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摘要:隨著通信技術和新業務的部署，寬帶移動化和移動寬帶化逐漸成為技術發展的趨勢，并互為補充、互相促進。在寬帶移動化方面，IEEE802工作組先后制定了WLAN和wimaX等技術規范，其中IEEE802.16WiMAX是寬帶移動的重要里程碑，促進了移動寬帶的演進和發展。本文主要介紹了WiMAX的定義、應用模式和場景。

關鍵詞:WiMAX；802.16標準

一、WiMAX技術的定義

WiMAX全稱為WorldInteroperabilityforMicrowaveAccess，即全球微波接入互操作性，是針對微波和毫米波頻段提出的一種新的空中接口標準。WiMAX是IEEE802.16技術在市場推廣方面采用的名稱，其物理層和MAC層技術基于在IEEE802.16工作組中開發的無線城域網(WMAN)技術，WiMAX也是IEEE802.16d/e技術的別稱。

二、WiMAX的產生背景

20世紀90年代寬帶無線接入技術發展迅速，以本地多點分配系統(LMDS)和多信道多點分配為代表的無線技術的市場定位為小型辦公室(SOHO)、中/小企業、城市商業中心等用戶。但是這一產業并沒有像人們預期的那樣進一步繁榮壯大，一個重要的原因就是沒有統一的全球性寬帶無線接入標準。

1999年，IEEE成立了802.16工作組來專門研究寬帶無線接入技術規范，目標是要建立一個全球統一的寬帶無線接入標準。目前IEEE802.16主要提及兩個標準：802.16-2004即802.16d固定寬帶無線接入標準和802.16e支持移動特性的寬帶無線接入標準。IEEE802.16d標準于2004年10月1日，它規范了固定接入下用戶終端同基站系統之間的空中接口，主要定義空中接口的物理層和MAC層。802.16e標準的最大特點在于對移動性的支持。該標準規定了可同時支持固定和移動寬帶無線接入系統，工作在＜6GHz適宜于移動性的許可頻段，可支持用戶終端以車輛速度移動，同時802.16d規定的固定無線接入用戶能力并不因此受到影響。

IEEE802.16工作組主要針對WirelessMAN的物理層和MAC層制定規范和標準。為了形成一個可運營的網絡，IEEE802.16技術必然需要其他部分的支撐，所以WiMAX論壇應運而生。WiMAX論壇成立于2001年4月，最初該組織旨在對基于IEEE802.16標準和ETSIHiperMAN標準的寬帶無線接入產品進行一致性和互操作性認證，通過WiMAX認證的產品會擁有“WiMAX(r)CERTIFIED”標識。隨著802.16e技術和規范的進展，該組織的目標也逐步擴展，不僅要建立一整套基于IEEE802.16標準和ETSIHiperMAN標準的認證體系，同時還致力于可運營的寬帶無線接入系統的研究、需求的分析、應用模式的探索、市場的拓展等一系列大力促進寬帶無線接入市場發展的工作。

三、WiMAX技術的應用模式

（一）PMP應用模式

PMP（PointtoMulti-Point）應用模式以基站為核心，采用點到多點的連接方式，構建星形結構的WiMAX接入網絡。基站扮演業務接入點的角色，通過動態帶寬分配技術，基站可以根據覆蓋區域用戶的情況，靈活選用定向天線、全向天線以及多扇區技術來滿足大量的用戶站接入核心網的需求。

PMP應用模式是一種常用的接入網應用形式，其特點在于網絡結構簡潔，應用模式與xDSL等線纜接入形式相似，因此它是一種理想的線纜替代方案。

（二）Mesh應用模式

Mesh應用模式采用多個基站以網狀網方式擴大無線覆蓋區。其中一個基站作為業務接入點與核心網相連，其余基站通過無線鏈路與該業務接入點相連。因此，作為業務接入點的基站既是接入點又是接入的匯聚點，而其余的基站既是中繼站，還是業務的接入點。

Mesh應用模式的特點在于網狀網結構可以根據實際情況靈活部署，實現網絡的彈性延伸。

（三）熱點回傳模式

熱點回傳模式利用WiMAX無線接入網絡把遠端熱點業務回送到核心網，WiMAX基站的作用仍為業務接入點，而WiMAX用戶站是熱點側的無線接入設備，提供標準接口與熱點相連，并作為WLAN接入點的熱點設備再通過IEEE802.11a/b/g無線鏈路與無線終端連接。

