WiMAX无线标准进展概况

提纲 一、IEEE 802无线标准系列 二、IEEE 802.16x标准族 三、关于IEEE 802.20标准 四、未来的关注点

一、IEEE 802 无线标准系列 802 标准委员会已发布或正在制定的无线标准系列有：: 802.11x, 802.15x, 802.16x, 802.20x

Global Wireless Standards WAN IEEE 802.20 (proposed) 3GPP, EDGE (GSM) MAN IEEE 802.16 WirelessMAN ETSI HiperMAN & HIPERACCESS ETSI HIPERMAN following 256 OFDM mode of 802.16a LAN IEEE 802.11 WirelessLAN ETSI HiperLAN PAN IEEE 802.15 Bluetooth ETSI HiperPAN

802无线标准系列主要特征比较 标准 系列 工作 频段 速率 覆盖 距离 网络 应用 主要特性与应用 802.20x 3.5GHz以下 16Mbps/ 40Mbps 1~15公里 WWAN 点对多点无线连接，用于高速移动的无线接入，移动中用户的接入速率可达1Mbps,面向全球覆盖 802.16x 2~11/ 11~66 GHz 70 Mbps 1~50公里 WMAN 点对多点无线连接，支持基站间的漫游与切换，用于1、WLAN业务接入， 2、无线DSL，面向城域覆盖 3、移动通信基站回程链路及企业接入网 802.11x 2.4/5 1~54/ 108Mbps 100米 WLAN 点对多点无线连接，支持AP间的切换，用于1、企业WLAN，2、PWLAN， 3、家庭/SOHO无线网关 802.15x 2.4GHz/ 3.1~10.6 0.25/ 1~55/ 110Mbps 10~75米 /10米 WPAN 点对点短距离连接，工作在个人操作环境，用于家庭及办公室的高速数据网络 802.15.4工作在低速率,用于家庭控制网关

与802无线标准相关的产业联盟 Wi-Fi—— Wireless Fidelity 与802.11x标准相关的产业联盟 WiMAX—— World Interoperability for Microwave Access 与802.16x标准相关的产业联盟 SIG—— Blueteooth Special Internet group 与802.15.1标准相关的产业联盟 MBOA—— Multiband OFDM Alliance 与802.15.3a标准相关的产业联盟 ZigBee—— ZigBee Alliance 与802.15.4标准相关的产业联盟

二、802.16x无线标准族 —— 标准 发布 时间 主要的定义及业务应用 802.16 2001年 802.16a 2003年 芯片推出时间 主要的定义及业务应用 802.16 2001年 —— 定义了工作在10~66GHz固定宽带无线接入系统空中接口标准，采用TDM/TDMA多址方式，单载波调制。本质上是为LMDS实现可互操作性而制定的一个标准，其业务应用与LMDS相似。 802.16a 2003年 定义了工作在2~11GHz固定宽带无线接入系统空中接口标准，本质上是为MMDS实现可互操作性而制定的一个标准，其业务应用与MMDS相似。 802.16c 2003 10~66GHz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。 802.16d 2004年 802.16a的修改版，用WiMAX微型天线取代802.16a的室外天线结构，可用于PC机网卡等小型设备。MAC协议支持TDM/IP综合业务。 802.16e 尚未 2005年 802.16a的增补版，是支持客户端移动性的规范，使用户可以在基站之间自由切换和漫游,,进而实现在不同的802网络之间自由切换. （《6GHz） 802.16f 固定宽带无线接入系统空中接口MIB要求， 802.16g 固定和移动宽带无线接入系统空中接口管理平面流程和服务要求，

802.16系列各空中接口标准特征的比较 802.16d 802.16 802.16a 802.16e 10~66GHz 〈11GHz 使用频段 10~66GHz 〈11GHz 〈6GHz 信道条件 视距 非视距 视距+非视距 固定/移动性 固定 移动+漫游 调制方式 QPSK、16QAM和64QAM 256OFDM （BPSK/QPSK/16QAM/64QAM） 2048OFDMA 128/512/1024/2048 OFDMA 信道带宽 25/28MHz 1.25~20MHz 传输速率 (最佳S/N) 32~134Mbps (载波带宽28MHz) 75Mbps (载波带宽20MHz) 15Mbps (载波带宽5MHz) 额定小区半径 <5Km 5~10Km 5~15Km 1~5Km

