相關專題：
概述
隨著移動通信技術和寬帶技術的發(fā)展，WiMAX（WorldwideInteroperabilityforMicrowave Access，全球微波接入互操作性）已經成為全球電信運營商和設備制造商的關注熱點問題之一。技術的發(fā)展使得越來越多的多媒體應用進入到人們的生活，運營商提供的服務也隨之變化。但是從現網的實踐來看，大量的多媒體應用給現有移動網絡資源造成巨大消耗，遠遠超過了相關收入的增加。所以解決如何在保證服務質量的前提下，有效的降低每比特成本以更好的滿足用戶需求對運營商意義重大。WiMAX正是這樣一種極具潛力的應用。
本文第2部分概述了IEEE802.16系列規(guī)范，并指明了WiMAX與IEEE802.16系列規(guī)范之間的關系；第3部分對WiMAX的技術特點進行了綜述；第4部分對WiMAX的3種工作模式進行了概要介紹；第5部分介紹了WiMAX核心網；第6部分著重介紹了摩托羅拉WiMAX解決方案；第7部分探討了WiMAX與3G的關系；最后，第8部分總結全文。
IEEE802.16標準和WiMAX組織
IEEE802.11系列標準在無線LAN領域獲得巨大成功之后，IEEE進而希望將這種成功的應用模式推向更廣闊無線城域網(WMAN)的領域。1999年，IEEE專門成立了IEEE802.16工作組，為固定/移動模式下寬帶無線接入定義WMAN的空中接口規(guī)范。
IEEE802.16標準于2001年12月發(fā)布時，因為僅支持10-66 GHz的工作頻段，只能提供可視范圍內的承載服務，市場應用受到很大限制。經過進一步完善，IEEE在2003年1月又發(fā)布了新的擴展協(xié)議IEEE 802.16a。IEEE 802.16a引入了新的物理層技術，如利用OFDM來抵抗多徑效應等，并對MAC層做了進一步的強化，工作頻段也擴展到2 - 11 GHz的許可頻段和非許可頻段支持非可視（NLOS）的接入方式。IEEE 802.16a具有很強的市場競爭力，真正成為可用于城域網的無線接入手段。IEEE 802.16-2004是2 - 66GHz固定寬帶無線接入系統(tǒng)的標準，是對IEEE 802.16、IEEE 802.16a和IEEE 802.16c的整合和修訂。IEEE 802.16-2004也是目前IEEE 802.16家族中最成熟的、商用化產品最多的標準。IEEE 802.16標準的下一步演進方向是IEEE 802.16e。IEEE 802.16e在繼承IEEE 802.16-2004能力的基礎上增加了對全移動性的支持，理論移動速度可以達到120km/h。目前IEEE 802.16e協(xié)議的草案已經進行到了第9個版本，預計在2005年的3季度可以正式發(fā)布。
IEEE802.16系列規(guī)范提供了統(tǒng)一的空中接口標準，為規(guī)范設備能力、實現不同廠家設備之間的互聯和技術的全球化打下了堅實的基礎，但是對于運營商而言將IEEE802.16標準推向市場還需要諸多的要素。因此一個由運營商、設備制造商、周邊部件供應商和研究機構組成的非盈利組織WiMAX論壇成立起來。WiMAX論壇的宗旨是在全球范圍內推廣遵循IEEE802.16標準和ETSI HIPERMAN標準的寬帶無線接入設備，并且對設備的兼容性和互操作性做統(tǒng)一的認證以保證系統(tǒng)互聯、方便運營商部署。為此，WiMAX論壇專門成立了WiMAX產品認證的工作組和實驗室，保證不同廠商WiMAX設備間的互操作性和兼容性。這樣，經認證后的WiMAX設備具有的良好互操作性和對規(guī)范順從性。此外，WiMAX論壇組織還致力于幫助解決技術以外的問題，如各國的頻率分配、市場應用案例分析等。
