基于wimax無(wú)線傳輸?shù)难芯慨厴I(yè)設(shè)計(jì)

1、<p>　　本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）</p><p>　　題目 </p><p>　　院（系部） </p><p>　　專業(yè)名稱 </p><p>　　年級(jí)班級(jí)

2、 </p><p>　　學(xué)生姓名 </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p><b>　　年 月 日</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書</p><

3、;p>　　專業(yè)班級(jí) 學(xué)生姓名 </p><p>　　一、題目 </p><p><b>　　二、主要任務(wù)與要求</b></p><p>　　三、起止日期 年 月

4、 日至 年 月 日</p><p>　　指導(dǎo)教師 簽字（蓋章）</p><p>　　系 主 任 簽字（蓋章）</p><p>　　年 月 日</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)閱人評(píng)語(yǔ)</p><p>　　專業(yè)班級(jí)

5、 學(xué)生姓名 </p><p>　　題目 </p><p>　　評(píng)閱人 簽字（蓋章）</p><p>　　職 　 稱 </p><p>　　工作單位

6、 </p><p>　　年 月 日</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　寬帶無(wú)線接入技術(shù)作為下一代通信網(wǎng)中最具發(fā)展?jié)摿Φ慕尤爰夹g(shù)之一，正受到業(yè)界越來(lái)越多的關(guān)注。WiMax作為新興的寬帶無(wú)線接入技術(shù)，具有覆蓋范圍廣、傳輸帶寬大的特點(diǎn)，已經(jīng)成為電信業(yè)普遍關(guān)注的熱點(diǎn)。尤其是

7、WiMax標(biāo)準(zhǔn)的下一版本802.16e可以同時(shí)支持固定和移動(dòng)寬帶無(wú)線接入，可支持車載高速移動(dòng)終端。事實(shí)上，包括移動(dòng)、網(wǎng)通在內(nèi)的中國(guó)四大電信運(yùn)營(yíng)商都在對(duì)WiMax進(jìn)行測(cè)試。因此，WiMax無(wú)線接入系統(tǒng)的組網(wǎng)問(wèn)題將成為一個(gè)重要的課題。</p><p>　　本文在介紹WiMax標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)和相關(guān)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，對(duì)WiMax的組網(wǎng)方案進(jìn)行了研究。研究了基于OFDM技術(shù)的WiMax小區(qū)規(guī)劃，給出了各種提高頻譜效率的方案；然后對(duì)

8、WiMax與現(xiàn)網(wǎng)的融合進(jìn)行了分析，給出了緊耦合和松耦合兩種方法，并就基于IPv6的WiMax核心網(wǎng)機(jī)制進(jìn)行了闡述；最后對(duì)基站的無(wú)線互聯(lián)方案進(jìn)行了探討。設(shè)計(jì)出了災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)WiMax端網(wǎng)絡(luò)組建方案和在校園無(wú)線網(wǎng)中的接入方案。然后給出了WiMax的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，詳細(xì)描述了WiMax網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中有關(guān)系統(tǒng)內(nèi)和系統(tǒng)間兩種主要的切換方式，介紹了其切換機(jī)制，并給出了其切換流程圖和主要切換步驟。最后分析了WiMax在四種應(yīng)用模式下的前景。</p&g

9、t;<p>　　關(guān)鍵字：WiMax OFDM 網(wǎng)絡(luò)切換</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Broadband wireless access technology as one of the most development potential in the next generation communicat

10、ion network access technology, is being more and more attention in the industry.WiMax as an emerging broadband wireless access technology, covering a wide range and large transmission bandwidth, has become the common foc

11、us of attention of the telecommunications industry. In particular, the next version of the WiMax standard 802.16e can support both fixed and mobile broadband wireless ac</p><p>　　This article introduced the

12、WiMax standard, technology and related applications based on WiMax networking solutions. Based on OFDM technology WiMax cell planning program are given a variety of programs to improve spectral efficiency; were analyzed

13、and WiMax and the integration of the existing network, tightly coupled and loosely coupled method, and based on IPv6WiMaxcore network mechanisms are described and discussed; Finally, the wireless base station interconnec

14、tion scheme.WiMax network system</p><p>　　Keywords: WiMax OFDM network switching</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 前 言1</b></p><p>　　1.1 W

15、iMax技術(shù)的出現(xiàn)和概述1</p><p>　　1.2技術(shù)及前景介紹1</p><p>　　1.2.1 WiMax的技術(shù)優(yōu)勢(shì)1</p><p>　　1.2.2 WiMax的技術(shù)特點(diǎn)2</p><p>　　1.2.3 WiMax的主要設(shè)備3</p><p>　　1.3 WiMax面臨的問(wèn)題3</p>

16、;<p>　　1.3.1全球頻譜可用性4</p><p>　　1.3.2全球需求和法規(guī)要求的協(xié)調(diào)4</p><p>　　1.3.3應(yīng)用開發(fā)和支持4</p><p>　　1.3.4網(wǎng)絡(luò)互操作性4</p><p>　　1.4 WiMax國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀4</p><p>　　1.4.1 國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀

17、4</p><p>　　1.4.2 中國(guó)應(yīng)用現(xiàn)狀5</p><p>　　1.4.3 WiMax產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展7</p><p>　　1.5 WiMax發(fā)展展望8</p><p>　　2 WiMax組網(wǎng)方案研究9</p><p>　　2.1 WiMax組網(wǎng)概述9</p><p>　　2.2

18、基于OFDM技術(shù)的WiMax小區(qū)規(guī)劃方案9</p><p>　　2.2.1基于小區(qū)簇的頻率規(guī)劃10</p><p>　　2.2.2 基于無(wú)線資源管理的小區(qū)規(guī)劃移動(dòng)通信11</p><p>　　2.2.3基于極化天線的小區(qū)規(guī)劃12</p><p>　　2.3 WiMax系統(tǒng)的核心網(wǎng)策略13</p><p>　

19、　2.3.1 WiMax和其他現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通14</p><p>　　2.3.2基于IPv6的WiMax核心網(wǎng)移動(dòng)通信16</p><p>　　2.4 基站無(wú)線互聯(lián)方案17</p><p>　　2.4.1星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)18</p><p>　　2.4.2多跳中繼網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)19</p><p>　　2

20、.5 WiMax端網(wǎng)絡(luò)組建方案22</p><p>　　2.5.1災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)WiMax端網(wǎng)絡(luò)組建方案22</p><p>　　2.5.2 WiMax在校園無(wú)線網(wǎng)中的接入方案25</p><p>　　3 WiMax的網(wǎng)絡(luò)切換管理28</p><p>　　3.1 WiMax網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)概述28</p><p>　　3.

21、2 WiMax網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)28</p><p>　　3.3 WiMax網(wǎng)絡(luò)的切換管理29</p><p>　　3.3.1　系統(tǒng)內(nèi)切換29</p><p>　　3.3.2　系統(tǒng)間切換32</p><p>　　4 WiMax的應(yīng)用前景36</p><p>　　4.1 應(yīng)用模式36</p><

22、p>　　4.1.1 固網(wǎng)寬帶業(yè)務(wù)的接入36</p><p>　　4.1.2 NGN網(wǎng)絡(luò)的接入37</p><p>　　4.1.3 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的接入補(bǔ)充37</p><p>　　4.1.4 移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)基站傳輸37</p><p>　　4.2 WiMax在中國(guó)的發(fā)展機(jī)遇38</p><p><b>　

23、　5 總 結(jié)40</b></p><p><b>　　致 謝41</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)42</b></p><p><b>　　1 前 言</b></p><p>　　1.1 WiMax技術(shù)的出現(xiàn)和概述</p>&l

24、t;p>　　WiMax全稱為World wide Interoperability for Microwave Access,即全球微波互聯(lián)接入。WiMax的另一個(gè)名字是802.16e。WiMax是一項(xiàng)新興的寬帶無(wú)線接入技術(shù)，能提供面向互聯(lián)網(wǎng)的高速連接，數(shù)據(jù)傳輸距離最遠(yuǎn)可達(dá)50km。WiMax還具有QoS（Quality of Service）保障、傳輸速率高、業(yè)務(wù)豐富多樣等優(yōu)點(diǎn)。WiMax的技術(shù)起點(diǎn)較高，采用了代表未來(lái)通信技術(shù)發(fā)

