第9章無(wú)線城域網(wǎng)接入技術(shù)

1、第9章 無(wú)線城域網(wǎng)接入技術(shù)9.1 無(wú)線城域網(wǎng)概述 城域網(wǎng)（Metropolitan Area Network, MAN）泛指運(yùn)營(yíng)商在城市及郊區(qū)范圍內(nèi)提供多種業(yè)務(wù)的所有網(wǎng)絡(luò)，它的傳輸媒介主要采用光纜，通過(guò)各類網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音、數(shù)據(jù)圖像、多媒體、IP接入和各種增值業(yè)務(wù)及智能業(yè)務(wù)，并與各運(yùn)營(yíng)商長(zhǎng)途網(wǎng)和PSTN互通的本地綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)。 無(wú)線城域網(wǎng)（Wireless Metropolitan Area Network, WMAN）是指以無(wú)線方式構(gòu)成的城域網(wǎng)，提供面向互聯(lián)網(wǎng)的高速連接。WMAN既可以使用無(wú)線電波也可以使用紅外光波來(lái)傳送數(shù)據(jù)，提供給用戶以高速訪問(wèn)Internet的無(wú)線訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)帶寬。 9.1.1

2、無(wú)線城域網(wǎng)的形成9.1.2 WiMAX論壇 IEEE 802.16工作組主要針對(duì)無(wú)線城域網(wǎng)的物理層和MAC層指定規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。為了形成一個(gè)可運(yùn)營(yíng)的網(wǎng)絡(luò)，IEEE 802.16技術(shù)必然需要其他部分的支撐，所以類似于WiFi聯(lián)盟的WiMAX（World Interoperability for Microwave Acess）論壇應(yīng)運(yùn)而生，從此WiMAX成為了IEEE 802.16的代名詞。無(wú)線城域網(wǎng)的推出是為了滿足日益增長(zhǎng)的寬帶無(wú)線接入 (Broadband Wireless Access,BWA)市場(chǎng)需求。 WiMAX論壇的目標(biāo)：1.促進(jìn)和推動(dòng)全球WiMAX部署。2.使WiMAX服務(wù)成為寬帶無(wú)線

3、的選擇平臺(tái)，主導(dǎo)世界市場(chǎng)份額。3.發(fā)布一個(gè)高性能終端對(duì)終端的IP網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架，支持固定、便攜和移動(dòng)用戶。4.確保WiMAX論壇認(rèn)證產(chǎn)品能夠贏得全球服務(wù)提供商的信賴。5.發(fā)展基于IEEE 802.16和ETSI互通的WiMAX模式，服務(wù)于全球市場(chǎng)。6.通過(guò)提供新穎的有競(jìng)爭(zhēng)力的應(yīng)用和服務(wù)模式來(lái)擴(kuò)大用戶需求。7.促進(jìn)良性的知識(shí)產(chǎn)權(quán)政策。 WiMAX論壇現(xiàn)有7個(gè)工作組，涉及將WiMAX論壇所認(rèn)證的產(chǎn)品推廣到市場(chǎng)需要重點(diǎn)關(guān)注的多個(gè)領(lǐng)域。1.認(rèn)證工作組(CWG)2.技術(shù)工作組（TWG）3.頻譜工作組（RWG）4.市場(chǎng)工作組（MWG）5.需求工作組（SPWG）6.應(yīng)用工作組（AWG）7.網(wǎng)絡(luò)工作組（NWG）Wi

4、MAX論壇的工作組：9.2 802.16標(biāo)準(zhǔn) 9.2.1 802.16標(biāo)準(zhǔn)及其演進(jìn)表9-1 IEEE 802.16相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)體系標(biāo)準(zhǔn)描述狀態(tài)802.16-2001固定寬帶無(wú)線接入系統(tǒng)的空中接口過(guò)期802.16.2-2001固定寬帶無(wú)線接入系統(tǒng)共存標(biāo)準(zhǔn)過(guò)期802.16c-2002系統(tǒng)概況(10-66GHz)過(guò)期802.16a-2003物理層和MAC層定義(211 GHz)過(guò)期P802.16b免許可頻率(項(xiàng)目已退出)撤銷P802.16d為2-11 GHz的維護(hù)和系統(tǒng)配置文件(項(xiàng)目合并到 802.16-2004)已被合并802.16-2004空中接口固定寬帶無(wú)線接入系統(tǒng)(匯總 802.16-2001,

5、 802.16a, 802.16c和P802.16d)過(guò)期P802.16.2a211 GHz和23.543.5 GHz 共存(項(xiàng)目合并到 802.16.2-2004)過(guò)期802.16.2-2004固定寬帶無(wú)線接入系統(tǒng)共存標(biāo)準(zhǔn)(合并802.16.2-2001和P802.16.2a)當(dāng)前在用802.16f-2005802.16-2004的管理信息庫(kù)(MIB)過(guò)期802.16-2004/Cor 1-2005更正固定業(yè)務(wù)(與802.16e-2005共同出版)過(guò)期802.16e-2005綜合固定與移動(dòng)業(yè)務(wù)在許可頻段的物理與MAC層過(guò)期802.16k-2007MAC橋接，用來(lái)彌合802.16(IEEE 8

6、02.1D項(xiàng)目的修訂)當(dāng)前在用802.16g-2007管理平面的程序和服務(wù)已被合并P802.16i移動(dòng)管理信息庫(kù)(項(xiàng)目合并到 802.16-2009)已被合并802.16-2009固定和移動(dòng)寬帶無(wú)線接入系統(tǒng)的空中接口(合并 802.16-2004, 802.16-2004/Cor 1, 802.16e, 802.16f, 802.16g 和P802.16i)當(dāng)前在用802.16j-2009多跳中繼當(dāng)前在用802.16h-2010為免授權(quán)經(jīng)營(yíng)共存機(jī)制的改進(jìn)當(dāng)前在用P802.16m-2011數(shù)據(jù)傳輸速率為100Mbit/s(移動(dòng))及1Gbit/s(固定)的先進(jìn)空中接口。也被稱為移動(dòng)WiMAX 版本

7、2 或者高級(jí)無(wú)線城域網(wǎng)(WirelessMAN-Advanced).針對(duì)4G系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)的ITU-R IMT-Advanced的要求。當(dāng)前在用P802.16n-2010更高的可用性網(wǎng)絡(luò)在修訂中P802.16p-2010為進(jìn)一步支持機(jī)對(duì)機(jī)應(yīng)用在修訂中P802.16Rev3-2011修改IEEE 802.16標(biāo)準(zhǔn)，包括P802.16h，P802.16j和P802.16m在修訂中9.2.2 WiMAX/80 WiMAX/802.16系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) WiMAX/802.16網(wǎng)絡(luò)體系如圖9-1所示，包括：核心網(wǎng)、核心網(wǎng)、用戶基站（用戶基站（SS）、）、基站（基站（BS）、）、中繼站（中

