WiMAX技术特点和应用前景分析

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  [摘要]WiMAX技术具有传输距离远、传输速率高、容量大、信道宽度灵活、安全性高等特点。随着该技术被ITU批准为入第三代移动通信技术的最新标准,“无线城域网”的概念已经进入了“滨海新区信息化发展合作协议”。首先对IEEE802.16标准的内部结构进行介绍,又对利用该技术的组网方式进行了分析,最后得出WiMAX技术的应用在我国信息化的过程中具有良好的发展前景。
  [关键词]WiMAX IEEE802.16
  中图分类号:TP2 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2008)0920067-01
  
  一、WiMAX的特点和发展中需要注意的方面
  
  (一)WiMAX的作用突出表现在以下几个方面:
  1.可较好满足一系列现实市场驱动需求,如信号强度/价格比折衷、增强比特速率与覆盖,在固定、游牧基础上增加移动能力至50km/小时~120km/小时或更高,以适应热点区域用户的组合移动需求。
  2.跟紧NGN及IMS-FMC等概念,利用基于IP模式的多业务能力优势,以规模量产及价廉物美方式推进VoIP、数据及视频多媒体业务发展。
  3.强有力地加速推进标准化工作、开放标准与接口,注着基础及应用芯片规模量产与认证测试,有助确保价位有吸引力及多厂商环境下的互联互通与互操作性。
  4.以移动性、提速、价位为吸引力主体,给3G的演进发展以压力与竞争动力,加速其标准化及演进步伐,有利于用户及市场发展。
  (二)WiMAX发展存在的几大问题主要体现在:
  1.频率规划支持问题。必须尽一切努力促进全球/区域与国家的频率规划支持。
  2.及时提供价位有吸引力、实用有效的芯片规模量产。
  3.重要运营商的支持问题,必须通过实用芯片规模量产及合理的市场定位吸引全球重要运营商的支持。
  4.IEEE系列标准的有效协调与避免不合理、甚至有害的重复与竞争问题。
  
  二、IEEE802.16技术标准结构
  
  (一)IEEE 802.16的技术特点
  IEEE 802.16技术是宽带无线接入技术,通过接入核心网向用户提供业务,核心网通常采用基于IP协议的网络。IEEE 802.16技术可以应用的频段非常宽,包括10 GHz~66 GHz频段、11 GHz以下许可频段和11 Ghz以下免许可频段。
  IEEE 802.16d/e的物理层可选用单载波、正交频分复用(OFDM)和正交频分多址(OFDMA)共3种技术。单载波选项主要是为了兼容10~66 GHz频段的视距传输(OFDM和OFDMA只用于大于11 GHz的频段)。IEEE 802.16d OFDM物理层采用256个子载波,OFDMA物理层采用2048个子载波,信号带宽从1.25~20 MHz可变。IEEE 802.16e对OFDMA物理层进行了修改,使其可支持128、512、1024和2048共4种不同的子载波数量,但子载波间隔不变,信号带宽与子载波数量成正比。这种技术称为可扩展的OFDMA(Scalable OFDMA)。IEEE 802.16d/e标准支持全IP网络层协议,IEEE 802.16d/e设备可以作为一个路由器接入现有的IP网络。同时,IEEE 802.16协议也可以通过一个ATM汇聚子层将ATM信元映射到MAC层,这意味着WiMAX支持与3G系统的互通和融合。IEEE 802.16标准在MAC层定义了较为完整的服务质量(QoS)机制,可以根据业务的需要提供实时、非实时的不同速率要求的数据传输服务。MAC层针对每个连接可以分别设置不同的QoS参数,包括速率、延时等指标。
  (二)IEEE 802.16物理层
  物理层(PHY)由传输汇聚子层(TCL)和物理媒质依赖子层(PMD)组成,通常说的物理层主要是指PMD。物理层定义了两种双工方式:TDD和FDD,这两种方式都使用突发数据传输格式,这种传输机制支持自适应的突发业务数据,传输参数(调制方式、编码方式、发射功率等)可以动态调整,但是需要MAC层协助完成。
  (三)IEEE 802.16 MAC层
  IEEE 802.16 MAC层规范和大多数协议一样采用分层结构,共分为3个子层,包括汇聚子层(CS)、公共部分子层(CPS)和安全子层。CS子层负责和高层接口,汇聚上层不同业务;CPS子层实现主要MAC功能,CPS子层可分为数据平面和控制平面;安全子层负责MAC层认证和加密功能。
  
  三、结论
  
  鉴于此技术的竞争优势,如低廉的价格、大覆盖范围、新建网络快速等,对于新兴的网络运营商或边远地区来说,WiMAX将具有更大的吸引力。如中国西部地区网络架设,人口密度小,线路利用率不高,若用DSL线缆,那成本是可想而知的,而且维护也困难,这部分投入是几乎不可能收回的;若采用无线网络,会比线缆好很多,尤其是用WiMAX架设,其覆盖50 km,也就是每50 km只要一个WiMAX铁塔就可以满足这个区域的需要了。所以WiMAX可以很好解决边远地区网络架设的需要。再由于其价格低廉(这个也只是相对而言,因为目前还只是测试的网络产品而已,等到量产了之后价格就会降下来了),新建网络快速,这个也跟其覆盖能力和吞吐量有关,所以如果要在短时间内架设一个网络的话,那WiMAX是再好不过的选择了,会受到各大网络运营商的青睐。
  
  参考文献:
  [1]高泽军,WiMAX技术发展趋势,当代通信,2006年2期.
  [2]罗慧、吴国新,WiMAX关键技术研究,广西通信技术,2006年01期.
  [3]李春媛、刘培植、徐国鑫,WiMAX技术应用及网络规划,通信世界2006年18期.
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