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關(guān)鍵詞：WiMAX 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 802.16e
上世紀(jì)９０年代，寬帶無(wú)線接入技術(shù)快速的發(fā)展起來(lái)，但是一直沒(méi)有統(tǒng)一的全球性標(biāo)準(zhǔn)。１９９９年，ＩＥＥＥ－ＳＡ成立了８０２．１６工作組專門開(kāi)發(fā)寬帶固定無(wú)線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，目標(biāo)就是要建立一個(gè)全球統(tǒng)一的寬帶無(wú)線接入標(biāo)準(zhǔn)。為了促進(jìn)這一目的的達(dá)成，幾家世界知名企業(yè)還發(fā)起成立了ＷｉＭＡＸ論壇，力爭(zhēng)在全球范圍推廣這一標(biāo)準(zhǔn)。ＷｉＭＡＸ的成立很快得到了廠商和運(yùn)營(yíng)商的關(guān)注，并積極加入到其中，很好的促進(jìn)了８０２．１６標(biāo)準(zhǔn)的推廣和發(fā)展。
�。桑牛牛� ８０２．１６體系標(biāo)準(zhǔn)的推出一直以來(lái)都比較引人關(guān)注，特別是有英特爾這樣的業(yè)界巨頭推動(dòng)。隨著ＷｉＭＡＸ組織的發(fā)展壯大加快了８０２．１６標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展，特別是移動(dòng)ＷｉＭＡＸ——８０２．１６ｅ標(biāo)準(zhǔn)的提出更加引人注意。
ＷｉＭＡＸ技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀和發(fā)展
１． ８０２．１６的工作范圍
�。桑牛牛裴槍�(duì)特定市場(chǎng)需求和應(yīng)用模式提出了一系列不同層次的互補(bǔ)性無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)，其中已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)系列包括應(yīng)用于家庭互連的ＩＥＥＥ ８０２．１５標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用于無(wú)線局域網(wǎng)的ＩＥＥＥ ８０２．１１標(biāo)準(zhǔn)。而ＩＥＥＥ ８０２．１６標(biāo)準(zhǔn)的提出，彌補(bǔ)了ＩＥＥＥ在無(wú)線城域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)上的空白。
�。桑牛牛� ８０２．１６標(biāo)準(zhǔn)又稱為ＩＥＥＥ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＭＡＮ空中接口標(biāo)準(zhǔn)，是工作于２～６６ＧＨｚ無(wú)線頻帶的空中接口規(guī)范。由于它所規(guī)定的無(wú)線系統(tǒng)覆蓋范圍可高達(dá)５０ｋｍ，因此８０２．１６系統(tǒng)主要應(yīng)用于城域網(wǎng)，符合該標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線接入系統(tǒng)被視為可與ＤＳＬ競(jìng)爭(zhēng)的最后一公里寬帶接入解決方案。根據(jù)使用頻帶高低的不同，８０２．１６系統(tǒng)可分為應(yīng)用于視距和非視距兩種，其中使用２～１１ＧＨｚ頻帶的系統(tǒng)應(yīng)用于非視距（ＮＬＯＳ）范圍，而使用１０～６６ＧＨｚ頻帶的系統(tǒng)應(yīng)用于視距（ＬＯＳ）范圍。根據(jù)是否支持移動(dòng)特性，８０２．１６標(biāo)準(zhǔn)又可分為固定寬帶無(wú)線接入空中接口標(biāo)準(zhǔn)和移動(dòng)寬帶無(wú)線接入空中接口標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)系列中的８０２．１６、１６ａ、１６ｄ屬于固定無(wú)線接入空中接口標(biāo)準(zhǔn)，而８０２．１６ｅ屬于移動(dòng)寬帶無(wú)線接入空中標(biāo)準(zhǔn)。