目前WiMAX幾乎成為了IEEE802.16標準的別稱，組織成員也發(fā)展到約300家。隨著WiMAX產品商用化的進展，今年WiMAX論壇的工作重點將放在設備的認證和網絡構架的研究上。
WiMAX技術特點
WiMAX是采用無線方式代替有線實現“最后一公里”接入的寬帶接入技術。WiMAX的優(yōu)勢主要體現在這一技術集成了WiFi無線接入技術的移動性與靈活性以及xDSL等基于線纜的傳統(tǒng)寬帶接入技術的高帶寬特性，其技術優(yōu)勢可以概括如下：
◆ 傳輸距離遠、接入速度高
WiMAX采用OFDM技術，能有效對抗多徑干擾；同時采用自適應編碼調制技術可以實現覆蓋范圍和傳輸速率的折衷；此外，還利用自適應功率控制，可以根據信道狀況動態(tài)調整發(fā)射功率。從而使得WiMAX具有更大的覆蓋范圍以及和更高的接入速率。例如，當信道條件較好時，可以將調制方式調整為64QAM，同時采用編碼效率更高的信道編碼，提高傳輸速率，WiMAX最高傳輸數率可以達到75Mbit/s；反之，當信道傳輸條件惡劣，基站無法基于64QAM建立連接時，可以切換為16QAM或QPSK調制，同時采用編碼效率更低的信道編碼，這樣可以提高傳輸的可靠性、增大覆蓋范圍。
◆ 無“最后一公里”瓶頸限制、系統(tǒng)容量大
作為一種寬帶無線接入技術，WiMAX接入靈活、系統(tǒng)容量大。服務提供商無需考慮布線、傳輸等問題，只需要在相應的場所架設WiMAX基站。WiMAX不僅支持固定無線終端也支持便攜式和移動終端，能適應城區(qū)、郊區(qū)以及農村等各種地形環(huán)境。一個WiMAX基站可以同時為眾多具有的客戶提供服務，為每個客戶提供獨立帶寬請求支持。
◆提供廣泛的多媒體通信服務。
WiMAX可以提供面向連接的、具有完善QoS保障的電信級服務，滿足用戶的各種應用需要。按照優(yōu)先級由高到低依次提供：
(1)主動授予服務(UGS)：提供固定帶寬的實時服務，例如E1、T1以及VoIP等；
(2)實時輪詢服務(rtPS)：rtPS為可變帶寬的實時服務，例如MPEG視頻流；
(3)非實時輪詢服務(nrtPS)：速率可變的非實時服務，例如大的文件傳輸；
(4)盡力投遞服務(BE)：根據網絡狀況提供最大可能的服務，例如Email。
◆ 提供安全保證
WiMAX系統(tǒng)安全性較好。WiMAX空中接口專門在MAC層上增加了私密子層，不僅可以避免非法用戶接入，保證合法用戶順利接入，而且提供加密功能，充分保護用戶隱私，例如提供EAP-SIM認證。
◆ 互操作性好
運營商在網絡建設時能夠從多個設備制造商處購買WiMAXCertified設備，而不必擔心兼容性的問題。
◆應用范圍廣
WiMAX可以應用于廣域接入、企業(yè)寬帶接入、家庭“最后一公里”接入、熱點覆蓋、移動寬帶接入以及數據回傳(Backhaul)等所有寬帶接入市場。值得提出的是，在有線基礎設施薄弱的地區(qū)，尤其是廣大農村和山區(qū)，WiMAX更加靈活、成本低，是首選的寬帶接入技術。
WiMAX的工作模式
通過對WiMAX技術特點的分析，可以看到WiMAX的應用場景非常的廣泛，概括來說WiMAX技術的主要應用是基于IP數據的綜合業(yè)務寬帶無線接入，具體工作模式可以分為：
點對多點寬帶無線接入
點對多點的應用可以適應與固定、游牧和便攜模式。在xDSL或者Cable接入方式難以覆蓋的地方，WiMAX將是最有競爭力的替代方案。與DSL等有線接入相比，WiMAX技術較少受距離和社區(qū)用戶密度的影響；對于一些臨時性的聚集地，例如展會和體育賽場，WiMAX可以發(fā)揮快速部署的靈活性，這一點尤其適合未來在奧運項目中應用。