8、繼站（RS）、）、用戶終端設(shè)備（用戶終端設(shè)備（TE）和網(wǎng)管。和網(wǎng)管。圖9-1 WiMAX網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu) （1）核心網(wǎng)：WiMAX連接的核心網(wǎng)通常為傳統(tǒng)交換網(wǎng)或Internet。WiMAX提供核心網(wǎng)與基站間的連接接口，但WiMAX系統(tǒng)并不包括核心網(wǎng)。 （2）基站：基站提供用戶基站與核心網(wǎng)間的連接，通常采用扇形/定向天線或全向天線，可提供靈活的子信道部署與配置功能，并根據(jù)用戶群體狀況不斷升級(jí)擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)。 （3）用戶基站：屬于基站的一種，提供基站與用戶終端設(shè)備間的中繼連接，通常采用固定天線，并被安裝在屋頂上?；九c用戶基站間采用動(dòng)態(tài)自適應(yīng)信號(hào)調(diào)制模式。 （4）中繼站：在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)體系結(jié)構(gòu)中，接力站通常用于提

9、高基站的覆蓋能力，也就是說(shuō)充當(dāng)一個(gè)基站和若干個(gè)用戶基站（或用戶終端設(shè)備）間信息的中繼站。中繼站面向用戶側(cè)的下行頻率可以與面向基站的上行頻率相同，當(dāng)然也可以采用不同的頻率。 （5）用戶終端設(shè)備：WiMAX系統(tǒng)定義用戶終端設(shè)備與基站間的連接接口，提供用戶終端設(shè)備的接入。但用戶終端設(shè)備本身并不屬于WiMAX系統(tǒng)。 （6）網(wǎng)管：用于監(jiān)視和控制網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有的基站和用戶基站，提供查詢、狀態(tài)監(jiān)控、軟件下載、系統(tǒng)參數(shù)配置等功能。 WiMAX/80.1 WiMAX/802.16端對(duì)端的參考模型端對(duì)端的參考模型圖9-2 非漫游模式端對(duì)端參考模型功能邏輯組，包括:移動(dòng)移動(dòng)用戶臺(tái)用戶臺(tái)(

10、MSS)(MSS)、接入網(wǎng)（接入網(wǎng)（ASNASN）、連接服務(wù)網(wǎng)絡(luò)（連接服務(wù)網(wǎng)絡(luò)（CSNCSN）應(yīng)用服務(wù)提供商應(yīng)用服務(wù)提供商（ASPASP）網(wǎng)絡(luò)）網(wǎng)絡(luò)。 圖9-3 漫游模式端對(duì)端參考模型 圖9-3主要增加了CSN之間的R5參考點(diǎn)。 WiMAX/802.16網(wǎng)絡(luò)實(shí)體1.接入網(wǎng)BS用于處理IEEE 802.16空中接口，包括BS和SS兩種；ASN GW主要處理到CSN的接口功能和ASN的管理。 圖9-4 ASN參考模型2.連接服務(wù)網(wǎng)絡(luò)連接服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)（連接服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)（CSNCSN）可以由路由器、AAA代理或服務(wù)器、用戶數(shù)據(jù)庫(kù)、因特網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備等組成。CSN主要功能主要功能：因特網(wǎng)接入，為

11、用戶會(huì)話連接，給終端分配IP地址；AAA代理或者服務(wù)器，用戶計(jì)費(fèi)以及結(jié)算；基于用戶系統(tǒng)參數(shù)的QoS及許可控制；ASN之間的移動(dòng)性管理，ASN和CSN之間的隧道建立和管理；WiMAX服務(wù)，如基于位置的服務(wù)、組播服務(wù)等。 WiMAX/802.16網(wǎng)絡(luò)接口圖9-5 WiMAX網(wǎng)絡(luò)開(kāi)放接口接口R1至R5為網(wǎng)絡(luò)工作組初步確定了在Release1規(guī)范中定義的開(kāi)放接口，接口R6至R8為后續(xù)版本中考慮開(kāi)放的接口。（1）R1R1：MSS與ASN之間的接口，可能包含管理平面的功能。（2）R2R2：MSS與CSN之間的邏輯接口，提供鑒權(quán)、業(yè)務(wù)授權(quán)和IP主機(jī)配置等服務(wù)。此外，可能還包含管理和承載平面的移

12、動(dòng)性管理。（3）R3R3：ASN和CSN之間互操作的接口，包括一系列控制和承載平面的協(xié)議。（4）R4R4：用于處理ASNGW間移動(dòng)性相關(guān)的一系列控制和承載平面協(xié)議。（5）R5R5：拜訪CSN與歸屬CSN之間互操作的一系列控制和承載平面協(xié)議。（6）R6R6：BS和ASNGW間的互操作接口，屬于ASN內(nèi)的接口，由一系列控制和承載平面協(xié)議構(gòu)成。（7）R7R7：該接口屬于ASNGW內(nèi)部接口，圖9-5中沒(méi)有標(biāo)注，具體定義還在討論之中。（8）R8R8：BS之間的接口，用于快速無(wú)縫切換功能，由一系列控制和承載平面協(xié)議組成。9.2.3業(yè)務(wù)及QoS定義了四種業(yè)務(wù)類型，并對(duì)每種業(yè)務(wù)類型的帶寬請(qǐng)求方式進(jìn)行了規(guī)定（優(yōu)

13、先級(jí)從高到底）： （1 1）主動(dòng)授權(quán)業(yè)務(wù)（）主動(dòng)授權(quán)業(yè)務(wù)（UGSUGS）（2 2）實(shí)時(shí)輪詢業(yè)務(wù)（）實(shí)時(shí)輪詢業(yè)務(wù)（rtPSrtPS）（3 3）非實(shí)時(shí)輪詢業(yè)務(wù)（）非實(shí)時(shí)輪詢業(yè)務(wù)（nrtPSnrtPS）（4 4）盡力而為（）盡力而為（BEBE）業(yè)務(wù)）業(yè)務(wù)9.2.4 協(xié)議模型圖9-6 IEEE 802.16空中接口協(xié)議棧模型9.3 802.16 的物理層9.3.1 802.16物理層的分類 WMAN-SC物理層2WMAN-SCa物理層3WMAN-OFDM物理層4. WMAN-OFDMA物理層5. WirelessHUMAN物理層9.3.2 802.16物理層的關(guān)鍵技術(shù)1.1.雙工復(fù)用方式雙工復(fù)用方式

14、WiMAX系統(tǒng)物理層支持時(shí)分雙工（Time Division Duplex，TDD）方式、頻分雙工（Frequency Division Duplex，F(xiàn)DD）方式。TDDTDD上行和下行的傳輸使用同一頻帶的雙工方式，需要根據(jù)時(shí)間進(jìn)行切換，物理層的時(shí)隙被分為發(fā)送和接收兩部分。 其技術(shù)特點(diǎn)有其技術(shù)特點(diǎn)有：不需要成對(duì)的頻率，能使用各種頻率資源。上下行鏈路業(yè)務(wù)可以不平均分配。上下行工作于同一頻率，電波傳播的對(duì)稱特性使之便于使用智能天線等新技術(shù)，達(dá)到提高性能，降低成本的目的。傳輸不連續(xù)，切換傳輸方向需要時(shí)間和控制，為避免傳輸發(fā)生沖突，上下行鏈路需要一個(gè)協(xié)商傳輸與時(shí)序的過(guò)程，為避免發(fā)生傳輸錯(cuò)誤，需要設(shè)置