25、展方向的OFDM/OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiplexing/ Orthogonal Frequency Division Multiple Access)等先進(jìn)技術(shù)，隨著技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展，WiMax將逐步實(shí)現(xiàn)寬帶業(yè)務(wù)的移動(dòng)化，而3G則將實(shí)現(xiàn)移動(dòng)業(yè)務(wù)的寬帶化，兩種網(wǎng)絡(luò)的融合程度將會(huì)越來(lái)越高。 </p><p>　　1.2技術(shù)及前景介紹</p>

26、<p>　　WiMax是由采用IEEE802.16標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備和器件供應(yīng)商成立的一個(gè)非贏利性生產(chǎn)團(tuán)體，主要是向市場(chǎng)推廣新的無(wú)線通訊標(biāo)準(zhǔn)，是一種面向城域網(wǎng)的寬帶無(wú)線接入技術(shù)，能提供面向互聯(lián)網(wǎng)的高速無(wú)線連接。WiMax的無(wú)線信號(hào)傳輸距離最遠(yuǎn)可達(dá)50公里，其網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積是3G(3rd Generation，第三代移動(dòng)通信)基站的10倍。WiMax是一項(xiàng)基于IEEE 802.16標(biāo)準(zhǔn)的寬帶無(wú)線接入城域網(wǎng)(Broadband Wirele

27、ss Access Metropolitan Area Network，BWAMAN)技術(shù)，其基本目標(biāo)是提供一種在城域網(wǎng)一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的多廠商環(huán)境下，可有效地互操作的寬帶無(wú)線接入手段。WiMax的眾多支持者早在2O01年就成立了WiMax論壇組織，相關(guān)研究則開展得更早。WiMax論壇旨在推廣IEEE 802.16無(wú)線寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。目前該組織擁有105個(gè)成員，甚至包括Alcatel、AT&T、英國(guó)電信、FUJITSU、Nokia以及

28、Intel等行業(yè)巨頭[1]。</p><p>　　1.2.1 WiMax的技術(shù)優(yōu)勢(shì)</p><p>　　WiMax的技術(shù)優(yōu)勢(shì)可以簡(jiǎn)要概括為以下幾點(diǎn)：</p><p><b>　　(1)傳輸距離遠(yuǎn)</b></p><p>　　WiMax的無(wú)線信號(hào)傳輸距離最遠(yuǎn)可達(dá)50公里，是WIFI(無(wú)線局域網(wǎng))所不能比擬的，其網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積

29、是3G基站的10倍，只要建設(shè)少數(shù)基站就能實(shí)現(xiàn)全覆蓋，這樣就使得無(wú)線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的范圍大大擴(kuò)展。</p><p><b>　　(2)接入速度高</b></p><p>　　WiMax所能提供的最高接入速度是70M，這個(gè)速度是3G所能提供的寬帶速度的30倍。對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，這的確是一個(gè)驚人的進(jìn)步。WiMax采用OFDM(Orthogonal Frequency Divisio

30、n Multiplexing，正交頻分復(fù)用)調(diào)制方式，每個(gè)頻道的帶寬為20MHz，通過(guò)室外固定天線穩(wěn)定地收發(fā)無(wú)線電波，因此，可實(shí)現(xiàn)74.81M的最大傳輸速度</p><p>　　(3)提供廣泛的多媒體通信服務(wù)</p><p>　　由于WiMax較之WiFi具有更好的可擴(kuò)展性和安全性，從而能夠?qū)崿F(xiàn)電信級(jí)的多媒體通信服務(wù)。其中包括語(yǔ)音，數(shù)據(jù)和視頻的傳輸。</p><p>

31、;　　1.2.2 WiMax的技術(shù)特點(diǎn)</p><p><b>　　(1)鏈路層技術(shù)</b></p><p>　　TCP/IP協(xié)議的特點(diǎn)之一是對(duì)信道的傳輸質(zhì)量有較高的要求。無(wú)線寬帶接入技術(shù)面對(duì)日益增長(zhǎng)的IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，必須適應(yīng)TCP/IP協(xié)議對(duì)信道傳輸質(zhì)量的要求。在WiMax技術(shù)的應(yīng)用條件下(室外遠(yuǎn)距離)，無(wú)線信道的衰落現(xiàn)象非常顯著，在質(zhì)量不穩(wěn)定的無(wú)線信道上運(yùn)用TCP/

32、IP協(xié)議，其效率將十分低下。 WiMax技術(shù)在鏈路層加入了ARQ（Automatic Repeat-request）機(jī)制，減少到達(dá)網(wǎng)絡(luò)層的信息差錯(cuò)，可大大提高系統(tǒng)的業(yè)務(wù)吞吐量。同時(shí)WiMax采用天線陣、天線極化方式等天線分集技 術(shù)來(lái)應(yīng)對(duì)無(wú)線信道的衰落。這些措施都提高了WiMax的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸?shù)男阅堋?lt;/p><p><b>　　(2)QoS性能</b></p><p>

33、;　　WiMax可以向用戶提供具有QoS性能的數(shù)據(jù)、視頻、話音(VoIP) 業(yè)務(wù)。WiMax可以提供三種等級(jí)的服務(wù)：CBR(Constant Bit Rate，固定帶寬)、CIR(Committed Rate，承諾帶寬、BE(Best Effort，盡力而為)。CBR的優(yōu)先級(jí)最高，任何情況下網(wǎng)絡(luò)操作者與服務(wù)提供商以高優(yōu)先級(jí)、高速率及低延時(shí)為用戶提供服務(wù)，保證用戶訂購(gòu)的帶寬。 CIR的優(yōu)先級(jí)次之，網(wǎng)絡(luò)操作者以約定的速率來(lái)提供，但速率超過(guò)規(guī)

34、定的峰值時(shí)，優(yōu)先級(jí)會(huì)降低，還可以根據(jù)設(shè)備帶寬資源情況向用戶提供更多的傳輸帶寬。BE 則具有更低的優(yōu)先級(jí)，這種服務(wù)類似于傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡(luò)的盡力而為的服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)不提供優(yōu)先級(jí)與速率的保證。在系統(tǒng)滿足其他用戶較高優(yōu)先級(jí)業(yè)務(wù)的條件下，盡力為用戶提供傳輸帶寬。</p><p><b>　　(3)工作頻段</b></p><p>　　整體來(lái)說(shuō)，802.16工作的頻段采用的是無(wú)需授權(quán)頻段

35、，范圍在2GHz至 66GHz之間，而802.16a則是一種采用2G至11GHz無(wú)需授權(quán)頻段的寬帶無(wú)線接入系統(tǒng)，其頻道帶寬可根據(jù)需求在1.5M至20MHz范圍進(jìn)行調(diào)整。因此，802.16所使用的頻譜將比其它任何無(wú)線技術(shù)更豐富，具有以下優(yōu)點(diǎn)：①對(duì)于已知的干擾，窄的信道帶寬有利于避開干擾。②當(dāng)信息帶寬需求不大時(shí)，窄的信道帶寬有利于節(jié)省頻譜資源。③靈活的帶寬調(diào)整能力，有利于運(yùn)營(yíng)商或用戶協(xié)調(diào)頻譜資源。</p><p>　

36、　1.2.3 WiMax的主要設(shè)備</p><p>　　WiMax網(wǎng)絡(luò)包括兩個(gè)主要組件:一個(gè)基站和用戶設(shè)備。WiMax基站安裝在一個(gè)立式或高樓，目的是為了廣播此無(wú)線信號(hào)。 用戶接收到信號(hào)，然后啟動(dòng)筆記本電腦上的WiMax功能,或Mobile Internet Device (MID)，或者WiMax調(diào)制解調(diào)器。</p><p>　　1.3 WiMax面臨的問(wèn)題</p><

37、;p>　　盡管WiMax技術(shù)正在高速向前發(fā)展，但是仍然面臨著一些急需解決的問(wèn)題。</p><p>　　1.3.1全球頻譜可用性</p><p>　　固定WiMax產(chǎn)品將使用指定的3.5GHz、2.5GHz、5.8GHz頻段頻譜。這些頻段在世界上的很多地區(qū)已經(jīng)被分配，盡管部分增長(zhǎng)中的市場(chǎng)（如印度）仍然需要進(jìn)行新的分配。</p><p>　　1.3.2全球需求和法