IEEE和ETSI是标准的制定者；WiMAX组织是标准的推动者。 2001年4月9日成立的非赢利组织,旨在对基于IEEE802.16标准和ETSI HiperMAN标准的宽带无线接入产品制定一套测试规范和认证体系,对其进行一致性和互操作性认证,通过WiMAX认证的产品会拥有“WiMAX CERTIFIED”标识.这将有利于广泛应用、开发芯片、降低研发及生产成本。 IEEE和ETSI是标准的制定者；WiMAX组织是标准的推动者。 R

标准范畴 固定无线接入技术（802.16d)的空中接口规范 网络管理系统 MAC PHY 管理实体 特定服务汇聚子层 CSSAP 公共部分子层 MACSAP 管理实体 公共部分子层 安全子层 安全子层 物理层 PHYSAP PHY 管理实体 物理层 数据控制平面 管理平面

固定无线接入技术的空中接口规范-物理层 物理层类型 使用频段 基本特点 wirelessMAN-SC 10~66GHz 许可频段 单载波调制，视距传输，信道带宽20、25、28MHz可选 上行TDMA方式，双工方式可采用FDD或TDD wirelessMAN-SCa 〈11GHz 单载波调制，非视距传输，信道带宽允许不小于1.25MHz上行TDMA方式,可选支持自适应天线系统(AAS),自动请求重发(ARQ)和时空编码(STC)等,双工方式可采用FDD或TDD. wirelessMAN-OFDM 采用256个子载波的OFDM调制方式,非视距传输,可选AAS、ARQ、网格模式（Mesh）和STC等，双工方式可采用FDD或TDD. wirelessMAN-OFDMA .采用2048个子载波的OFDM调制方式，非视距传输，信道带宽允许不小于1.0MHz，可选支持AAS、ARQ和STC等，双工方式可采用FDD或TDD wirelessHUMAN 免许可频段 可采用Sca、OFDM或OFDMA调制方式，双工方式为TDD，必须支持动态频率选择（DFS），可选支持AAS、ARQ、Mesh、STC等。

固定无线接入技术的空中接口规范-MAC层 所有SS的数据业务及与此相关的QoS要求都在“连接”范畴中来实现；每个连接都由一个连接标示符（16bit）来唯一标示（CID）； 一个SS注册后，连接及相应的服务流提供给这个SS；连接需要维护时，维护要求则随着连接的业务类型不同而改变； 一个连接分配一个服务流，服务流将与带宽分配过程联系在一起。服务流的概念是定义了在连接上传输的PDU（协议数据单元）的QoS参数；

负责提供MAC层的核心功能，包括系统接入、带宽分配、连接建立和维护等。 安全子层 负责提供认证、密钥交换和加密。 特定服务汇聚子层-CS子层 负责完成外部网络数据与MAC公共子层数据之间的映射，定义了两种接口规范：ATM和Packet（802.1Q、802.3以太网和IP） 公共子层-CPS子层 负责提供MAC层的核心功能，包括系统接入、带宽分配、连接建立和维护等。 安全子层 负责提供认证、密钥交换和加密。

802.16支持移动性的空中接口规范 802.16e是对802.16d的增强,它定义了一个结合固定与移动宽带无线接入的系统,支持用户站以车速移动和基站或小区间高层切换的功能; 802.16e移动宽带无线接入的协议模型是基于802.16d模型的,针对移动性操作定义了一些附加的功能,如:切换支持、可节电的睡眠模式、寻呼以及增强的安全能力。

