單擊此處編輯母版標題樣式,2019/4/3,Wimax 階段性研究匯報,?#?,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,2024/8/12,Wimax 階段性研究匯報,1,介紹所涉及的內(nèi)容,Wimax,介紹,Wimax,標準演進,Wimax,協(xié)議模型,Wimax,主要標準及技術(shù),Wimax,關(guān)鍵技術(shù),Wimax,與,3G,的對比,Wimax,發(fā)展前瞻,2023/8/23Wimax 階段性研究匯報1介紹所涉及的內(nèi),2024/8/12,Wimax 階段性研究匯報,2,什么是,Wimax,？,2023/8/23Wimax 階段性研究匯報2什么是Wima,2024/8/12,Wimax 階段性研究匯報,3,1.Wimax,介紹,WiMAX,（,World wide Interoperability for Microwave Access,，全球微波接入互操作性）,專為支持電信運營商級部署和低成本、免許可證部署而設(shè)計的、獲,WiMAX,論壇認證的系統(tǒng)，不僅將提供大吞吐量（在,20MHz,新信道上最高可達,75Mbps,），而且還能夠在近視距和非視距環(huán)境中實現(xiàn),3,～,5,英里的信號傳播距離。

這些系統(tǒng)擁有足夠的容量，可以同時支持數(shù)百個使用,T-1,連接速度的公司和數(shù)千個使用,DSL,連接速度的家庭2023/8/23Wimax 階段性研究匯報31.Wimax,2024/8/12,Wimax 階段性研究匯報,4,2.Wimax,標準演進,2023/8/23Wimax 階段性研究匯報42.Wimax,2024/8/12,Wimax 階段性研究匯報,5,802.16,IEEE 802.16,工作組于,2002,年,4,月,8,日正式發(fā)布了,IEEE 802.16-2001,標準，為寬帶無線接入,(BWA),定義了無線城域網(wǎng),(WMAN),的空中接口規(guī)范，它標志著寬帶無線接入將作為一個新的主要途徑，把各商業(yè)機構(gòu)和家庭接入全球電信核心網(wǎng)IEEE 802.16-2001,工作在,10,～,66 GHz,頻段，由于這個頻段對于像建筑物和樹這樣的障礙物無穿透能力，故要求基站和用戶站是視距,(LOS),鏈路，從而限制了基站的覆蓋范圍同時由于用戶站天線的安裝要求很高，并且系統(tǒng)受雨衰影響較大,2023/8/23Wimax 階段性研究匯報5802.16I,2024/8/12,Wimax 階段性研究匯報,6,802.16a,IEEE 802.16,工作組于,2003,年,4,月頒布了,IEEE 802.16a,，該標準支持的工作頻段為,2,～,11 GHz,，包括了需要發(fā)放牌照頻段和免牌照的頻段。

與高頻段相比，該頻段能以更低的成本提供更大的用戶覆蓋，系統(tǒng)受雨衰影響不大，系統(tǒng)可以在非視距傳輸環(huán)境下運行，大大降低了用戶站安裝的要求另外，,IEEE 802.16a,的,MAC,層提供服務(wù)質(zhì)量,(QoS),保證機制，可支持語音和視頻等實時性業(yè)務(wù)，增加了對網(wǎng)格拓撲結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的支持，能適應(yīng)各種物理層環(huán)境2023/8/23Wimax 階段性研究匯報6802.16a,2024/8/12,Wimax 階段性研究匯報,7,802.16d,IEEE 802.16a,標準僅僅是,IEEE 802.16-2001,標準的修改和擴展，不是一個獨立的標準，所以,2004,年,7,月,IEEE 802.16,組織又通過了,IEEE 802.16d,IEEE 802.16d,對,2,～,66 GHz,頻段的空中接口物理層和,MAC,層做了詳細規(guī)定，定義了支持多種業(yè)務(wù)類型的固定寬帶無線接入系統(tǒng)的,MAC,層和相對應(yīng)的多個物理層該標準對,IEEE 802.16-2001,和,IEEE 802.16a,進行了整合和修訂，但仍屬于固定寬帶無線接入規(guī)范，是相對比較成熟并且最具實用性的一個標準版本2023/8/23Wimax 階段性研究匯報7802.16d,2024/8/12,Wimax 階段性研究匯報,8,802.16e,IEEE 802.16e,是工作在,2,～,6 GHz,頻段支持移動性的寬帶無線接入空中接口標準。

制訂它的目的是為了實現(xiàn)既能提供高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)又使用戶具有移動性的寬帶無線接入解決方案IEEE 802.16e,的目標是能夠向下兼容,IEEE 802.16d,，因此,IEEE 802.16e,的標準化工作基本上是在,IEEE 802.16d,的基礎(chǔ)上進行的在,IEEE 802.16d,固定無線接入標準研制的基礎(chǔ)上，為了支持移動特性，,IEEE 802.16e,提出了具有移動特性的系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)，并于,2004,年,9,月通過了草案，但由于種種原因推遲發(fā)布，到了直到,06,年,1,月底才正式發(fā)布2023/8/23Wimax 階段性研究匯報8802.16e,2024/8/12,Wimax 階段性研究匯報,9,幾個重要的補充標準,除了以上幾個標準外，另外還有,3,個重要標準：,2002,年正式發(fā)布的,IEEE 802.16c,，它是對,IEEE 802.16,的增補，是使用,10,～,66 GHz,頻段,IEEE 802.16,系統(tǒng)的兼容性標準，它詳細規(guī)定了工作于,10,～,66 GHz,頻段的,IEEE 802.16,系統(tǒng)在實現(xiàn)上的一系列特性和功能IEEE 802.16f,，它定義了,IEEE 802.16,系統(tǒng),MAC,層和物理層的管理信息庫,(MIB),以及相關(guān)的管理流程。

