WiMAX发展情况介绍

1　lEEE802．16标准状态

　　IEEE802．16负责制定WiMAX的空中接口物理层和MAC的标准，以及其他相关标准，具体各个标准和之间的关系如图1所示。目前，最受关注，参加成员最多的标准是16m。图l中最主要的标准包括 802 16-2004(802 16d)，802．16e和正在制定的802．16m。

　　1．1 IEEE802．16标准最新进展

　　WiMAX技术的空口标准主要由IEEE802 16工作组负责制定。目前，802 16标准系列情况如表l所示。

　　1．2下一代演进标准——802．16m

　　在上述标准系列中，目前最受关注的是802 16m。该标准的英文名称为“IEEE StandardforLocal and Metropolitan Area Networks．Part l6：Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems—Advanced Air Interface”，称为“固定和移动宽带无线接入系统空口-增强型空中接口规范”。

　　该标准的目的是为了在兼容l6e的前提下，满足

　　图1 IEEES02 16工作组中正在开展的标准研究项目

　　表1 IEEE802.16系列标准发展现状

标准号

内容

IEEE Std 802.16－200l

规定了工作在 10--66GHz 频段的固定宽带无线接入系统的空中接口物理层和MAC 层由于其使用的频段较高，因此仅能应用于视距 (LOS) 传输 2002 年发布， 2004 年被 IEEE Std 802.16- 2004 替代

IEEE Std 802.16a－2003

对之前颁布的 802 16- 2001 标准进行丁扩展，规定了工作在 2--11GHz 许可 和免许可 频段的固定宽带无线接入系统的空中接口物理层和 MAC 层该频段具有非视距 (NLOS) 传输的特点， 2003 年发布 2004 年被 IEEE Std802.16- 2004 替代

IEEE Std 802.16c - 2002

是对 802.16- 2001 标准的增补文件，它详细规定了 10--66GHz 频段 802.16 系统的 Profile 2003 年 1 月发布， 2004 年被 IEEE Std802.16- 2004 替代

IEEE Std 802.16- 2004

对 2--66GHz 频段的固定宽带无线接入空中接口物理层和 MAC 层和 MAC 层进行了详细规定，定义了支持多种业务类型的固定宽带无线接入系统的 MAC 层和相对应的多个物理层 2004 年 10 月正式发布

IEEE Std 802.16e- 2005

规定了可同时支持固定和移动宽带无线接入的系统，工作在 <6GHz 适宜于移动性的 许可 频段，支持车速移动，同时 802.16d 规定的固定无线接入用户能力并不因此受到影响与 802 16d 技术相比， 16e 技术的 PHY 层 OFDMA 方式进行了扩展； MAC 层增加了支持移动切换的功能，如休眠期，小区搜索与同步，小区选择及切换过程等 2006 年 2 日正式发布

IEEE Std 802.16f - 2005

定义了 802.16 固定接入系统 MAC 层和物理层的管理信息库 (MIB) 以及相关的管理流程 2005 年 l2 月发布

IEEE Std 802.169g

为了规定标准的 802.16 系统管理流程和接口，从而能够实现 802.16 设备的互操作性和对网络资源，移动性和频谱的有效管理

IEEE Std 802.16h

致力于解决共存问题，可以使 WiMAX 适用于 UHF 电视频段，并避免与其他使用更高频率的 WiMAX 设备之间的干扰使其能够满足 FCC 的要求，作为次要使用者使用空白的地面电视频道

IEEE std 802.16i

定义了 802.16 移动接入系统 MAC 层和物理层的管理信息库 (MIB) 以及相关的管理流程发布时间未明确

IEEE Std 802.16j

为了改善 802 16 网络的覆盖，吞吐量以及系统容量，定义了中继站和基站的多跳中继功能

IEEE Std 802.16k

针对 802.16 的桥接进行修改，使之能与 802.16 MAC 达到兼容已于 2007 年 3 月份批准

IEEE Std 802.16m

为了成为 ITU 的 IMT-Advanced 候选标准适应下一代移动通信网络的需求，定义了一种基于 WirelessMAN-OFDMA 的增强型空口计划于 2009 年完成

　　ITU的IMT-Advanced需求。同时，l6e本身能力有限，需要有一个后续演进的版本，面对LTE等3G演进技术的竞争，需要制订能力更强的技术标准。

　　目前，802.16m基本完成了需求文件和评估文件的制定，需求文件的最新版本中给出的基本性能指标如表2所示。

　　国内各厂家正在积极参与16m的标准制定工作，并且已经有相当数量的提案提交。后续16m将进入关键的技术讨论阶段，国内的参与力度将不断增强。l6m 的工作计划如图2所示。