點對點無線寬帶接入
點對點無線寬帶接入主要用于點對點的方式進行無線回傳和中繼服務。點對點無線寬帶接入不僅大大延伸了WiMAX網絡覆蓋范圍，而且可以為運營商的2G/3G網絡基站以及WLAN熱點提供無線中繼傳輸。同時可以用于企業(yè)網的遠程互聯和接入。
蜂窩狀組網方式
WiMAX基站可以組成與現有GSM/CDMA網絡相似的蜂窩狀網絡。采用基于IEEE802.16e標準的系統(tǒng)可提供穩(wěn)定、高質量的移動語音服務以及高帶寬的移動數據業(yè)務。利用WiMAX每比特成本低的特點，為手持終端用戶提供經濟、方便的移動寬帶無線服務。
WiMAX核心網
未來的網絡必將具備以下的特點：IP化、寬帶化、成本更經濟，網絡更便于管理，并且多種技術通過統(tǒng)一的核心網相互融合，可以實現業(yè)務間的無縫切換。WiMAX就是在電信網絡融合的大趨勢下發(fā)展起來的城域網無線接入技術。WiMAX的核心網采用移動IP的構架，具備與全IP網絡無縫融合的能力。
WiMAX核心網可以滿足不同業(yè)務和應用的QoS需求，有效利用端到端的網絡資源；核心網具有可擴展性、伸縮性、靈活性和魯棒性能夠滿足電信級組網要求；具備先進的移動性管理，包括尋呼、位置管理、不同技術之間的切換以及不同運營商網絡之間的切換，同時具備安全性保障和全移動模式下的QoS保證。
在下一階段，WiMAX核心網將逐漸向IMS(IPMultimediaSubsystem)演進，以適應與其他網絡互聯的要求。WiMAX核心網系統(tǒng)功能將能夠滿足：
1）支持終端用戶固定式、游牧式、便攜式、簡單移動和完全移動的接入能力；
2）支持鑒權、安全、QoS，提供各種先進的業(yè)務和應用，滿足計費和帳務的要求；
3）支持激活連接模式和空閑模式下的移動性管理；
4）支持無線資源管理；
5）支持會話管理；
6）和已有的3GPP/3GPP2/DSL等系統(tǒng)互通。
圖3WiMAX核心網系統(tǒng)構架
摩托羅拉WiMAX解決方案
摩托羅拉理解的WiMAX將會應用于形形色色的運營商和五花八門的行業(yè)應用，單一的產品是不可能適合所有的市場應用的。摩托羅拉正在推出一套覆蓋多層面的從WiMAX網絡系統(tǒng)到用戶終端設備的端到端解決方案以及一攬子打包服務。以向客戶提供他們所需求的網絡擴展性、應用靈活性。
圖4摩托羅拉WiMAX解決方案
MOTOWi4解決方案
MobileWiMAX產品
摩托羅拉的WiMAX電信級產品（WBS）專注于解決對系統(tǒng)穩(wěn)定性、容量、服務質量、擴展能力都有較高要求的電信運營商需求，并且可以更進一步通過蜂窩式接入點（CAP）的架構，完成全IP接入技術，把無線接入網（RAN）平置，從而降低投資和運營成本。
摩托羅拉WBS是一款靈活性非常強的產品可以適合電信級蜂窩網的組網方式。為移動網和固網的電信運營商提供大范圍覆蓋的無線寬帶移動業(yè)務創(chuàng)造優(yōu)越機會。蜂窩網運營商也可以利用WBS提供普遍重疊或局部重疊的組網，讓即便是現有的傳統(tǒng)網絡也能夠在非常低的運作成本的前提下，提供豐富的多媒體業(yè)務。
通過創(chuàng)新的CAP架構，摩托羅拉利用全IP接入技術精簡了許多原2G/3G網絡中費用高昂的網元設備。利用近年來快速發(fā)展的多媒體技術和下一代核心網交換技術，如多媒體子系統(tǒng)（IMS），系統(tǒng)將可以提供從寬帶內容的移動訪問到多種承載語音業(yè)務的全業(yè)務服務內容。