IEEE 802.16g,，制訂它的目的是為了規(guī)定標準的,IEEE 802.16,系統(tǒng)管理流程和接口，從而實現(xiàn),IEEE 802.16,設(shè)備的互操作性和對網(wǎng)絡(luò)資源、移動性和頻譜的有效管理IEEE 802.16f,和,IEEE 802.16g,這兩個標準是的目的是在網(wǎng)絡(luò)管理層面形成新標準目前標準的制訂工作處于起步階段2023/8/23Wimax 階段性研究匯報9幾個重要的補充,2024/8/12,Wimax 階段性研究匯報,10,IEEE,協(xié)議族,IEEE Std 802.16-2001,,固定寬帶無線接入系統(tǒng)空中接口,IEEE Std 802.16,?,/Conformance01-2003,,協(xié)議執(zhí)行一致性陳述,10,–,66 GHz,IEEE Std 802.16,?,/Conformance02-2003,,測試配套結(jié)構(gòu)和測試目的,IEEE Std 802.16,?,/Conformance03-2004,,射頻一致性測試,IEEE Std 802.16,?,-2004(802.16d),,固定寬帶無線接入系統(tǒng)空中接口,IEEE Std 802.16e,?,-2005,Physical and Medium Access Control Layers for Combined Fixed and Mobile Operation in Licensed Bands,,授權(quán)頻段物理層和,MAC,層聯(lián)合固定和移動操作,……,2023/8/23Wimax 階段性研究匯報10IEEE 協(xié),2024/8/12,Wimax 階段性研究匯報,11,Wimax,與,802.16,協(xié)議族的關(guān)系,WiMAX,論壇成立于,2001,年,4,月，最初該組織旨在對基于,IEEE 802.16,標準和,ETSI HiperMAN,標準的寬帶無線接入產(chǎn)品進行一致性和互操作性認證，通過,WiMAX,認證的產(chǎn)品會擁有,“,WiMAX(r) CERTIFIED,”,標識。

隨著,802.16e,技術(shù)和規(guī)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,IEEE 802.16,標準和,ETSI HiperMAN,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(tǒng)的研究、需求的分析、應(yīng)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(fā)展的工作通常認為，,IEEE 802.16,工作組是,IEEE802.16 WiMAX,空中接口規(guī)范的制定者，而,WiMAX,論壇是技術(shù)和產(chǎn)業(yè)鏈的推動者目前,WiMAX,幾乎成為了,IEEE802.16 WiMAX,技術(shù)的代名詞，其空中接口規(guī)范涵蓋了,IEEE 802.16d/e,標準2023/8/23Wimax 階段性研究匯報11Wimax與,2024/8/12,Wimax 階段性研究匯報,12,WiMAX,技術(shù)應(yīng)用場景,WiMAX,論壇給出,WiMAX,技術(shù)的,5(4),種應(yīng)用場景定義，即固定、游牧、便攜,(,簡單移動,),和全移動固定應(yīng)用場景：固定接入業(yè)務(wù)是,802.16,運營網(wǎng)絡(luò)中最基本的業(yè)務(wù)模型，包括用戶因特網(wǎng)接入、傳輸承載業(yè)務(wù)及,Wi-Fi,熱點回程等游牧應(yīng)用場景：游牧式業(yè)務(wù)是固定接入方式發(fā)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(wǎng)絡(luò)中,便攜應(yīng)用場景：在這一場景下，用戶可以步行連接到網(wǎng)絡(luò)，除了進行小區(qū)切換外，連接不會發(fā)生中斷便攜式業(yè)務(wù)在游牧式業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)上進行了發(fā)展，從這個階段開始，終端可以在不同的基站之間進行切換簡單移動應(yīng)用場景：在這一場景下，用戶在使用寬帶無線接入業(yè)務(wù)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(shù)據(jù)傳輸速度將有所下降全移動應(yīng)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(yè)務(wù)，當沒有網(wǎng)絡(luò)連接時，用戶終端模塊將處于低功耗模式2023/8/23Wimax 階段性研究匯報12WiMAX技,2024/8/12,Wimax 階段性研究匯報,13,802.16,協(xié)議參考模型,2023/8/23Wimax 階段性研究匯報13802.16,2024/8/12,Wimax 階段性研究匯報,14,802.16,物理層,(1),物理層由傳輸匯聚子層,(TCL),和物理媒質(zhì)依賴子層,(PMD),組成，通常說的物理層主要是指,PMD,物理層定義了兩種雙工方式：,TDD,和,FDD,，這兩種方式都使用突發(fā)數(shù)據(jù)傳輸格式，這種傳輸機制支持自適應(yīng)的突發(fā)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，傳輸參數(shù),(,調(diào)制方式、編碼方式、發(fā)射功率等,),可以動態(tài)調(diào)整，但是需要,MAC,層協(xié)助完成。

