉ—Ｆｉ技术对比　

Ｗｉ－Ｆｉ是Ｗｉ　ｒｅｌｅｓｓ　Ｆｉｄｅｌｉｔｙ的缩写，意指无线高保真，　

Ｗｉ－Ｆｉ技术包括ＩＥＥＥ　８０２　１］ａ、ｂ和ｇ规范以及８０２．１　１　ｎ规　

范。ＩＥＥＥ　８０２．１　１　ｂ标准，在２．４ＧＨｚ频率上工作，提供的　

带宽是１］Ｍｂｉｔ／ｓ。８０２．１　１　ａ的工作频率是５ＧＨｚ，带宽为　

５４Ｍｂｉｔ／ｓ。８０２　１　１　ｇ的工作频率和１］ｂ相同，也是２．４ＧＨｚ，　

带宽提升为５４Ｍｂｉｔ／ｓ。８０２．１　１　ｅ带来可靠的多媒体功能，　

家用网络面对的挑战，就是为多媒体、图像和声音找到　

可靠的无线传送方式。８０２．１　１　ｎ把速度推上１　ＯＯＭｂｉｔ／ｓ。　

ｗｉ—Ｆｉ是第一项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。　

ｗ　—Ｆ　有着“无线版本以太网”的美称。由于目前　

的以太网标准（ｒＥＥＥ　８０２．３标准）几乎已经成为局域网的　

代名词，世界上至少有８Ｏ％以上的局域网采用以太网　

技术。而ＷＬＡＮ同样为ＩＥＥＥ制订的标准，所以其几乎可　

以视为以太网标准在无线领域的延伸。这使ＷＬＡＮ在应　

用上具备无痕过度和顺利安装的特点。ＷＬＡＮ的安装及设　

置相当简单——当需要在某个区域建立网络连接时，只　

需要在一定范围内设立相应的接入点就可以了，规划、　

布线、测试等传统工序可以被忽略。而且当用户需要增　

加、拆卸和迁移时的操作也非常简单。ＷＬＡＮ的综合成本　

非常低。　

虽然Ｗｉ－Ｆｉ拥有很多优点，但是它存在的安全隐患　

却是一个致命的缺点。Ｗｉ－Ｆｉ采用的是射频（ＲＦ）技术，通　

过空气发送和接收数据。由于无线网络使用无线电波　

但它的传输距离却高达５０Ｋｍ。在安全性上，ＷｉＭＡＸ技术　

在ＭＡＣ层中有一个专用子层提供认证、保密和加密功　

能，ＩＥＥＥ　８０２．１　６ｅ中认证硬件可应用于便携式解决方案，　

面向服务区内漫游的用户，支持类似于Ｗｉ—Ｆｉ但更加持　

久稳固的连接性。有人认为ＷｉＭＡＸ将取代Ｗｉ－Ｆｊ，也有　

人认为ＷｉＭＡＸ不会取代Ｗｉ—Ｆｉ，双方将在无线接入中互　

补。ＷｉＦｉ和ＷｉＭＡＸ技术分别解决“最后１　ＯＯｍ”和“最后　

１　Ｋｍ”问题，因而具有不同的定位和用途，Ｗｉ—Ｆｌ解决　

的是无线局域网的接入问题，而ＷｉＭＡＸ解决的是无线城　

域网的问题。Ｗｉ—Ｆｉ可以通过室外天线，利用ＷｉＭＡＸ技　

术直接与骨干网相联，而可以不采用当前Ｗｉ－Ｆｉ网络需　

要将无线接入点通过有线网络与骨干网相连的方式，　

Ｗｉ－Ｆｉ不支持ＱｏＳ，ＷｉＭＡＸ具有基于ＭＡＣ层的ＱｏＳ，支持　

不同业务类型。　

２．ＷｉＭＡＸ技术与３Ｇ技术对比　

ＩＥＥＥ　８０２．１　６ｅ自提出以来一直都比较引人关注，尤　

其是８０２　１　６ｅ与３Ｇ的关系，存在多种不同的观点：有的　

观点认为８０２．１　６ｅ会取代３Ｇ，有的则认为８０２．１　６ｅ不可　

能取代３Ｇ，只是３Ｇ的互补技术。　

从标准化程度上看，８０２．１　６ｅ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８０２．１　６ｅ所包含的范围之内。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，８０２．１　６ｅ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　