38、規(guī)要求的協(xié)調(diào)</p><p>　　WiMax市場(chǎng)的增長(zhǎng)總會(huì)存在地域上的差別，WiMax論壇必須了解每一個(gè)市場(chǎng)的細(xì)微差別，并在擁有不同利益的地方、國(guó)家和地區(qū)組織制訂相關(guān)法規(guī)時(shí)積極進(jìn)行協(xié)調(diào)。</p><p>　　1.3.3應(yīng)用開發(fā)和支持</p><p>　　WiMax廠商還必須證明自己的產(chǎn)品能夠支持多種不同的應(yīng)用。在廠商向消費(fèi)者市場(chǎng)推出產(chǎn)品的過(guò)程中，將與那些正在轉(zhuǎn)向支持

39、各種高質(zhì)量話音、視頻和多媒體應(yīng)用的基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。</p><p>　　1.3.4網(wǎng)絡(luò)互操作性</p><p>　　不同寬帶無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和技術(shù)之間的互操作性是普及個(gè)人寬帶服務(wù)的關(guān)鍵，這與雙模和三模設(shè)備的推出緊密相關(guān)。</p><p>　　1.4 WiMax國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀</p><p>　　1.4.1 國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀</p><

40、;p>　　2007 年10 月19 日，WiMax被國(guó)際電信聯(lián)盟 （International Telecommunication Union，ITU）正式批為全球第4 大3G 標(biāo)準(zhǔn)，與 CDMA2000，WCDMA 和TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)并列。</p><p>　　WiMax成為第四個(gè)3G 標(biāo)準(zhǔn)家之后，由于無(wú)線資源主要針對(duì)IMT（International Mobile Telecommunication

41、，國(guó)際移動(dòng)通信）技術(shù)進(jìn)行分配，因而在當(dāng)前市場(chǎng)中，運(yùn)營(yíng)商采用WiMax標(biāo)準(zhǔn)來(lái)部署網(wǎng)絡(luò)將更加方便。ITU 的決定出臺(tái)之后，最初受到影響最大的可能是UTM（Universal Mobile Telecommunications System，通用移動(dòng)通信系統(tǒng)）擴(kuò)展頻段，即2.5-2.6 GHz 之間頻段。</p><p>　　ITU的決定有利于WiMax技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，但由于ITU屬于非政府組織，其決策無(wú)強(qiáng)制力，影響

42、力也僅限于一定的范圍之內(nèi)，所以對(duì)于各國(guó)監(jiān)管部門IMT-2000并不具有強(qiáng)制，并且有些國(guó)家 （如美國(guó)和英國(guó)）更青睞于獨(dú)立于技術(shù)的頻譜資源分配方案。但縱然WiMax沒(méi)有獲準(zhǔn)成為IMT標(biāo)準(zhǔn)，也不影響它作為一種有效技術(shù)在應(yīng)用市場(chǎng)進(jìn)行推廣。</p><p>　　最近幾年來(lái)，WiMax技術(shù)伴隨著全球技術(shù)廠商，設(shè)備商和運(yùn)營(yíng)商的共同應(yīng)用和推廣而得到了迅猛的發(fā)展，并在3G和WLAN 技術(shù)市場(chǎng)成熟后被認(rèn)為是又一個(gè)在業(yè)界具有巨大潛力的

43、無(wú)線技術(shù)。</p><p>　　隨著電子工藝技術(shù)的發(fā)展，WiMax設(shè)備的制造和運(yùn)營(yíng)成本逐年降低，使其成為美國(guó)電信運(yùn)營(yíng)商推動(dòng)的商業(yè)模式，因此美國(guó)在2007 年就開始構(gòu)建WiMax網(wǎng)絡(luò)了。WiMax在美國(guó)的語(yǔ)言服務(wù)方面已具有重要地位，僅次于傳統(tǒng)的銅線和IP電話。在WiMax被認(rèn)定為是四大3G 標(biāo)準(zhǔn)之一后，逐漸成為行業(yè)潮流，美國(guó)越來(lái)越多的移動(dòng)服務(wù)運(yùn)營(yíng)商愿意使用WiMax。美國(guó)的Sprint和AT&T等大型通信公

44、司都認(rèn)為WiMax前景樂(lè)觀，愿意將其作為公司的一種備選技術(shù)，其開放性更有利于運(yùn)營(yíng)商提供優(yōu)良的寬帶接入。</p><p>　　1.4.2 中國(guó)應(yīng)用現(xiàn)狀</p><p>　　2007 年12 月，WiMax入圍2007年中國(guó)通信產(chǎn)業(yè)的十大新技術(shù)、新業(yè)務(wù)。中國(guó)地理位置寬廣，面積為全球第三大，地理環(huán)境復(fù)雜，存在很多偏遠(yuǎn)和經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)，通信基礎(chǔ)設(shè)施還不完善，亟需得到解決，因此在中國(guó)面臨著難得的發(fā)展

45、機(jī)遇。WiMax覆蓋范圍廣，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本低廉，投入運(yùn)營(yíng)周期短，很適合作為這些地區(qū)的信息高速公里的技術(shù)方案，將來(lái)會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展起到強(qiáng)大的推動(dòng)作用。</p><p>　　最近，中國(guó)為了推動(dòng)WiMax在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用，各設(shè)備供應(yīng)商和研究機(jī)構(gòu)都積極研究WiMax的全球性統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，并且中國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)（China Communications Standards Association，CCSA）與IEEE802.

46、16 工作組建立了長(zhǎng)期緊密的聯(lián)系。到目前為止，針對(duì)802.16d 和802.16e 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定和應(yīng)用都取得了一定的進(jìn)展。</p><p>　　針對(duì)WiMax的可行性測(cè)試工作也在中國(guó)得到了充分的開展。2006 年，作為迄今為止亞太地區(qū)最大規(guī)模的WiMax領(lǐng)域項(xiàng)目，廣東網(wǎng)通WiMax網(wǎng)絡(luò)，被上海貝爾阿爾卡特取得合同。</p><p>　　中國(guó)目前有中興，華為和上海貝爾阿爾卡特三家公司參與W

47、iMax標(biāo)準(zhǔn)的研究和制定工作目，并且與英特爾簽署了聯(lián)盟協(xié)議。其中華為對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)的投入最大，并且重點(diǎn)研究符合802.16e標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備。2007 年華為開始推出IEEE802.16e標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品。</p><p>　　此外，2007 年7 月臺(tái)灣通訊傳播委員會(huì)也針對(duì)南北兩區(qū)發(fā)放了六張WiMax頻譜的牌照。最終全球一動(dòng)、大眾電信、威邁思電信獲得北區(qū)的執(zhí)照，而威達(dá)超舜、大同電信與遠(yuǎn)傳電信則取得了南區(qū)的牌照。獲取牌照后，六家運(yùn)

48、營(yíng)商已投入資金超過(guò)十億臺(tái)幣，積極的與終端設(shè)備供應(yīng)商洽談商議網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方案和設(shè)備供應(yīng)的規(guī)劃。</p><p>　　英特爾與臺(tái)灣有合作意向，并簽訂了意向書，協(xié)定從2008起至3013年5年內(nèi)投資5億美元來(lái)進(jìn)行相關(guān)設(shè)備的采購(gòu)，并且在2008 年10 月底宣布了對(duì)臺(tái)灣WiMax產(chǎn)業(yè)的投資決定，促進(jìn)其發(fā)展，并投資3.86 億元新臺(tái)幣（約1188萬(wàn)美元）入股威麥斯20%的股權(quán)，后者為臺(tái)灣北區(qū)的WiMax運(yùn)營(yíng)商。而早在2007年

49、10月，為了對(duì)設(shè)備商與運(yùn)營(yíng)商提供開放環(huán)境，協(xié)作其開發(fā)WiMax應(yīng)用服務(wù)和測(cè)試工作，全球首座應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室在WiMax論壇的授權(quán)下與臺(tái)灣工研院合作成立了。資策會(huì)FIND預(yù)估，2009年，臺(tái)灣WiMax增值應(yīng)用服務(wù)的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)8億元臺(tái)幣，約為2624萬(wàn)美元，展望2012年，預(yù)估市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò)23億元臺(tái)幣，約為7544萬(wàn)美元。</p><p>　　現(xiàn)在，雖然臺(tái)灣在發(fā)展WiMax中遇到了諸多問(wèn)題，如網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本，資金來(lái)源，

