碩專一甲 指導教授：陳偉業 學生：陳椒苓 學號：N9590001 WiMAX INTRODUCTION 碩專一甲 指導教授：陳偉業 學生：陳椒苓 學號：N9590001

參考文獻 李彥輝、陳世揚、林義能、林盈達，WiMAX與Wi-Fi的比較。 甘傑英，WiMAX標準與認證簡介，系統晶片002期。 雷震洲（2006），IEEE 802.16和WiMAX，泰爾網。 郭文興譯（2005/08/01）， WiMAX的真實面貌 ，Taiwan.CNET.com。 林穎舜（2005∕02），WiMAX INTRODUCTION，http://studentweb.ncnu.edu.tw/94321544/htm/ppt/2005/file11-02.ppt。

一、名詞解釋 BS（Base Station，基地臺），指訊號發射端。 SS（Subscriber Station，接收端），有室內、戶外型，必須轉接才能連到一般設備。 CPE（Customer Premise Equipment，客戶端接收器），內建在設備上，不用像SS還要轉接裝置。 RS（Rely Station，中繼器），在802.16j（Mobile Multi-hop Relay）制定，能延伸BS訊號，能智慧型轉發訊號。 PTP（Point to Point，點對點模式），1臺BS對應1臺SS。 PMP（Point to Multiple，點對多點模式），1臺BS可對應多臺SS。 License Band及Un-License Band（License-Exempt），前者為特許營運頻帶，必須有營運執照才能使用，例如2.5GHz及3.5GHz，後者為非特許營運頻帶，不需執照，一般皆可使用，例如5.8GHz。 LOS（Line-of-sight）及NLOS（Non-Line-of-sight），前者是指設備間沒有任何障礙物，視為直視距離，後者則是兩端間有障礙物，視為非直視距離。

What is WiMAX Worldwide Interoperability for Microwave Access；全球互運的微波存取。 Wireless MAN(WMAN) Last Mile access 從應用上來說，是像xDSL及Cable moden一樣的寬頻連線技術，只不過WiMAX是透過無線傳輸的方式，不需現存的一些寬頻環境必須挖路佈線，所以也就是這「最後一哩」的無線化。

三、WiMAX Forum WiMAX Forum是IEEE802.16技術的推廣者。 首要任務是聯合全球大量的參與者，包括晶片製造商、軟體開發商、設備商和服務供應商來支援IEEE Wireless MAN標準。 組織已包括440個成員，分布在125個國家，具有完整的上、下游供應鏈。 成員中包括： Alcatel、AT&T、英國電信、富士通(Fujitsu)、NOKIA、MOTO、Intel、SAMSUNG 、LG，大陸的華為科技、中興通訊等。 WiMAX Forum 將2005年訂為”The Year of WiMAX”。

四、802.16主要標準比較 standard 802.16 802.16a 802.16-2004 802.16e 應用模式 固定式應用(取代寬頻設備) 移動式應用 應用方向 Last Mile & Backhaul Mobile Device 頻段 10~66GHz 2~11GHz 2~6 GHz 傳輸條件 LOS NLOS 傳輸速率 32~134Mbps 75Mbps 15Mbps 調變技術 QPSK、16QAM、64QAM （採256 Subcarrier OFDM） （採257 Subcarrier OFDM） 移動性 固定性 傳輸距離 1~3 Mile 4~6Mile(最大30Mile) 註：1mile＝ 1.6Km LOS (Line of Sight) ：可直視範圍的直線傳輸

五、802.16主要標準比較（續） 除了以上幾個標外，另外還有3個重標準： IEEE 802.16c： 它是IEEE 802.16的增補，它詳細規定了工作於10~66GHz頻段的IEEE 802.16系統在實現上的一系列特性和功能。 IEEE 802.16f： 它定義了IEEE 802.16系統MAC層及實體層的管理信息庫（MIB）以及相關的管理流程。 IEEE 802.16g： 規定了IEEE 802.16系統管理流程和接口，從而實現IEEE 802.16設備的互操作性和對網路資源、移動性和頻譜的有效管理。

六、IEEE 802.16技術應用演進 資料來源：Intel, 2004

七、IEEE 802.16協定模型

八、 IEEE 802.16協定模型（續） IEEE 802.16的實體層規範： 根據兩種調變方式： 單載波調變〔SCM〕： １．針對10~66 GHz頻段的無線接入系統。 ２．採用的調制方式有QPSK、16QAM和64QAM。 正交分頻多工〔OFDM〕： １．針對2~11GHz頻段的無線接入系統。 ２．採用的調變方式有OFDM及OFDMA技術。 根據兩種傳輸模式： １．分時雙工（TDD）。 ２．分頻雙工（FDD）。

九、 IEEE 802.16協定模型（續） 特點 好處 256點FFT OFDM波形 內含解決室外LOS和NLOS環境中multipath問題的能力 不同的距離使用不同的信號調變技術 802.16可以支援由近到遠64QAM、16QAM、QPSK及BPSK等信號調變。 支持TDD和FDD雙工模式 適應世界各地不同的管制辦法，有的允許一種，有的允許兩種 靈活的channel寬度（例如3.5MHz、5MHz和10MHz等） 提供必要的靈活性，以適應在世界各地不同Frequence band與不同channel access要求情況下工作 支持智慧型天線系統 802.16的PHY可以設計成支援智慧型天線，這是一種主動式天線，與MIMO等其他技術配合時，可以強化信號品質並提高傳輸效率。