和其它８０２．１　６ｅ终端。８０２．１　６ｅ接入ＩＰ核心网，也可以提　

供ＶｏｌＰ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。８０２．１　６ｅ牺牲了移动性换　

１　Ｏ３　

维普资讯

技术探讨　————一　

取了数据传输能力的提高，它的数据带宽优于３Ｇ系统。　

畏、退避三舍，更何况对中国３．５ＯＨｚ频段这一资源很有　

尽管ＷｉＭＡＸ传输速率可达到３０的１　０倍甚至更高，其　

限的ＭＭＤＳ宽带无线接入系统，经过几轮方案更新及技　

覆盖范围用低阶调制时可与３Ｇ匹敌甚至更远，但这不　术创新后，各类设备已具备相当优良的性价比，ＷｉＭＡＸ　

是３Ｇ标准的以无线广域网ＷＷＡＮ为基本模式、以公众语　如果按上述类似的价位参与竞争将面临严峻的挑战。　

音及多媒体数据为内容、在全球范围内漫游的个人手机　

ＷｉＭＡＸ与３Ｇ技术存在诸多重叠的功能，具有一定的竞争　

终端的基本市场定位，本质上ＷｉＭＡＸ是作为３Ｇ及３Ｇ演　

关系，但它们分别是城域网（ＭＡＮ）与广域网（ＷＡＮ）两　

进的一种无线城域网、多点基站互联的重要支持手段，　个层次的领域内的技术，具有不同的市场定位，可以在　

两者潜在的市场存在差异。　

从覆盖范围上看，８０２　１　６ｅ为了获得较高的数据接入　

带宽（３０Ｍｂｉｔ；／ｓ），必然牺牲覆盖和移动性，因此８０２．１　６ｅ　

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，主要应用会集中在低速移动状态下的数　

据接入。３Ｇ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８０２．１　６ｅ则正在试图寻找２～６ＯＨｚ之间的频率资　

源，各个国家目前可用的频率都不一致。因此，８０２．１　６ｅ　

最终获得足够的全球统一频率存在一定难度。　

虽然８０２．１　６ｅ在数据能力上要优于３０，ＷｉＭＡＸ无线电　

频谱可能是免费的，而使用这种技术的运营商所需要的　

基站也较少。但是从标准化、全球统一频谱、技术特性　

等多角度考虑，８０２　１　６ｅ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覆盖问题。　

发展趋势　

ＷｉＭＡＸ技术标准制订后，其应用发展可分为以下几　

个阶段：　

第一阶段：与其它技术共存。由于运营商、设备制　

造商对其它技术如ｗｊ—Ｆｉ、３０等已经进行了大量投入并　

有了很多应用，尽管ＷｉＭＡＸ技术对这些技术存在冲击，　

运营商不可能放弃已经付出的投资，ＷｉＭＡＸ与ｗｉ—Ｆｉ、３Ｇ　

在相当长时间内将会互补共存，并在重叠区有一定程度　

的彼此竞争，对此，保持这些系统应用之间的有效互联　

互通及增强其自身竞争力亦是ＷｉＭＡＸ面临的重要任务。　

ＷｉＭＡＸ面临的首要挑战依然是其建设成本和设备价格。　

目前ＭＭＤＳ多点多信道分布式系统，包括ＷｉＭＡＸ天线部　

署在内的每个用户成本高达３０００美元左右，这不仅使　

运营商难以获得足够的投资回报，也会使用户望而生　

１　０４　

总体网络框架中优势互补。在３Ｇ网络建成后可以用８０２．　

１　６ｅ技术来进行补充，ＷｉＭＡＸ技术的初级业务长时间内将　

是以数据为主、话音为辅，其终端将先与电脑结合，然　

后和手机结合，并将会出现ＷｉＭａｘ和３Ｇ双模式手机。这　

一

段也是政策调整期，政策将更趋合理化。　

第二阶段：ＷｉＭＡＸ技术强烈冲击３０、Ｗｉ－Ｆｉ技术。　

经过一段共存期，进入平等竞争期，由于ＷｉＭＡＸ技术　

与　、ｗｊ—Ｆｉ技术相比存在强大的优势，ＷｉＭＡＸ市场将　

逐步超过Ⅺ、ｗｉ—Ｆｉ，ＷｉＭＡＸ技术、市场成熟后，人们　

不再考虑ｗｉ—Ｆｉ，Ｗｉ—Ｆｉ与ＷｉＭＡＸ相比已经毫无优势可　

言，ＷｉＭＡＸ最终让ｗｉ—Ｆｉ出局。尽管高速的数据访问被　

认为是ＷｉＭＡＸ对消费者产生吸引力的主要因素，但为　

了获得生存所必需的财源，随着政策的合理化，运营　

商必然捆绑ＶｏｌＰ等功能，对于用户而言，捆绑ＶｏｌＰ功　

能的ＷｉＭＡＸ终端看不到哪一点比３Ｇ差，更重要的是捆　

绑ＶｏｌＰ功能的ＷｉＭＡＸ的资费会比３Ｇ低很多。同时没有　

３Ｇ频谱许可证的运营商也可以借此提供便携和漫游宽　

带服务。而拥有３Ｇ频谱和服务的运营商能做的是为使　

用ＷｉＭＡＸ／３Ｇ双模智能手机的漫游用户提供重叠ＷｉＭＡＸ　

宽带服务。　

第三阶段：由ＷｉＭＡＸ技术和３Ｇ技术互补向４Ｇ过渡。　

ＷｉＭＡＸ技术可以保证用户在低速移动的前提下，进行高　

速数据接入，ＷｉＭＡＸ数据传输能力高于现在的３Ｇ标准，　

而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，３Ｇ覆盖是连续的，用户可以实　

现不问断的通信。ＷｉＭＡＸ技术和３Ｇ技术互补融合向４Ｇ　

过渡，４Ｇ将为用户提供高速数据接入，高ＱｏＳ的话音、　

视频等实时业务，秉承ＷｉＭＡＸ技术低成本方案，可能采　

用免费频段和基于ＩＰ的实时业务技术。雹ｒ　

编辑／京生ｃｈｅｎ￣ｊｉｎｇｓｈｅｎｇ＠ｔｘｂｌ　ｎｅｔ　

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