50、以及特定WiMax應(yīng)用服務(wù)等，但種種困難正在得到解決，運(yùn)營(yíng)商也在積極投入。WiMax的發(fā)展將臺(tái)灣地區(qū)的電信服務(wù)運(yùn)營(yíng)商和興盛的電腦產(chǎn)業(yè)合并到了同一個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈內(nèi)，構(gòu)成了全新的產(chǎn)業(yè)模式，為產(chǎn)業(yè)提供了更多的創(chuàng)新空間。臺(tái)灣地區(qū)在WiMax發(fā)展應(yīng)用中走在了世界的前列，具有示范作用，將給全球的WiMax產(chǎn)業(yè)帶來(lái)整體提升。</p><p>　　1.4.3 WiMax產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展</p><p>　　最初WiM

51、ax僅由Intel，奧維通等少數(shù)廠商來(lái)推動(dòng)，業(yè)界對(duì)其發(fā)展一直存在爭(zhēng)議。但后來(lái)得到了摩托羅拉，朗訊，思科，北電網(wǎng)絡(luò)和富士通等行業(yè)巨頭的認(rèn)可，并且中國(guó)的通信巨頭中興、華為等也相繼加入，因此迅速得到了發(fā)展。在短短的幾年內(nèi)，WiMax產(chǎn)業(yè)化逐漸加快，產(chǎn)業(yè)鏈逐漸完善并具有了一定的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。WiMax論壇的成員超過(guò)522個(gè)，包括芯片制造商，設(shè)備供應(yīng)商，服務(wù)運(yùn)營(yíng)商以及相關(guān)行業(yè)的研究機(jī)構(gòu)等。其中35%為服務(wù)內(nèi)容提供商，20%為系統(tǒng)廠商，還有20%的左右

52、的芯片廠商。各個(gè)環(huán)節(jié)間、各個(gè)廠商間的合作模式已經(jīng)初步穩(wěn)定，合作開發(fā)環(huán)境已經(jīng)具備，涵蓋了從標(biāo)準(zhǔn)的制定到核心網(wǎng)的構(gòu)建，以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的研發(fā)和-制造等。作為IEEE802.16標(biāo)準(zhǔn)的推動(dòng)組織，WiMax技術(shù)論壇積極組織業(yè)界各大系統(tǒng)廠商和設(shè)備廠商之間的兼容性測(cè)試工作。</p><p><b>　　(1)芯片制造商：</b></p><p>　　目前，全世界有起過(guò)25家WiMax

53、芯片制造商，包括Intel，Motorola，Samsung，NEC，F(xiàn)UJITSU 等重量級(jí)芯片制造商，也包括一些沒(méi)有生產(chǎn)線的技術(shù)研發(fā)公司，如 Beeeem，Comsys，Altair，Waves air，Picocllip，Gct，Design Art，Sequans 等。Intel推出了兼容WIFI/WiMax空中接口的EnchoPeak，并且成本低廉，與原有WiFi接口芯片相當(dāng)。作為推動(dòng)全球WiMax發(fā)展的主力，Intel 已經(jīng)

54、與 HP，DEL，Acer，華碩，聯(lián)想等世界重要計(jì)算機(jī)制造商共同采用45nm工藝制造的AtomCPU，或訊馳2CPU ，作為與EchoPeak 芯片的配套。</p><p><b>　　(2)設(shè)備制造商：</b></p><p>　　Alcatel，Alvarion，Proxim，西門子，中興，華為等寬帶無(wú)線接入廠商都考慮開發(fā)基于802.16 協(xié)議的下一代產(chǎn)品。目前全

55、世界WiMax基站制造商起過(guò)25家，其中包括Alactel-Imcem，Alvarion，Apeto Networks，Cisco，Motorola，NEC，等。截至2008年經(jīng)過(guò)WiMax論壇WAVE2（BF/MIMO）認(rèn)證的設(shè)備已達(dá)82款，2009 年認(rèn)證180款新產(chǎn)品，預(yù)計(jì)到2012年，通過(guò)認(rèn)證的移動(dòng)WiMax設(shè)備將起過(guò)1000款。</p><p>　　1.5 WiMax發(fā)展展望</p>&l

56、t;p>　　WiMax技術(shù)應(yīng)用的浪潮已經(jīng)來(lái)到了，但我們?nèi)孕枰硇运伎妓陌l(fā)展前景。</p><p>　?。?）WiMax技術(shù)在移動(dòng)領(lǐng)域的發(fā)展不可能一帆風(fēng)順，尋找全球統(tǒng)一的頻率、解決切換、漫游等問(wèn)題都是發(fā)展的障礙。</p><p>　?。?）可以將WiMax芯片內(nèi)置到手機(jī)中，與3G甚至B3G融合，最終與移動(dòng)通信在4G匯合，形成一個(gè)真正無(wú)縫的、無(wú)處不在的移動(dòng)寬帶網(wǎng)絡(luò)。</p>

57、<p>　?。?）WiMax的市場(chǎng)定位是為用戶提供低成本的有移動(dòng)能力的無(wú)線寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，最終建立一個(gè)3G/WIFI/WiMax/有線寬帶接入等多種技術(shù)的融合、多層次、全方位無(wú)縫覆蓋、協(xié)同工作的網(wǎng)絡(luò)，最大程度地滿足客戶的需要。</p><p>　　2 WiMax組網(wǎng)方案研究</p><p>　　本章節(jié)研究了基于OFDM (Orthogonal Frequency Divisio

58、n Multiplexing，即正交頻分復(fù)用技術(shù))技術(shù)的WiMax小區(qū)規(guī)劃方案，給出了各種提高頻譜效率的方案；然后對(duì)WiMax與現(xiàn)網(wǎng)的融合進(jìn)行了分析，給出了緊耦合和松耦合兩種方法，并就基于IPv6的WiMax核心網(wǎng)機(jī)制進(jìn)行了闡述；最后對(duì)基站的無(wú)線互聯(lián)方案進(jìn)行了探討。 </p><p>　　2.1 WiMax組網(wǎng)概述</p><p>　　)J-s*y-L0emscbsc 移動(dòng)通信論

59、壇擁有30萬(wàn)通信專業(yè)人員，超過(guò)50萬(wàn)份GSM/3G等通信技術(shù)資料，是國(guó)內(nèi)領(lǐng)先專注于通信技術(shù)和通信人生活的社區(qū)。 9@/m3B;T-S;c/W+zwww.mscbsc.com　　802.16標(biāo)準(zhǔn)只定義了空中接口規(guī)范，WiMax如何組網(wǎng)是未來(lái)商用的關(guān)鍵問(wèn)題之一，需要仔細(xì)研究。WiMax組網(wǎng)牽涉到以下幾方面的問(wèn)題：基于OFDM技術(shù)的WiMax網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，如何提高頻率復(fù)用率是規(guī)劃的關(guān)鍵；WiMax無(wú)線空中接口網(wǎng)與現(xiàn)有核心網(wǎng)的互聯(lián)，如何把WiMax

60、系統(tǒng)的空中接口網(wǎng)絡(luò)和基于IP技術(shù)的核心網(wǎng)絡(luò)有機(jī)結(jié)合在一起，支持無(wú)縫的移動(dòng)性管理，保證用戶的QoS要求，同時(shí)便于計(jì)費(fèi)、認(rèn)證和鑒權(quán)等，是研究的重點(diǎn)。</p><p>　　2.2 基于OFDM技術(shù)的WiMax小區(qū)規(guī)劃方案</p><p>　　基于OFDM技術(shù)帶來(lái)的高頻譜利用率及抗多徑干擾能力，IEEE802.16標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了在非視距傳播的2-11GHz頻段下，可以采用OFDM、OFDMA(正交頻分

61、多址)及其他先進(jìn)技術(shù)來(lái)對(duì)抗較差的無(wú)線傳播環(huán)境。</p><p>　　2J+M5](m"a5t3l%C#j9Imscbsc 移動(dòng)通信論壇擁有30萬(wàn)通信專業(yè)人員，超過(guò)50萬(wàn)份GSM/3G等通信技術(shù)資料，是國(guó)內(nèi)領(lǐng)先專注于通信技術(shù)和通信人生活的社但是，采用OFDM/OFDMA技術(shù)設(shè)計(jì)的點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)(PMP)無(wú)線系統(tǒng)將在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃上面臨較大的問(wèn)題。在CDMA(Code Division Multiple Access)

