《電子技術(shù)應(yīng)用》
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WiMAX與3G、WLAN的融合趨勢(shì)

2008-07-25
作者:郎為民 武建華 祁向宇 宋姍姍

  2007年10月,WiMAX被ITU正式納為新的3G標(biāo)準(zhǔn),對(duì)已有的三大主流3G標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)成了挑戰(zhàn)。WiMAX可能成為固網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商與移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)的有力武器,可以改善企業(yè)與服務(wù)供應(yīng)商的認(rèn)知度。但由于技術(shù)成熟度、運(yùn)營(yíng)牌照發(fā)放等原因,當(dāng)前國(guó)內(nèi)各通信運(yùn)營(yíng)商對(duì)WiMAX的態(tài)度主要以跟蹤或試驗(yàn)為主。

  標(biāo)準(zhǔn)層面的融合

  IEEE802.16系列標(biāo)準(zhǔn),又稱為IEEE Wireless MAN標(biāo)準(zhǔn),它對(duì)工作于不同頻帶的無(wú)線接入系統(tǒng)空中接口的一致性和共存問(wèn)題進(jìn)行了規(guī)范。由于它所規(guī)定的無(wú)線系統(tǒng)覆蓋范圍在千米量級(jí),因而802.16系統(tǒng)主要應(yīng)用于城域網(wǎng)。

  802.16系列標(biāo)準(zhǔn)為運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)可運(yùn)營(yíng)、可管理網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)重要特點(diǎn)是QoS保證。

  為了確保設(shè)備的兼容性和互操作性能,WiMAX論壇在802.16標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)設(shè)備性能要求和選項(xiàng)進(jìn)行了明確的規(guī)范和選擇,對(duì)不同的選項(xiàng)按照技術(shù)發(fā)展和市場(chǎng)要求定義為必選或可選。論壇制定相關(guān)的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn),并基于此對(duì)設(shè)備進(jìn)行認(rèn)證。運(yùn)營(yíng)商和用戶可以自由選擇、放心使用通過(guò)認(rèn)證的產(chǎn)品。免除了運(yùn)營(yíng)商系統(tǒng)測(cè)試和試商用時(shí)間成本和風(fēng)險(xiǎn)。用戶也不受限制地選擇終端。

  近年來(lái),國(guó)內(nèi)各設(shè)備廠商、研究機(jī)構(gòu)也積極參與802.16/WiMAX的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化活動(dòng),中國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)" title="標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)">標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)(CCSA)與802.16工作組建立聯(lián)絡(luò)關(guān)系。另外,在CCSA內(nèi)部各成員也在積極開(kāi)展研究工作。目前,基于802.16d的一系列行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)正在制定階段,同時(shí)基于802.16e的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定工作也已開(kāi)始。

  WiMAX的下一步演進(jìn)將是邁向IMT-Advanced" title="IMT-Advanced">IMT-Advanced,與其他B3G技術(shù)相融合,成為IMT-Advanced家族成員之一。這一步演進(jìn),就是通過(guò)制定IEEE802.16m新標(biāo)準(zhǔn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

  要使從WiMAX技術(shù)演進(jìn)而來(lái)的802.16m能成為IMT-Advanced標(biāo)準(zhǔn)之一,則必須首先考慮演進(jìn)后的802.16m能否滿足這個(gè)最基本的要求。為了滿足人們對(duì)傳輸速率" title="傳輸速率">傳輸速率日益增長(zhǎng)的需求和高速移動(dòng)性的要求,IEEE802.16委員會(huì)設(shè)立了802.16m項(xiàng)目,并于2006年12月批準(zhǔn)了802.16m的立項(xiàng)申請(qǐng),正式啟動(dòng)了IEEE802.16m標(biāo)準(zhǔn)的制定工作。

  IEEE802.16m項(xiàng)目的主要目標(biāo)有兩個(gè):一是滿足IMT-Advanced的技術(shù)要求;二是保證與802.16e兼容。為了滿足IMT-Advanced所提出的技術(shù)要求,IEEE802.16m下行峰值速率應(yīng)該實(shí)現(xiàn)低速移動(dòng)、熱點(diǎn)覆蓋場(chǎng)景下傳輸速率達(dá)到1Gbit/s以上,高速移動(dòng)、廣域覆蓋場(chǎng)景下傳輸速率達(dá)到100Mbit/s。為了兼容802.16e標(biāo)準(zhǔn),IEEE802.16m考慮在IEEE 802.16 WMAN OFDMA的基礎(chǔ)上進(jìn)行修改來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)對(duì)IEEE 802.16 WMAN OFDMA進(jìn)行增補(bǔ),進(jìn)一步提高系統(tǒng)吞吐量和傳輸速率。

