WiMAX概论.PDF

WiMAX 概論 經歷多年的發展還有不確定性，一個可互通的無線寬頻標準化解決方 案終於誕生了。經由產業界聯合組成的「全球微波存取互通介面標準」 (Wo rldwide Int eroperability for Microwave Access; WiMAX) 聯盟，已經開 始對寬頻無線產品進行互通性和符合標準進行認證。WiMAX 是基於 IEEE 802.16 任務群組所發展針對無線都會區域網路的標準，而現在這個標準也 被 IEEE 和 ETSI HIPERMAN 組織所採用。在這一章中，我們針對這個新 興的 WiMAX 寬頻無線解決方案，呈現了一個精確的技術概論。而這一章 的目的，就是在我們做更進一步的細節探討之前，提供一個大方向的摘要。 這一章開始，我們先綜合 IEEE 802.16 任務群組的活動，還有它與 WiMAX 的關係。接著，我們討論 WiMAX 其特別顯著的特性，還有大致 的討論一下 WiMAX 的實體層和 MAC 層的特徵。在服務方面的討論中， 包括了品質服務、安全性和行動性，還有提出了一個網路架構作為參考。 而我們在本章最後，針對 WiMAX 的預估效能做了一個簡短的討論。 2.1 IEEE 802.16 和WiMAX 的背景 IEEE 802.16 任務群組在 1988 年所成立的，其目的是發展無線寬頻的 空中介面標準。這個群組一開始著重發展於點對多點直視性，運作在 WiMAX 技術原理與應用 10GHz–66GHz 毫米波的頻帶的無線寬頻系統，其後來產生的標準就是完成 在 2001 年 12 月，最原始的 802.16 標準。這個標準是基於單載波的「實體」 (Physical; PHY)層，和具突衝的「分時多工」(Time Division Multiplexed; TDM) 的MAC 層。其中很多採用來處理無線傳輸中 MAC 層的概念，則是 從已普及的 Cable Modem 標準- 「纜線數據服務介面規格」(Data Over Cable Service Interface Specification; DOCSIS) 中來的。 IEEE 802.16 任務群組接著公佈了這個標準的修訂版-802.16a ，其中包 括在 2GHz–11GHz 頻帶上的NLOS 應用，還有其實體層使用「正交分頻多 工」(Orthogonal Frequency Division Multiplexing; OFDM)技術。而在 MAC 層中，亦增加了支援「正交分頻多重存取」(Orthogonal Frequency Division Multiple Access; OFDMA)技術。更進一步的修訂版則完成在 2004 年，這 個新的標準則稱作 IEEE 802.16-2004 ，不但取代了之前所公佈的版本，而 且還成為第一個 WiMAX 的解決方案的基礎。這些早期的WiMAX 解決方 案基於 IEEE 802.16-2004 ，以用在定點的應用上為其目標，之後將這個稱 作「定點式 WiMAX 」(Fixed WiMAX)[1] 。 在 2005 年 12 月，這個 IEEE 任務群組完成和通過了 IEEE 802.16e-2005 ，這個可以視為IEEE 802.16-2004 標準的增訂版本，其中增 加了行動性的支援。而這個 IEEE 802.16e-2005 則是 WiMAX 解決方案中為 遊牧式和行動式的應用服務，其通常被稱作是「行動式 WiMAX 」(Mobile WiMAX) [2] 。 表 2.1 是一些 IEEE 802.16 標準基本特點的摘要。要注意的是，這些 標準提供給在規劃設計上各式各樣不同的基本選項。例如，多種實體層的 選擇如下：基於單載波的實體層，稱作「無線都會網路—單載波」 (WirelessMAN-SCa) ；基於OFDM 的實體層，稱作「無線都會網路—OFDM 」 (WirelessMAN-OFDM) ；而以OF