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WiMAX相关标准的演进

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来源: 作者: 2019-03-21 11:24:21

不少人误以为WiMAX标准是由WiMAX论坛组织制订的,实际上,该论坛只是在落实IEEE的IEEE 802.16标准。20世纪90年代,宽带无线接入技术快速发展起来,但市场一直没有快速扩大,一个很重要的原因就是没有统一的标准。1999年,IEEE成立了802.16工作组来专门研究宽带固定无线接入技术规范,目标就是要建立一个全球统一的宽带无线接入标准。而为了促进该标准的成功制订,诺基亚,Harris(Intersil)与Ensemble发起成立了WiMAX论坛,意图在全球范围推广这一标准。2001年底,IEEE802.16工作组发布了其第一套标准:IEEE802.16。

该标准的主要特点包括以下几个方面:

*覆盖范围大

标准初始规划覆盖范围可以达到40Km。为了实现这一目标,标准中采用了许多先进的技术。包括先进的络拓扑(状)、OFDM和天线技术(波束成形、天线分集和多扇区)。标准针对各种传播环境(包括视距、近视距和非视距)进行了优化。

*数据传输率高

标准具有足够的带宽,支持高频谱效率,在一个射频内数据速率可高达75Mbps/s。即使在链路状况最差情况下,也能提供比3G系统高得多的速率。实际试验中,其速率大概是3G的倍。

*支持TCP、IP协议

标准支持TCP/IP协议,满足TCP、IP协议对信道传输质量的要求。WiMAX技术在链路层加入了ARQ机制,减少到达络层的信息差错,可大大提高系统的业务吞吐量。

*具有丰富的业务功能

标准具有QoS性能的数据、视频、话音(VoIP)业务。可以提供三种不同等级的服务,包括CBR(ConstantBitRate)、CIR(CommittedRate)、BE(Best Effort)。

*具有优异的QoS性能

IEEE802.16MAC具有带宽分配和QoS机制,支持各种不同的用户环境,容许在同一信道上同时出现上千个不同用户环境。

*具有可靠的安全性

标准在MAC层中利用一个专用子层来提供认证、保密和加密功能。

随着各种问题的出现和技术的进步,WiMAX标准在不断地演进,目前已经演进到IEEE802.16k。其中已经发布的标准数量达到6个,另外还有4个正在制订中。

在上述的一系列标准中,物理层标准包括IEEE802.16a、16d和16e。由于IEEE802.16工作在毫米波段,建筑物及各种地理影响太大。于是有了修改版本IEEE802.16a,工作频段为2~11 GHz,并包括了业余频段。该频段能以更低的成本提供更大的用户覆盖。另外,IEEE 802.16a的MAC层提供QoS保证机制,可支持语音和视频等实时性业务,能适应各种物理层环境。

不过,IEEE802.16a标准仅仅是IEEE802.16标准的修改和扩展,不是一个独立的标准,所以IEEE802.16组织又制订了IEEE 802.16d。该标准对IEEE 802.16和IEEE 802.16a进行了整合和修订,是相对比较成熟并且最具实用性的一个标准版本。

作为增强版的IEEE802.16e的成功制订,无疑是WiMAX技术的一个最重要的里程碑。因为它成功地将该技术引入移动领域。它工作在2~6GHz频段,支持移动性的宽带无线接入空中接口标准。实现了高速数据业务的宽带无线移动接入,还支持基站或扇区间高层切换功能。之外,IEEE802.16e还能向下兼容IEEE802.16d。

除了以上几个物理层标准外,另外还有3个重要标准:它们是IEEE802.16c/f/g。它们分别定义了系统MAC层和物理层的管理信息库以及相关的管理流程和设备的互操作性和对络资源、移动性和频谱的有效管理。值得一提的是,IEEE802.16f/g这两个标准是WiMAX论坛组织在中国深圳提出的,目的是在络管理层面形成新标准。目前,IEEE802.16f已经发布,而16.g正在制订中。

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