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

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)運營商與移動通信運營商進行競爭的有力武器,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、運營牌照發(fā)放等原因,當(dāng)前國內(nèi)各通信運營商對WiMAX的態(tài)度主要以跟蹤或試驗為主。

  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),它對工作于不同頻帶的無線接入系統(tǒng)空中接口的一致性和共存問題進行了規(guī)范。由于它所規(guī)定的無線系統(tǒng)覆蓋范圍在千米量級,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)為運營商帶來可運營、可管理網(wǎng)絡(luò)的一個重要特點是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)中對設(shè)備性能要求和選項進行了明確的規(guī)范和選擇,對不同的選項按照技術(shù)發(fā)展和市場要求定義為必選或可選。論壇制定相關(guān)的測試標(biāo)準(zhǔn),并基于此對設(shè)備進行認(rèn)證。運營商和用戶可以自由選擇、放心使用通過認(rèn)證的產(chǎn)品。免除了運營商系統(tǒng)測試和試商用時間成本和風(fēng)險。用戶也不受限制地選擇終端。

  近年來,國內(nèi)各設(shè)備廠商、研究機構(gòu)也積極參與802.16/WiMAX的國際標(biāo)準(zhǔn)化活動,中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會" title="標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會">標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(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,同時基于802.16e的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定工作也已開始。

  WiMAX的下一步演進將是邁向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,就是通過制定IEEE802.16m新標(biāo)準(zhǔn)來實現(xiàn)的。

  要使從WiMAX技術(shù)演進而來的802.16m能成為IMT-Advanced標(biāo)準(zhǔn)之一,則必須首先考慮演進后的802.16m能否滿足這個最基本的要求。為了滿足人們對傳輸速率" title="傳輸速率">傳輸速率日益增長的需求和高速移動性的要求,IEEE802.16委員會設(shè)立了802.16m項目,并于2006年12月批準(zhǔn)了802.16m的立項申請,正式啟動了IEEE802.16m標(biāo)準(zhǔn)的制定工作。

  IEEE802.16m項目的主要目標(biāo)有兩個: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)該實現(xiàn)低速移動、熱點覆蓋場景下傳輸速率達到1Gbit/s以上,高速移動、廣域覆蓋場景下傳輸速率達到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)上進行修改來實現(xiàn)。通過對IEEE 802.16 WMAN OFDMA進行增補,進一步提高系統(tǒng)吞吐量和傳輸速率。

  目前,基于IEEE802.16e的移動WiMAX技術(shù)物理層采用了MIMO/波束賦形以及OFDMA等先進技術(shù),可以提供較好的移動寬帶無線接入。由于采用了MIMO/OFDM等4G" title="4G">4G的核心技術(shù),移動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WiMAX技術(shù)的基礎(chǔ)上進行修改而得來。

  產(chǎn)業(yè)層面的融合

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

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

  就3G與WiMAX、WLAN等寬帶無線技術(shù)而言,它們之間雖然存在著局部競爭,但融合已是大勢所趨。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線技術(shù)無法比擬的優(yōu)勢,而且它還具有廣域覆蓋、全球漫游、電信級安全性等優(yōu)勢,這使得3G當(dāng)仁不讓地成為多元融合的公共無線通信平臺。WiMAX由于具有超高的數(shù)據(jù)傳輸速率,可以構(gòu)建一個完全覆蓋城域的寬帶無線網(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下,3G與WiMAX等各種無線技術(shù)正在演進和發(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,以3G為代表的公眾移動通信網(wǎng)絡(luò)在向B3G/4G演進的過程中,網(wǎng)絡(luò)帶寬將得到全面擴展;而WiMAX則在技術(shù)演進的過程中,致力于全面增強移動性和安全性。可以預(yù)見,將來在無線城市、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+寬帶),將使得人們在不同的網(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)。

  中國早已進行了WiMAX可行性測試。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項目。隨著時間的推移,企業(yè)為移動WiMAX設(shè)計的移動電話也在進行中,WiMAX的手機芯片價格最終將是目前3G芯片的1/10,因而將來價格很有競爭優(yōu)勢。我國政府對WiMAX的關(guān)注已在實施中,WiMAX頻率配置事關(guān)重大,目前其已被無線電管理委員會列入“十一五規(guī)劃”;中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會也成立了頻率工作組,將WiMAX頻率研究列入計劃。由此看來,WiMAX頻率配置方案的確定尚需時日。

  WiMAX本質(zhì)上也是3G及3G演進過程中出現(xiàn)的一種無線城域網(wǎng)、多點基站互聯(lián)和回程的重要支持手段。在與3G技術(shù)的結(jié)合上,中國的3G標(biāo)準(zhǔn)TD-SCDMA" title="TD-SCDMA">TD-SCDMA是WiMAX最好的選擇,因為雙方都是建立在低成本語音的基礎(chǔ)上,同時具備高性能的數(shù)據(jù)。WiMAX的信道非常寬,在WiMAX寬帶移動連接基礎(chǔ)上,可以順利實現(xiàn)TD-SCDMA的低成本和高性能數(shù)據(jù)。

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