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摘要 介紹了移動寬帶無線接入技術標準IEEE802.20的進展狀況，分析了其性能特點和系統(tǒng)的協(xié)議棧，并比較分析了802.20與802.16e、3G的互補競爭關系。
一、無線通信技術標準簡介
無線通信，由于不受時間和空間的限制，可以隨時隨地接入網絡，消除了布網的麻煩。相對于有線寬帶接入網絡的容量而言，支持移動的無線媒質的容量具有更好的特性。
現(xiàn)有的全球主要無線通信標準如圖1所示。
圖1 全球主要無線網絡標準[1]
按標準制定機構劃分，主要分為美國IEEE.802系列、歐洲ETSI系列、3GPP、3GPP2等；按網絡的覆蓋范圍劃分，大致分為WPAN、WLAN和WMAN等。
在IEEE802標準系列內，目前包括用于短距離無線接入的IEEE802.11（稱為Wi-Fi或者WLAN）系列、用于固定寬帶無線接入（FBWA）的IEEE 802.16系列（稱為Wider-Fi或WinMAX）和完全應用于移動寬帶無線接入（MBWA）的IEEE802.20（又稱為Mobile-Fi）系列[2]。
IEEE 802.20標準專門為基于IP的移動寬帶無線接入技術而制定，它結合其它移動數(shù)據通信技術標準（如GPRS、3G等），將形成移動寬帶無線接入比較完整的標準體系結構[3][4]。
MBWA小組主席Klerer說：“工作組的目標是建立可支持20毫秒以下低時延、實時流傳輸、無處不在的數(shù)據無線網絡”。這種網絡主要解決當前無線通信標準離“5 W”（即任何人在任何地點任何時間可以與任何人進行任何通信）的夢想還有相當?shù)木嚯x的問題。
二、802.20標準
1.標準進展
2002年3月根據Ciseo、Flarion、I-IP和Nextel等廠商提出的建議，IEEE協(xié)會決定在IEEE 802.16工作組內成立專門的移動寬帶無線接入（MBWA）研究小組；2002年7月，形成IEEE802.16和MBWA兩個獨立的工作組，并達成協(xié)議，各自針對不同的市場，同時MBWA工作組執(zhí)行委員會研究小組（ECSG）成立；2002年11月，IEEE802.20和IEEE802.16e工作組宣告成立。該工作組的目標是：規(guī)范工作于低于3.5 GHz的許可頻段的移動寬帶無線接入（MBWA）系統(tǒng)物理層和MAC層的互操作性。此系統(tǒng)基于IP技術，單用戶峰值數(shù)據傳輸速率超過1 Mbit/s，系統(tǒng)支持在城域網環(huán)境下終端移動速度高達250km/h的移動通信，并且在頻譜效率、用戶端持續(xù)數(shù)據傳輸速率、用戶容量等方面比當前移動系統(tǒng)都有明顯優(yōu)勢。
IEEE802.20的空中接口將提供基于最優(yōu)化的高速IP技術的無線數(shù)據服務，并提供給用戶便捷的移動終端設備。
IEEE802.20提供類似于Cable和DSL等有線通信中“一直在線”的應用模式，自動實現(xiàn)移動終端與基站的連接。在語音服務方面，應用VoIP技術提供有QoS保障的語音服務，并支持廣播和組播通信。
IEEE802.20的第11次會議于2004年11月15～18日在美國的圣安東尼奧召開。本次大會，主要討論了IEEE802.20的信道模型、評估標準等；由于分歧較大，原計劃這次會議截稿的信道模型和評估標準難以達成一致，最后工作組修改了日程表，將信道模型和評估標準的截稿時間定在下次中期會議或再下次的IEEE802的全會[6]。
2.802.20的系統(tǒng)預期性能指標
IEEE802.20系統(tǒng)的預期技術指標如表1所示。
表1
3.802.20的協(xié)議棧
（1）802.20的標準協(xié)議模型
IEEE802.20的標準協(xié)議模型如圖2所示[1]。
圖2 802.20（MBWA）標準協(xié)議模型[1]
802.20協(xié)議模型，主要分為數(shù)據鏈路層和物理層兩個功能層。
數(shù)據鏈路層由MAC子層和MAC管理子層組成，主要負責獲取移動終端接入空中的資源。MAC子層負責對數(shù)據進行正確組幀，同時也負責對空中資源接入發(fā)出申請命令。MAC管理子層負責提供MAC層參數(shù)和對MAC層監(jiān)視參數(shù)的提取；該信息可用作網絡管理。
