WiMAX技術(shù)的射頻技術(shù)具有哪些特性？

WiMAX簡單理解就是Wi-Fi的加強(qiáng)版，所以，它實(shí)際上并不算是移動(dòng)通信技術(shù)，而是基于IP網(wǎng)絡(luò)之上，是IT技術(shù)往電信領(lǐng)域的“入侵”。WiMAX技術(shù)主導(dǎo)者是英特爾、IBM、摩托羅拉、北電，以及北美一些運(yùn)營商。英特爾與摩托羅拉向WiMAX項(xiàng)目注資9億美元，算是開了張。緊接著，美國運(yùn)營商再注資30億美元，一下子就把火燒旺起來了。

這下子，整個(gè)行業(yè)更加沸騰了。大量的WiMAX相關(guān)研究論文被發(fā)表，很多企業(yè)都紛紛投入到這項(xiàng)所謂“3.5G”技術(shù)的懷抱。眼看形勢一片大好，北電當(dāng)然亢奮啦，搞不好WiMAX能徹底逆襲傳統(tǒng)通信呢!這就是為什么北電全力下注的歷史背景了!亞洲除中國大陸之外，幾乎都成了WiMAX的試驗(yàn)田。日本、韓國、馬來西亞、菲律賓等都部署了WiMAX。臺(tái)灣也全力押寶WiMAX，并發(fā)了多張WiMAX牌照。臺(tái)灣的全球一動(dòng)、威邁思電信、遠(yuǎn)傳電信、大眾電信、大同電信、威達(dá)超舜電訊等六家運(yùn)營商，都搶到了WiMAX牌照，準(zhǔn)備大干一場。

不過高通和WiMAX聯(lián)盟的談判最終失敗告終，最后高通所有的芯片都不支持WiMAX，而英特爾當(dāng)時(shí)也沒有預(yù)見到智能手機(jī)的崛起，所以根本沒有重點(diǎn)發(fā)展手機(jī)芯片。心有余而力不足的英特爾，加上麾下一群醬油黨，結(jié)果可想而知了。所以說，這場戰(zhàn)役其實(shí)已經(jīng)分出了輸贏。

不出所料，在缺乏產(chǎn)業(yè)鏈支持的情況下，WiMAX的形勢急轉(zhuǎn)直下。因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)設(shè)施跟不上，芯片供應(yīng)跟不上，產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展嚴(yán)重不足，WiMAX的使用體驗(yàn)非常差，WiMAX陣營開始瓦解。到了2010年，WiMAX標(biāo)準(zhǔn)的最大支柱英特爾先撐不住了，宣布解散WiMAX部門。帶頭大哥都跑了，還怎么玩?再然后，當(dāng)初孤注一擲轉(zhuǎn)向WiMAX的加拿大北電，破產(chǎn)了。

損失慘重的不僅僅只是北電!2012年投入了500多億美元的臺(tái)灣運(yùn)營商一盤賬，發(fā)現(xiàn)六家運(yùn)營商的WiMAX用戶加起來還沒有15萬!總而言之，WiMAX陣營徹底輸?shù)袅诉@場戰(zhàn)爭，WiMAX逐漸淡出了我們的視野。未來將是物聯(lián)世界，讓我們相約2019年11月19-21日，相約2019(第三屆)全球物聯(lián)網(wǎng)大會(huì)—尋找思考者!

聲明：本文系《洞悉——物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展1000問》系列文章第七十六篇，旨在希望通過系統(tǒng)性與行業(yè)專業(yè)視角就物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)當(dāng)前發(fā)展現(xiàn)狀與經(jīng)濟(jì)潛力予以分析和分享。IOT物聯(lián)網(wǎng)，萬物互聯(lián)，互聯(lián)萬物。

WiMAX是一項(xiàng)新興的寬帶無線接入技術(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是一項(xiàng)高速無線數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，主要用在城域網(wǎng)，由WiMAX論壇提出并于2001年6月成形。它可提供至少一英里無線寬帶接入，作為電纜和DSL之外的選擇。在IEEE 802.16標(biāo)準(zhǔn)的多個(gè)版本和選項(xiàng)中做出唯一的選擇，以保證不同廠商產(chǎn)品的互操作性。在802.16物理層的三個(gè)變體中，WiMAX選擇了802.16-2004版的256 carrier OFDM，能夠借由較寬的頻帶以及較遠(yuǎn)的傳輸距離，協(xié)助電信運(yùn)營商與互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商業(yè)者建置無線網(wǎng)絡(luò)的最后一英里，與主要以短距離區(qū)域傳輸為目的之IEEE 802.11通信協(xié)議有著相當(dāng)大的不同。