15、一個(gè)保護(hù)時(shí)間來(lái)保護(hù)傳輸信號(hào)符合傳輸時(shí)延的要求。FDDFDD上行和下行的傳輸使用分離的兩個(gè)對(duì)稱的頻帶的雙工方式，系統(tǒng)需根據(jù)對(duì)稱性頻帶進(jìn)行劃分。其技術(shù)特點(diǎn)有：其技術(shù)特點(diǎn)有：需要成對(duì)的頻率，在分離的兩個(gè)對(duì)稱的頻帶上進(jìn)行發(fā)送和接收，上下行頻帶之間需要有190MHz的頻率間隔。支持對(duì)稱業(yè)務(wù)時(shí)，能充分利用上下行的頻譜，但在非對(duì)稱的分組交換（互聯(lián)網(wǎng)）工作時(shí)，頻譜利用率則大大降低（由于低上行負(fù)載，造成頻譜利用率降低約40%）。2.2.載波帶寬載波帶寬IEEE 802.16并未規(guī)定具體的載波帶寬，系統(tǒng)可以采用從1.25MHz一20MHz之間的帶寬。 3.OFDM3.OFDM和和OFDMAOFDMA（1 1）正交

16、頻分復(fù)用）正交頻分復(fù)用OFDMOFDM OFDM是一種多載波數(shù)字調(diào)制技術(shù)。它的基本思想是在頻域內(nèi)將給定信道分成許多正交子信道，在每個(gè)子信道上使用一個(gè)子載波進(jìn)行調(diào)制，并且各個(gè)子載波并行傳輸。這樣，盡管總的信道是非平坦的，具有頻率選擇性，但是每個(gè)子信道是相對(duì)平坦的，在每個(gè)子信道上進(jìn)行的是窄帶傳輸，信號(hào)帶寬小于信道的相干帶寬，因此可以大大消除信號(hào)波形間的干擾。OFDM技術(shù)相對(duì)于一般的多載波傳輸技術(shù)不同之處在于它允許子載波頻譜部分重疊，只要滿足子載波間相互正交，則可以從混疊的子載波中分離出數(shù)據(jù)信號(hào)。OFDMOFDM的優(yōu)點(diǎn)：的優(yōu)點(diǎn)：頻譜利用率很高。 抗多徑干擾與頻率選擇性衰落能力強(qiáng)。 采用動(dòng)態(tài)子載波分配

17、技術(shù)能使系統(tǒng)達(dá)到最大比特率。 通過(guò)各子載波的聯(lián)合編碼，可具有很強(qiáng)的抗衰落能力。 基于離散傅立葉變換(DFT)的OFDM有快速算法，OFDM采用快速傅里葉變換(FFT)和逆快速傅里葉變換(IFFT)來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)制和解調(diào)，易用數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)實(shí)現(xiàn)。OFDMOFDM的缺點(diǎn)：的缺點(diǎn)：對(duì)頻偏和相位噪聲敏感。 峰均功率比(PAPR)大，導(dǎo)致發(fā)送端放大器功率效率較低。 自適應(yīng)的調(diào)制技術(shù)使系統(tǒng)復(fù)雜度有所增加。（2 2）正交頻分復(fù)用多址）正交頻分復(fù)用多址OFDMAOFDMA OFDMA和OFDM的本質(zhì)原理是一致的，與之不同的是，它可以指定每個(gè)用戶使用OFDM所有子載波中的一個(gè)(或一組)。OFDMA將整個(gè)頻帶

18、劃分成更小的單位，多個(gè)用戶可以同時(shí)使用整個(gè)頻帶，并且它的分配機(jī)制非常靈活，可以根據(jù)用戶業(yè)務(wù)量的大小動(dòng)態(tài)分配子載波的數(shù)量，不同的子載波上使用的調(diào)制方式和發(fā)射功率也可以不同。 在OFDMA系統(tǒng)中，用戶僅僅使用所有的子載波中的一部分，如果同一個(gè)幀內(nèi)的用戶的定時(shí)偏差和頻率偏差足夠小，則系統(tǒng)內(nèi)就不會(huì)存在小區(qū)內(nèi)的干擾，比碼分系統(tǒng)更有優(yōu)勢(shì)。4.4.自適應(yīng)調(diào)制自適應(yīng)調(diào)制802.16可以根據(jù)不同的調(diào)制方式和糾錯(cuò)編碼方法組合成多種發(fā)送方案，系統(tǒng)可以根據(jù)信道狀況的好壞以及傳輸?shù)男枨?，選擇一個(gè)合適的傳輸方案。 5.5.多天線技術(shù)多天線技術(shù)MIMO技術(shù)在基站和移動(dòng)臺(tái)兩端都使用多元天線陣列，抑制信道衰落，大幅度提高信道容

19、量和覆蓋范圍。MIMO技術(shù)的核心思想是空時(shí)信號(hào)處理，處理的方式大致分為發(fā)射分集和空間復(fù)用兩類。其中發(fā)射分集指的是在不同的天線上發(fā)射承載相同信息的信號(hào)，當(dāng)然，信號(hào)的形式可以不同，這樣做的目的是充分利用空間資源，提高信道的可靠性。使用多天線技術(shù)具有以下優(yōu)勢(shì)使用多天線技術(shù)具有以下優(yōu)勢(shì): :（1）陣列增益（2）分集增益（3）共信道干擾消除9.4 802.16 的MAC層MAC層分成三個(gè)子層:匯聚子層(Convergence Sublayer，CS)、公共部分子層(Common Part Sublayer，CPS)、安全子層(Privacy Subayer，PS)。物理層PSCPSCSMAC層圖9-7

20、MAC層結(jié)構(gòu)CSCS：該層根據(jù)提供服務(wù)的不同，提供不同的功能。對(duì)于IEEE 802.16來(lái)說(shuō)，能提供的服務(wù)包括數(shù)字音頻/視頻廣播、數(shù)字電話、異步傳輸模式ATM、因特網(wǎng)接入、電話網(wǎng)絡(luò)中無(wú)線中繼和幀中繼等。CPSCPS：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(hù)等。PSPS：提供基站和用戶站之間的保密性，它包括兩個(gè)部分: 一是加密封裝協(xié)議，負(fù)責(zé)空中傳輸?shù)姆纸M數(shù)據(jù)的加密，二是密鑰管理協(xié)議，負(fù)責(zé)基站到用戶站之間密鑰的安全發(fā)放。9.4.1 MAC9.4.1 MAC層的技術(shù)特點(diǎn)層的技術(shù)特點(diǎn)1.連接 當(dāng)高層網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包進(jìn)入WiMAX系統(tǒng)后，經(jīng)過(guò)匯聚子層分類操作將包映射到不同的

21、連接上。每個(gè)連接代表著不同的服務(wù)類型、帶寬等參數(shù)，連接的建立是業(yè)務(wù)通信實(shí)現(xiàn)QoS的前提。 2.QoS WiMAX系統(tǒng)的MAC層最大的特色是定義了比較完整的，基于連接的服務(wù)質(zhì)量機(jī)制，這種機(jī)制將高層數(shù)據(jù)映射為單個(gè)連接，并用一個(gè)16bit的CID唯一標(biāo)識(shí)，除此之外，這種機(jī)制針對(duì)每個(gè)連接分別設(shè)置不同的服務(wù)質(zhì)量參數(shù)，包括速率、時(shí)延和延遲抖動(dòng)等等。 表 9-2 WiMAX 5種等級(jí)服務(wù)QoS 等級(jí)服務(wù)縮略語(yǔ)定義典型應(yīng)用非請(qǐng)求的帶寬分配業(yè)務(wù)Unsolicited Grant ServiceUGS周期性產(chǎn)生固定包長(zhǎng)的實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)T1/E1 傳輸實(shí)時(shí)輪詢業(yè)務(wù)Real-time Polling ServicertPS

