WiMAX是全球微波接入互操作性(World Interoperability for Microwave Access)的简称,它基于IEEE 802.16标准,其初衷是提供在城域网多厂商环境下,点对多点的宽带无线接入,因此WiMax亦常被称为IEEE Wireless MAN(Metropolitan Area Network)。
该技术涉及到两个国际组织的工作:IEEE 802标准委员会802.16工作组和WiMAX论坛。IEEE 802.16工作组是标准的制定者;WiMAX论坛是IEEE802.16技术的推广者。到目前为止,IEEE 802.16标准系列包括802.16、802.16a、802.16c、802.16d、802.16e、802.16f、802.16g、802.16h 八个标准。其中,802.16标准于2001年12月发布,对10-66GHz固定宽带无线接入系统的空中接口物理层和MAC层进行了规范,由于使用的频段较高,因此仅能应用于视距范围内。
802.16d标准于2004年发布,该标准冻结版本称为802.16-2004,该标准详细规范了2-66GHz固定宽带无线接入系统的空中接口物理层和MAC层,整合前期规范,引入非视距传输,引入OFDM技术,在20MHz的信道范围内提供75Mbps的速率。同时,为了能够后向平滑过渡到支持用户终端以车辆速度移动的802.16e标准,802.16d增加了部分功能以支持用户的移动性。
2002.16e标准目前尚未正式发布。该标准规定的宽带无线接入系统,工作在2-6GHz之间适宜于移动性的许可频段,引入OFDMA技术,在5MHz的信道范围内提供15Mbps的速率。在提供高速数据业务的基础上,引入用户端的以车辆速度的可移动性,提出支持小区和信道间高层切换能力。于是,有观点认为该技术是能对3G 构成竞争的下一代宽带无线技术。但就目前最新发布的草案来看,802.16e标准仅提出了具有移动特性的框架,许多具体技术细节尚未规定,距离移动系统的构建还需要大量工作。
IEEE 802.16系列标准关注的技术领域
标准号 关注的技术领域
802.16 10-66GHz固定宽带无线接入系统空中接口标准
802.16a 2-11GHz固定宽带无线接入系统空中接口标准
802.16e 10-66GHz固定宽带无线接入系统关于兼容性的增补文件
802.16d 2-66GHz固定无线接入系统空中接口标准
802.16e 2-6GHz固定和移动宽带无线接入系统空中接口标准
802.16f 固定宽带无线接入系统空中接口MIB要求
802.16g 固定和移动宽带无线接入系统空中接口管理平面流程和服务要求
802.16h 在免执照的频带上运作的无线网络系统
如果按照应用划分,WiMAX可以分为固定接入应用模式和移动应用模式两类。
(A)固定接入应用模式
固定接入业务是WiMAX基于802.16-2004标准的最基本业务模型。组网模式与现在的点对多点固定无线接入相似。在这个场景下,不支持切换和小区间用户数据交换。终端设备可以选择连接到信号最好的中心站。终端一般为小盒子,大部分具备室外单元,规模商用时间为2006年。
WiMAX固定应用模式的用户及场景包括:企业用户、小区E1/IP的承载线路;WLAN公共接入网络上联到城域网的线路;移动通信网络中基站和基站控制器互连的线路;在有上网需求、用户分布分散的地方如农村及边远地区,作为DSL的替代者进行无线宽带接入网络覆盖;没有有线网络资源的地方;有线网络无法进入的地方,如地形地貌限制或历史文化古迹区;链路备份;应急通信。
与目前的3.5GHz点到多点固定无线接入相比,基于802.16-2004的设备的优势在于:空中接口是标准化的,设备之间具备互操作性,并具备大规模生产芯片以降低成本的可能;采用OFDM、MIMO技术以后,增强了抗多径衰落的能力,能够非视距传输,提高了频谱利用率。
从2001年到2004年,信息产业部先后主持了三次3.5GHz频率资源的招标工作,从目前已经取得频率资源的运营商的运营情况看,3.5GHz业务开展得并不顺利。而要求视距传输、空中接口私有化、设备成本高昂、组网复杂一直是3.5GHz在中国不能大规模实施的原因。
(B)移动应用模式
移动应用模式包括:游牧式业务,终端可以从不同的接入点,接入一个运营商的WiMAX网络,不支持不同基站之间的切换。便携式业务,在步行速度下具有有限的切换能力;主要面向家庭接入和商务人士用户市场,终端可为PCMCIA卡,放置在便携机里;规模商用时间估计要到2007年以后。全移动业务,支持车速移动下无中断的应用,面向个人用户市场,可漫游切换,终端可为PDA;市场容量很大,商用时间估计要到2008年甚至2009年以后。
WiMAX移动应用模式采用符合IEEE 802.16e标准的设备。WiMAX移动应用模式是面向个人用户的,提供支持切换和QoS机制的无线数据接入业务,可以通过蜂窝组网方式覆盖较大区域。由于WiMAX移动应用模式和WLAN、3G 一样能够提供个人用户无线数据接入业务,而在覆盖范围、速率、移动性支持及终端成本方面各不相同,因此电信运营商需要考虑它们之间的协同工作,以满足用户的多样化需求。但是符合IEEE 802.16e标准的设备的工作频段在我国还没有确定下来,相关的系统容量、覆盖范围等仍无法确定。
目前,全球已有超过150家运营商在进行WiMAX试验。WiMAX已经成为一种全球性的通信技术,中国力量无疑将在其中扮演关键的角色,而中国运营商的加入将极大地加速WiMAX的发展进程。