2023/8/23Wimax 階段性研究匯報14802.16,2024/8/12,Wimax 階段性研究匯報,15,802.16,物理層,(2),為了更好地使用帶寬，,IEEE 802.16,支持時分雙工,(TDD),和頻分雙工,(FDD),模式兩種模式下都采用突發(fā),(Burst),格式發(fā)送在每一幀中，,BS,和各個,SS,可以根據(jù)需要靈活地改變突發(fā)的類型，從而選取適當?shù)陌l(fā)射參數(shù)，如調(diào)制方式、編碼類型等在,FDD,模式下，系統(tǒng)支持全雙工,SS,，也支持半雙工,SS,2023/8/23Wimax 階段性研究匯報15802.16,2024/8/12,Wimax 階段性研究匯報,16,802.16,物理層,(3),對于,10,～,66 GHz,頻段的無線接入系統(tǒng)，由于工作波長較短，必須要求視距傳輸，而多徑衰落是可以忽略的因此,IEEE 802.16,規(guī)定在該頻段采用單載波調(diào)制方式，具體可以采用正交移相鍵控,(QPSK),、,16,相正交幅度調(diào)制,(16QAM),和,64,相正交幅度調(diào)制,(64QAM),調(diào)制方式對于,2,～,11 GHz,頻段，必須考慮多徑衰落，而多徑衰落會引起符號間干擾,(ISI),。

OFDM,作為一種可以有效對抗,ISI,的高速傳輸技術(shù)，引起了廣泛關(guān)注所以在,2,～,11 GHz,頻段上主要采用,OFDM,和,OFDMA,技術(shù)其實是,802.16a),2023/8/23Wimax 階段性研究匯報16802.16,2024/8/12,Wimax 階段性研究匯報,17,802.16MAC,層,(1),MAC,層結(jié)構(gòu)：,特定業(yè)務(wù)匯聚子層,(Convergence Sublayer,——,CS),、,MAC,公共部分子層,(Common Part Sublayer,——,CPS),加密協(xié)議子層,(Security Sublayer,——,SS),,其中加密協(xié)議子層是可選的2023/8/23Wimax 階段性研究匯報17802.16,2024/8/12,Wimax 階段性研究匯報,18,802.16MAC,層,(2),802.16,是面向連接的，即所有用戶站點的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)及與之相關(guān)的,QoS,要求，都是在面向連接的范疇中來實現(xiàn)的，每個連接均由一個,16,位的連接標識符,Connect ID (CID),來唯一標識2023/8/23Wimax 階段性研究匯報18802.16,2024/8/12,Wimax 階段性研究匯報,19,802.16MAC,層,(3),MAC,幀結(jié)構(gòu)：,一個,MAC,幀總是占用一段連續(xù)的物理層定義的時隙，,MAC,幀由子幀（,Sub-frame,）組成，前兩個子幀是,Downstream map,和,Upstream map,，用于說明在時隙中的內(nèi)容和哪些時隙是空的。

Downstream map,中包括各種系統(tǒng)參數(shù)，并通告新站點此時可以請求進入下行信道較為簡單，基站只要決定內(nèi)容放在哪個子幀中上行信道則由互不相關(guān)而又需要接入的用戶互相競爭，基站將盡可能根據(jù),QoS,的要求分配2023/8/23Wimax 階段性研究匯報19802.16,2024/8/12,Wimax 階段性研究匯報,20,802.16MAC,層,(4),MAC,定義了,4,種上行基本業(yè)務(wù)， 通過這,4,種與,QoS,相關(guān)的上行預(yù)訂業(yè)務(wù)，基站可以預(yù)期上行數(shù)據(jù)的吞吐量及處理時間，并在適當時間進行查詢并進行分配帶寬主動授予服務(wù),(UGS),、實時輪詢業(yè)務(wù),(rtPS),、非實時輪詢業(yè)務(wù),(nrtPS),、盡力傳輸業(yè)務(wù),(BE),2023/8/23Wimax 階段性研究匯報20802.16,2024/8/12,Wimax 階段性研究匯報,21,特定業(yè)務(wù)匯聚子層,(CS),該子層代替了,LLC,子層，,CS,子層主要功能是負責將其業(yè)務(wù)接入點,(SAP),收到的外部網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和映射到,MAC,業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元,(SDU),，并傳遞到,MAC,層業(yè)務(wù)接入點,(SAP),具體包括對外部網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù),SDU,執(zhí)行分類，并映射到適當?shù)?MAC,業(yè)務(wù)流和連接標識符,(CID),上，甚至可能包括凈荷頭抑制,(PHS),等功能。

