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802.16無線城域網(wǎng)技術(shù)綜述

云知道


在無線局域網(wǎng)（ＷＬＡＮ）勢頭正勁之際，最近又出現(xiàn)了無線城域網(wǎng)（ＭＡＮ）技術(shù) 。與為無線局域網(wǎng)制定８０２．１１標(biāo)準(zhǔn)一樣，ＩＥＥＥ為無線城域網(wǎng)推出了８０２．１６標(biāo)準(zhǔn)，同時業(yè)界也成立了類似ＷｉＦｉ聯(lián)盟的ＷｉＭＡＸ論壇 。無線城域網(wǎng)技術(shù)為何會緊跟ＷＬＡＮ之后出現(xiàn)？８０２．１６是一個什么樣的標(biāo)準(zhǔn)？ＷｉＭＡＸ的使命又是什么？這些就是本文所關(guān)注的要點 。
一、IEEE 802.16標(biāo)準(zhǔn)
最早的ＩＥＥＥ ８０２．１６標(biāo)準(zhǔn)是在２００１年１２月獲得批準(zhǔn)的，是針對１０～６６ ＧＨｚ高頻段視距（ＬＯＳ）環(huán)境而制定的無線城域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn) 。但目前所說的８０２．１６標(biāo)準(zhǔn)主要包括８０２．１６ａ、８０２．１６ＲｅｖＤ和８０２．１６ｅ三個標(biāo)準(zhǔn) 。８０２．１６ａ是為工作在２～１１ ＧＨｚ頻段的非視距（ＮＬＯＳ）寬帶固定接入系統(tǒng)而設(shè)計的，在２００３年１月被ＩＥＥＥ批準(zhǔn)通過；８０２．１６ＲｅｖＤ是８０２．１６ａ的增強型，主要目的是支持室內(nèi)用戶駐地設(shè)備（ＣＰＥ），預(yù)期將在２００４年第三季度得到批準(zhǔn)；８０２．１６ｅ是ＩＥＥＥ ８０２．１６ ａ／ｄ的進一步延伸，其目的是在已有標(biāo)準(zhǔn)中增加數(shù)據(jù)移動性，估計要到２００５年下半年才能被批準(zhǔn) 。
無線城域網(wǎng)的推出是為了滿足日益增長的寬帶無線接入（ＢＷＡ）市場需求 。雖然多年來８０２．１１ｘ技術(shù)一直與許多其他專有技術(shù)一起被用于ＢＷＡ，并獲得很大成功，但是ＷＬＡＮ的總體設(shè)計及其提供的特點并不能很好地適用于室外的ＢＷＡ應(yīng)用 。當(dāng)其用于室外時，在帶寬和用戶數(shù)方面將受到限制，同時還存在著通信距離等其他一些問題 ?；谏鲜銮闆r，ＩＥＥＥ決定制定一種新的、更復(fù)雜的全球標(biāo)準(zhǔn)，這個標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)能同時解決物理層環(huán)境（室外射頻傳輸）和ＱｏＳ兩方面的問題，以滿足ＢＷＡ和“最后一英里”接入市場的需要 。有了這樣一個全球標(biāo)準(zhǔn)，就能使通信公司和服務(wù)提供商通過建設(shè)新的無線城域網(wǎng)來為目前仍然缺少寬帶服務(wù)的企業(yè)與住宅提供服務(wù) 。
符合８０２．１６標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備可以在“最后一英里”寬帶接入領(lǐng)域替代Ｃａｂｌｅ Ｍｏｄｅｍ、ＤＳＬ和Ｔ１／Ｅ１，也可以為８０２．１１熱點提供回傳 。新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范了一個支持諸如話音和視像等低時延應(yīng)用的協(xié)議，在用戶終端和基站（ＢＴＳ）之間答應(yīng)非視距的寬帶連接，一個基站可支持?jǐn)?shù)百上千個用戶，在可靠性和ＱｏＳ方面提供電信級的性能 。總之，它充分考慮了為全世界通信公司和服務(wù)提供商設(shè)計一個可擴展、長距離、大容量“最后一英里”無線通信系統(tǒng)的需要，可支持一整套的服務(wù)，從而使服務(wù)提供商能夠在降低設(shè)備成本和投資風(fēng)險的同時提高系統(tǒng)性能和可靠性，有助于加速無線寬帶設(shè)備向市場的投放以及“最后一英里”寬帶在世界各地的部署 。ＢＷＡ應(yīng)用包括住宅寬帶接入、用于ＳＯＨＯ和小企業(yè)的ＤＳＬ級業(yè)務(wù)、用于企業(yè)的Ｔ１／Ｅ１級業(yè)務(wù)（所有這些不僅支持?jǐn)?shù)據(jù)，而且還支持話音和視像），還包括用于熱點的無線回傳和蜂窩小區(qū)基站回傳業(yè)務(wù)等，如圖１所示 。
圖1 802.16的BWA應(yīng)用
８０２．１６ａ、８０２．１６ＲｅｖＤ和８０２．１６ｅ這三個標(biāo)準(zhǔn)的物理層（ＰＨＹ）和媒體接入控制層（ＭＡＣ）是相同的 。目前它們所選定的物理層規(guī)范是２５６點ＦＦＴ ＯＦＤＭ ＰＨＹ（與ＥＴＳＩ ＮｉｐｅｒＭＡＮ相同） 。其他物理層規(guī)范將在今后市場需要時再制定 。
選用ＯＦＤＭ是由于它在保持高頻譜效率、最大限度利用可用頻譜的同時還具備支持非視距性能的能力 。在ＣＤＭＡ的情況下，為了保證處理增益能夠克服干擾，射頻帶寬必須比數(shù)據(jù)吞吐量大許多 。這對低于１１ ＧＨｚ的寬帶無線顯然是不切實際的，因為假如數(shù)據(jù)速率高達(dá)７０ Ｍｂｉｔ／ｓ，就需要射頻帶寬超過２００ ＭＨｚ才能提供相應(yīng)的處理增益和非視距能力 。

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