�。玻� ８０２．１６的標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀
�。桑牛牛� ８０２．１６標(biāo)準(zhǔn)系列到目前為止包括８０２．１６、８０２．１６ａ、８０２．１６ｃ、８０２．１６ｄ、８０２．１６ｅ、８０２．１６ｆ和８０２．１６ｇ７個(gè)標(biāo)準(zhǔn)， 各標(biāo)準(zhǔn)相應(yīng)的負(fù)責(zé)技術(shù)領(lǐng)域如表１所示。
[table]
標(biāo)準(zhǔn)號(hào) | 負(fù)責(zé)的技術(shù)領(lǐng)域 |
802.16 | 10-66GHz固定寬帶無(wú)線接入系統(tǒng)空中接口標(biāo)準(zhǔn) |
802.16a | 2-11GHz固定寬帶無(wú)線接入系統(tǒng)空中接口標(biāo)準(zhǔn) |
802.16e | 10-66GHz固定寬帶無(wú)線接入系統(tǒng)關(guān)于兼容性的增補(bǔ)文件 |
802.16d | 2-66GHz固定無(wú)線接入系統(tǒng)空中接口標(biāo)準(zhǔn) |
802.16e | 2-6GHz固定和移動(dòng)寬帶無(wú)線接入系統(tǒng)空中接口標(biāo)準(zhǔn) |
802.16f | 固定寬帶無(wú)線接入系統(tǒng)空中接口MIB要求 |
802.16g | 固定和移動(dòng)寬帶無(wú)線接入系統(tǒng)空中接口管理平面流程和服務(wù)要求 |
２００１年１２月頒布的８０２．１６標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)使用１０～６６ＧＨｚ頻段的固定寬帶無(wú)線接入系統(tǒng)的空中接口物理層和ＭＡＣ層進(jìn)行了規(guī)范，由于其使用的頻段較高，因此僅能應(yīng)用于視距范圍內(nèi)。
�。玻埃埃衬辏痹骂C布的８０２．１６ａ標(biāo)準(zhǔn)對(duì)之前頒布的８０２．１６標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了擴(kuò)展，對(duì)使用２～１１ＧＨｚ許可和免許可頻段的固定寬帶無(wú)線接入系統(tǒng)的空中接口物理層和ＭＡＣ層進(jìn)行了規(guī)范，該頻段具有非視距傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，覆蓋范圍最遠(yuǎn)可達(dá)５０ ｋｍ，通常小區(qū)半徑為６～１０ ｋｍ。另外，８０２．１６ａ的ＭＡＣ層提供了ＱｏＳ保證機(jī)制，可支持語(yǔ)音和視頻等實(shí)時(shí)性業(yè)務(wù)。這些特點(diǎn)使得８０２．１６ａ標(biāo)準(zhǔn)與８０２．１６標(biāo)準(zhǔn)相比更具有市場(chǎng)應(yīng)用價(jià)值，真正成為適合應(yīng)用于城域網(wǎng)的無(wú)線接入手段。
�。玻埃埃材暾桨l(fā)布的８０２．１６ｃ標(biāo)準(zhǔn)是對(duì)８０２．１６標(biāo)準(zhǔn)的增補(bǔ)文件，是使用１０～６６ ＧＨｚ頻段８０２．１６系統(tǒng)的兼容性標(biāo)準(zhǔn)，它詳細(xì)規(guī)定了１０～６６ ＧＨｚ頻段８０２．１６系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)上的一系列特性和功能。