協(xié)議提供多個,CS,規(guī)范作為與外部各種協(xié)議的接口它的功能可以理解為提供與網(wǎng)絡(luò)層的接口由于,802.16,設(shè)計為可以與數(shù)據(jù)報協(xié)議（如,IP,、,PPP,、以太網(wǎng)）和,ATM,協(xié)議進行無縫銜接，但數(shù)據(jù)報協(xié)議是無連接的，而,ATM,是面向連接的，這意味著每一條,ATM,連接要映射到一條,802.16,連接上，而,IP,分組也必須映射到一條,802.16,連接上，該層主要處理這些內(nèi)容2023/8/23Wimax 階段性研究匯報21特定業(yè)務(wù)匯聚,2024/8/12,Wimax 階段性研究匯報,22,公共部分子層,(CPS),MAC CPS,是,MAC,的核心部分，主要功能包括系統(tǒng)接入、帶寬分配、連接建立和連接維護等它通過,MAC SAP,接收來自各種,CS,層的數(shù)據(jù)并分類到特定的,MAC,連接，同時對物理層上傳輸和調(diào)度的數(shù)據(jù)實施服務(wù)質(zhì)量,(QoS),控制通常說的,MAC,層主要指,MAC CPS,2023/8/23Wimax 階段性研究匯報22公共部分子層,2024/8/12,Wimax 階段性研究匯報,23,加密協(xié)議子層（,SS,）,加密協(xié)議子層的主要功能是提供認證、密鑰交換和加解密處理加密封裝協(xié)議,(Privacy Key management),負責加密算法在,MAC PDU,數(shù)據(jù)傳輸中應(yīng)用規(guī)則并實現(xiàn)， 對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行加密。

加密只針對,MAC PDU,中的載荷部分，而不包括,MAC,頭部MAC,中的所有管理信息都不被加密通常的算法是：,DES,（,Data Encryption Standard,）,Triple DES,AES (Advanced Encryption Standard),2023/8/23Wimax 階段性研究匯報23加密協(xié)議子層,2024/8/12,Wimax 階段性研究匯報,24,802.16,協(xié)議族重要協(xié)議的具體介紹,目前，,IEEE 802.16,標準主要包括,IEEE 802.16d,和,IEEE 802.16e,802.16d,的初衷是統(tǒng)一固定無線接入的空中接口該標準可以應(yīng)用于,2,～,11GHz,非視距,(NLOS),傳輸和,10,～,66GHz,視距,(LOS),傳輸而,IEEE 802.16e,的目標是能夠向下兼容,IEEE802.16d,，為了支持移動特性，在,IEEE802.16d,的基礎(chǔ)上加入了切換、,QoS,、安全等新的特性2023/8/23Wimax 階段性研究匯報24802.16,2024/8/12,Wimax 階段性研究匯報,25,802.16d,對,2-66GHz,頻段的空中接口物理層和,MAC,層做了詳細規(guī)定，定義了支持多種業(yè)務(wù)類型的固定寬帶無線接入系統(tǒng)的,MAC,層和相對應(yīng)的多個物理層。

該標準對前幾個標準進行了整合和修訂，但仍屬于固定寬帶無線接入規(guī)范它保持了,802.16,、,16a,等標準中的所有模式和主要特性同時未增加新的模式，增加或修改的內(nèi)容用來提高系統(tǒng)性能和簡化部署IEEE 802.16d,是固定寬帶無線接入的標準，該標準定義了三種物理層實現(xiàn)方式：單載波、,OFDM(256-Point),、,OFDMA(2048-Point),802.16d,2023/8/23Wimax 階段性研究匯報25802.16,2024/8/12,Wimax 階段性研究匯報,26,802.16d/e,技術(shù)特征,(1),在多址方式方面，,802.16d/e,在上行采用,TDMA(,時分多址,),，下行采用,TDM(,時分復(fù)用,),支持多用戶傳輸另一種多址方式是,OFDMA,，以,2048,個子載波的情況為例，系統(tǒng)將所有可用的子載波分為,32,個子信道，每個子信道包含若干子載波多用戶多址采用和跳頻類似的方式實現(xiàn)，只是跳頻的頻域單位為一個子信道，時域單位為,2,或,3,個符號周期2023/8/23Wimax 階段性研究匯報26802.16,2024/8/12,Wimax 階段性研究匯報,27,802.16d/e,技術(shù)特征,(2),在調(diào)制技術(shù)方面，,802.16d/e,支持的最高階調(diào)制方式為,64QAM,，相對于蜂窩移動通信系統(tǒng),(3GPP HSDPA,最高支持,16QAM),，,802.16d/e,更強調(diào)在信道條件較好時實現(xiàn)極高的峰值速率。

為適應(yīng)高質(zhì)量數(shù)據(jù)通信的要求，,802.16d/e,選用了塊,Turbo,碼、卷積,Turbo,碼等糾錯能力很強但解碼延時較大的信道碼，同時也考慮使用低復(fù)雜度、低延時的,LDPC,碼2023/8/23Wimax 階段性研究匯報27802.16,2024/8/12,Wimax 階段性研究匯報,28,802.16d/e,適應(yīng)性調(diào)制,802.16d/e,可以根據(jù)傳輸環(huán)境的好壞自適應(yīng)的選擇調(diào)制方式，從,QAM-64,到,BPSK,，,QPSK,2023/8/23Wimax 階段性研究匯報28802.16,2024/8/12,Wimax 階段性研究匯報,29,802.16d/e,技術(shù)特征,(3),在,雙工方式方面,，,802.16d/e,支持,FDD,和,TDD,兩種方式，其物理層技術(shù)基本相同相對而言，,3G,技術(shù)中,FDD,和,TDD,模式采用的物理層有較大不同802.16d/e,在,5MHz,頻帶上可以實現(xiàn)約,15Mbit/s,的速率，頻譜效率為,3bit/s/Hz,，與,HSDPA,相似但,802.16d/e,在固定或低速環(huán)境下可以使用更大帶寬,(20MHz),，實現(xiàn)高達,75Mbit/s,的峰值速率，這是現(xiàn)有蜂窩移動通信系統(tǒng)難以達到的。