物理層由物理匯聚子層、物理媒體子層和物理管理子層組成。物理媒體子層負責提供比特傳輸；匯聚子層主要實現(xiàn)比特流和信元流之間的轉換；管理子層負責提供物理層參數(shù)的定義，獲取用于網絡管理的一些監(jiān)視參數(shù)。
（2）基于IP的802.20協(xié)議棧
圖3示出的是基于IP的802.20協(xié)議棧。
圖3 基于IP的802.20（MBWA）協(xié)議棧[1]
可見，該系統(tǒng)在數(shù)據優(yōu)化上具有下列優(yōu)勢：
①基于IP的設計。將現(xiàn)有的IP網絡簡單地擴展到無線終端，形成移動的、無處不在的網絡接入，透明地支持基于各種網絡的應用業(yè)務。
②使用標準的IP網絡部件，無需額外增加網絡設備。
③以數(shù)據為中心的物理層和MAC層，具有高吞吐量和最小冗余和能夠利用新技術的特點。
802.20在MAC層上可以同時傳輸數(shù)據、語音和視頻，并定義了不同的QoS級別。802.20的MAC層不僅具有網絡的基本功能，而且還具有獨立控制一些建立信道的分組包的能力，并能通過定義雙向原語（MAC層與物理層）來觸發(fā)切換，同時還定義了定時參數(shù)和允許原語的時延。
此外，為了支持網絡層的移動性，MBWA系統(tǒng)引入了IPv6技術。在網絡控制的切換中，網絡決定移動節(jié)點的連接點；在移動節(jié)點控制的切換中，網絡決定了新的連接點，并與該點建立連接。MBWA采用了移動節(jié)點控制的切換方式。
三、802.20與802.16e、3G的關系
802.16e技術為移動性要求不高的用戶提供高速、有效的對稱數(shù)據傳輸。802.20在保持較高數(shù)據傳輸速率的同時，能夠滿足用戶更高的移動性要求。3G的數(shù)據傳輸速率比較低，但能夠滿足用戶的全球移動性要求。
表2示出802.16e、802.20和3G的主要技術比較[6]。
表2
從上表可以看出，802.20與3G及802.16e相比，技術性能更有優(yōu)勢。
表3又分別從網絡用戶特點、服務提供商和技術特點3個方面對802.16e、802.20和3G做了分析和比較[7]。
表3
從技術上講，802.20是3G和802.16e的一個補充[7]，至于是否能取代二者的地位，前景并不明朗。從經濟可行性考慮，目前移動運營商已經在移動通信系統(tǒng)投入巨資（包括購買牌照、設備和部署網絡等），不可能放棄現(xiàn)有投資而進入制定階段，某些具體細節(jié)需要工作組與其它一些標重新部署新的網絡。從標準的制定情況看，802.20和802.16e目前正處于準組織協(xié)商階段，技術標準還未通過。
四、結束語
802.20將提供一個基于IP的全移動網絡，提供高速移動數(shù)據接入。其目標是在高速列車行使環(huán)境下（時速達250km/h），仍能向每個用戶提供高達1Mbit/s的接入速率，并具有永遠在線的特點[3]。向用戶提供的服務包括瀏覽網頁、E-mail、沒有大小限制的文件的上傳和下載、流媒體、IP多播、遠程信息處理、定位服務、VPN（虛擬專網）連接、即時消息和多人在線的游戲。802.20還將利用VoIP技術向用戶提供話音服務。
802.20的業(yè)務定位同Beyond3G相似。它的空中接口專門針對傳送IP而設計，從而具有很高的頻譜利用率，非常適應分組數(shù)據業(yè)務突發(fā)性的特點。
802.20的出現(xiàn)也是順應了未來整個網絡向全IP網絡過渡的這種趨勢，它將有廣闊的市場前景。
參考文獻
[1] 謝新梅.“IEEE802.20寬帶無線接入技術”；電信交換，2004年第4期，p20-25；
[2] 陳如明.“Wi-Fi、WinMAX（Wider-Fi）、MBS（Mobile-Fi）與3G的相互關系”；當代通信；
[3] IEEE802.20 PD-03.Mobile Broadband Wireless Access Systems[S]；
[4] IEEE802.20 PD-04.Introduction to IEEE802.20 Technical and Procedural Origentation[S]；
[5] 何雪云，周克琴.“移動寬帶無線接入標準802.16e和802.20的介紹與比較”；pp30-36；
[6] 賀鵬.“IEEE802.16第34次會議及IEEE802.20第11次會議簡結”；電信網技術，2005年第3期；p31-32；
[7] 石釗，范衷禮.“移動寬帶無線接入技術（MBWA）前瞻”；Telecom快訊