22、周期性產(chǎn)生可變包長(zhǎng)的實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)MPEG Video擴(kuò)展的實(shí)時(shí)輪詢業(yè)務(wù)Extended Real-time Polling ServiceertPS周期性產(chǎn)生可變包長(zhǎng)的實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，rtPS業(yè)務(wù)的一種擴(kuò)展，對(duì)實(shí)時(shí)性要求很高VoIP非實(shí)時(shí)輪詢業(yè)務(wù)Non-real-time Polling ServicenrtPS延遲容忍的數(shù)據(jù)流，包括可變大小的數(shù)據(jù)包，有最低數(shù)據(jù)速率要求FTP盡力而為Best EffortBE沒(méi)有最低服務(wù)水平需求的非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流，在資源允許的前提下處理HTTP3.3.安全性安全性 為了保證信息傳輸?shù)陌踩裕?02.16在MAC層中定義了一個(gè)安全子層來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)密鑰的分配管理和數(shù)據(jù)的加密。安全子

23、層位于物理層之上，屬于MAC層的最低一個(gè)子層。它的加密協(xié)議主要是以電纜調(diào)制傳輸技術(shù)DOCSIS BPI+中的密鑰管理協(xié)議為基礎(chǔ)，加密子層主要可以分為數(shù)據(jù)包加密封裝協(xié)議和密鑰管理(PKM)協(xié)議兩部分。 9.4.2匯聚子層（CS）匯聚子層CS層是MAC的最高層，主要功能是從上層接收數(shù)據(jù)包并封裝成為特定MAC數(shù)據(jù)包傳送到公共部分子層相應(yīng)的接口點(diǎn)。CS層主要完成以下功能:（1）接收來(lái)自上層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU。（2）對(duì)所接收的上層PDU進(jìn)行分類。（3）根據(jù)分類對(duì)接收的PDU進(jìn)行處理。（4）將處理后生成的 CS PDU送往合適的 MAC SAP。（5）接收來(lái)自對(duì)等實(shí)體中特定業(yè)務(wù)匯聚子層的 CS PDU。

24、 CS分類功能 圖9-8 分類匹配與映射示意圖分類就是在MAC對(duì)等實(shí)體間將一個(gè)MAC SDU映射到一個(gè)特定傳輸連接上的過(guò)程。在將一個(gè)MAC SDU映射到一個(gè)傳輸連接時(shí)，同時(shí)創(chuàng)建了與該連接的服務(wù)流特性的關(guān)聯(lián)。 CS報(bào)頭壓縮功能 為了節(jié)省無(wú)線鏈路資源，提高帶寬利用率，IEEE 802.16協(xié)議定義了PHS(Payload Header Suppression)機(jī)制，對(duì)凈荷報(bào)頭的重復(fù)部分進(jìn)行壓縮，對(duì)等實(shí)體再將其恢復(fù)。 圖9-9 MAC SDU 格式 一條PHS規(guī)則包括以下5個(gè)參數(shù)：（1 1）頭壓縮區(qū)域（）頭壓縮區(qū)域（Payload Header Suppression

25、FieldPayload Header Suppression Field，PHSFPHSF），解壓縮時(shí)根據(jù)該字段將數(shù)據(jù)包首部還原；（2 2）頭壓縮索引（）頭壓縮索引（Payload Header Suppression IndexPayload Header Suppression Index，PHSIPHSI），用以對(duì)應(yīng)唯一的頭壓縮規(guī)則；（3 3）頭壓縮掩碼（）頭壓縮掩碼（Payload Header Suppression MaskPayload Header Suppression Mask，PHSMPHSM），用以決定壓縮報(bào)頭中那些字節(jié)；（4 4）頭壓縮區(qū)域長(zhǎng)度（）頭壓縮區(qū)域長(zhǎng)度（P

26、ayload Header Suppression SizePayload Header Suppression Size，PHSSPHSS），指明報(bào)頭中壓縮字節(jié)的長(zhǎng)度；（5 5）頭壓縮檢驗(yàn)標(biāo)識(shí)（）頭壓縮檢驗(yàn)標(biāo)識(shí)（Payload Header Suppression ValidPayload Header Suppression Valid，PHSVPHSV），用以確定對(duì)數(shù)據(jù)頭進(jìn)行壓縮還是不壓縮。1.PHS1.PHS操作操作圖9-10 PHS操作圖9-11 使用過(guò)濾功能的PHS操作2.PHS2.PHS信令信令PHS需要建立以下3個(gè)對(duì)象：（1）服務(wù)流；（2）分類器；（3）PHS規(guī)則； 9.4.3

27、公共部分子層（MAC CPS） MAC CPS支持的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 1PMP模式PMP模式是一種集中式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),一個(gè)BS對(duì)應(yīng)于多個(gè)SS。BS負(fù)責(zé)上行和下行帶寬資源分配，每幀的分配結(jié)果體現(xiàn)在下行映射(DL-MAP)和上行映射(UL-MAP)結(jié)構(gòu)中。SS根據(jù)DL-MAP和UL-MAP的規(guī)定接收和發(fā)送數(shù)據(jù)/管理信令。 （1 1）PMPPMP模式下的幀結(jié)構(gòu)模式下的幀結(jié)構(gòu)圖9-12 TDD模式下OFDM幀結(jié)構(gòu)圖9-13 FDD模式下OFDM幀結(jié)構(gòu)（2 2）PMPPMP模式下的調(diào)度機(jī)制模式下的調(diào)度機(jī)制SSSSSSSSSSSSSSBS圖9-14 PMP模式下的調(diào)度示意圖 2 2MeshMesh模

28、式模式Mesh模式與PMP最大的不同在于除了BS與SS之間能夠直接通信外，SS之間也可以通過(guò)多跳的方式實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)到多點(diǎn)之間的無(wú)線連接。 （1）Mesh模式下的幀結(jié)構(gòu)圖9-15 Mesh模式下幀結(jié)構(gòu)（2 2）MeshMesh模式下的調(diào)度機(jī)制模式下的調(diào)度機(jī)制 IEEE802.16-2004標(biāo)準(zhǔn)中定義了Mesh模式下的兩種調(diào)度方式：集中式調(diào)度和分布式調(diào)度。 BS SS SS SS SS SS SS SS圖9-16 集中式調(diào)度示意圖BSSSSSSSSSSSSSSS圖9-17 分布式調(diào)度示意圖請(qǐng) 求 節(jié) 點(diǎn)目 標(biāo) 節(jié) 點(diǎn)請(qǐng) 求確 認(rèn)回 復(fù)圖9-18三次握手示意圖IEEE802.16-2004 Mesh模式