這充分體現(xiàn)出,OFDM,技術(shù)在使用更寬頻帶方面的優(yōu)勢2023/8/23Wimax 階段性研究匯報29802.16,2024/8/12,Wimax 階段性研究匯報,30,802.16d/e,技術(shù)特征,(4),,802.16d/e,標準支持全,IP,網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，,802.16d/e,設(shè)備可以作為一個路由器接入現(xiàn)有的,IP,網(wǎng)絡(luò)但現(xiàn)有,IP,核心網(wǎng)缺乏有效的移動性管理能力WiMAX,論壇已經(jīng)開始開發(fā)網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，,802.16 NetMAN,工作組也已開展這方面的工作同時，,802.16,協(xié)議也可以通過一個,ATM,匯聚子層將,ATM,信元映射到,802.16d/e MAC,層，具備支持,3G,核心網(wǎng)的潛力也就是說，,WiMAX,支持和,3G,系統(tǒng)的互通和融合802.16d/e,的,MAC,層支持多種,QoS,等級以適應(yīng),VoIP,、可視電話、流媒體、在線游戲、瀏覽、下載等不同的業(yè)務(wù)類型，包括主動分配帶寬,(UGS),、實時輪詢,(RtPS),、非實時輪詢,(NrtPS),和盡力而為,(BE),，其中最后一種為競爭接入的調(diào)度機制2023/8/23Wimax 階段性研究匯報30802.16,2024/8/12,Wimax 階段性研究匯報,31,802.16e,在,802.16d,上的技術(shù)改變,物理層的改進,對,MAC,層的改進,802.16e,切換方式,休眠模式,空中接口規(guī)范工作進展情況,2023/8/23Wimax 階段性研究匯報31802.16,2024/8/12,Wimax 階段性研究匯報,32,802.16e,對物理層的改進,對,OFDM/OFDMA,方式的改進,,802.16d OFDM,物理層采用,256,個子載波，,OFDMA,物理層采用,2048,個子載波，信號帶寬從,1.25,～,20MHz,可變。

802.16e,對,OFDMA,物理層進行了修改，使其可支持,128,、,512,、,1024,和,2048,共,4,種不同的子載波數(shù)量，但子載波間隔不變，信號帶寬與子載波數(shù)量成正比，這種技術(shù)稱為可擴展的,OFDMA(Scalable OFDMA),采用這種技術(shù)，系統(tǒng)可以在移動環(huán)境中靈活適應(yīng)信道帶寬的變化對,OFDM,方式的改進,2023/8/23Wimax 階段性研究匯報32802.16,2024/8/12,Wimax 階段性研究匯報,33,802.16e,對,MAC,層的改進,802.16e,對,MAC,層也進行了改進，主要是對于物理層和其它功能的修改增加了相應(yīng)的消息和消息傳輸機制，并實現(xiàn)了快速自動請求重傳（,ARQ,）和預(yù)留，以實現(xiàn)低時延2023/8/23Wimax 階段性研究匯報33802.16,2024/8/12,Wimax 階段性研究匯報,34,802.16e,切換方式,,對切換的支持包括：定義了切換,(,包括軟切換,),過程，明確了切換的,MAC,層信令，完善了切換過程中的測距,(ranging),操作，增加了基于多天線的軟切換功能等802,．,16e,中采用了終端輔助的切換方式，移動用戶站（,MS,）收集相應(yīng)的切換信息并將其傳輸給網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)收集相應(yīng)的信息，進行判決并執(zhí)行切換。

有三種類型的切換：,,1,）信道間切換：同一基站（,BS,）的不同信道之間的切換，在這種情況下，,BS,做出切換的判決并執(zhí)行切換；,,2,）小區(qū)間的軟切換：發(fā)生在兩個同頻的,BS,間，這時原,BS,進行切換判決并執(zhí)行切換；,,3,）小區(qū)間的硬切換：在與原,BS,的鏈路完全斷開的情況下，,MS,與新,BS,建立連接在切換過程中新,BS,會通知原來的,BS,2023/8/23Wimax 階段性研究匯報34802.16,2024/8/12,Wimax 階段性研究匯報,35,休眠模式,,為了減少,MS,的功率消耗，,802.16e,中采用了休眠模式支持休眠模式的,MS,具有兩種狀態(tài)：清醒狀態(tài)和休眠狀態(tài)在清醒狀態(tài)下，,MS,能夠正常的接收和發(fā)送數(shù)據(jù)分組，而在休眠狀態(tài)，它不能發(fā)送和接收分組，甚至可以關(guān)機2023/8/23Wimax 階段性研究匯報35休眠模式為,2024/8/12,Wimax 階段性研究匯報,36,802.16e,空中接口規(guī)范工作進展情況,,對移動終端的支持包括：確定了省電模式，增加了低復(fù)雜度、低延時的,LDPC,信道編碼為了適應(yīng)多變的移動信道環(huán)境，增加的功能包括：支持靈活的帶寬使用，增強了,HARQ,、,AMC,、智能天線和空時碼的功能，增加了,TDD,系統(tǒng)的閉環(huán)發(fā)送,(close-loop transmission),功能。

