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WiMAX技术 互联领域无线通信技术之二 WiMAX技术简介 WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access) ，即全球微波互联接入，是一种基于IEEE802.16标准的无线宽带技术，主要用于无线城域网(WMAN)“最后一公里”的接入。 WiMAX是针对微波和毫米波频段的一种空中接入技术，提供一种在城域网接入多厂商环境下，有效实现设备互操作的宽带无线接入手段。 WiMAX论坛成立于2001年，Intel等众多企业参与推动其标准制定和产业化发展。 WiMAX是“无线+宽带”技术路线的产物，运用了OFDM、MIMO等技术，具有鲜明的特征和宽带优势；被称为“3.5G”技术，2007年成为3G领域的第四个技术标准。 WiMAX技术简介 IEEE802系列标准的划分 在无线通信领域，有4个工作组在进行相关标准的研究工作。 无线个域网(WPAN)——802.15 无线局域网(WLAN)——802.11 无线城域网(WMAN)——802.16 无线广域网(WBAN)——802.20 四种技术标准覆盖范围由小到大，分别包括了多种具体的技术手段。 无线通信标准的划分 WiMAX技术简介 WiMAX技术的优势与劣势 WiMAX的优势 传输距离远 最大可达30～50公里 所需基站少，硬件成本低 接入速率高 采用OFDM和MIMO技术 最高可达70Mbps 提供服务广 扩展性好(与WiFi相比) 可提供多媒体通信服务 WiMAX的劣势 设备发展滞后 传统通信设备制造商研发投入有限 移动接入效果不佳 充当蜂窝网时，移动接入时延较大 WiMAX技术简介 802.16a (Jan 2003) 扩展到2-11 GHz，允许非视距传输，支持PMP，用于“最后一公里”无线接入； 802.16 (Dec 2001) 固定式宽带无线访问系统的空中接口，10 – 66 GHz，视距传输，单载波调制； 802.16c (2002) 固定宽带无线接入系统空中接口标准增补文件：详细系统框架 固定宽带无线接入系统空中接口标准(10~66GHz、11GHz)，802.16标准系列比较成熟并且最具有实用性的一个标准版本； 移动和固定宽带无线接入系统空中接口标准，对MAC/PHY增强以支持车速移动。 802.16d (Oct 2004) 802.16e (Dec 2005) 802.16标准的发展 WiMAX标准体系结构 目标频段：2-66GHz 视距非视距应用 调制方式：SC，OFDM，OFDMA 双工方式：TDD，FDD 灵活的带宽和帧长： 帧长：2ms～20ms 带宽：1.25M~20M 物理层 汇聚子层（CS ） 分类功能：将外部网络数据映射到MAC SDU，并转发给相应的连接。 接收MAC层的CS协议数据单元。 公共部分子层（CPS） MAC层的核心 系统接入、连接管理（建立/维护）、调度等 安全子层 鉴权、密钥交换和数据加密 WiMAX标准体系结构 MAC层 WiMAX主要技术参数 技术参数 802.16d 802.16e 频段 2~11GHz 66GHz 带宽 1.75MHz~20MHz 1.25MHz~20MHz 子载波数 256（OFDM） 2048（OFDMA） 256（OFDM） 128、512、1024、2048（OFDMA） 移动性 固定或便携 中低车速 传输条件 LOS（视距）、NLOS（非视距） 峰值速率 75Mbps（20MHz） 15Mbps（5MHz） 调制方式 QPSK、16QAM、64QAM 接入控制 主动带宽分配、轮询、竞争接入相结合 QoS 支持5种QoS等级：UGS、rtPS、ertPS、nrtPS、BE 省电模式 不支持 支持空闲（Idle）、睡眠模式 链路自适应 AMC、功率控制、HARQ 双工方式 TDD、FDD 小区间切换 不支持 支持 WiMAX关键技术 OFDM技术 Single Carrier frequency Multi-carrier frequency OFDM frequency FDMA系统演进（图示） OFDM技术的核心思想：将信道分成若干正交子信道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到子信道上进行传输。频谱相互重叠，提高频谱利用率。 时域上引入CP（循环前缀），减轻多径延迟引起的符号间干扰的影响。 WiMAX关键技术 OFDM技术主要步骤 载波调制 对比特流进行QPSK或QAM调制 经过串并变换和逆快速傅立叶变换(IFFT) 加入“循环前缀”，形成OFDM码元 输出正交的基带信号 加入同步序列 信道估计序列 载波