WiMAX熱點回傳模式的主要特點在于作為業務回傳應用，采用無線傳輸方式。與傳統有線回傳模式相比，其特點顯而易見，可作為傳統回傳模式的補充或替代方案。

（四）終端接入模式

在終端接入模式下，用戶終端設備直接通過作為業務接入點的WiMAX基站接入核心網。而用戶終端設備若要直接接入WiMAX網絡，則必須配置符合WiMAX技術標準的用戶單元，用戶單元是WiMAX無線網卡或無線模塊。

該模式的特點在于允許用戶終端直接調整接入網絡，并支持便攜式終端在城域范圍內的移動和漫游。

（五）駐地網接入模式

駐地網接入模式主要針對集團用戶，其目標是把諸如企業、校園和SOHO等用戶駐地網通過WiMAX基站接入城域網。與其他應用模式相同，基站還是作為業務接入點，與核心網相連提供無線接入服務。在用戶側，用戶無線接入設備在一側通過無線接口上聯基站，另一側通過標準接口（例如以太網接口、E1等）與用戶駐地網設備相連。用戶側駐地網設備可以是用戶路由器、交換機、集線器等網絡設備，也可以是另一種無線接入點（如Wi-Fi熱點），用于組成用戶專用局域網。其典型實例是目前廣泛存在的校園網、企業網、政府網或SOHO等形式。駐地網接入模式特別適合于線纜接入不方便，對接入帶寬要求不高的駐地間接入應用。與線纜接入方式相比，快捷是該模式的競爭優勢。

（六）無線橋接模式

無線橋接模式是一種點到點的無線鏈接方式。與遠程網橋的作用相似，其目的是把地理位置分離的兩個子網絡通過WiMAX無線鏈路連接在一起。由于無線橋接采用點對點方式，兩端WiMAX無線網橋設備天線的方向可以彼此對準固定，因此傳輸性能相對穩定，部署也相對簡單。

四、WiMAX的應用場景

（一）固定應用場景

固定接入業務是802.16運營網絡中最基本的業務模型，包括用戶因特網接入、傳輸承載業務及Wi-Fi熱點回程等。

（二）游牧應用場景

游牧式業務是固定接入方式發展的下一個階段。終端可以從不同的接入點接入到一個運營商的網絡中；在每次會話連接中，用戶終端只能進行站點式的接入；在兩次不同網絡的接入中，傳輸的數據將不被保留。在游牧式及其以后的應用場景中均支持漫游，并應具備終端電源管理功能。

（三）便攜應用場景

在這一場景下，用戶可以步行連接到網絡，除了進行小區切換外，連接不會發生中斷。便攜式業務在游牧式業務的基礎上進行了發展，從這個階段開始，終端可以在不同的基站之間進行切換。當終端靜止不動時，便攜式業務的應用模型與固定式業務和游牧式業務相同。當終端進行切換時，用戶將經歷短時間(最長為2s)的業務中斷或者感到一些延遲。切換過程結束后，TCP/IP應用對當前IP地址進行刷新，或者重建IP地址。

（四）簡單移動應用場景

在這一場景下，用戶在使用寬帶無線接入業務中能夠步行、駕駛或者乘坐公共汽車等，但當終端移動速度達到60～120km/h時，數據傳輸速度將有所下降。這是能夠在相鄰基站之間切換的第一個場景。在切換過程中，數據包的丟失將控制在一定范圍，最差的情況下，TCP/IP會話不中斷，但應用層業務可能有一定的中斷。切換完成后，QoS將重建到初始級別。簡單移動和全移動網絡需要支持休眠模式、空閑模式和尋呼模式。移動數據業務是移動場景(包括簡單移動和全移動)的主要應用，包括目前被業界廣泛看好的移動E-mail、流媒體、可視電話、移動游戲、移動VoIP等業務，同時它們也是占用無線資源較多的業務。

（五）全移動應用場景

在這一場景下，用戶可以在移動速度為120km/h甚至更高的情況下無中斷地使用寬帶無線接入業務，當沒有網絡連接時，用戶終端模塊將處于低功耗模式。