2023/8/23Wimax 階段性研究匯報36802.16,2024/8/12,Wimax 階段性研究匯報,37,802.16,各協(xié)議簡單比較,2023/8/23Wimax 階段性研究匯報37802.16,2024/8/12,Wimax 階段性研究匯報,38,Wimax,關(guān)鍵技術(shù)之一,——OFDM,,使用原因：,2,～,11 GHz,頻段，必須考慮多徑衰落，而多徑衰落會引起符號間干擾,(ISI),克服符號間干擾的措施一般采用自適應(yīng)均衡器，但隨著數(shù)據(jù)傳輸速率的提高，為了克服,ISI,，往往要求均衡器的抽頭數(shù)很大，均衡器的復(fù)雜性大大增加例如，一個,200 kb/s,的,QPSK,系統(tǒng)，符號周期為,10 us,如果多徑信道的時延拓展為,20 us,，則相應(yīng)地,N,＝,20/10,＝,2,個符號，這時的均衡器不太復(fù)雜，比較容易實現(xiàn)但是如果數(shù)據(jù)傳輸速率增加,40,倍，即,8 Mb/s,，則,N,等于,80,個符號，相應(yīng)均衡器的復(fù)雜度要增加,1 600,倍,(,考慮,N 2,趨向無窮大,),，這大大超出了當前器件的處理能力因此在寬帶無線系統(tǒng)中，應(yīng)考慮采用其他的技術(shù)來克服,ISI,2023/8/23Wimax 階段性研究匯報38Wimax關(guān),2024/8/12,Wimax 階段性研究匯報,39,OFDM,介紹,OFDM,實際是一種多載波數(shù)字調(diào)制技術(shù)。

OFDM,全部載波頻率有相等的頻率間隔，它們是一個基本振蕩頻率的整數(shù)倍，正交指各個載波的信號頻譜是正交的正交頻分復(fù)用（,OFDM,）技術(shù)的基本思想就是在頻域內(nèi)將所給信道分成許多正交子信道，在每一個子信道上使用一個子載波進行調(diào)制，并且各子載波并行傳輸，這樣，盡管總的信道并非平坦的，也就是說，具有頻率選擇性，但是每個子信道是相對平坦的，并且在每個信道上進行的是窄帶傳輸，信號帶寬小于信道的相關(guān)帶寬，因此可以大大消除符號間干擾2023/8/23Wimax 階段性研究匯報39OFDM介紹,2024/8/12,Wimax 階段性研究匯報,40,OFDM,技術(shù)優(yōu)點,OFDM,系統(tǒng)比傳統(tǒng),FDM,系統(tǒng)要求的帶寬要小得多由于,OFDM,使用無干擾正交載波技術(shù)，單個載波間無需保護頻帶，這樣使得可用頻譜的使用效率更高另外，,OFDM,技術(shù)可動態(tài)分配在子信道中的數(shù)據(jù)，為獲得最大的數(shù)據(jù)吞吐量，多載波調(diào)制器可以智能地分配更多的數(shù)據(jù)到噪聲小的子信道上通過各個子載波的聯(lián)合編碼，,OFDM,具有很強的抗衰落能力，同時也有很強的抗窄帶干擾能力，因為這些干擾僅僅影響到很小一部分的子信道OFDM,系統(tǒng)可以有效地抗信號波形間干擾，適用于多徑環(huán)境和衰落信道中的高速數(shù)據(jù)傳輸。

OFDM,信道利用率高，這點在頻譜資源有限的無線環(huán)境中尤其重要2023/8/23Wimax 階段性研究匯報40OFDM技術(shù),2024/8/12,Wimax 階段性研究匯報,41,OFDM,原理,實現(xiàn),OFDM,，需要利用一組正交的信號作為子載波再以碼元周期為,T,的不歸零方波作為基帶碼型，經(jīng)調(diào)制器調(diào)制后送入信道傳輸要發(fā)送的串行二進制數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)據(jù)編碼器形成了,M,個復(fù)數(shù)序列，此復(fù)數(shù)序列經(jīng)過串并變換器變換后得到碼元周期為,T,的,M,路并行碼，碼型選用不歸零方波用這,M,路并行碼調(diào)制,M,個子載波來實現(xiàn)頻分復(fù)用2023/8/23Wimax 階段性研究匯報41OFDM原理,2024/8/12,Wimax 階段性研究匯報,42,OFDM,原理圖,2023/8/23Wimax 階段性研究匯報42OFDM原理,2024/8/12,Wimax 階段性研究匯報,43,實際使用的,OFDM,技術(shù)原理,(1)——,發(fā)送端,用戶信號以串行的方式輸入發(fā)送器這些碼字先被送入一個并,/,串變換器中該,OFDM,碼隨后被送入一個進行快速傅立葉逆變換的模塊，進行快速傅立葉逆變換快速傅立葉逆變換可以把頻域離散的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為時域離散的數(shù)據(jù)。