U IB A PHY、MAC（包括CS）操作，包括提供移动性支持的消息交换 基站到基站消息传输协议（尚未定义） 鉴权与服务授权功能的消息（尚未定义）

802.16支持移动性的空中接口规范-物理层 802.16e的物理层实现方式与802.16d是基本一致的,差别是对OFDMA进行了扩展,可以支持2048、1024、512和128个子载波，以适应不同载波带宽的要求； 在三种物理层制式中，OFDMA更适合移动信道，因为它能够向多个用户灵活分配子载波，在部署时有可能实现频率复用系数为1。 OFDMA中子载波在子信道中的分配无需邻接，有利于实现频率分集。 支持对每帧子载波的传输进行优化的功率控制，子载波具有正交性，无需像CDMA系统那样严格控制功率。 支持QPSK、16QAM和64QAM调制以及FEC，包括卷积编码（CC）、卷积Turbo码（CTC）和分组Turbo码（BTC）。

802.16支持移动性的空中接口规范-MAC层 同样包括三个子层：汇聚子层、公共部分子层和安全子层。 移动性支持： 邻域广播列表（保证高效率的基站扫描） 切换信令（在基站间切换SS的连接） 周期性扫描（SS 周期性地寻找它可能切换的基站） 休眠模式（SS周期性地进入低供电模式已延长电池的供电时间） 空闲模式（SS断开与网络的连接，但是能够周期性地侦听网络消息并根 据所在位置更新网络，当有呼叫进来时网络能够呼叫到用户） 调度和服务质量保证 基站中含有一个调度器，由它决定哪个终端什么时候发送数据，调度器响应SS站的带宽请求信息，通过调度或轮询上下行数据传输来决定如何满足每个连接的QoS要求， 上行连接通过轮询来获得信道的接入，上行连接有四种类型：UGS、rtPS nrtPS、BE，对每种类型调度器安排不同的轮询方式。

802.16的基本业务 UGS(Unsolicited Grant Service) 非请求的带宽分配业务，如T1/E1及话音Over IP 基站可为实时业务提供固定尺寸的时隙. rtPS(Real-Time Polling Service) 实时轮询业务，如MPEG 视频，用于周期性的、数据包大小不固定、比特率可变的传输。 nrtPS(Non-Real-Time Polling Service) 非实时轮询业务，如高带宽的FTP.轮询周期长，容许SS利用竞争请求机制。 BE(Best Effort service) 提供尽力而为的业务，SS必须用上行竞争请求机制传输数据。

SCDMA TD-SCDMA WCDMA 802.16e 载波间隔 0.5MHz 1.6MHz 5MHz 5/10/20MHz可选 下表是SCDMA、3G与WiMAX在接入速率方面的比较 SCDMA TD-SCDMA WCDMA 802.16e 载波间隔 0.5MHz 1.6MHz 5MHz 5/10/20MHz可选 每载波用户数 话音用户：30个码道/音速率32K/最大约30个用户； 最多约24个音频用户； 理论上，单载波宽度情况下：98个（AMR 7.95 kbps）或49个（AMR 12.2kbps） 支持60个用户接入 速率单载波最大 每用户使用4个载波，最大速率可达3Mbit/s；（QAM64） 初期最高达384kbit/s；最高可到2Mbit/s（单载波） R99：最大下行384kbit/s； R5：最大下行（HSDPA）10Mbit/s（标准制订中）； 5MHz载波最大速率为15Mbps 单用户最大带宽 2~3Mbit/s； 最高2Mbit/s； WCDMA（HSDPA）方式可以到8~10 Mbit/s 20MHz载波时最大25Mbps 高速运动时的数据速率 60~80km/h,大于1Mbit/s； 120km/h时，最低144 kbit/s； 30km/h, 384kbps 500km/h时，最低144 kbit/s； 30km/h, 384kbps; 120km/时2~4Mbps  

Licensed and Unlicensed Licensed and Unlicensed BWA Application Map Fixed Licensed and Unlicensed DSL and T1/ T3 Level Services Portable Licensed and Unlicensed Wireless DSL Services Mobile Licensed Broadband and Wideband Services Cellular Wideband 漫游 指定区域 Broadband 局域网回传 住宅接入 WiMAX 802.16d WiMAX 802.16d WiFi 802.11 WiMAX 802.16e WiMAX 802.16e+ 2.5G, 3G Source: Intel Corp.