WiMAX能提供許多種應(yīng)用服務(wù)，包括最后一英里無線寬帶接入、熱點(diǎn)、移動(dòng)通信回程線路以及作為商業(yè)用途在企業(yè)間的高速連線。通過WiMAX一致性測試的產(chǎn)品都能夠?qū)Ρ舜藙?chuàng)建無線連接并發(fā)送互聯(lián)網(wǎng)分組數(shù)據(jù)。在概念上類似WiFi，WiMAX傳送速率更快，傳送范圍距離更大，簡單理解為一種“大WiFi”。

WiMAX的升級(jí)版WirelessMAN-Advanced(IEEE 802.16m)是兩個(gè)4G標(biāo)準(zhǔn)之一。

WiMAX還具有QoS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，采用了代表未來通信技術(shù)發(fā)展方向的OFDM/OFDMA、AAS、MIMO等先進(jìn)技術(shù)，隨著技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展，WiMAX逐步實(shí)現(xiàn)寬帶業(yè)務(wù)的移動(dòng)化，而3G則實(shí)現(xiàn)移動(dòng)業(yè)務(wù)的寬帶化，兩種網(wǎng)絡(luò)的融合程度會(huì)越來越高。

WiMAX是什么?

WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)，即全球微波互聯(lián)接入。WiMAX也叫802·16無線城域網(wǎng)或8016。WiMAX是一項(xiàng)新興的寬帶無線接入技術(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是一項(xiàng)新興技術(shù)，能夠在比Wi-Fi更廣闊的地域范圍內(nèi)提供“最后一公里”寬帶連接性，由此支持企業(yè)客戶享受T1類服務(wù)以及居民用戶擁有相當(dāng)于線纜/DSL的訪問能力。

WiMAX 的全名是微波存取全球互通(Worldwide Interoperability for Microwave Access)，將此技術(shù)與需要授權(quán)或免授權(quán)的微波設(shè)備相結(jié)合之后，由于成本較低，將擴(kuò)大寬帶無線市場，改善企業(yè)與服務(wù)供應(yīng)商的認(rèn)知度。

WiMAX(World Interoperability for Microwave Access)全稱為全球微波接入互操作性，是基于IEEE8016標(biāo)準(zhǔn)的無線城域網(wǎng)技術(shù)。WiMAX組織從2001年開始制定標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)芯片、設(shè)備進(jìn)行認(rèn)證，規(guī)模經(jīng)濟(jì)使成本下降成為可能，WiMAX的應(yīng)用領(lǐng)域也隨之?dāng)U大。

WIFI、WLAN、WIMAX三者的區(qū)別是什么?

1、WiFi與WiMAx的區(qū)別為：起源不同、通信協(xié)議不同、傳送不同。起源不同 WiFi：Wi-Fi聯(lián)盟成立于1999年，在2002年10月，正式改名為Wi-Fi Alliance。WiMAx：WiMAx由WiMAX論壇提出并于2001年6月成形。

2、WLAN、Wi-Fi和WiMax的區(qū)別Wi-Fi產(chǎn)品被用于組建WLAN，而WiMAX產(chǎn)品主要用來組WMAN。無線局域網(wǎng)(WLAN)指的是在一個(gè)小范圍內(nèi)，如辦公室或家庭，一系列裝置通過無線連接起來。

3、WIFI和WLAN的主要區(qū)別如下：【區(qū)別一】WIFI包含于WLAN中，發(fā)射信號(hào)的功率不同，覆蓋范圍不同。(1)從包含關(guān)系上來說，WIFI是WLAN的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，WIFI包含于WLAN中，屬于采用WLAN協(xié)議中的一項(xiàng)新技術(shù)。