29、中的分布式調(diào)度采用請(qǐng)求、答復(fù)、確認(rèn)三次握手的方式來(lái)建立發(fā)送數(shù)據(jù)前的連接。 MAC CPS MAC CPS的功能的功能 1. 1. 尋址與連接尋址與連接 MAC層是基于連接的，每個(gè)連接都由一個(gè)16位的連接標(biāo)識(shí)符CID來(lái)區(qū)分。每個(gè)CID標(biāo)識(shí)一個(gè)具有某種QoS的業(yè)務(wù)六流。CID是WiMAX面向連接的核心，其主要功能：（1 1）標(biāo)識(shí)不同的連接；）標(biāo)識(shí)不同的連接；（2 2）連接請(qǐng)求，如帶寬請(qǐng)求；）連接請(qǐng)求，如帶寬請(qǐng)求；（3 3）關(guān)聯(lián)相應(yīng)的業(yè)務(wù)流。）關(guān)聯(lián)相應(yīng)的業(yè)務(wù)流。在SS初始化過(guò)程中，上行和下行方向都會(huì)建立三個(gè)不同的管理連接，用于發(fā)送和接收控制管理消息。這三種連接反映了BS

30、和SS之間不同的管理業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量，他們分別為基本連接基本連接 (Basic connection)(Basic connection)、主要管理連接主要管理連接(Primary management connection)(Primary management connection)和次要管理連接次要管理連接(Secondary (Secondary management connection)management connection)。（1 1）基本連接）基本連接: :用于在BS和SS之間交換短的、時(shí)延敏感的MAC管理消息。（2 2）主要管理連接）主要管理連接: :用于在BS和SS之間傳

31、遞較長(zhǎng)的、可以容忍一定時(shí)延的MAC管理消息。（3 3）次要管理連接）次要管理連接: :只用于可以被管理的SS與BS傳遞基于標(biāo)準(zhǔn)(如DHCP、TFTP、SNMP)的管理消息，通常這些消息也是對(duì)時(shí)延不敏感的。2 2 PDUPDU成幀與傳輸成幀與傳輸圖9-19 PDU報(bào)文格式 圖9-20 通用MAC頭部格式字段比特?cái)?shù)描述HT1頭部類型，必須設(shè)置為0。EC1加密控制，EC=1，加密；，EC=0，不加密。type6子頭部和載荷類型，可包含mesh子頭部，分片子頭部，封包子頭部等。EKS2密鑰序列。CI1CRC指示。LEN11包括頭部在內(nèi)的整個(gè)MAC PDU 的長(zhǎng)度。CID16傳送該MAC PDU對(duì)應(yīng)的連

32、接標(biāo)識(shí)符。HCS8頭部校驗(yàn)序列。表9-3通用MAC頭部各字段含義圖9-21 帶寬請(qǐng)求頭部格式表9-4 帶寬請(qǐng)求頭部各字段含義字段比特?cái)?shù)描述HT1頭部類型，必須設(shè)置為1。EC1EC必須設(shè)置為0，不加密。type3指示帶寬請(qǐng)求類型：“000”請(qǐng)求增加帶寬，“001”請(qǐng)求總帶寬。BR19指示SS向BS申請(qǐng)的字節(jié)數(shù)，該數(shù)字中不含任何物理層附加頭部。CID16表示一個(gè)SS向BS的帶寬請(qǐng)求連接。HCS8頭部校驗(yàn)序列。通用MAC頭部Type字段的位描述5指示mesh子頭部的有無(wú)；1表示有，0表示無(wú)。4指示ARQ響應(yīng)載荷的有無(wú)；1表示有，0表示無(wú)。3指示可擴(kuò)展類型；即有否拼裝或分片子頭部的擴(kuò)展。1表示有，0表

33、示無(wú)。用于無(wú)ARQ的連接。2指示分片子頭部的有無(wú)；1表示有，0表示無(wú)。1指示拼裝子頭部的有無(wú)；1表示有，0表示無(wú)。0下行鏈路，快速反饋分配子報(bào)頭；上行鏈路，授權(quán)管理子報(bào)頭。1表示有，0表示無(wú)。表9-5 MAC子頭部類型描述 系統(tǒng)在形成MAC PDU之后的操作是將一個(gè)或多個(gè)PDU通過(guò)級(jí)聯(lián)、分片、打包等方式組成一個(gè)完整的MAC幀，并通過(guò)服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)傳遞給下層進(jìn)行傳輸。 級(jí)聯(lián)：級(jí)聯(lián)：在WiMAX系統(tǒng)中，多個(gè)MAC PDU可以連在一起，一并發(fā)往接收端，由于每個(gè)PDU都是通過(guò)其所包含的CID來(lái)唯一標(biāo)識(shí)的，因此接收端的對(duì)應(yīng)MAC實(shí)體可以將接收到的多個(gè)MAC PDU解封并重新組裝，得到的MAC SDU送到相對(duì)

34、應(yīng)的MAC SAP。MAC管理消息、用戶數(shù)據(jù)以及帶寬請(qǐng)求的MAC PDU都可以被級(jí)聯(lián)在一起進(jìn)行發(fā)送。 分片：分片：分片是將多個(gè)MAC SDU分成一個(gè)或多個(gè)MAC PDU的過(guò)程，這一操作使得WiMAX系統(tǒng)可以高效地使用有限的帶寬。一個(gè)PDU在傳輸過(guò)程中是否分片是在連接被創(chuàng)建的時(shí)候決定的，每個(gè)分片在整個(gè)SDU中的位置可以通過(guò)分片子報(bào)頭中的分片控制域(FC)知道。 打包：打包：與分片相反，打包是將多個(gè)SDU并入一個(gè)PDU中進(jìn)行傳輸。打包通過(guò)連接的屬性來(lái)指出當(dāng)前連接所承載的是定長(zhǎng)分組還是變長(zhǎng)分組。另外，是否進(jìn)行打包操作完全由發(fā)送端決定。3. 3. 對(duì)對(duì)PHYPHY的支持的支持 （1 1）雙工方式）雙工

35、方式 MAC層協(xié)議可以支持物理層采用不同的雙工模式:時(shí)分雙工(TDD)方式或頻分雙工(FDD)方式。（2 2）鏈路映射管理消息）鏈路映射管理消息 下行鏈路映射消息(DL-MAP)定義了突發(fā)模式的物理層下行鏈路間隔的使用情況，SS根據(jù)該消息來(lái)接收下行鏈路上的信息。在PMP系統(tǒng)中，DL-MAP消息只能由BS以廣播方式發(fā)送給各SS。上行鏈路映射消息(UL-MAP)消息根據(jù)突發(fā)相對(duì)于分配開(kāi)始時(shí)間(Allocation Start Time)的偏移定義了上行傳輸間隔的使用，通過(guò)一系列的信息元素(IE)來(lái)表示。 IE有以下幾種:Request IE:Request IE:通過(guò)RequestIE，BS指定了

36、一個(gè)上行間隔用來(lái)為上行數(shù)據(jù)的傳輸申請(qǐng)帶寬，與該IE指定的CID類型相一致的SS可以在這個(gè)間隔內(nèi)發(fā)送帶寬請(qǐng)求。對(duì)于任何一個(gè)分配的上行鏈路發(fā)送間隔，SS可以決定是用于發(fā)送數(shù)據(jù)或請(qǐng)求，也可以在數(shù)據(jù)中捎帶請(qǐng)求。此時(shí)，PDU的傳輸應(yīng)采用帶寬請(qǐng)求頭的格式。Initial Ranging IE:Initial Ranging IE:在UL-MAP消息中要提供一個(gè)發(fā)送間隔來(lái)允許新SS進(jìn)行初始測(cè)距，BS通過(guò)Initial Ranging IE來(lái)指定一個(gè)間隔用于SS進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)。在這個(gè)間隔發(fā)送的數(shù)據(jù)包應(yīng)使用初始測(cè)距請(qǐng)求管理消息(RNG-REQ)的格式，間隔的大小應(yīng)為最大傳輸時(shí)延加上RNG-REQ消息的傳輸時(shí)間。Dat

