WIMAX技术点对多点的宽带无线接入探讨 第3页

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前    言
相对于有线接入，无线接入使得运营商可以更快地拥有接入网资源，在有线资源严重不足的情况下，利用少量的资金投入，快速获得一个较大的网络用户覆盖。通过对无线传输设备和无线接入设备进行组合应用，完全可以为运营商提供一个全部由无线设备组成的一级无线宽带骨干传输与接入，二级无线城域网覆盖的方案，而不必依赖有线资源。近年来，无线接入技术获得了突飞猛进的发展，适应各种应用场合的无线接入技术不断涌现。
在宽带无线接入技术方面,Wi-Fi,WiMax,IEEE802.20等技术属于新生一代，但它们潜在的优越性和广阔的应用前景，已经令人们不得不刮目相看。另一方面，蜂窝电话行业准备通过3G技术升级网络，使无线接入能够覆盖更广阔的区域。但是，3G技术的拥护者也不得不承认，使用Wi-Fi技术在机场，企业及校园等场所更加有效，尤其在数据业务的传输方面。为扩张Wi-Fi技术的覆盖范围，在更大的范围内提供高速的数据传输服务，业界又提出了WiMax无线城域网技术。相比以前的Wi-Fi技术，WiMax技术能够达到更高的吞吐量，提供QoS服务以及增强的安全性能，并且，整个网络具有良好的可扩展性。
本文首先对WiMax技术的基本概念做了阐述，再通过和其他一些类似技术进行了比较，通过比较清楚本技术的优势和不足之处。然后介绍了WiMax系统的网络架构，最后对WiMax城域网技术的网络管理进行了设计。

 

 

 
第一章 绪论
1.1宽带无线网络技术分析
当前无线通信技术的发展，形成了移动通信宽带数据化和数据通信无线移动化两大趋势。各种宽带无线网络技术正促成着这两大趋势的不断发展和融合，为我们营造着未来的无线移动城市生活。
就覆盖范围来看，目前的无线接入系统可以划分为从无线个人域网(WPAN)，无线局域网(WLAN)，无线城域网(WMAN)和无线广域网(WWAN)。如下图所示。
 
图1-1:目前主要无线网络的比较

IEEE(美国电气和电子工程师协会)和ETSI(欧洲电信标准化协会)两个世界范围内最具影响力的标准化组织分别制定了相应的无线接入系列标准。
IEEE802.15和HiperPan构成了PAN的无线接入标准，个人区间网用于解决同一地点的终端与终端之间的连接，通常形像描述为“最后10米”的通信需求，如手机和蓝牙(Bluetooth)耳机之间的无线连接。
IEEE802.11和HiperLan构成了LAN的无线接入标准，局域网用于解决用户群内部的信息交流和网际接入，形像描述为“最后一百米”的通信需求，如企业网和驻地网。由大批业内顶尖制造商参加的Wi-Fi联盟，其目标正是为了推广IEEE802.11系列标准的应用。
IEEE802.16和HiperAccess构成了MAN的无线接入标准，城域网用于大都市范围内的业务点与信息汇聚点之间的信息交流和网际接入，形像描述为“最后1公里”的通信需求。由一些主要的通信部件及设备制造商结成的WiMax组织，其目标是促进IEEE802.16的应用。
IEEE802.20和2G，3G蜂窝移动通信系统构成了WAN的无线接入标准，广域网用于解决超出一个城市范围的信息交流和网际接入需求。
目前用于宽带无线网络接入的主要技术有2G/3G电信网络，802.11协议族(Wi-Fi ) ，802.16协议族(WiMax )。下面将对其中一些技术作详细讨论。
1.2 WiMax技术基本概念
WiMax全称为World Interoperatebility for Microwave Access，即全球微波接入互操作性。WiMax联盟是802.16标准的推动者，还为IEEE802.16的一致性和互操作性做出了重要贡献，目前业界所指的WiMax技术实际上就是IEEE802.16技术，涵盖了IEEE802.16d和IEEE802.16e。
WiMax是一项无线城域网(WMAN)技术，是针对微波和毫米波频段提出的一种新的空中接口标准。WiMax网络的优势决定了它将是未来无线通信网络的重要组成部分。WiMax的技术优势主要有以下几点:
(1) 可以实现更远的传输距离
WiMax所能实现的无线信号传输距离是无线局域网所不能比拟的，网络覆盖面积是3G发射塔的10倍，只要少数基站建设就能实现全城覆盖，这样就使得无线网络应用的范围大大扩展。
(2) 可以提供更高速的宽带接入
WiMax所能提供的最高接入速度是70 Mbps，这个速度是3G所能提供的宽带速度的30倍。对无线网络来说，是一个惊人的进步。
(3) 提供优良的最后一公里网络接入服务
作为一种无线城域网技术，它可以将Wi-Fi热点连接到互联网，也可作为DSL等有线接入方式的无线扩展，实现最后一公里的宽带接入。WiMax可在广大区域内提供服务，用户无需线缆即可与基站建立宽带连接。
(4) 提供多媒体通信服务
由于WiMax较之Wi-Fi具有更好的可扩展性和安全性，从而能够实现电信级的多媒体通信服务。
1.3 WiMax与其他技术比较
WCDMA(宽带码分多址)以其技术优势成为3G的主流技术之一，并且就目前看来，将要采用WCDMA技术作为第三代通信标准的国家是最多的。HSDPA/HSUPA(高速下行/上行分组接入)技术是WCDMA的增强版，可以提供更高的链路传输能力。WiMax与WCDMA/HSDPA/HSUPA在业务和技术方面的比较如下表所示:

表1-1:WiMax与WCDMA/HSDPA/HSUPA技术比较
 Wimax WCDMA/HSDPA/HSUPA
主要工作频段 802.16e: 2~6GHz许可频段 国家无委分配的3G核心频段以及补充颇段

信道带宽 支持1.25M(或1.75M ,  1.5M)*2^n，其中n为0~-4正整数;一般采用大于5M 
1.25M , 5M
用户下行速率 10M带宽时，平均可达30Mbps  5M带宽时，可达14Mbps(HSDPA)
用户上行速率 10M带宽时，平均可达30Mbps 5M带宽时，可达5.76Mbps(HSUPA)
每个蜂窝的下行速率 10M带宽时，平均可达30Mbps 5M带宽时，可达14Mbps
每个蜂窝的上行速率 10M带宽时，平均可达30Mbps 5M带宽时，可达2Mbps
频谱利用率 标准支持5bps，除去开销，最高能达到3bps/hz/sector 最高到2.5bps/hz/sector
覆盖范围 1~3Km(与频段有关) 1~3Km(与频段有关)
移动性 120+km/h 250km/h
核心技术 OFDM、OFDMA、AAS/MIMO/HARQ/LDPC CDMA, HARQ, AAS, MIMO

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