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第5章无线城域网第5章无线城域网5.1无线城域网概况5.2802.16协议体系5.3802.16的物理层5.4802.16的MAC层5.5MAC层的链路自适应机制5.6802.16系统的QoS架构5.7802.16系统的移动性5.8WiMAX与其他技术的比较5.1无线城域网概况5.1.1无线城域网技术的形成无线城域网技术是因宽带无线接入(BWA)的需求而来1999年，IEEE802局域网(LAN)/城域网(MAN)成立了802.16工作组来专门研究宽带无线接入标准IEEE802.16.1负责制定频率范围在10~66GHz的无线接口标准IEEE802.16.2负责制定宽带无线接入系统共存方面的标准IEEE802.16.3负责制定频率范围在2~11GHz之间无线接口标准WiMAX论坛成立，在全球范围内推广802.16协议5.1.2WiMAX论坛在借鉴和学习WLAN的Wi-Fi联盟成功经验的基础上，2001年4月由业界领先的通信设备公司及器件公司共同成立世界微波接入互操作性论坛WiMAX(WorldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess)。该论坛旨在对基于IEEE802.16标准和ETSIHiperMAN标准的宽带无线接入产品进行一致性和互操作性认证。WiMAX使用与Wi-Fi联盟推动无线局域网行业发展的相同方法进行定义和互操作性测试，加快符合IEEE802.16技术标准的宽带无线接入设备的上市速度。5.1.3WiMAX系统的关键技术OFDM/OFDMA技术该技术具有抗衰落、抗多径能力强，特别适合移动环境先进的多天线技术AAS空间分集技术和空间复用技术链路自适应技术ARQ和HARQ面向连接的MAC层协议及QoS服务动态分配带宽技术在TDMA+OFDM/OFDMA多址方式下工作提供安全性保障在MAC层中定义了一个必威体育官网网址子层5.2802.16协议体系5.2.1概述IEEE802.16又称为IEEEWMAN空中接口标准，是适用于2~66GHz频段的空中接口规范。规定的无线接入系统覆盖范围可达50km，每个基站提供的总数据速率最高可达280Mbps。符合802.16标准的设备可以在“最后一公里”宽带接入领域替代CableModem、xDSL和T1/E1。在用户终端和基站之间允许非视距的宽带连接。一个基站可支持数百甚至上千个用户。5.2.1概述最终制定的802.16系列标准协议栈按照两层体系结构组织，主要对网络的低层，即MAC层和物理层进行了规范。主要包括：MAC层，物理层，毫米波频率范围点对多点（PMP）拓扑结构网格网（Mesh）拓扑结构用户站（SS）和基站（BS）5.2.1概述——MAC层IEEE802.16实现了OSI模型中的数据链路层的大部分功能，从上到下包括：会聚子层：与业务相关，是与高层之间的接口，它基于ATM和分组，接收来自各个上层协议数据，空中接口为每个终端的不同连接提供不同的QoS支持。公共部分子层：MAC层的核心，提供系统接入、带宽分配、连接建立和连接维护加密子层（安全子层）：可选，用于提供认证、密钥交换和加解密处理。5.2.1概述——MAC层MAC层为各种应用层业务的实现提供了保证主要功能：实现高层业务数据和各种信令的分段、打包实现用户的接入过程实现对用户共享无线介质的控制根据业务需求合理动态地分配无线信道对用户到基站提供按需分配的多路寻址和时分多址相结合的技术适应恶劣的物理层环境（如雨衰、多径传播等）5.2.1概述——物理层802.16系列协议中各协议的MAC层功能基本相同，差别主要体现在物理层上。物理层协议主要解决与工作频率、带宽、数据传输率、调制方式、纠错技术以及收发信机同步有关的问题。物理层负责对MAC层的协议数据单元进行汇聚、编码、调制，最后形成无线帧，送入物理信道。802.16支持时分双工（TDD）和频分双工（FDD）两种双工模式。5.2.1概述——物理层物理层特点灵活的信道宽度Reed-Solomon码与卷积级联码的前向纠错自适应天线系统AAS：可改善通信距离，提高系统容量动态频率选择DFS：可帮助减小干扰空时编码STC：通过空间分集提高在衰落环境下的性能5.2.2标准化进程（1）5.2.2标准化进程（2）5.2.2标准化进程（3）5.2.2标准化进程（4）5.2.2标准化进程（6）5.2.2标准化进程（5）5.2.3IEEE802.16d协议IEEE802.16d是目前