62、網(wǎng)絡(luò)中，用戶通過(guò)擴(kuò)頻碼來(lái)區(qū)分，可以達(dá)到小區(qū)頻率復(fù)用率近似為100%，從而簡(jiǎn)化甚至不需要頻率規(guī)劃技術(shù)；而在基于OFDM/OFDMA的WiMax系統(tǒng)中，用戶只能通過(guò)時(shí)間(TDMA)或子信道(0FDMA)來(lái)區(qū)分，使用相同頻率的相鄰小區(qū)將會(huì)對(duì)本小區(qū)的通信產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾。因此基于OFDM/OFDMA技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃應(yīng)基于頻率分配，如何合理分配和復(fù)用有限的頻段，而達(dá)到減少小區(qū)間、信道間的干擾是一個(gè)非常值得深入研究的問(wèn)題。</p><

63、;p>　　如何提高WiMax系統(tǒng)的頻譜效率，是研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。可以采用高效的無(wú)線資源管理技術(shù)、先進(jìn)天線技術(shù)(如智能天線和多輸入多輸出(MIMO, Multiple-Input Multiple-Out-put))、扇區(qū)化技術(shù)來(lái)提高系統(tǒng)頻譜效率，使小區(qū)間的頻率復(fù)用因子盡量為1。</p><p>　　2.2.1基于小區(qū)簇的頻率規(guī)劃</p><p>　　-N:?!O4w0\4t5B;aMS

64、CBSC 移動(dòng)通信論壇　　基于小區(qū)簇的頻率復(fù)用技術(shù)可以在不犧牲覆蓋面積的前提下提高系統(tǒng)容量。將可使用的頻點(diǎn)分成幾組然后分配給小區(qū)簇中的小區(qū)使用，保證相鄰小區(qū)間不使用同一組頻點(diǎn)。如圖2-1所示，某小區(qū)使用頻點(diǎn)組A，它的相鄰小區(qū)都不能使用頻點(diǎn)組A。在圖2-1所示的實(shí)例中，一小區(qū)簇中有4個(gè)小區(qū)，對(duì)于WiMax系統(tǒng)來(lái)說(shuō)同頻干擾仍較嚴(yán)重，需要采取更加先進(jìn)的機(jī)制來(lái)保證小區(qū)之間的干擾在可以容忍的限度內(nèi)。如果使采用同一頻點(diǎn)組的小區(qū)的間隔距離更遠(yuǎn)，就需要

65、更多的頻率資源，但是目前留給WiMax系統(tǒng)的頻率資源較少，只能通過(guò)扇區(qū)技術(shù)、無(wú)線資源管理機(jī)制和先進(jìn)天線技術(shù)來(lái)減少同頻干擾。</p><p>　　5`*D&s'd0h'?&d8q |  國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的通信技術(shù)論壇,I0N't'}7?6a0i:F7\ |  國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的通信技術(shù)論壇圖2-1 頻率復(fù)用因子為4時(shí)的小區(qū)規(guī)劃</p&g

66、t;<p>　　通過(guò)扇區(qū)技術(shù)提高系統(tǒng)容量的方法如圖2-2所示。在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期，基站使用四個(gè)90°的扇區(qū)天線，每個(gè)天線覆蓋一個(gè)扇區(qū)。小區(qū)可以通過(guò)分裂成更多扇區(qū)的方式，使每個(gè)扇區(qū)的可用子信道數(shù)量增加，以此支持更高的數(shù)據(jù)速率。當(dāng)扇區(qū)數(shù)量由四個(gè)變?yōu)榘藗€(gè)的時(shí)候，小區(qū)的容量近似翻了一倍。然而扇區(qū)的數(shù)量每增加一倍，小區(qū)的覆蓋面積會(huì)減少33%。這時(shí)就需要更多的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)來(lái)完成相同的覆蓋，這樣每個(gè)區(qū)的覆蓋面積減少了，其需要的帶

67、寬也隨之減少，但設(shè)備的成本卻會(huì)增加。如果在系統(tǒng)中增加更多的載頻，就可以進(jìn)一步使用頻率分集來(lái)減小同信道之間的干擾。</p><p>　　-U:I*P0i)@"G8Z%J&B.D;gmscbsc 移動(dòng)通信論壇擁有30萬(wàn)通信專業(yè)人員，超過(guò)50萬(wàn)份GSM/3G等通信技術(shù)資料，是國(guó)內(nèi)領(lǐng)先專注于通信技術(shù)和通信人生活的社區(qū)。圖2-2 通過(guò)扇區(qū)技術(shù)提高系統(tǒng)容量</p><p>　　2.2

68、.2 基于無(wú)線資源管理的小區(qū)規(guī)劃移動(dòng)通信</p><p>　　無(wú)線資源管理主要包含功率控制、無(wú)線資源分配、自適應(yīng)控制、分組調(diào)度技術(shù)等，其目的在于減少系統(tǒng)間干擾，提高系統(tǒng)容量，增強(qiáng)鏈路的服務(wù)質(zhì)量等。實(shí)際系統(tǒng)的小區(qū)是不規(guī)則的，在有些地方同頻干擾較大，這時(shí)可以通過(guò)無(wú)線資源管理機(jī)制來(lái)減小同頻干擾基站的發(fā)射功率，或者結(jié)合TDMA機(jī)制分配干擾較小的時(shí)隙資源給邊緣小區(qū)用戶從而減少同頻干擾。由于無(wú)線資源管理機(jī)制對(duì)WiMax系統(tǒng)

69、來(lái)說(shuō)是一個(gè)較大的范疇，不同功能實(shí)體之間關(guān)系較復(fù)雜，下面以其中功能相對(duì)獨(dú)立的自適應(yīng)控制機(jī)制為例闡述WiMax系統(tǒng)的小區(qū)規(guī)劃。</p><p>　　高階的調(diào)制方式具有更高的頻譜效率，因此可以采用高階調(diào)制來(lái)提高系統(tǒng)的容量。但隨著調(diào)制階數(shù)的增加，接收機(jī)的復(fù)雜度也要隨之增加，而且小區(qū)間干擾也越來(lái)越嚴(yán)重(不同調(diào)制方式之間目標(biāo)SIR(信干比)變化達(dá)到16dB)，這也對(duì)接收設(shè)備提出了更高的要求。另外，隨著調(diào)制階數(shù)的增加，小區(qū)的覆

70、蓋面積大幅縮小，從BPSK到QPSK到16-QAM再到64-QAM，調(diào)制階數(shù)每增加一步，會(huì)使小區(qū)半徑縮短為原來(lái)的一半左右?？傊?，當(dāng)系統(tǒng)需要擴(kuò)容的時(shí)候，高階的QAM調(diào)制是需要的，但這會(huì)帶來(lái)覆蓋面積減小和系統(tǒng)干擾增加等問(wèn)題，這些問(wèn)題可以通過(guò)將小區(qū)規(guī)劃和調(diào)制體制規(guī)劃相結(jié)合的方法來(lái)解決。如圖2-3所示，在原有扇區(qū)劃分和單一調(diào)制BPSK方式的基礎(chǔ)上，根據(jù)所處地域不同，采用不同的調(diào)制方式，越靠近基站，則使用的調(diào)制方式越高。離基站最近的區(qū)域采用最高階

71、64-QAM調(diào)制方式，然后是16-QAM，再是QPSK，最外圈的區(qū)域使用BPSK。</p><p>　　+J,M+I&C)D*i5U#s9{mscbsc 移動(dòng)通信論壇擁有30萬(wàn)通信專業(yè)人員，超過(guò)50萬(wàn)份GSM/3G等通信技術(shù)資料，是國(guó)內(nèi)領(lǐng)先專注于通信技術(shù)和通信人生活的社區(qū)。</p><p>　　%v+l9G4I%B移動(dòng)通信,通信工程師的家園,通信人才,求職招聘,網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化,通信工程,