由此，用戶的原始輸入數(shù)據(jù)就被,OFDM,按照頻域數(shù)據(jù)進行了處理計算出快速傅立葉逆變換樣值之后，一個循環(huán)前綴被加到了樣值前，形成一個循環(huán)拓展的,OFDM,信息碼字循環(huán)拓展信息碼的樣值再次通過一個并,/,串轉(zhuǎn)換器模塊然后按照串行的方式通過信道（經(jīng)過適當?shù)臑V波和調(diào)制）在傳輸過程中，信道的沖擊響應(yīng)對時域信號造成了干擾由于循環(huán)前綴使所傳輸?shù)?OFDM,信號表現(xiàn)出周期性，這種卷積就成了一種圓周卷積根據(jù)離散時間線性系統(tǒng)原理，這種圓周卷積就相當于,OFDM,信號的頻率響應(yīng)和信道頻率響應(yīng)的乘積2023/8/23Wimax 階段性研究匯報43實際使用的O,2024/8/12,Wimax 階段性研究匯報,44,實際使用的,OFDM,技術(shù)原理,(2)——,接收端,接收器完成與發(fā)送器相反的操作接收器收到的信號是時域信號由于無線信道的影響發(fā)生了一定的變化，接收到的信號經(jīng)過一個串行－并行的轉(zhuǎn)換器，并且把循環(huán)前綴清除掉清除循環(huán)前綴并沒有刪掉任何信息循環(huán)前綴中的信息是冗余的使用循環(huán)前綴是為了保證前面提到的卷積特性的成立循環(huán)前綴的另外一個好處是可以消除碼間干擾我們要求循環(huán)前綴的值比信道內(nèi)存更大一些多徑信號引起先發(fā)信息碼字的滯后到達而影響當前信息碼字，從而產(chǎn)生碼間干擾。

但是，事實上，碼間干擾僅僅會干擾當前信息碼的循環(huán)前綴因此，使用適當大小的循環(huán)前綴就能夠使,OFDM,技術(shù)消除碼間干擾在清除了循環(huán)前綴之后，信號將會經(jīng)過一個快速傅立葉變換模塊，把信號從時域轉(zhuǎn)變回頻域信號經(jīng)過一個并行－串行轉(zhuǎn)換模塊進行并串變換，就完成了對原始,OFDM,信號的接收2023/8/23Wimax 階段性研究匯報44實際使用的O,2024/8/12,Wimax 階段性研究匯報,45,用離散傅立葉變換實現(xiàn),OFDM,的調(diào)制器,/,解調(diào)器示意圖,2023/8/23Wimax 階段性研究匯報45用離散傅立葉,2024/8/12,Wimax 階段性研究匯報,46,Wimax,與,3G,的對比,(1),802.16e,技術(shù)和,3G,技術(shù)，首先由于定位不同，兩者存在很大差異，表現(xiàn)在：,從標準化程度上看,,802.16e,僅定義了空中接口的物理層和,MAC,層在,MAC,層之上采用的協(xié)議以及核心網(wǎng)部分不在,802.16e,所包含的范圍之內(nèi)802.16e,的空中接口標準化工作已于近期完成3G,技術(shù)作為一個完整的網(wǎng)絡(luò)，空中接口規(guī)范、核心網(wǎng)系列規(guī)范以及業(yè)務(wù)規(guī)范等都已經(jīng)完成了標準化工作，涉及無線傳輸、移動性管理、業(yè)務(wù)應(yīng)用、用戶號碼管理等內(nèi)容。

2023/8/23Wimax 階段性研究匯報46Wimax與,2024/8/12,Wimax 階段性研究匯報,47,Wimax,與,3G,的對比,(2),從業(yè)務(wù)能力上看,,802.16e,提供的主要是具有一定移動特性的寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，面向的用戶主要是筆記本終端和,802.16e,終端持有者802.16e,接入,IP,核心網(wǎng)，也可以提供,VoIP,業(yè)務(wù)3G,從設(shè)計最初就是為話音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)共同設(shè)計的，對于話音業(yè)務(wù)，核心網(wǎng)絡(luò)仍采用電路交換方式實現(xiàn)，,QoS,有較高的保障802.16e,犧牲了移動性換取了數(shù)據(jù)傳輸能力的提高，它的數(shù)據(jù)帶寬優(yōu)于,3G,系統(tǒng)但是,3G,的數(shù)據(jù)能力也在不斷提高，,3G,增強型如,HSDPA,，已經(jīng)可以實現(xiàn),10Mbit/s,的接入速率按照,ITU,的定義，,3G,增強型最終目標可以達到,30Mbit/s,2023/8/23Wimax 階段性研究匯報47Wimax與,2024/8/12,Wimax 階段性研究匯報,48,Wimax,與,3G,的對比,(3),從覆蓋范圍上看,,802.16e,為了獲得較高的數(shù)據(jù)接入帶寬,(30Mbit/s),，必然要犧牲覆蓋和移動性，因此,802.16e,在相當長的時間內(nèi)將主要解決熱點覆蓋，網(wǎng)絡(luò)可以提供部分的移動性，主要應(yīng)用會集中在游牧或低速移動狀態(tài)下的數(shù)據(jù)接入。