37、a Grant Burst Type IE:Data Grant Burst Type IE:該IE為SS提供發(fā)送一個(gè)或多個(gè)上行PDU的時(shí)間間隔。提供這些IE可以是響應(yīng)SS的帶寬請(qǐng)求，或者是基于一種管理的策略為一個(gè)特定的SS提供一定的帶寬，比如單播輪詢機(jī)制。End of map IE:End of map IE:位于IE列表的最后，是所有IE結(jié)束的標(biāo)志，用于決定最后一個(gè)間隔的長(zhǎng)度。Gap IE:Gap IE:表示上行鏈路傳輸結(jié)束，SS不應(yīng)該在該IE期間發(fā)送數(shù)據(jù)。（3 3）映射相關(guān)和同步）映射相關(guān)和同步不論是FDD還是TDD方式，DL-MAP總是用來(lái)指示本幀下行的開(kāi)始，UL-MAP最小用于指示本

38、幀上行的開(kāi)始，最大用于指示下一幀上行的開(kāi)始。 4. 4. 進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)和初始化進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)和初始化SS的初始化整個(gè)過(guò)程可分為以下階段: （1）SS首先要搜索可用信道，以獲取物理層的同步。一旦物理層達(dá)到同步，SS將搜索廣播消息以獲得上行信道和下行信道控制參數(shù)。 （2）MAC層搜索DL一MAP消息以實(shí)現(xiàn)MAC層的同步。 （3）初始測(cè)距。 （4）完成測(cè)距后，SS發(fā)送SBC-REQ(SS基本功能請(qǐng)求)消息告知BS其支持的調(diào)制級(jí)別、編碼方案和速率等基本能力，BS根據(jù)自身能力選擇支持的部分并返回SBC-RSP(SS基本功能響應(yīng))消息響應(yīng)。 （5）BS和SS之間進(jìn)行鑒權(quán)和密鑰交換。 （6）成功鑒權(quán)后，將進(jìn)行注冊(cè)過(guò)程

39、。 （7）建立IP連接。 （8）完成上述操作后，BS發(fā)送DSA-REQ(動(dòng)態(tài)服務(wù)添加請(qǐng)求)消息為SS的預(yù)留服務(wù)流建立連接，SS則以DSA-RSP(動(dòng)態(tài)服務(wù)添加響應(yīng))消息進(jìn)行響應(yīng)。 9.4.4 MAC 安全子層安全子層主要提供鑒權(quán)，密鑰交換以及加密功能。 安全子層主要包括了兩個(gè)協(xié)議：數(shù)據(jù)加密封裝協(xié)議數(shù)據(jù)加密封裝協(xié)議(Encapsulation (Encapsulation Protocol)Protocol) 和密鑰管理協(xié)議密鑰管理協(xié)議PKM(Privacy Key Management)PKM(Privacy Key Management)。數(shù)據(jù)加密封裝協(xié)議數(shù)據(jù)加密封裝協(xié)議負(fù)責(zé)加密接入固定BW

40、A網(wǎng)絡(luò)的分組數(shù)據(jù)，定義了加密和鑒權(quán)算法，以及這些算法在MAC PDU 分組數(shù)據(jù)中的應(yīng)用規(guī)則。加密只針對(duì)MAC PDU中的負(fù)荷部分，MAC頭不被加密，MAC層中的所有管理信息在傳輸過(guò)程中也不被加密。PKMPKM負(fù)責(zé)從BS到SS之間密鑰的安全分發(fā)、SS和BS之間密鑰數(shù)據(jù)的同步以及業(yè)務(wù)接入的鑒權(quán)。通過(guò)使用基于數(shù)字證書(shū)的認(rèn)證方式，進(jìn)一步加強(qiáng)了PKM的安全性能。PKM采用服務(wù)器/客戶機(jī)模型，SS作為客戶端來(lái)請(qǐng)求密鑰，BS作為服務(wù)器端響應(yīng)SS的請(qǐng)求并授權(quán)給SS唯一的密鑰。PKM支持周期性地重新授權(quán)及密鑰更新機(jī)制，PKM使用X.509數(shù)字證書(shū)（IETF RFC 3280）、RSA（Rivest-Shamir

41、-Adleman public-key system）公鑰加密算法和強(qiáng)對(duì)稱算法進(jìn)行BS與SS之間的密鑰交換。通過(guò)使用基于數(shù)字證書(shū)的認(rèn)證方式，進(jìn)一步加強(qiáng)了PKM的安全性能。 9.5 WiMAX 技術(shù)與其他技術(shù)比較 9.5.1寬帶無(wú)線接入背景通信市場(chǎng)正在呈現(xiàn)出話音業(yè)務(wù)移動(dòng)化，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)寬帶化的發(fā)展趨勢(shì)；無(wú)線化和寬帶化是電信網(wǎng)絡(luò)接入層發(fā)展的總趨勢(shì)；在以ITU和3GPP/3GPP2引領(lǐng)的蜂窩移動(dòng)通信從3G到E3G，再走向B3G/4G的演進(jìn)道路上， 3G、WiMAX、WIFI、LTE等各種無(wú)線技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)中互相借鑒和學(xué)習(xí)，技術(shù)不斷完善，網(wǎng)絡(luò)安全性實(shí)用性不斷增強(qiáng)。豐富的市場(chǎng)終端支持：支持WIFI、WIMAX的無(wú)

42、線網(wǎng)絡(luò)的筆記本電腦，手機(jī)終端，移動(dòng)MP3，移動(dòng)電視等，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈已逐漸成熟。 9.5.2 9.5.2 無(wú)線寬帶接入技術(shù)無(wú)線寬帶接入技術(shù)WiMAX（Worldwide Interoperability for Mi-crowave Access）即全球微波接入互操作性。WiMAX的另一個(gè)名字是802.16。 WIFI(Wireless Fidelity)即無(wú)線保真，目前可使用的標(biāo)準(zhǔn)有兩個(gè)，分別是IEEE802.11a和IEEE802.11b 。3G（3rd Generation）第三代移動(dòng)通信，目前分為TD-SCDMA，WCDMA,CDMA2000三種。LTE（Long Term Evoluti

43、on）長(zhǎng)期演進(jìn)。LTE也被通俗的稱為3.9G，被視作從3G向4G演進(jìn)的主流技術(shù)。9.5.3 3G技術(shù)概述3G是英文3rd Generation的縮寫(xiě)，指第三代移動(dòng)通信技術(shù)。 國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)在2000年5月確定W-CDMA、CDMA2000和TD-SCDMA三大主流無(wú)線接口標(biāo)準(zhǔn)，寫(xiě)入3G技術(shù)指導(dǎo)性文件2000年國(guó)際移動(dòng)通訊計(jì)劃(簡(jiǎn)稱IMT-2000)。 CDMA2000CDMA2000是由IS-95A/B標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)而來(lái)的第三代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)，由3GPP2負(fù)責(zé)具體標(biāo)準(zhǔn)化工作。目前CDMA2000有由3GPP2制定的Release 0、A、B、C和D五個(gè)支持CDMA2000 1X