72、出差住宿,通信企業(yè)黑名單圖2-3 自適應(yīng)調(diào)制方式的使用示例</p><p>　　2.2.3基于極化天線的小區(qū)規(guī)劃</p><p>　　9F6V9|1t5E4j+a*B9k&R%~9k 使用極化天線的方法可以進(jìn)一步優(yōu)化頻率復(fù)用機(jī)制，水平極化和垂直極化交替模式可以使相鄰小區(qū)得到較好的干擾隔離，從而可以將系統(tǒng)容量提高近一倍。交替極化在系統(tǒng)中的應(yīng)用如圖2-4所示，如果只采用一個(gè)載

73、頻，考慮到實(shí)際地形的不規(guī)則，很容易存在較嚴(yán)重的同頻干擾，而使用兩個(gè)載頻的交替極化模式，可以得到四組可用信道，從而大幅度減小干擾。聯(lián)合采用兩載頻和極化天線技術(shù)，在不需要對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行較大改動(dòng)的情況下，就可使系統(tǒng)獲得更多的可用信道。</p><p>　　4L'n*Z9})K,W.p+s0`;~+e |  國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的通信技術(shù)論壇</p><p>　　.U.W+^8t;

74、|/}(t6W0pMSCBSC 移動(dòng)通信論壇圖2-4 極化天線技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)</p><p>　　%v"n,H$P3v2Rwww.mscbsc.co根據(jù)以上各種提高系統(tǒng)頻譜效率技術(shù)的描述可知，為了減小干擾，盡量保證小區(qū)的頻率復(fù)用因子為1，其網(wǎng)絡(luò)頻率規(guī)劃方案應(yīng)該服從如下原則：</p><p>　　$R2i,H4h+|-W*A　 （1）除非距離達(dá)到5-7個(gè)倍程，或者兩者之間有較好

75、的阻擋物，否則相鄰站點(diǎn)不允許出現(xiàn)相同方向的同頻復(fù)用。如果要復(fù)用，可以采用不同的極化方向以獲得20dB的額外隔離度。</p><p>　　.L3U#E5e'G%| （2）同一站點(diǎn)，同一扇區(qū)，盡可能不使用鄰頻進(jìn)行組網(wǎng)，盡可能地使其錯(cuò)開一個(gè)角度，以保證服務(wù)扇區(qū)內(nèi)的注冊(cè)頻點(diǎn)為最佳。</p><p>　　6C(c;b-B1Y$f1k'Z;d6[ （3）同一站點(diǎn)，同一扇區(qū)，不可

76、以使用同頻。</p><p>　?。?）同一站點(diǎn)，相鄰扇區(qū)，不可以使用同頻。在采用高性能天線的情況下，如果終端的位置不在相鄰兩個(gè)扇區(qū)交疊邊緣，可以使用同頻交叉極化的方式?！?lt;/p><p>　?。?）同一站點(diǎn)，相背扇區(qū)，在基站天線前后隔離度滿足30dB的要求時(shí)，可以使用相同極化的同頻。</p><p>　　針對(duì)免許可證頻段，802.16協(xié)議還規(guī)定了動(dòng)態(tài)頻率選擇方案，

77、同時(shí)，WiMax系統(tǒng)可以支持多輸入多輸出、智能天線、OFDMA等技術(shù)，可降低頻率干擾、增加網(wǎng)絡(luò)容量。</p><p>　　2.3 WiMax系統(tǒng)的核心網(wǎng)策略</p><p>　　WiMax系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)包括WiMax終端、WiMax無(wú)線接入網(wǎng)和WiMax核心網(wǎng)3部分，如圖2-5所示。根據(jù)所采用的標(biāo)準(zhǔn)以及應(yīng)用場(chǎng)景不同，WiMax終端包括固定(802.16-2004)、便攜和移動(dòng)(802.16

78、e)三種類型。而WiMax接入網(wǎng)主要指基站，需要支持無(wú)線資源管理等功能，有時(shí)為方便和其他網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通，還需要包含認(rèn)證和業(yè)務(wù)授權(quán)(ASA)服務(wù)器。而核心網(wǎng)主要用于解決用戶認(rèn)證、漫游等功能及作為其他網(wǎng)絡(luò)之間的接口[2]。</p><p>　　3b-o5@$l3t1O5t5b;o0Pwww.mscbsc.com</p><p>　　$n${%P9c2R$umscbsc 移動(dòng)通信論壇擁有30萬(wàn)通信

79、專業(yè)人員，超過(guò)50萬(wàn)份GSM/3G等通信技術(shù)資料，是國(guó)內(nèi)領(lǐng)先專注于通信技術(shù)和通信人生活的社區(qū)。圖2-5 WiMax網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)</p><p>　　2.3.1 WiMax和其他現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通</p><p>　　3^*j3[#a4j;m.ymscbsc 移動(dòng)通信論壇擁有30萬(wàn)通信專業(yè)人員，超過(guò)50萬(wàn)份GSM/3G等通信技術(shù)資料，是國(guó)內(nèi)領(lǐng)先專注于通信技術(shù)和通信人生活的社區(qū)?！　∮捎?02.

80、16系列協(xié)議只定義了無(wú)線空中接口標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于WiMax的核心網(wǎng)沒(méi)有涉及。作為一種新興網(wǎng)絡(luò)，802.16首先是對(duì)現(xiàn)有無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的一種補(bǔ)充，用于滿足高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨?，所以和現(xiàn)有無(wú)線網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通，充分利用現(xiàn)有無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的核心網(wǎng)是WiMax發(fā)展的重要一步，這樣可以減少WiMax系統(tǒng)核心網(wǎng)的投資，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)間的無(wú)縫切換；同時(shí)可以充分挖掘現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的用戶信息，共用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的計(jì)費(fèi)、鑒權(quán)和加密機(jī)制；并且充分依托現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)平臺(tái)的資源，開展新業(yè)務(wù)等。</

81、p><p>　　如果混合組網(wǎng)，WiMax可以通過(guò)兩種方式和現(xiàn)有無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)：緊耦合和松耦合。松耦合對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)改造較小，WiMax直接利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的AAA(認(rèn)證，授權(quán)和計(jì)費(fèi))服務(wù)器，避免WiMax數(shù)據(jù)流經(jīng)過(guò)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的核心網(wǎng)，如圖2-6所示。這種方式保證了WiMax和現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)相互獨(dú)立，并且可以使用移動(dòng)IP支持網(wǎng)間的移動(dòng)性，但這會(huì)導(dǎo)致較高的延時(shí)。在WiMax中建議采用跨層路由協(xié)議(在IEEE802.21協(xié)議中稱為2.5

82、層路由協(xié)議，位于傳統(tǒng)路由層和MAC層之間)來(lái)減少WiMax不同基站切換時(shí)的延時(shí)，但是無(wú)法減少網(wǎng)間的切換延時(shí)，所以這種模式對(duì)實(shí)時(shí)性要求非常高的業(yè)務(wù)來(lái)說(shuō)是一大挑戰(zhàn)。松耦合模式下兩種網(wǎng)絡(luò)共享AAA服務(wù)器，使得不同網(wǎng)絡(luò)在混合的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下使用一致的用戶鑒權(quán)機(jī)制，從而可以使運(yùn)營(yíng)商更好地建立獨(dú)有的業(yè)務(wù)模式，充分利用原有計(jì)費(fèi)系統(tǒng)和客戶關(guān)系。</p><p>　　)C4`&q.|!W,S |  國(guó)內(nèi)領(lǐng)先

83、的通信技術(shù)論壇 |</p><p>　　圖2-6所示為WiMax和WCDMA在松耦合模式下的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)。</p><p>　　緊耦合模式下WiMax的數(shù)據(jù)流需要經(jīng)過(guò)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC)和核心網(wǎng)，所以這需要對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改造。這種模式的優(yōu)點(diǎn)是充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)對(duì)移動(dòng)性管理的強(qiáng)有力支持，減少了切換延時(shí)，和松耦合模式相比，其切換時(shí)延有大幅度改進(jìn)，保證了網(wǎng)絡(luò)的無(wú)縫切換。圖2-7所示為Wi

84、Max與WCDMA緊耦合時(shí)的網(wǎng)絡(luò)組成，WiMax的基站直接和WCDMA的RNC或者SGSN相連。</p><p>　　*O#e'F!e+}(U/z"I'q8^,xMSCBSC 移動(dòng)通信論壇</p><p>　　;N"r&q#h WMSCBSC 移動(dòng)通信論壇圖2-7 WiMax和WCDMA在緊耦合模式下的組網(wǎng)結(jié)構(gòu)</p><p&