�。福埃玻保叮錁�(biāo)準(zhǔn)是８０２．１６標(biāo)準(zhǔn)系列的一個(gè)修訂版本，是相對(duì)比較成熟并且最具有實(shí)用性的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)版本，在２００４年下半年正式發(fā)布。８０２．１６ｄ對(duì)２～６６ ＧＨｚ頻段的空中接口物理層和ＭＡＣ層進(jìn)行了詳細(xì)規(guī)定，定義了支持多種業(yè)務(wù)類型的固定寬帶無(wú)線接入系統(tǒng)的ＭＡＣ層和相對(duì)應(yīng)的多個(gè)物理層。該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)前幾個(gè)８０２．１６標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了整合和修訂，但仍屬于固定寬帶無(wú)線接入規(guī)范。它保持了８０２．１６、１６ａ等標(biāo)準(zhǔn)中的所有模式和主要特性同時(shí)未增加新的模式，增加或修改的內(nèi)容用來(lái)提高系統(tǒng)性能和簡(jiǎn)化部署，或者用來(lái)更正錯(cuò)誤、不明確或不完整的描述，其中包括對(duì)部分系統(tǒng)信息的增補(bǔ)和修訂。同時(shí)，為了能夠后向平滑過(guò)渡到支持用戶站以車輛速度移動(dòng)的８０２．１６ｅ標(biāo)準(zhǔn)，８０２．１６ｄ增加了部分功能以支持用戶的移動(dòng)性。
８０２．１６ｅ標(biāo)準(zhǔn)是８０２．１６標(biāo)準(zhǔn)的增強(qiáng)版本，目前尚未得到正式發(fā)布。該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了可同時(shí)支持固定和移動(dòng)寬帶無(wú)線接入的系統(tǒng)，工作在２～６ＧＨｚ之間適宜于移動(dòng)性的許可頻段，可支持用戶站以車輛速度移動(dòng)，同時(shí)８０２．１６ａ規(guī)定的固定無(wú)線接入用戶能力并不因此受到影響。同時(shí)該標(biāo)準(zhǔn)也規(guī)定了支持基站或扇區(qū)間高層切換的功能。８０２．１６ｅ標(biāo)準(zhǔn)面向更長(zhǎng)范圍的無(wú)線點(diǎn)到多點(diǎn)城域網(wǎng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可提供核心公共網(wǎng)接入。制定８０２．１６ｅ標(biāo)準(zhǔn)的目的是希望能夠提出一種既能提供高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)又使用戶具有移動(dòng)性的寬帶無(wú)線接入解決方案，該技術(shù)被業(yè)界視為目前唯一能對(duì)３Ｇ構(gòu)成競(jìng)爭(zhēng)的下一代寬帶無(wú)線技術(shù)。但就目前最新發(fā)布的草案Ｄｒａｆｔ３．０來(lái)看，８０２．１６ｅ標(biāo)準(zhǔn)僅提出了具有移動(dòng)特性的系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)，其中的很多具體技術(shù)細(xì)節(jié)尚未規(guī)定，若想全部完成標(biāo)準(zhǔn)還有很大的工作量。
�。福埃玻保叮鏄�(biāo)準(zhǔn)定義了８０２．１６系統(tǒng)ＭＡＣ層和物理層的管理信息庫(kù)（ＭＩＢ）以及相關(guān)的管理流程。該標(biāo)準(zhǔn)的制定工作剛處于起步階段，計(jì)劃將在２００６年發(fā)布。
８０２．１６ｇ標(biāo)準(zhǔn)制定的目的是為了規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的８０２．１６系統(tǒng)管理流程和接口，從而能夠?qū)崿F(xiàn)８０２．１６設(shè)備的互操作性和對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源、移動(dòng)性和頻譜的有效管理。該標(biāo)準(zhǔn)的制定工作剛處于起步階段，計(jì)劃將在２００７年發(fā)布。
３．下一步工作計(jì)劃