3G,則是無處不在的網(wǎng)絡(luò)，覆蓋是連續(xù)的，用戶可以實現(xiàn)不間斷的通信2023/8/23Wimax 階段性研究匯報48Wimax與,2024/8/12,Wimax 階段性研究匯報,49,Wimax,與,3G,的對比,(4),從無線頻譜資源上看,,3G,擁有全球統(tǒng)一的頻譜資源，而,802.16e,則正在試圖尋找,2,～,6GHZ,之間的頻率資源，各個國家目前可用的頻率都不一致因此，,802.16e,最終獲得足夠的全球統(tǒng)一頻率存在一定難度2023/8/23Wimax 階段性研究匯報49Wimax與,2024/8/12,Wimax 階段性研究匯報,50,Wimax,與,3G,的對比,(5),從以上各個角度的分析可以看出，雖然,802.16e,在數(shù)據(jù)能力上要優(yōu)于,3G,，但是從標準化、全球統(tǒng)一頻譜、技術(shù)特性等多角度考慮，,802.16e,距離真正商用還有很長的路要走，而且在相當長的時間內(nèi)主要解決熱點覆蓋，解決部分移動性它的應(yīng)用將在,3G,之后2023/8/23Wimax 階段性研究匯報50Wimax與,2024/8/12,Wimax 階段性研究匯報,51,Wimax,發(fā)展前瞻,(1),需要解決的問題：,全球頻譜可用性：,固定,WiMAX,產(chǎn)品將使用指定的,3.5GHz,、,2.5GHz,和,5.8GHz,頻譜。

這些頻段在世界上的很多地區(qū)已經(jīng)被分配,——,雖然部分增長中的市場（如印度）仍然需要進行新的分配全球需求和法規(guī)要求的協(xié)調(diào)：,,WiMAX,市場的增長總會存在地域上的差別WiMAX,論壇必須了解每一市場的細微差別，并幫助擁有不同利益的很多不同的地方、國家和地區(qū)組織在制訂相關(guān)法規(guī)時進行協(xié)調(diào)2023/8/23Wimax 階段性研究匯報51Wimax發(fā),2024/8/12,Wimax 階段性研究匯報,52,Wimax,發(fā)展前瞻,(2),,應(yīng)用開發(fā)和支持：,,WiMAX,廠商還必須證明自己的產(chǎn)品能夠支持多種不同的應(yīng)用在廠商向消費者市場推出產(chǎn)品的過程中，它們將與那些正在轉(zhuǎn)而支持各種高質(zhì)量語音、視頻和多媒體應(yīng)用的基礎(chǔ)設(shè)施進行競爭網(wǎng)絡(luò)互操作性：,不同寬帶無線網(wǎng)絡(luò)和技術(shù)之間的互操作性是普及個人寬帶服務(wù)的關(guān)鍵這與雙模和三模設(shè)備的推出緊密相關(guān)2023/8/23Wimax 階段性研究匯報52Wimax發(fā),2024/8/12,Wimax 階段性研究匯報,53,Wimax,發(fā)展前瞻,(3),據(jù)高科技咨詢機構(gòu),In-Stat,的最新研究報告顯示，到,2009,年，全球?qū)⒂?3%,的寬帶用戶即,850,萬用戶采用基于,WiMAX,技術(shù)的寬帶無線接入服務(wù)，其中接近,450,萬的,WiMAX,用戶將使用基于,WiMAX,語音通信業(yè)務(wù)；而在城市里，,WiMAX,在寬帶市場的份額將達到,15%,；此外作為一種低成本的寬帶技術(shù)，,WiMAX,比較適合于發(fā)展中國家和偏遠地區(qū)。

2023/8/23Wimax 階段性研究匯報53Wimax發(fā),2024/8/12,Wimax 階段性研究匯報,54,Wimax,發(fā)展前瞻,(4),Wimax,在中國的發(fā)展機遇,中國幅員遼闊，存在很多經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)，在這些地方的信息化建設(shè)是非常落后的應(yīng)用低成本的,Wimax,技術(shù)則可以給那里架起一座信息高速公路，對當?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展會有很大的促進作用應(yīng)用,Wimax,技術(shù)可以迅速部署完成一個高速數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)例如,2008,年奧運會期間可以在奧運場館構(gòu)建,Wimax,網(wǎng)絡(luò)可以使用,Wimax,技術(shù)在大學(xué)校園內(nèi)部署高速無線網(wǎng)絡(luò)使用,WiFi,技術(shù)的校園無線網(wǎng)絡(luò)目前已經(jīng)十分普遍，但是,Wimax,要比,WiFi,先進很多，,Wimax,使用很少的基站即可達到整個校園的無線信號無縫連接2023/8/23Wimax 階段性研究匯報54Wimax發(fā),2024/8/12,Wimax 階段性研究匯報,55,謝謝觀看，歡迎提出意見！,2023/8/23Wimax 階段性研究匯報55謝謝觀看，,。