85、gt;　　2.3.2基于IPv6的WiMax核心網(wǎng)移動(dòng)通信</p><p>　　基于802.16的無(wú)線城域網(wǎng)(WMAN)應(yīng)用將基于IP分組數(shù)據(jù)，而目前采用的IP仍然是IPv4。隨著業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展，未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)是IPv6將代替IPv4以滿足更高的要求?；贗Pv6的無(wú)線城域網(wǎng)技術(shù)不但使用戶能夠無(wú)線上網(wǎng)，而且能夠在移動(dòng)的同時(shí)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接，它還能保證數(shù)據(jù)的不間斷性，同時(shí)支持眾多的下一代網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)。在不久的將來(lái)，基于IP

86、v6的無(wú)線城域網(wǎng)將形成網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的新業(yè)務(wù)增長(zhǎng)點(diǎn)，將給運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)利益和大大提高其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。因此，需要研究結(jié)合IPv6核心網(wǎng)和WiMax接入網(wǎng)的組網(wǎng)方案[3]。</p><p>　　基于IPv6的無(wú)線城域網(wǎng)分為兩部分：接入網(wǎng)與核心網(wǎng)。其中接入網(wǎng)部分采用WiMax技術(shù)，核心網(wǎng)部分則采用IPv6協(xié)議互連，內(nèi)部路由器均支持MPLS，邊緣路由器完成三層操作，核心路由器完成二層交換。用戶接入核心網(wǎng)的過(guò)程為：用戶數(shù)據(jù)

87、經(jīng)采用WiMax技術(shù)的接入網(wǎng)的空中接口到達(dá)基站后，通過(guò)“WiMax-IPv6核心”接口抵達(dá)WMAN核心網(wǎng)的邊緣路由器，由該邊緣路由器對(duì)其進(jìn)行三層操作后，進(jìn)入支持MPLS的IPv6網(wǎng)絡(luò)傳輸，經(jīng)標(biāo)簽交換后，抵達(dá)WMAN與核心網(wǎng)邊緣網(wǎng)關(guān)，然后進(jìn)入核心網(wǎng)。</p><p>　　無(wú)線城域網(wǎng)中的區(qū)需要提供對(duì)IPv6路由協(xié)議、自動(dòng)配置、組播、QoS算法實(shí)現(xiàn)、移動(dòng)性管理等的完整支持，這是研究的重點(diǎn)。這里的區(qū)兼容了路由功能，所以必

88、須支持核心網(wǎng)上使用的主要路由協(xié)議。同時(shí)由于MPLS能改善路由網(wǎng)絡(luò)的效率和控制，對(duì)于實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)應(yīng)用以及與CNGI(China's Next Generation Internet)互連互通具有深刻意義，區(qū)也必須支持此功能。對(duì)于RIPv6、OSPFv6、IDRPv2、MPLS協(xié)議，IETF都制定了相關(guān)的RFC(Request For Comments)規(guī)范，在區(qū)中的實(shí)現(xiàn)應(yīng)當(dāng)符合規(guī)范規(guī)定。其中OSPFv6是可以用于IPv6的OSPF版本

89、，它也是IPv6推薦的內(nèi)部網(wǎng)關(guān)路由協(xié)議(IGP)，作為所有路由器的標(biāo)準(zhǔn)，適用于大型網(wǎng)絡(luò)，所以需要優(yōu)先考慮其如何應(yīng)用于WiMax的核心網(wǎng)中。</p><p>　　2.4 基站無(wú)線互聯(lián)方案</p><p>　　/];C s!S4zmscbsc 移動(dòng)通信論壇擁有30萬(wàn)通信專業(yè)人員，超過(guò)50萬(wàn)份GSM/3G等通信技術(shù)資料，是國(guó)內(nèi)領(lǐng)先專注于通信技術(shù)和通信人生活的社區(qū)?！　≡贗EEE802.16d/e

90、定義的BWA(寬帶無(wú)線接入)系統(tǒng)中，并未定義基站接入互聯(lián)網(wǎng)的方式。按傳統(tǒng)方式，基站通過(guò)有線方式如光纖連接到集線器、路由器或網(wǎng)橋設(shè)備。但有線的有效傳輸距離一般是10km左右，雖然遠(yuǎn)大于WLAN的覆蓋范圍，但對(duì)于幾十千米以外的區(qū)域是鞭長(zhǎng)莫及。在有寬帶接入需求的區(qū)域一般會(huì)選取一個(gè)最合適的位置來(lái)安裝基站，但這個(gè)位置不一定有現(xiàn)成的有線接入點(diǎn)，很多情況下距離有線接入點(diǎn)還有較長(zhǎng)距離。光纖無(wú)疑是目前寬帶接入互聯(lián)網(wǎng)最理想的載體，全光網(wǎng)絡(luò)也是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)

91、，但是相對(duì)寬帶無(wú)線接入而言，光纖接入的成本相當(dāng)高，建設(shè)周期也較長(zhǎng)，如果最終客戶的裝機(jī)率不是很高，投資回報(bào)也就很難保證。盡管有一些運(yùn)營(yíng)商在嘗試光纖接入網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，但是對(duì)于今天追求資本回報(bào)率，希望快速占領(lǐng)市場(chǎng)、快速贏利的運(yùn)營(yíng)商，很難說(shuō)它就是最好的策略。而且，一旦網(wǎng)絡(luò)建設(shè)完畢，一般很難重新調(diào)整。同時(shí)對(duì)于離互聯(lián)網(wǎng)接入點(diǎn)較遠(yuǎn)的地區(qū)，如邊遠(yuǎn)山區(qū)建立基站勢(shì)必將投入較大的有線傳輸線路費(fèi)用，</p><p>　　8[7\&H

92、8e3L0j移動(dòng)通信,通信工程師的家園,通信人才,求職招聘,網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化,通信工程,出差住宿,通信企業(yè)黑名單　　另一方面，當(dāng)無(wú)線城域網(wǎng)由固定接入發(fā)展到支持移動(dòng)性后，為了保證用戶的無(wú)縫切換，基站間需要快速有效的通信。如果采用上述網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，區(qū)與區(qū)間的信息交互一定要經(jīng)過(guò)邊緣路由器、區(qū)域節(jié)點(diǎn)，然后再通過(guò)邊緣路由器經(jīng)過(guò)有線線路返回到區(qū)。這個(gè)過(guò)程將受到多段通信信道狀況的影響，尤其當(dāng)網(wǎng)絡(luò)擁塞時(shí)，將增加信息傳遞的延時(shí)，造成切換的不成功或通信中斷。</

93、p><p>　　相對(duì)來(lái)說(shuō)，無(wú)線傳輸手段具有快速靈活的優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用在基站互聯(lián)上，具有投資少、見效快、組網(wǎng)靈活的特點(diǎn)，同時(shí)將擴(kuò)大系統(tǒng)覆蓋范圍，解決更大范圍的寬帶無(wú)線接入問(wèn)題，可以幫助運(yùn)營(yíng)商在激烈的寬帶業(yè)務(wù)競(jìng)爭(zhēng)中快速、有效地占領(lǐng)市場(chǎng)。對(duì)于基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)資源缺乏的運(yùn)營(yíng)商，無(wú)線傳輸手段甚至將成為其WiMax基站互聯(lián)的主要手段。</p><p>　　1F'O.h*A-|'U0T.O移動(dòng)通信,通信工

94、程師的家園,通信人才,求職招聘,網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化,通信工程,出差住宿,通信企業(yè)黑名單　　無(wú)線基站互聯(lián)的結(jié)構(gòu)可簡(jiǎn)單描述如下：中心基站惟一可以接入互聯(lián)網(wǎng)，其他無(wú)線基站(非中心基站或遠(yuǎn)端基站)不能直接接入互聯(lián)網(wǎng)，而是通過(guò)無(wú)線方式連接到中心基站。各非中心基站的上行數(shù)據(jù)將在中心基站處匯聚并發(fā)送到互聯(lián)網(wǎng)；互聯(lián)網(wǎng)將發(fā)向中心基站及相連的遠(yuǎn)端基站的下行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)合并發(fā)送到中心基站，由中心基站向各非中心基站轉(zhuǎn)發(fā)，完成數(shù)據(jù)中繼功能。非中心基站與中心基站的連接方式可以是