�。桑牛牛� ８０２．１６標(biāo)準(zhǔn)目前正在加緊對(duì)８０２．１６ｅ標(biāo)準(zhǔn)的研究。根據(jù)２００５年５月份 ８０２．１６ 第３７ 次會(huì)議的最新情況，對(duì)會(huì)議收到的文稿進(jìn)行了討論，除編輯性和技術(shù)性錯(cuò)誤外，仍然有部分提案集中在安全和切換這兩個(gè)方面尚未達(dá)成最后一致。但是在本次會(huì)議上成立了一個(gè)特別小組，針對(duì)本次會(huì)議的遺留問(wèn)題進(jìn)行協(xié)調(diào)。在６月中旬發(fā)布Ｄ９版本。８０２．１６計(jì)劃在２００５年７月份的第３８次會(huì)議之后，發(fā)布最終Ｄ１０版本。由此可以預(yù)見(jiàn)，８０２．１６ｅ的標(biāo)準(zhǔn)預(yù)計(jì)將在２００５年下半年完成。
值得一提的是，在ＩＥＥＥ ８０２．１６工作組下，目前并沒(méi)有任務(wù)組開(kāi)展網(wǎng)絡(luò)方面的研究。而網(wǎng)絡(luò)方面的研究工作目前正在ＷｉＭＡＸ論壇中積極開(kāi)展。ＷｉＭＡＸ論壇自成立網(wǎng)絡(luò)工作組（ＮＷＧ）以來(lái)，已經(jīng)成為ＷｉＭＡＸ Ｆｏｒｕｍ中最活躍和最受關(guān)注的工作組，它的目標(biāo)是：
·建立滿足ＳＰＷＧ和ＴＷＧ技術(shù)要求的網(wǎng)絡(luò)參考模型，以及系統(tǒng)需求說(shuō)明書；
·制定端到端的基于ＩＥＥＥ ８０２．１６標(biāo)準(zhǔn)的寬帶無(wú)線系統(tǒng)規(guī)范，滿足便攜和移動(dòng)應(yīng)用，支持全移動(dòng)性和運(yùn)營(yíng)商間漫游；
·定義在ＩＥＥＥ ８０２．１６標(biāo)準(zhǔn)和核心網(wǎng)范疇以外的ＷｉＭＡＸ網(wǎng)絡(luò)接口、網(wǎng)絡(luò)功能實(shí)體和互操作規(guī)程；
·為ＷｉＭＡＸ系統(tǒng)與其它系統(tǒng)的互聯(lián)互通打下良好的基礎(chǔ)。
目前ＷｉＭＡＸ網(wǎng)絡(luò)工作組已經(jīng)完成了Ｒｅｌｅａｓｅ １版本第二階段的初稿，正在就初稿中的各個(gè)部分進(jìn)行充分的討論，同時(shí)還成立了１０個(gè)并行的子工作組，如無(wú)線資源管理、ＡＳＮ內(nèi)部移動(dòng)性管理、ＡＳＮ間移動(dòng)性管理、安全等，并將根據(jù)需求工作組反饋的優(yōu)先級(jí)需求，盡快推出比較完備的第二階段規(guī)范。
移動(dòng)ＷｉＭＡＸ技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展備受關(guān)注
最初，８０２．１６標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)只局限在固定無(wú)線接入的范圍內(nèi)，ＷｉＭＡＸ的成員大部分也是原來(lái)的固定無(wú)線接入設(shè)備廠商和運(yùn)營(yíng)商。隨著８０２．１６ｅ的提出，ＷｉＭＡＸ的概念有了很大的突破，已經(jīng)涉足到移動(dòng)的領(lǐng)域，其目標(biāo)定在了１２０ ｋｍ／ｈ的速度下實(shí)現(xiàn)寬帶無(wú)線接入。
ＩＥＥＥ ８０２．１６ｅ是移動(dòng)寬帶無(wú)線接入標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)后向兼容ＩＥＥＥ ８０２．１６ｄ。ＩＥＥＥ ８０２．１６ｅ的物理層實(shí)現(xiàn)方式與ＩＥＥＥ ８０２．１６ｄ是基本一致的，主要差別是對(duì)ＯＦＤＭＡ進(jìn)行了擴(kuò)展，可以支持２０４８點(diǎn)、１０２４點(diǎn)、５１２點(diǎn)和１２８點(diǎn)的快速傅立葉變換，以適應(yīng)不同載波帶寬的需要。為了支持移動(dòng)性，８０２．１６ｅ還在ＭＡＣ層引入了很多新的特性。
按照ＩＥＥＥ ８０２．１６ｅ的目標(biāo)，該系統(tǒng)具有以下基本特征：
·高速移動(dòng)。８０２．１６ｅ可以同時(shí)支持固定（１６ｄ）和移動(dòng)（１６ｅ）無(wú)線接入，其移動(dòng)速率目標(biāo)為車速移動(dòng)（通常認(rèn)為可以達(dá)到１２０ ｋｍ／ｈ）。
·寬帶接入。在不同的載波帶寬和調(diào)制方式下可以獲得不同的接入速率。以１０ ＭＨｚ載波帶寬為例，若采用ＯＦＤＭ－６４ＱＡＭ調(diào)制方式，除去開(kāi)銷，則單載波帶寬可以提供約３０ Ｍｂｉｔ／ｓ的有效接入速率，由蜂窩或扇區(qū)內(nèi)的所有用戶共享。ＩＥＥＥ ８０２．１６標(biāo)準(zhǔn)并未規(guī)定載波帶寬，適用的載波帶寬范圍從１．７５ ＭＨｚ到２０ ＭＨｚ，其最大帶寬７０ Ｍｂｉｔ／ｓ是在特定條件下才能實(shí)現(xiàn)的。