Broadband Wireless “Sweet Spot” Wi-Fi BWA Cable/DSL Broadband Typical User Data Rate Satellite Here you see all the current standards: Bluetooth for very short distances WiFi – an indoor solution with a range of up to 300 ft. The various fixed broaband solutions such as DSL and . . . on the far right the mobile standards such as CDMA2000 or EDGE We believe that the WiMAX standard can and will evolve to become the best broadband alternative with the highest throughput Bluetooth 3G 专用网 Cellular 2.5G Narrowband 拨号上网 1G Local Area Fixed Metro Area Mobile Wide Area

WiMAX的产业动态 WiMAX产业联盟目前已有近百家公司参加，9月份Cisco和Motolora最新加入该组织，中兴是国内加入较早的成员之一，华为在2002年就完成了BWA项目评估，全球已有5大电信运营商加入了该组织。 Intel事实上早在2001年就开始了针对该项标准的芯片研究，主要的合作伙伴是以色列Alvarion公司、英国Airspan公司等，用于固定无线接入的802.16d芯片已商用化,系统级产品预计在2005年5月会进入市场；Intel最近推出的Rosedale芯片将主要用于掌上终端，预计2006年融入笔记本电脑芯片组，（Intel现已宣布停止Wi-Fi芯片在笔记本电脑中的集成）2007年将用于智能电话终端。

WiMAX芯片是一种MAC/PHY集成式的基带“SOC”芯片，它包含了802 WiMAX芯片是一种MAC/PHY集成式的基带“SOC”芯片，它包含了802.16d/e的MAC层与物理层，其中，物理层的OFDM技术是采用的DSP技术和快速傅立叶/快速傅立叶逆变换实现的。 全球在WiMAX芯片上与Intel竞争的公司主要有： 日本富士通微电子公司 法国Sequans通信公司 加拿大Wavesat 公司 WiMAX产品的市场销售目标是:基站每载频1万美圆， CPE每端300美圆。

Intel在04年与大连和成都市政府签署了部署WiMAX网络的合作协议（802.16d固定无线城域网接入）。 中国的运营商在WiMAX技术上的态度尚不明朗，其中主要的原因是：目前更多的资源都投入到3G上， 但据了解有些运营商在2005年有开展WiMAX试验网的计划。 预测WiMAX的大规模商用至少还需2年多的时间。

三、关于IEEE 802.20标准 是移动宽带无线接入（MBWA)空中接口规范 全面支持实时和非实时业务，支持从MBWA到WLAN的漫游及切换 支持IPV4和IPV6 空中接口融入了对QoS的支持，与核心网级别的端到端QoS相一致 自动判断是否需要优化用户数据速率以满足对射频环境的匹配 空中接口具有各网络间的开放型接口，并可提供相互鉴权信息 可为250km/小时的高速移动车辆提供每用户1Mbps的宽带无线接入业务

四、未来的关注点 QoS的研究 有线网络QoS研究是在网络层以上提供服务质量保证，如：综合服务/资源预约、区分服务、多协议标签交换、流量工程、约束路由、子网带宽管理等，但上述机制不能用于无线网络里，原因是； 无线传输受串扰及多径影响，速率比有线网络低，误码率高； 802系列无线标准为了灵活性和兼容性，协议标准只制定了MAC层和PHY层，因此，WiMAX是一个底层技术，网络上层与无线链路层分离，对端到端业务的QoS无法得到发挥。 在异质网络中不解决这个问题就解决不了端到端的QoS问题。 IPV6的研究 下一代网络必然向IPV6过度，无线产品支持IPV6是大势所趋。 安全机制的问题

802无线标准的技术定位 在无线通信技术中的位置 4G?

本报告仅反映802无线标准的一些动态 所有观点仅供参考 谢谢大家！