　　1．3移动WiMAX成为lMT-2000标准

　　2007年lO月19日，在瑞士日内瓦举行的无线通信全体会议上，移动WiMAX标准802.16e在WRC07 大会上正式通过成为IMT-2000的一员。

　　WiMAX在全球的发展面临着没有统一频率的问题，也是WiMAX希望加入IMT2000的主要目的，此次WiMAX技术加入3G，从一定程度上可以解决全球频率的使用问题。

2　 WiMAX论坛目前工作及其进展情况

　　目前，WiMAX论坛技术工作主要集中在固定和移动WiMAX空中接口认证，网络规范制定以及网络互通测试方面。

　　2．1空中接口认证工作

　　与空中接口认证相关的认证规范目前有3个版本，R1(Wavel&2)规范基本完成，Rl.x正在讨论SP，同时提交IEEE802.16maintREV2，R2.0针对l6m，目

　　表2 802.16m性能指标

　　使用频率

<6GHz

　　带宽

5 ～ 20MHz

　　双工方式

TDD，FDD ，H-FDD

　　移动性

固定，游牧，普通车速 (120kmm) ，高车速 (350kinm)

归一化峰值速率

8bit ／ s ／ Hz(MIM0 2 × 2 下行 )

2.8bit ／ HZ(MIMO 1 × 2 上行 )

15bit ／ s ／ Hz(MIM0 4 × 4 下行 )

5.6bit ／ s ／ Hz(MIM0 2 × 4 上行 )

　　天线技术

　　MIM0 ，波束成形

数据单向传输时延

BS 到 MS ： <1Oms ； MS 到 BS ： <10ms

切换中断时间

　　同频切换： <30ms

　　异频切换：

　是否支持QoS

是

　　图2 16m工作计划

　　前还没有启动。每个版本包括SP，PICS，TSS&TP， RCT，IOT。

　　2．2网络规范制定及其进展

　　NWG网络规范包括Stagel／2／3，目前有3个版本，R1包含R1.1.2，R1.2，R1.3等小版本，R1目前已经发布了Rl．2和以前的版本，计划2008年6月冻结 R1．3。R1.5正在讨论Stage2／3，包含NormativeR8， OTA，IMS，LBS等多个并行项目。R2.0正在讨论 Stage1，包含MMSC，CMAPI，NMR，MMR Support和 FemtoCell等内容。

3　WiMAX产业化发展情况

　　3．1产业化发展现状

　　(1)设备研发进度

　　支持IEEE802.16e的芯片已经推出，初期阶段的设备将支持固定和游牧方式，支持全移动方式的设备将在1～2年后推出。从终端的形式而言，目前主要以笔记本和CPE为主。面向个人用户市场的手持式 PDA终端全移动业务应用，商用时间估计要到2010 年以后。

　　2007年12月，WiMAX论坛已经开始进行移动 WiMAXWAVE2 Phasel的认证，如果认证工作顺利进行，则意味着满足互通要求的终端和基站将会逐渐成熟。

　　(2)频率资源

　　频率问题是目前WiMAX产业发展面临的最大问题，目前全球没有统一的频段，已明确分配WiMAX 使用频率资源的国家较少，而且不统一。

　　WiMAX技术纳入到了IMT2000的家族，将在今后频率的分配上带来一定的好处。

　　(3)应用现状

　　已经商用或者有明确商用计划的运营商分布在美国、韩国、日本、澳大利亚和印度等，但大部分还没有规模商用，并且已有的应用还是以固定接人为主。目前，WiMAX产业主要以推动移动WiMAX的发展为主，其中美国Sprint和韩国KT的进度相对较快。

　　wiBro(WirelessBroadband)是韩国提出的宽带无线接入服务，应用在2.3GHz频段上。WiBr0标准完全遵从IEEE 802.16e标准，可以看作是IEEE 802.16e标准的子集，采用OFDMA／TDD技术，系统带宽9MHz，下行速率l8.4Mbit／s上行速率6.1Mbit／s。韩国的 WiBro目前已经商用，其中规模比较大的是KT的网络，主要用于提供移动宽带无线接人业务。

　　美国Sprint-Nextel也宣布将采用移动WiMAX技术，使用2.5～2.69GHz的频段，网络建设从2007年开始进行，首先应用于便携和游牧的场景，后续将会出支持移动的手持终端和PDA。