44、及其增強(qiáng)型技術(shù)的版本，以及由EIA/TIA發(fā)布的支持CDMA2000 1X EV-DO的IS-856和IS-856A標(biāo)準(zhǔn)。 CDMA2000 1x EV-DO定位于Internet的無(wú)線延伸，能以較少的網(wǎng)絡(luò)和頻譜資源（在1.25MHz標(biāo)準(zhǔn)載波中）支持平均速率為：靜止或慢速移動(dòng)：1.03Mbps（無(wú)分集）和 1.4Mbps（分集接收）。 中高速移動(dòng)：700Kbps（無(wú)分集）和 1.03Mbps（分集接收）。 其峰值速率可達(dá)2.4Mbps，而且在IS-856版本A中可支持高達(dá)3.1M的峰值速率。 WCDMAWCDMA是一種由3GPP具體制定的，基于GSM MAP核心網(wǎng)，UTRAN（U

45、MTS陸地?zé)o線接入網(wǎng)）為無(wú)線接口的第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)。目前WCDMA有Release 99、Release 4、Release 5、Release 6等版本。 WCDMA采用直接序列擴(kuò)頻碼分多址（DS-CDMA）、頻分雙工（FDD）方式，碼片速率為3.84Mcps，載波帶寬為5MHz。基于Release 99/ Release 4版本，可在5MHz的帶寬內(nèi)，提供最高384kbps的用戶數(shù)據(jù)傳輸速率。 TD-SCDMATD-SCDMA(Time Division-Synchronization Code Division Multiple Access)的中文含義為時(shí)分同步碼分多

46、址接入。 TD-SCDMA從2001年3月開(kāi)始，正式寫(xiě)入3GPP的Release 4版本。目前TD-SCDMA已有Release 4、Release 5、Release 6等版本。 TD-SCDMA采用不需成對(duì)頻率的TDD雙工模式以及FDMA/TDMA/CDMA相結(jié)合的多址接入方式，使用1.28Mcps的低碼片速率，擴(kuò)頻帶寬為1.6MHz。 3G各主流技術(shù)的比較項(xiàng)目WCDMACDMA2000TD-SCDMA核心網(wǎng)基于 GSM-MAP基于 ANSI-41基于 GSM-MAP雙工方式FDDFDDTDD雙向信道帶寬（ MHz ）102.51.6碼片速率（ Mcps ）3.841.22

47、881.28幀長(zhǎng)（ ms ）10ms可變10ms （分兩個(gè) 5ms 子幀）基站同步異步（同步可選）同步同步功率控制（ Hz ）開(kāi)環(huán)快速閉環(huán) 1500開(kāi)環(huán)快速閉環(huán) 800開(kāi)環(huán)慢速閉環(huán) 200表9-6 3G三大技術(shù)比較 3G主流技術(shù)的優(yōu)勢(shì)漫游能力：良好的全球漫游能力。目前全球大部分國(guó)家已經(jīng)開(kāi)通3G網(wǎng)絡(luò)，其中80% 運(yùn)營(yíng)商選擇WCDMA和20%運(yùn)營(yíng)商選擇CDMA2000。良好的全球漫游能力有利于與其他運(yùn)營(yíng)商的合作和吸引高端用戶。安全性：3G采用了很多種加密技術(shù)，保證通話和數(shù)據(jù)的安全，不管是話音還是數(shù)據(jù)都具備很強(qiáng)的保密性，通過(guò)多層的協(xié)議控制，數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中可以非常安全的傳輸。 技術(shù)成熟度：

48、3G于1996年提出標(biāo)準(zhǔn)，2000年完成包括上層協(xié)議在內(nèi)的完整標(biāo)準(zhǔn)的制訂工作。3G網(wǎng)絡(luò)部署已具備相當(dāng)?shù)膶?shí)踐經(jīng)驗(yàn)，有一成套建網(wǎng)的理論，包括對(duì)網(wǎng)絡(luò)的鏈路預(yù)算，傳播模型預(yù)算，以及計(jì)算機(jī)仿真等。 商業(yè)模式：商業(yè)運(yùn)作模式成熟，3G網(wǎng)絡(luò)得到眾多設(shè)備商、終端制造商、內(nèi)容提供商支持，具備一個(gè)非常全的產(chǎn)業(yè)鏈。 3G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展存在問(wèn)題（1 1）資金投入大覆蓋范圍有限。）資金投入大覆蓋范圍有限。大規(guī)模的3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需要耗費(fèi)巨資，而國(guó)外運(yùn)營(yíng)商由于種種原因沒(méi)有投入足夠的資金進(jìn)行全覆蓋的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。 （2 2）3G3G技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的版本仍不斷演進(jìn)，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的版本仍不斷演進(jìn)，由于害怕與以后新的標(biāo)準(zhǔn)在漫游和兼容性等方

49、面出現(xiàn)問(wèn)題，各大運(yùn)營(yíng)商仍在綜合評(píng)估以現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的合理規(guī)模。缺乏重量級(jí)應(yīng)用，市場(chǎng)需求并不明朗。（3 3）在）在3G3G業(yè)務(wù)對(duì)用戶沒(méi)有足夠吸引力的情況下，用戶更不業(yè)務(wù)對(duì)用戶沒(méi)有足夠吸引力的情況下，用戶更不愿意花高價(jià)購(gòu)買愿意花高價(jià)購(gòu)買3G3G終端，終端，因此終端的補(bǔ)貼也成為各運(yùn)營(yíng)商的主要市場(chǎng)策略之一。除此之外，市場(chǎng)上可供用戶選擇的3G終端仍十分有限，而前景較好的3G類業(yè)務(wù)如視頻電話、網(wǎng)絡(luò)游戲等對(duì)終端的要求都很高，3G終端的完備性目前仍無(wú)法充分滿足這些要求。 9.5.4 WiMAX技術(shù)概述WiMAX全稱World Interoperability for Microwave Access(全

50、球微波接入互操作性)是一項(xiàng)基于IEEE 802.16標(biāo)準(zhǔn)的寬帶無(wú)線接入城域網(wǎng)技術(shù)，是針對(duì)微波和毫米波頻段提出的一種空中接口標(biāo)準(zhǔn)。 WiMAX系統(tǒng)主要有兩個(gè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，一個(gè)是指滿足固定寬帶無(wú)線接入的WiMAX80216d標(biāo)準(zhǔn)，另一個(gè)是滿足固定和移動(dòng)的寬帶無(wú)線接入技術(shù)WiMAX80216e標(biāo)準(zhǔn)。 作為線纜和xDSL的無(wú)線擴(kuò)展技術(shù)，802.16a規(guī)范于2003年1月29日被IEEE通過(guò)。這是一種全新的寬帶FWA技術(shù)，是為解決寬帶接入最后一公里的問(wèn)題而設(shè)計(jì)的。在亞洲，目前xDSL是WiMAX在最后一公里接入市場(chǎng)主要的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，因此，通常也將WiMAX稱為無(wú)線DSL。 WiMAX技術(shù)優(yōu)勢(shì)W