·城域覆蓋范圍。８０２．１６ｅ覆蓋范圍在幾公里量級(jí)。
·主要提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。８０２．１６ｅ系統(tǒng)將接入基于ＩＰ協(xié)議的核心網(wǎng)，主要面向個(gè)人用戶提供數(shù)據(jù)接入業(yè)務(wù)，也可以提供ＶｏＩＰ業(yè)務(wù)。
隨著８０２．１６ｅ技術(shù)的發(fā)展，業(yè)界對(duì)８０２．１６ｅ表示出了極大的關(guān)注。由于不同利益集團(tuán)的驅(qū)動(dòng)，對(duì)８０２．１６ｅ技術(shù)的態(tài)度出現(xiàn)了不同的聲音。有的利益團(tuán)體過(guò)分夸大８０２．１６ｅ的能力，希望利用該技術(shù)取代３Ｇ，用８０２．１６ｅ構(gòu)建未來(lái)的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。因此為了確保整個(gè)產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展，首先應(yīng)對(duì)８０２．１６ｅ進(jìn)行正確的定位。
�。福埃玻保叮迨且环N移動(dòng)寬帶無(wú)線接入技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)用戶在車速移動(dòng)狀態(tài)下的寬帶接入。８０２．１６ｅ無(wú)線接入網(wǎng)接入ＩＰ核心網(wǎng)，主要面向用戶提供寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，也可以提供ＶｏＩＰ業(yè)務(wù)。８０２．１６ｅ工作在２～６ ＧＨｚ，基站覆蓋范圍一般為幾公里，可以采用ＦＤＤ或ＴＤＤ工作方式，采用的核心技術(shù)為ＯＦＤＭ和ＯＦＤＭＡ。８０２．１６ｅ定位的用戶群主要為個(gè)人用戶。８０２．１６ｅ網(wǎng)絡(luò)具備支持車速移動(dòng)的能力，但是從目前寬帶數(shù)據(jù)的發(fā)展來(lái)看，８０２．１６ｅ主要的應(yīng)用將集中在靜止或低速移動(dòng)狀態(tài)下的寬帶數(shù)據(jù)接入。
從覆蓋范圍上看，８０２．１６ｅ為了獲得較高的數(shù)據(jù)接入帶寬 （３０ Ｍｂｉｔ／ｓ），必然要犧牲覆蓋和移動(dòng)性，因此８０２．１６ｅ在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)將主要解決熱點(diǎn)覆蓋，網(wǎng)絡(luò)可以提供部分的移動(dòng)性，并隨著用戶需求的變化和網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)，逐步可以支持１２０ ｋｍ／ｈ的移動(dòng)速率。因此，８０２．１６ｅ初期的應(yīng)用會(huì)集中在游牧或低速移動(dòng)狀態(tài)下的數(shù)據(jù)接入。
預(yù)計(jì)，８０２．１６ｅ的標(biāo)準(zhǔn)化工作要到２００５年完成，芯片要到２００６年才能推出，真正的商用２００７年才會(huì)開(kāi)始。
�。祝椋停粒氐某闪⒑芸斓玫搅藦S商和運(yùn)營(yíng)商的關(guān)注，并積極加入到其中，很好的促進(jìn)了８０２．１６標(biāo)準(zhǔn)的推廣和發(fā)展。ＷｉＭＡＸ論壇的隊(duì)伍不斷壯大，發(fā)展速度驚人，截止到２００５年８月５日已經(jīng)發(fā)展到３１７個(gè)會(huì)員，而在２００５年年初還只是２００個(gè)會(huì)員。世界各大知名企業(yè)，特別是傳統(tǒng)的移動(dòng)通信設(shè)備制造商和傳統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商的加入，更是很好的體現(xiàn)了ＷｉＭＡＸ技術(shù)的吸引力。