　　3．2 WiMAX在中国发展分析

　　(1)固定WiMAX的发展

　　●国内宽带无线接入发展受限的原因分析

　　国内的宽带无线接人发展规模非常有限，这受到几个主要因素的影响：在有线宽带接人大规模发展的今天，市场对固定宽带无线接人的需求有限；频率限制了无线接人的大规模布网。由于技术上的原因，传统固定无线接人不能做到室内覆盖，降低了布网的灵活度，作为个人用户的接人手段比较困难，网络的操作维护功能不够完善，给网络运营增加了难度；产业方面，CPE的成本较高，网络综合投资较高，另外，由于标准的不统一，限制了如芯片等核心部件的规模化生产，增加了成本，无法实现不同厂家设备之问的互通，不利于产业链的发展。

　　●固定WiMAX一定程度上解决了传统固定无线接人存在的问题

　　——支持非视距传播，可以做到室内覆盖。

　　——提高了频谱利用率和容量。

　　——统一的标准，设备能够互通，提供了多厂家供货的环境。

　　——设备价格有所降低。

　　●固定WiMAX发展的不利因素

　　——频率方面的问题

　　频率资源限制了宽带无线接入的发展，频点高，限制了便携、游牧方式的应用；带宽资源少，限制了用户规模(3.5GHz仅10M频率)。

　　——产业方面的问题

　　802.16d产业规模较小，企业实力有限，整体成本很难降低；目前，WiMAX产业向移动WiMAX倾斜， 16d产品没有大厂家的支持，同时802.16e的固定应用无法在3.5GHzFDD上开展(目前设备仅以TDD为主，国内政策对802.16e的使用也没有放开)。

　　——竞争因素：ADSL发展成熟，性价比较高，固定WiMAX与其正面竞争没有优势。

　　●固定WiMAx的发展分析

　　根据上面的分析，发展固定WiMAX应该充分发挥其特点和优势，与ADSL形成差异化竞争：充分利用无线的接入方式，在无法部署光纤或光纤资源紧缺的地区和客户较为分散的地区作为重点区域发展无线接入；充分发挥WiMAX上行数据速率的能力，发展中小企业用户．帮助其实现信息化；发挥无线接入部署灵活和快捷的优势，在应急通信等领域开拓发展；发展高档住宅家庭固定宽带业务和IP超市等服务。

　　应同时考虑到固定WiMAX成本较高(终端)，频率资源有限以及WiMAX产业向16e倾斜的客观因素，不宜大规模发展基于16d的网络，而是有针对地发展特定用户。

　　(2)影响移动WiMAX的发展因素分析

　　移动WiMAX的设备还未成熟，市场应用还未大规模开展，在我国的发展前景如何，将受到多种因素的影响。

　　●政策因素

　　从某种程度上来说，移动WiMAX是否能够在中国成功发展，政策因素起着决定性的作用。移动 WiMAX的设备和市场主要以TDD模式为主，因此我国必须在频率与市场方面考虑其与TD-SCDMA的关系。另外，WiMAXTDD成功申请成为3G标准，在管制方面应该按照3G技术对待，未来会对国内发展 WiMAX产生什么影响也值得关注。

　　●产业因素

　　笔记本电脑加便携式的终端将是很有发展前景的应用，为运营商降低甚至消除了终端门槛。以INTEL为代表的WiAMX芯片企业是802.16e能否成功的关键。

　　2007年底，WiMAX论坛开放了针对移动 WiMAX设备的认证；2008年将是WiMAX设备走向成熟的关键一年。

　　●频率

　　频率是决定802.16e发展的关键因素。

　　●市场需求

　　市场是否需要802.16e和LTE宣称的数据承载能力，目前是未知因素，这一需求来到的时间，对于成熟阶段不同的技术而言，也起到关键作用。

4　结束语

　　如果基于l6e的移动WiMAX与3G之间还可以说是互补的关系，那么WiMAX与LTE等E3G技术将是竞争关系，实质上是不同阵营、产业集团之间的竞争，甚至可以说是电信产业与PC产业在移动宽带或移动互联网领域的竞争。孰优孰劣，目前还无法判断。笔者认为，哪方正确把握了用户终端的走向、控制了用户终端的市场，将在未来发展中获得主动。对于宽带移动应用，究竟是以笔记本终端为主，还是手持移动终端为主，或者二者之间的终端类型，目前还不明确，也与两大阵营之间的实力和市场需求有关。随着市场、业务的不断发展，两大阵营的界限将越来越模糊，最终整个产业将走向融合，但融合之初，不同阵营中的主导者都在积极地适应和推动市场需求的发展，争取在未来移动宽带的发展过程中争取获得先机。

　　用户的需求是多种多样的，没有哪一种技术可以单独满足用户在不同场景下的不同需求，因此未来网络的发展将是融合的趋势，不同数据速率，不同覆盖范围的各种技术将综合起来满足用户和市场的需求。