4、WLAN的意思是wireless LAN 就是無線局域網(wǎng)的意思。Wimax全稱為Worldwide Interoperability for Microwave Access，即全球微波互聯(lián)接入。WiMAX的另一個(gè)名字是8016。

WiMax技術(shù)要想得到市場的認(rèn)可，就要在具體的應(yīng)用場景中展現(xiàn)出自己的優(yōu)勢，這就需要應(yīng)用測試來衡量系統(tǒng)的性能參數(shù)。根據(jù)WiMax論壇設(shè)定的系統(tǒng)參數(shù)和測試要求，WiMax測試方法分為三部分:協(xié)議分析、射頻分析和傳輸性能分析。主要介紹了移動(dòng)WIMAX的參數(shù)，并介紹了802.16d(2004)和802.16e(2005)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的一些射頻性能測試。

WiMAX簡介

WiMAX，即微波接入全球互通，是WiMAX論壇在IEEE定義的802.16系列標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，遵循WiFi在全球市場的成功模式定義的。82.16最初被設(shè)計(jì)為固定無線傳輸?shù)膶拵Ъ夹g(shù)標(biāo)準(zhǔn)。2005年12月7日，最終被凍結(jié)的802.16e(官方稱為802.16-2005)在原有802.16d的基礎(chǔ)上增加了移動(dòng)性，保證了802.16e接入設(shè)備可以在基站間切換，從而成為新一代WMAN寬帶無線接入標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也是移動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)，俗稱移動(dòng)WiMAX。作為最新的新興標(biāo)準(zhǔn)，MobileWiMAX采用了許多先進(jìn)的技術(shù)來獲得高數(shù)據(jù)速率，包括OFDMA、智能天線自適應(yīng)波束形成、time 空碼STC、多輸入多輸出MIMO等。WiMax采用700 MHz ~ 66 GHz的頻段，傳輸速度2 MB/s ~ 6 MB/s，距離3.2km，如果有效距離內(nèi)的路由不受干擾，速度會(huì)更快，范圍會(huì)更廣。

WiMAX的相關(guān)測試規(guī)范由技術(shù)工作組(TWG)制定，均針對(duì)固定無線接入設(shè)備，移動(dòng)無線接入設(shè)備的測試在IEEE 802.16e標(biāo)準(zhǔn)最終確定后才正式開始。RCT(Radio compliance Test Specification)規(guī)定了收發(fā)器基帶和射頻信號(hào)的測試流程和測試條件，用于測試射頻接口與IEEE 802.16-2004規(guī)范的符合程度。該文件適用于無線城域網(wǎng)-OFDM、無線城域網(wǎng)(-OFDM)空中的接口。

移動(dòng)WiMax參數(shù)索引

在2006年3月的WiMax論壇的報(bào)告中，表明因?yàn)橐苿?dòng)WiMax是基于OFDMA可伸縮性的，所以可以通過調(diào)整系統(tǒng)操作參數(shù)來靈活地配置不同的帶寬。認(rèn)為應(yīng)該從以下幾個(gè)方面來定量評(píng)估移動(dòng)WiMAX系統(tǒng)的性能。在下面的表中，表1提供了系統(tǒng)參數(shù)，表2總結(jié)了OFDMA參數(shù)，表3示出了傳輸性能評(píng)估的模型。

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WiMAX射頻測試分析

根據(jù)WiMAX參數(shù)，射頻測試主要是評(píng)估和驗(yàn)證WiMAX技術(shù)物理層的關(guān)鍵指標(biāo)和性能。一般按照基站側(cè)和終端側(cè)來區(qū)分，發(fā)射機(jī)和接收機(jī)分別在每側(cè)測試。具體來說，射頻參數(shù)測試的核心內(nèi)容通常包括接收機(jī)靈敏度、CP值和幀定時(shí)。發(fā)射機(jī)的循環(huán)前綴和符號(hào)定時(shí)、調(diào)制和編碼、頻譜平坦性、功率控制、相對(duì)星座誤差、頻譜模板等。需要注意的是，射頻參數(shù)的測試不僅要參考WiMAX認(rèn)證中RCT文件的要求，還要符合當(dāng)?shù)責(zé)o線電管理部門對(duì)發(fā)射機(jī)功率要求、雜散等具體地域指標(biāo)的規(guī)定，也就是一般來說通過頻率審批的測試。