十、 IEEE 802.16協定模型（續） IEEE 802.16的MAC層規範： MAC層包括三個子層： １．匯聚子層（CS:convergence sublayer）。 ２．MAC公共部分子層（CPS:common part sublayer）。 ３．加密子層（PS：privacy sublayer）。 MAC層的Qos機制 １．UGS（Unsolicited Grant Service）非請求的頻寬分配。 ２．rtPS（real time Polling Service）即時輪詢服務。 ３．nrtPS（non real time Polling Service）非即時輪詢服務。 ４．BE（Best Effort）盡全力傳送。

十一、 IEEE 802.16協定模型（續） IEEE 802.16 MAC層特點 特點 好處 TDM/TDMA讓上傳/下載在不同時間，達到雙向溝通 頻寬的有效利用 可從一個用戶擴展到數百個用戶 允許成本有效部署，只需支持足夠的用戶即可 連接導向 每一個連線皆有QOS的保質保證 QOS支持非請求的頻寬分配、即時輪詢服務、非即時輪詢服務、盡全力傳送 低時延，適合對時延敏感的業務（TDM、話音、VoIP），數據優先等級優 自動請求回覆（ARQ） ARQ若針對某個封包發送ACK，即表示在這之前的所有封包皆已收到 支持多種modulation方式 能根據channel 的條件使數據速率達到最高，提高系統容量 安全和保密 保護用戶私密

十二、 Comparisons of Wireless communication

十三、 Comparisons of Wireless communication standard Transmit distance PAN Bluetooth(IEEE 802.15.1) Ultra Wideband(IEEE 802.15.3) 1~10 M； (UWB data rate較快) LAN Wi-Fi(802.11 a/b/g) 100M MAN WiMAX (802.16) 50KM WAN Mobile Fi(802.20) >WiMAX

十四、WiMAX優勢 現有的無線通訊科技 雙網整合 WiMAX Wi-Fi (802.11n) GPRS(3G), HSDPA(3.5G) 802.11b,802.11a,802.11g GPRS(3G), HSDPA(3.5G) 雙網整合 WLAN 速度，品質 Cellular Network 範圍 WiMAX 802.16d, 802.19a, 802.16-2000 (固定式) 802.16e (可移動裝置) 速度，品質，範圍

十五、 WiMAX優勢－廣大 ISP連接到用戶端(家庭或企業) 通訊距離: 覆蓋範圍 Wi-Fi(806.11n)以公尺計 美國聯邦通訊委員會(FCC)的規定，功率: Wi-Fi : 1~100(毫瓦) WiMax : 100,000(毫瓦)

十六、 WiMAX優勢－高速 802.11b : 11Mbps 802.11a,802.11g: 54Mbps 802.16a : 75Mbps WiMAX的優勢 :更快的傳輸速度

十七、 WiMAX優勢－安全 Wi-Fi : WPA2標準的PEAP認證與AES加密 WiMAX : 3DES或AES加密，加上EAP

十八、 WiMAX與WiFi比較 802.11 802.16 技術差別 通信距離 小於300英尺（加接入點後覆蓋距離可大些） 可達30英里，典型小區半徑為4-6英里 通過256 FFT的實施，802.16物理層容忍較大的多徑、時延擴散（反射）；802.11是64FFT 覆蓋 室內性能最優，短距離 室外非視距性能標準，支持先進天線技術 802.16系統的總系統增益高，通過障礙物的穿秀能力強，傳輸距離遠 可擴展性 用於LAN，用戶可從一個擴展到數十個，每CPE一個用戶；固定信道寬帶（20MHz） 可以有效地支持一到數百個CPE，每一CPE後面的用戶不受限制；靈活channel access寬度，從1.5MHz到20MHz 802.11中的MAC協議使用CSMA/CA協議，802.16則使用動態TDMA 802.11只能用於不需牌照的頻譜，信道數量有限。802.16可以使用所有能用的頻率，多信道支持蜂窩結構 Bit 率 2.7bit/s/Hz 5bit/s/Hz，在20MHz信道內高達100Mbit/s 高效調製加靈活的糾錯導致更有效的頻譜使用 QoS 無QoS支持 QoS內含於MAC，達到話音/視像和區分服務水平 802.11：基於爭用的MAC（CSMA/CA），基本上是無線以太網802.11：基於動態TDMA的MAC，帶寬接需分配

十九、WiMAX應用領域 私人企業 大都會多個據點，避免或降低和多家通信業者合作的不便(切換費用) 寬頻網路服務 客戶與中小型企業據點的傳輸服務 家庭，郊區，住宅區 視訊隨取需求的到來 攜帶式寬頻無線 行動用戶的選擇

二十、台灣WiMAX使用頻帶 項目 700MHz 2.5MHz 3.5MHz 5.8MHz 實際頻帶 未定 2.3~2.5GHz 註解 原提供改善收視不良使用，2010 年完成回收 臺灣將開放此頻帶，也是全球 WiMAX共同使用頻帶，802.16e將 利用此頻帶 目前已是電信業使用 非特許營運頻帶，可提供一般企業使用， 以802.16d為主

二十一、台灣WiMAX發展相關計畫 交大，清大，中央，暨南，中華電信所聯合建置802.16試驗平台 鄉村型的暨南大學試驗網 市郊型的中央大學試驗網 都會型的清華交通試驗網