WiMAX技术及其发展+

表1 802.16d/e主要技术特征

技术参数 子载波数 802.16d 256(OFDM) 2048(OFDMA) 带宽(MHz) 频段(GHz) 移动性 传输技术 多址方式 频谱分配单位 双工方式 1.75-20 2-11 固定或便携 单载波、OFDM OFDMA结合TDMA(上行)、TDM(下行) 子信道 FDD或TDD 15(5MHz) 6-9(车速下) 256(OFDM) 128、512、1024、2048(0FDMA) 1.25-20 ＜6 中低车速(＜120km/h) 802.16e 峰值速率(Mbit/s) 75(20MHz) 实际吞吐量(Mbit/s) 38(10MHz) 调制方式 信道编码 链路自适应 小区间切换 增强型技术 接入控制 QPSK、16QAM、64QAM 卷积码、块Turbo码、卷积Turbo码、LDPC码 AMC、功率控制、HARQ 不支持 支持 智能天线、空时码、空分多址、宏分集(16e)、Mesh网络拓扑 主动带宽分配、轮询、竞争接入相结合

QoS 省电模式 支持UGS、RtPS、NrtPS和BE4种QoS等级 不支持 支持空闲(Idle)、睡眠模式

802.16d OFDM物理层采用256个子载波，OFDMA物理层采用2048个子载波，信号带宽从1.25～20MHz可变。802.16e对

OFDMA物理层进行了修改，使其可支持128、512、1024和2048共4种不同的子载波数量，但子载波间隔不变，信号带宽与子载波数量成正比，这种技术称为可扩展的OFDMA(Scalable 0FDMA)。采用这种技术，系统可以在移动环境中灵活适应信道带宽的变化。 在多址方式方面，802.16d/e在上行采用TDMA(时分多址)，下行采用TDM(时分复用)支持多用户传输。另一种多址方式是

OFDMA，以2048个子载波的情况为例，系统将所有可用的子载波分为32个子信道，每个子信道包含若干子载波。多用户多址采用和跳频类似的方式实现，只是跳频的频域单位为一个子信道，时域单位为2或3个符号周期。

在调制技术方面，802.16d/e支持的最高阶调制方式为64QAM，相对于蜂窝移动通信系统(3GPP HSDPA最高支持

16QAM)，802.16d/e更强调在信道条件较好时实现极高的峰值速率。为适应高质量数据通信的要求，802.16d/e选用了块Turbo码、卷积Turbo码等纠错能力很强但解码延时较大的信道码，同时也考

虑使用低复杂度、低延时的LDPC码。

在双工方式方面，802.16d/e支持FDD和TDD两种方式，其物理层技术基本相同。相对而言，3G技术中FDD和TDD模式采用的物理层有较大不同。802.16d/e在5MHz频带上可以实现约15Mbit/s的速率，频谱效率为3bit/s/Hz，与HSDPA相似。但802.16d/e在固定或低速环境下可以使用更大带宽(20MHz)，实现高达75Mbit/s的峰值速率，这是现有蜂窝移动通信系统难以达到的。这充分体现出0FDM技术在使用更宽频带方面的优势。

802.16d/e标准支持全IP网络层协议，802.16d/e设备可以作为一个路由器接入现有的IP网络。但现有IP核心网缺乏有效的移动性管理能力。WiMAX论坛已经开始开发网络层协议，802.16

NetMAN工作组也已开展这方面的工作。同时，802.16协议也可以通过一个ATM汇聚子层将ATM信元映射到802.16d/e MAC层，具备支持3G核心网的潜力。也就是说，WiMAX支持和3G系统的互通和融合。802.16d/e的MAC层支持多种QoS等级以适应VoIP、可视电话、流媒体、在线游戏、浏览、下载等不同的业务类型，包括主动分配带宽(UGS)、实时轮询(RtPS)、非实时轮询(NrtPS)和尽力而为(BE)，其中最后一种为竞争接入的调度机制。802.16e增加了节电模式的内容，以支持移动终端。除正常工作状态外，还支持空闲状态(即用户处于激活状态但暂时没有数据交换)和睡眠状态。

5、标准化工作进展情况

5.1 IEEE 802.16e空中接口规范工作进展情况

当前IEEE 802.16标准化中最受瞩目的是802.16e标准的进展情况。802.16e协议旨在802.16d标准的基础上支持移动业务、小区间切换和多小区组网。因此，该协议的大部分内容用于加强对移动性的支持。对切换的支持包括：定义了切换(包括软切换)过程，明确了切换的MAC层信令，完善了切换过程中的测距(ranging)操作，增加了基于多天线的软切换功能等。对移动终端的支持包括：确定了省电模式，增加了低复杂度、低延时的LDPC信道编码。为了适应多变的移动信道环境，增加的功能包括：支持灵活的带宽使用，增强了HARQ、AMC、智能天线和空时码的功能，增加了TDD系统的闭环发送(close-loop transmission)功能。截止2005年9月，

802.16e标准版本为D11，主要标准内容的制定基本结束，正在进行Sponsor ballot(赞助者投票)，计划于2005年12月提交IEEE-SA标准委员会审定和发布。

5.2 WiMAX网络架构规范工作计划

除了空中接口技术的发展之外，网络侧技术的发展对WiMAX系统标准的制定，尤其是移动WiMAX技术的推动也至关重要。802.16技术是无线接入技术，通过接入核心网向用户提供业务，核心网通常采用基于IP协议的网络。随着802.16e空中接口规范内容

的基本确定，业界的注意力逐步转移到支持固定、游牧、便携、简单移动和全移动场景的WiMAX网络架构的规范上，为此WiMAX论坛于2004年11月成立了网络工作组(NWG)，制定支持IEEE 802.16d/e的网络规范。目前已经确定的网络参考模型和参考点如图1所示。

图1 支持漫游的网络参考模型和参考点

MSS-Mobile Scriber Station (移动用户台) ASN-Access Service Network(接入业务网) CSN-Connect Service Network(连接业务网) NAP-Network Access Provider(网络接入提供商) NSP-Network Service Provider(网络业务提供商)

ASN用于管理802.16空口，主要功能有：网络发现和选择接入，为用户选择NSP AAA，ASN间会话控制，连接到选定的