95、多跳也可以是直接相聯(lián)，視其服務(wù)區(qū)域與中心基站的遠(yuǎn)近而定。中心基站可以與非中心基站一樣提供服務(wù)區(qū)用戶(SS)直接接入，每個(gè)基站與用戶間的空中接口規(guī)范遵循IEEE802.16-2004標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　0T-~-u+B.Mwww.mscbsc.com　　同時(shí)，在支持802.16e中定義的移動(dòng)性問(wèn)題上，采用基站間無(wú)線互聯(lián)方案的優(yōu)勢(shì)也是非常明顯的。在用戶預(yù)備或發(fā)生切換時(shí)，中心基站可以協(xié)助確定用戶要切換到的目標(biāo)基

96、站，并保證用戶切換前后業(yè)務(wù)狀態(tài)的連續(xù)。下面介紹我們提出的兩種組網(wǎng)方案供參考。</p><p>　　d m4m0u'P2.4.1星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)</p><p>　　9X3j8Y4\#P l/^0P*aMSCBSC 移動(dòng)通信論壇　　遠(yuǎn)端基站直接與中心基站無(wú)線連接，即經(jīng)過(guò)一跳到達(dá)互聯(lián)網(wǎng)；基站間通信采用5.8GHz頻段，基站與用戶間通信采用3.5GHz頻段；每個(gè)基站服務(wù)區(qū)范圍是5-7km

97、，遠(yuǎn)端基站與中心基站間的距離可以為30-50km。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D2-8所示，中心基站直接與互聯(lián)網(wǎng)相連并負(fù)責(zé)本小區(qū)的用戶站接入；遠(yuǎn)端基站與中心基站無(wú)線連接并不直接與互聯(lián)網(wǎng)相連。</p><p>　　9]+D+C&M&S,x+t2x.x移動(dòng)通信,通信工程師的家園,通信人才,求職招聘,網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化,通信工程,出差住宿,通信企業(yè)黑名單</p><p>　　圖2-8 星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?lt;/

98、p><p>　　這種方案的思想為中心基站將遠(yuǎn)端基站當(dāng)作第一級(jí)用戶站，將遠(yuǎn)端基站的用戶站及本服務(wù)區(qū)域的用戶站當(dāng)作第二級(jí)用戶站。5.8GHz頻段覆蓋范圍與3.5GHz頻段覆蓋范圍部分重疊，但互不干擾，如同兩個(gè)單獨(dú)的寬帶無(wú)線接入系統(tǒng)。但要求基站間的傳輸距離比用戶站與基站間的傳輸距離大得多。假定每個(gè)非中心小區(qū)使用相同的頻段，如果設(shè)置為相鄰小區(qū)，則必定相互干擾難以利用全部帶寬資源，所以我們假設(shè)遠(yuǎn)端基站間的距離較遠(yuǎn)，足以消除同頻

99、干擾對(duì)每個(gè)小區(qū)可用帶寬的影響，使遠(yuǎn)端基站到用戶站的傳輸成為資源受限而非干擾受限系統(tǒng)。</p><p>　　#r#k0D#T0n*]5z'E |  國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的通信技術(shù)論壇這種方案的另外一種應(yīng)用是在基站之間采用LMDS(本地多點(diǎn)分配業(yè)務(wù))技術(shù)，在基站和用戶終端之間采用IEEE802.16協(xié)議規(guī)范。這要求基站提供兩套設(shè)備，一套供基站之間無(wú)線通信需要，另外一套供基站和用戶站之間通信使用。<

100、;/p><p>　　2.4.2多跳中繼網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)</p><p>　　"u;T7{'J)a2{2w3H;j0G/_移動(dòng)通信,通信工程師的家園,通信人才,求職招聘,網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化,通信工程,出差住宿,通信企業(yè)黑名單圖2-9所示為多跳中繼方案下的基站互聯(lián)結(jié)構(gòu)，其中基站A作為中心基站通過(guò)有線鏈路與IP網(wǎng)相連，而遠(yuǎn)端基站C、D則需通過(guò)基站B的中繼，然后再通過(guò)基站A來(lái)接入互聯(lián)網(wǎng)。所有的基站

101、都首先提供覆蓋小區(qū)的用戶接入，此外，基站B作為中繼基站提供對(duì)遠(yuǎn)端基站C和D業(yè)務(wù)的匯聚，基站A則負(fù)責(zé)基站B-F的上下行數(shù)據(jù)調(diào)度。</p><p>　　+B:E-X2P(['x9A3i移動(dòng)通信,通信工程師的家園,通信人才,求職招聘,網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化,通信工程,出差住宿,通信企業(yè)黑名單圖2-9 多跳中繼網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?lt;/p><p>　　這里，對(duì)于遠(yuǎn)端基站C或D接入互聯(lián)網(wǎng)的路徑為：遠(yuǎn)端基站C或D具有動(dòng)

102、態(tài)選路能力，根據(jù)傳播條件、基站負(fù)載等選擇最佳中繼基站和路徑接入互聯(lián)網(wǎng)。比如，基站C想通過(guò)基站B來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)，但獲知基站B中繼負(fù)載較重或基站C和基站B間信道條件較差的反饋后，可以選擇更優(yōu)基站G來(lái)進(jìn)行中繼，最后仍通過(guò)基站A接入互聯(lián)網(wǎng)。</p><p>　　一旦遠(yuǎn)端基站C或D需要通過(guò)中繼基站B實(shí)現(xiàn)與中心基站A的通信，那么面臨的問(wèn)題是基站B如何能同時(shí)與基站A和基站C、D通信。一種方式為：在中繼基站B內(nèi)設(shè)置兩套收發(fā)設(shè)備，分別與中

103、心基站A和下游的遠(yuǎn)端基站C及D進(jìn)行通信。A-B或B-C基站間基于TDD雙工模式，上下行都采用TDMA接入方式。</p><p>　　另外一種方式為：所有的基站仍都只采用一套收發(fā)設(shè)備，但采用Mesh組網(wǎng)機(jī)制，即中心基站A對(duì)所有遠(yuǎn)端基站進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度，使得最終接入基站A的任意兩基站間的通信在基站A的調(diào)度下不會(huì)干擾其他基站間通信。不同基站間通信采用IEEE802.16-2004定義的Mesh幀結(jié)構(gòu)和通信信令，而基站與終端

104、通信采用IEEE802.16-2004協(xié)議定義的PMP幀結(jié)構(gòu)，Mesh幀結(jié)構(gòu)和PMP幀結(jié)構(gòu)之間采用時(shí)分復(fù)用機(jī)制。</p><p>　　*D+K2o(\(k%f3U移動(dòng)通信,通信工程師的家園,通信人才,求職招聘,網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化,通信工程,出差住宿,通信企業(yè)黑名單　　這種方案的主要優(yōu)點(diǎn)在于能夠通過(guò)類似基站B、E的中繼，使基站C、D能夠覆蓋到離中心IP網(wǎng)接入點(diǎn)較遠(yuǎn)的地區(qū)，從而達(dá)到擴(kuò)展基站覆蓋的目的。但是其缺陷也是非常明顯的：

105、</p><p>　　(1)基站A、B、E不僅要處理本小區(qū)的接入，還需要考慮其他基站的上行和下行鏈路數(shù)據(jù)中繼，因此要承擔(dān)較重的負(fù)載，尤其是直接與IP網(wǎng)絡(luò)通信的基站A，對(duì)其處理能力及無(wú)線資源管理要求很高。</p><p>　　(2)基站A的集中協(xié)調(diào)同步過(guò)程將大大增加基站間數(shù)據(jù)傳輸延時(shí)，并且傳輸效率也將明顯降低，這對(duì)于需要保證延時(shí)的通信是非常敏感的，QoS得不到保證。5Q3H&`5v

106、#~&d　 (3)隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大，基站間的路由配置也會(huì)增大。盡管基站的位置固定，路由選擇也近似固定，但是一旦無(wú)線信道的條件突然變化時(shí)，遠(yuǎn)端基站就需要重新從多條可選路由中選擇最佳路由，增大了系統(tǒng)處理的開銷。</p><p>　　R(T3b9}3b-F/R1|'A$Q8v |  國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的通信技術(shù)論壇　 (4)中心基站覆蓋的遠(yuǎn)端基站數(shù)目過(guò)多時(shí)，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)資源分配也將變得異常復(fù)雜