  目前,基于IEEE802.16e的移動(dòng)WiMAX技術(shù)物理層采用了MIMO/波束賦形以及OFDMA等先進(jìn)技術(shù),可以提供較好的移動(dòng)寬帶無(wú)線接入。由于采用了MIMO/OFDM等4G" title="4G">4G的核心技術(shù),移動(dòng)WiMAX在某些方面已經(jīng)具有了4G的特征,因而IEEE802.16m完全可以在移動(dòng)WiMAX技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行修改而得來(lái)。

  產(chǎn)業(yè)層面的融合

  在WiMAX論壇的推動(dòng)下,基于IEEE802.16標(biāo)準(zhǔn)的WiMAX產(chǎn)品將很快進(jìn)入市場(chǎng)。

  未來(lái)WiMAX的應(yīng)用會(huì)給最終上網(wǎng)用戶帶來(lái)新的網(wǎng)絡(luò)生活體驗(yàn)。采用WiMAX寬帶無(wú)線接入方式,每個(gè)家庭可以享受到25Mbit/s以上的寬帶應(yīng)用服務(wù)。同時(shí),隨著技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展與成熟,在未來(lái)的無(wú)線通信產(chǎn)業(yè)上,WiMAX也有很大的發(fā)展空間。

  就3G與WiMAX、WLAN等寬帶無(wú)線技術(shù)而言,它們之間雖然存在著局部競(jìng)爭(zhēng),但融合已是大勢(shì)所趨。應(yīng)當(dāng)看到,當(dāng)前已經(jīng)得到規(guī)?;逃玫?G網(wǎng)絡(luò),不僅在產(chǎn)業(yè)化和規(guī)?;矫鎿碛衅渌麩o(wú)線技術(shù)無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì),而且它還具有廣域覆蓋、全球漫游、電信級(jí)安全性等優(yōu)勢(shì),這使得3G當(dāng)仁不讓地成為多元融合的公共無(wú)線通信平臺(tái)。WiMAX由于具有超高的數(shù)據(jù)傳輸速率,可以構(gòu)建一個(gè)完全覆蓋城域的寬帶無(wú)線網(wǎng)絡(luò),WLAN則在局域網(wǎng)領(lǐng)域大有用武之地。尤其值得關(guān)注的是,在多元融合的大趨勢(shì)下,3G與WiMAX等各種無(wú)線技術(shù)正在演進(jìn)和發(fā)展中互相借鑒和靠近,這加快了MIMO和OFDM等新技術(shù)的引入。與此同時(shí),以3G為代表的公眾移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)在向B3G/4G演進(jìn)的過(guò)程中,網(wǎng)絡(luò)帶寬將得到全面擴(kuò)展;而WiMAX則在技術(shù)演進(jìn)的過(guò)程中,致力于全面增強(qiáng)移動(dòng)性和安全性??梢灶A(yù)見(jiàn),將來(lái)在無(wú)線城市、電子政務(wù)、企業(yè)應(yīng)用以及教育等領(lǐng)域,3G與WiMAX、WLAN的融合(移動(dòng)+寬帶),將使得人們?cè)诓煌木W(wǎng)絡(luò)環(huán)境中,享受到更加靈活的、更加豐富多彩的應(yīng)用服務(wù)。

  中國(guó)早已進(jìn)行了WiMAX可行性測(cè)試。2006年,上海貝爾阿爾卡特獲得了廣東網(wǎng)通WiMAX網(wǎng)絡(luò)大單,該工程是迄今為止亞太地區(qū)最大規(guī)模的WiMAX項(xiàng)目。隨著時(shí)間的推移,企業(yè)為移動(dòng)WiMAX設(shè)計(jì)的移動(dòng)電話也在進(jìn)行中,WiMAX的手機(jī)芯片價(jià)格最終將是目前3G芯片的1/10,因而將來(lái)價(jià)格很有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。我國(guó)政府對(duì)WiMAX的關(guān)注已在實(shí)施中,WiMAX頻率配置事關(guān)重大,目前其已被無(wú)線電管理委員會(huì)列入“十一五規(guī)劃”;中國(guó)通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)也成立了頻率工作組,將WiMAX頻率研究列入計(jì)劃。由此看來(lái),WiMAX頻率配置方案的確定尚需時(shí)日。

  WiMAX本質(zhì)上也是3G及3G演進(jìn)過(guò)程中出現(xiàn)的一種無(wú)線城域網(wǎng)、多點(diǎn)基站互聯(lián)和回程的重要支持手段。在與3G技術(shù)的結(jié)合上,中國(guó)的3G標(biāo)準(zhǔn)TD-SCDMA" title="TD-SCDMA">TD-SCDMA是WiMAX最好的選擇,因?yàn)殡p方都是建立在低成本語(yǔ)音的基礎(chǔ)上,同時(shí)具備高性能的數(shù)據(jù)。WiMAX的信道非常寬,在WiMAX寬帶移動(dòng)連接基礎(chǔ)上,可以順利實(shí)現(xiàn)TD-SCDMA的低成本和高性能數(shù)據(jù)。

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