●測試設(shè)備

實(shí)驗(yàn)室測試設(shè)備主要由以下產(chǎn)品組成:射頻分析儀(發(fā)射和接收);矢量信號(hào)源，支持OFDM調(diào)制，可設(shè)置為802.16-2004的幀級(jí)，功率可根據(jù)802.16-2004標(biāo)準(zhǔn)逐級(jí)調(diào)整;矢量信號(hào)分析儀，支持OFDM解調(diào)，可設(shè)置為802.16-2004的幀級(jí)，可編輯MAC的PDU頻譜分析儀，支持OFDM解調(diào);具有多徑反射模擬功能的信道模擬器;天線;衰減器、饋線和其他附件;傳輸性能分析器;IP性能分析軟件等。

外場測試設(shè)備包括:實(shí)驗(yàn)室測試的所有設(shè)備;路測儀(信道下行掃描解碼功能)、戶外終端、車載電源、GPS、激光測距儀、指南針、望遠(yuǎn)鏡、數(shù)碼相機(jī)等配件。外場測試需要實(shí)際安裝系統(tǒng)設(shè)備。為了保證測試效果，基站天線通常需要一定的高度，一般至少40 ~ 60m高，CPE可以放在測試車上。外場測試項(xiàng)目包括設(shè)備安裝和維護(hù)測試以及系統(tǒng)性能和特性測試。由于安裝在室外，設(shè)備安裝的難易程度和可維護(hù)性是設(shè)備安裝維護(hù)測試的一大指標(biāo)，主要包括:基站和天線安裝測試、基站電源冗余配置測試、基站熱插拔卡測試、CPE和天線安裝測試等。

●測試過程

首先，對(duì)接收機(jī)進(jìn)行測試。測試指標(biāo)包括接收機(jī)靈敏度和動(dòng)態(tài)范圍，對(duì)發(fā)射機(jī)進(jìn)行測試，包括開環(huán)輸出功率范圍、閉環(huán)功率控制范圍、最大射頻輸出功率、最小受控輸出功率、待機(jī)輸出功率、DRC信道輸出功率、ACK信道輸出功率、數(shù)據(jù)信道輸出功率、發(fā)射機(jī)傳導(dǎo)雜散發(fā)射、調(diào)制性能等。最后，還包括終端吞吐量性能測試，包括上行和下行吞吐量測試。

●接收器測試

測試WiMax放大器和模塊時(shí)，您需要輸入理想的測試信號(hào)。測試BS(基站)、RS(中繼站)或SS(終端)接收機(jī)的性能時(shí)，需要輸入一個(gè)通過空信道傳輸?shù)臏y試信號(hào)。測試靈敏度時(shí)，需要準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)誤碼率。

●發(fā)射測試

發(fā)射機(jī)信道帶寬是第一個(gè)測試，它決定了發(fā)射機(jī)信號(hào)的頻譜特性。通過頻譜的形狀和特征可以發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的很多錯(cuò)誤，并可以粗略計(jì)算出系統(tǒng)符號(hào)率的誤碼率。載頻測試用于測試可能造成相鄰頻段信道干擾或影響接收機(jī)載波恢復(fù)的頻率誤差。信道功率測試用于測試有用信號(hào)在頻率帶寬內(nèi)的平均能量。

使用功率計(jì)測試WiMAX信號(hào)時(shí)，使用范圍模式。通過測量功率-時(shí)間和閾值掃描，可以獲得突發(fā)的平均功率。在使用頻譜儀進(jìn)行時(shí)域測試時(shí)，為了準(zhǔn)確得到測量結(jié)果，需要使測量帶寬覆蓋WiMAX信號(hào)帶寬。下圖顯示了如何使用Rohde &:在施瓦茲頻譜儀的FSL測試過程中，在時(shí)域測量了WiMAX信號(hào)的前導(dǎo)功率，如圖1所示。

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圖1 WiMAX信號(hào)前導(dǎo)功率的測量結(jié)果

由于儀器所用濾波器的SF(形狀因子)不同，如果使用模擬中頻濾波器，其帶寬應(yīng)等于信號(hào)帶寬的5倍;如果使用通道濾波器，其帶寬大于信號(hào)帶寬。