WiMAXLite固定接入產品
MOTOWiMAXLite是針對新開拓市場和新運營商實施的“精簡式”解決方案，可大幅度縮減部署和購置成本。該方案基于從2002年至今已經在全球100多個國家安裝和使用的Canopy產品平臺，支持3.5GHz的FWA國際固定無線接入頻段， 今后將支持2.5GHz和2.3GHz頻段以及開放的5GHz頻段的支持。
MOTOWiMAXLite可以應用于下面場景：
1．提供點對點的回傳服務；
2．在類似于蜂窩組網的環(huán)境中提供點對多點接入服務；
3．結合2G/3G蜂窩系統(tǒng)，提供“熱點”覆蓋，在諸如機場、寫字樓和擁擠的住宅小區(qū)等用戶高密度區(qū)域提供經濟的容量分流方案。
MOTOWiMAXLite用戶端產品提供室外型解決方案，CPE可以架在房頂、高桿之上或者固定在建筑物的側面墻上，和室內型解決方案，包括桌面CPEModem和Wi-Fi網關設備。
終端
除固定式CPE，摩托羅拉正在開發(fā)基于WiMAX的移動終端設備。它能夠幫助用戶隨時隨地獲取所需信息和多媒體內容，如：視頻點播、音樂下載和游戲等。摩托羅拉WiMAX移動終端將基于802.16e標準，可以工作在任何的符合WiMAX-802.16e標準的網絡，這就像如今的移動電話可以不依賴與網絡設備品牌而隨意接入系統(tǒng)一樣方便。摩托羅拉將適時推出一系列產品，從固定式、便攜式電腦調制解調器，到同時支持WiMAX網絡和傳統(tǒng)蜂窩網絡的多模手機以及與PDA結合使用的智能電話系統(tǒng)。
目前，摩托羅拉已經同Sprint簽署了一項推出下一代無線寬帶服務的合作協(xié)議，該服務業(yè)務能夠向終端用戶提供基于WiMAX網絡新技術的一攬子多媒體服務選擇。按照雙方達成的合作協(xié)議條款，兩家公司在未來18個月時間中將合作開展WiMAX測試和設備試驗。
WiMAX與3G相互融合
摩托羅拉倡導的“無縫移動通信”理念是全業(yè)務運營商發(fā)展的必然趨勢。運營商或許已經擁有3G網絡、2G網絡或其他技術，而WiMAX技術的引入無疑是幫助運營商提供差異化服務、降低每比特成本的有效手段。3G網絡秉承了2G網絡的覆蓋和移動性的能力，在提供良好的語音業(yè)務的同時具備一定的數據寬帶接入能力（HSDPA/HSUPA），擁有豐富的終端及成熟的產業(yè)鏈。而WiMAX主要在提供高速無線寬帶接入上占有優(yōu)勢，具有一定的移動性(802.16e)和大容量、相對每比特成本較低等特點。這兩種技術不但不矛盾，而且具有很強的互補性。
通過同一個IMS的核心網架構混合組網，摩托羅拉的WiMAX解決方案可以完成接入到運營商的安全，計費系統(tǒng)，并能與3G、2G、PSTN系統(tǒng)相連提供話音、數據服務的無縫切換。另一方面，可以通過Internet和Intranet接入到其他公網和專網提供數據網絡，為運營商提供一個大容量、低成本、高質量的多種接入方式的無縫移動網絡。
結束語
WiMAX寬帶無線接入技術，具有的接入速率高、覆蓋范圍大以及支持移動性等一系列優(yōu)點，為寬帶無線接入系統(tǒng)的建構和應用提供了良好的平臺。在WiMAX論壇的推動下，基于IEEE802.16標準的WiMAX產品將很快進入市場。
市場對移動性的需求日益高漲。人們希望在任何時間、任何地點都能連接Internet，都能進行通信、娛樂以及獲取各種信息。摩托羅拉WiMAX作為“無縫移動通信”解決方案的重要組成部分，將為人們在語音、多媒體及數據方面帶來更豐富的享受，同時也為各運營商提供更便捷化、一體化的解決方案。
----《通信世界》
