当前,在“无线+宽带”的网络发展趋势下,各种无线技术如雨后春笋般涌现,并在具体的应用场合展开激烈竞争。作为一个新兴的无线接入技术,WiMAX一出现就成为业界关注的热点,其鲜明的内在特性、宽带优势、实力厂商加盟等因素,都预示了WiMAX的美好未来和个人宽带时代的真正到来。
世界微波互操作性(World Interoperability for Microwave Access),简称为WiMAX,是IEEE802.16标准定义的一种无线宽带技术。最早的IEEE802.16标准发布于2001年12月,此后连续有多个修订版和新版本出炉,然而真正使得WiMAX成为一项世界瞩目技术的是最后两个版本,这就是IEEE 802.16-2004(802.16d)和IEEE 802.16-2005(802.16e)。
802.16-2004即802.16d采用正交频分复用技术,支持固定和游牧的视距(Line of Sight)和非视距环境(Non Line of Sight)。在视距环境下,它可以工作在频率范围10-66GHz;在非视距情况下,802.16d WiMAX可以在小于11GHz的频率范围工作。802.16d可以采用的终端形式为室内和室外形固定台。目前,WiMAX论坛制定的802.16d WiMAX的工作频点为3.5GHz和5.8GHz。2005年底,WiMAX论坛认证的第一批产品已经实现商用上市。
802.16-2005基于IEEE802.16e,能够提供切换和漫游,使得WiMAX能提供移动应用。它通过采用SOFDMA技术(Scalable Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access,可扩展的正交频分复用技术),实现将不同的子信道分给不同的用户,支持多个用户同时上网的场景。在非视距情况下,802.16e WiMAX可以在小于6GHz的频率范围工作。采用802.16e技术建网的运营商,不但可以提供固定、游牧场景下的业务,同时可以提供便携及移动应用。WiMAX论坛尚未对802.16e使用的工作频段加以定义,但是从世界范围内的实际应用来看,2.3GHz和2.5GHz是最可能的选择。
自802.16e发布之后,移动WiMAX被业界认为是个人移动宽带发展的加速器。
IEEE 802.16e使得人们使用一个终端实现在任何时间、任何地点享受无线宽带接入业务成为可能。三个关键技术SOFDMA、MIMO和AAS,使WiMAX实现了速度、吞吐量和容量等主要性能的进一步提高。这些关键性能使得运营商可以提供对带宽需求和QoS要求很高的业务给终端用户,比如流媒体、VoIP、视频会议和互动游戏等。
SOFDMA
OFDMA是下一代无线网络的关键PHY层(物理层)技术。OFDMA以OFDM为基础,通过给每个用户分配一定数量的子载波来实现多用户接入,同时引入TDMA概念,可以将不同的时间段分配给不同的用户组。在频域上,OFDMA的所有子载波都被分成若干个子载波组,每个子载波组被称为一个子信道。一个用户可以占用一个或多个子信道。在时域上,同一时间段多个用户设备可以通过不同子信道同时传输数据。此外,OFDMA的分配机制非常灵活,可以根据用户业务量的大小动态地分配子载波数量,并且可以在不同的子载波上采用不同的调制方式和发射功率,因而可以达到很高的频谱利用率。
SOFDMA大致与OFDMA相似,但比OFDMA有更多的优势。SOFDMA保持不同信道带宽的子载波宽度不变,根据信道带宽来确定子载波数量,即子载波数量与信道带宽成正比。其优点在于恒定的载波宽度在宽信道中得到更高的频谱利用率,在窄信道中则可以减少成本,同时能使不同的信道带宽抗多径干扰的能力和对移动性的支持能力基本一致。SOFDMA所能提供的动态带宽范围为1.25-20MHz,在带宽为10MHz的情况下,下行速率能达到63Mbps,上行速率能达到28Mbps。
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