51、iMAX具有以下技術(shù)優(yōu)勢(shì):（1）實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)的傳輸距離。（2）提供更高速的寬帶接入。（3）提供優(yōu)良的最后一公里網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)。（4）提供多媒體通信服務(wù)。 WiMAX市場(chǎng)定位和發(fā)展瓶頸 802.16e的定位按照802.16e設(shè)定的目標(biāo)，它是一種移動(dòng)的寬帶無(wú)線接入技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)用戶在車速移動(dòng)狀態(tài)下的寬帶接入并接入IP核心網(wǎng)，主要面向用戶提供寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，也可以提供語(yǔ)音業(yè)務(wù)。工作在26GHz，基站覆蓋范圍一般為幾公里，可采用FDD或FDD工作方式，核心技術(shù)為OFDM和OFDMA，用戶群主要為個(gè)人用戶。WiMAX理想的市場(chǎng)定位應(yīng)該是高速數(shù)據(jù)在固定、便攜和低速移動(dòng)中的應(yīng)用。 從技術(shù)的定位上講從技

52、術(shù)的定位上講，WiMAX更適合用于城域網(wǎng)建設(shè)的“最后一公里”無(wú)線接入部分，尤其是對(duì)于新興的運(yùn)營(yíng)商更為合適。WiMAX技術(shù)分為固定和移動(dòng)兩部分，因此運(yùn)營(yíng)商在市場(chǎng)定位上會(huì)面臨選擇：如果選擇提供固定寬帶接入，那么市場(chǎng)規(guī)模會(huì)比較有限；如果立足于移動(dòng)業(yè)務(wù)，在運(yùn)營(yíng)模式、終端支持、組網(wǎng)方式方面都存在很多挑戰(zhàn)，同時(shí)也將面臨來(lái)自3G、E3G技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)。 標(biāo)準(zhǔn)制定方面標(biāo)準(zhǔn)制定方面, ,802.16e標(biāo)準(zhǔn)化工作正在進(jìn)行，除空中接口標(biāo)準(zhǔn)尚未完成以外，802.16還存在一個(gè)問(wèn)題就是缺乏網(wǎng)絡(luò)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)體系不完善。802.16僅僅規(guī)范了基站和移動(dòng)臺(tái)之間的空中接口，沒(méi)有規(guī)定基站和基站之間，基站和網(wǎng)絡(luò)側(cè)的協(xié)議。在切換、移動(dòng)性管

53、理（尋呼）和終端狀態(tài)管理（激活和休眠的轉(zhuǎn)換）等與蜂窩組網(wǎng)有關(guān)的方面，還不夠成熟，需要進(jìn)一步完善。 頻率方面頻率方面, ,目前已經(jīng)認(rèn)可的是3.43.8GHz許可證頻率（ETSI，國(guó)際MMDS）和5.7255.85GHz免許可證頻率。很多國(guó)家允許使用更高的頻率，將其當(dāng)作5GHz免許可證頻段的一部分，但由于其穿透力差，使用這些頻率的WiMAX系統(tǒng)不可能和LTE競(jìng)爭(zhēng)。9.5.5 WiFi技術(shù)概述 WiFi的全稱是Wireless Fidelity，無(wú)線保真技術(shù)。與藍(lán)牙技術(shù)一樣，同屬于在辦公室和家庭中使用的短距離無(wú)線技術(shù)。 其目前可使用的標(biāo)準(zhǔn)有兩個(gè)，分別是IEEE802.11a和IEEE802.11b。

54、 802.11b802.11b采用2.4GHz2.4GHz的頻段，可支持11Mbps11Mbps的共享接入速率； 802.11a802.11a采用5GHz5GHz的頻段，其速率高達(dá)54Mbps54Mbps； 正在等待批準(zhǔn)的IEEE802.11n ，其速率高達(dá)300Mbps，目前部分廠商已經(jīng)投入市場(chǎng)應(yīng)用。 802.11g802.11g其實(shí)是一種混合標(biāo)準(zhǔn)，既能適應(yīng)802.11b標(biāo)準(zhǔn)，又符合802.11a標(biāo)準(zhǔn)，其速率高達(dá)54Mbps，它比802.11b速率快5倍，并和802.11b兼容。 正在等待批準(zhǔn)的IEEE802.11n ，其速率高達(dá)300Mbps，目前部分廠商已經(jīng)投入市場(chǎng)應(yīng)用。

55、WiFi技術(shù)優(yōu)勢(shì) WiFi技術(shù)具有以下優(yōu)勢(shì)：（1）WiFi是由AP(Access Point)和無(wú)線網(wǎng)卡組成的無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)。 組網(wǎng)簡(jiǎn)單，可以不受布線條件的限制，因此非常適合移動(dòng)辦公用戶的需要。（2）應(yīng)用靈活，能靈活勝任只有幾個(gè)用戶的小型網(wǎng)絡(luò)到上千用戶的大型網(wǎng)絡(luò)。（3）豐富的終端支持，經(jīng)濟(jì)節(jié)約 ，廠商進(jìn)入該領(lǐng)域的門檻比較低。WIFI組網(wǎng)的成本低廉。（4）提供漫游服務(wù)，能提供有線網(wǎng)絡(luò)無(wú)法提供的漫游特性，方便用戶使用。 WiFi WiFi市場(chǎng)定位和發(fā)展瓶頸市場(chǎng)定位和發(fā)展瓶頸制約制約WiFiWiFi技術(shù)發(fā)展有以下幾個(gè)方面：技術(shù)發(fā)展有以下幾個(gè)方面：（1）數(shù)據(jù)傳輸速率有限。雖

56、然WiFi技術(shù)最高數(shù)據(jù)傳輸速率標(biāo)稱可達(dá)1154 Mbit/s，但系統(tǒng)開(kāi)銷會(huì)使應(yīng)用層速率減少50%左右。（2）無(wú)線電波間存在相互影響的現(xiàn)象，特別是同頻段、同技術(shù)設(shè)備之間將存在明顯影響。在多運(yùn)營(yíng)商環(huán)境中，不同AP(Access Point)間的頻率干擾會(huì)使數(shù)據(jù)傳輸速率明顯降低，在有三個(gè)運(yùn)營(yíng)商同時(shí)運(yùn)營(yíng)的環(huán)境中不能實(shí)現(xiàn)多用戶的同時(shí)高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。 （3）無(wú)線電波在傳播中根據(jù)障礙物不同將發(fā)生折射、反射、衍射、信號(hào)無(wú)法穿透等情況，其質(zhì)量和信號(hào)的穩(wěn)定性都不如有線接入方式。 （4）WiFi實(shí)現(xiàn)規(guī)模覆蓋的最大的缺陷在于需要密集的有線傳輸資源。 3G /WiMAX基站的覆蓋范圍比WiFi AP覆蓋范圍大數(shù)十到上百倍。（5）WiFi技術(shù)本身不支持移動(dòng)性，即便IEEE802.11s可能會(huì)對(duì)WiFi MESH的移動(dòng)性進(jìn)行增強(qiáng)，最多也只能支持步行的移動(dòng)速度。而3G和WiMAX都支持120km/h以上的移動(dòng)性。 （6）WiFi空中接口沒(méi)有QoS保障機(jī)制，只支持Be