基于IEEE802．16的WiMaX組網(wǎng)技術

摘要：無線寬帶城域網(wǎng)正在成為無線接入領域新的熱點，基于此重點闡述了WiMax的組網(wǎng)方案，根據(jù)盡量對目前正使用網(wǎng)絡兼容和補充的原則，提出了WiMax組網(wǎng)分3個階段進行的策略，并且給出了每階段的詳細組網(wǎng)方案。
關鍵詞：WiMax；IEEE802．16；組網(wǎng)

0 引言
    WiMax基于IEEE802．16技術標準，推薦PMP方式組網(wǎng)。WiMax論壇給出WiMax技術的5種應用場景，定義為：固定、游牧、便攜、簡單移動和全移動?；赪iMsx的無線城域網(wǎng)(WMAN)接口標準與傳統(tǒng)的基站式小區(qū)網(wǎng)絡非常類似，這種網(wǎng)絡使用的就是點到多點的結構。

1 WiMsx組網(wǎng)方式
1．1 演進步驟
    IEEE802．16e標準具有較好的移動性支持，可以單獨組網(wǎng)實現(xiàn)全網(wǎng)覆蓋。從技術的演進，支持的用戶移動性和全網(wǎng)覆蓋角度來看，WiM ax組網(wǎng)是一個逐漸演化的過程，從補充網(wǎng)絡到局部的單獨網(wǎng)絡到最后的全覆蓋網(wǎng)絡，具體演進步驟如圖1所示。

    在圖1的演化策略中，沒有包含已經(jīng)商用化的固定寬帶無線接入系統(tǒng)，如本地多點分配業(yè)務(LMDS)系統(tǒng)，因為其物理層采用的還是單載波技術，并且其采用的頻率為10～66 GHz頻段。而我們這里所闡述的系統(tǒng)物理層都基于OFDM技術，并且采用2～10 GHz頻段，支持NLOS傳輸。
1．2 第一階段
    WiMax特別適合傳遞高突發(fā)性的數(shù)據(jù)，其MAC結構也同時支持實時的多媒體和同步應用，這意味著它特別適合于寬帶無線傳輸。WLAN最大的特點是便攜性，主要解決用戶“最后100m”的通信需求，定位于熱點地區(qū)的高速移動數(shù)據(jù)接入，但不支持高速移動性。而WiMax在今天的Wi-Fi系統(tǒng)基礎上可以同時進行距離和高QoS要求的應用的擴展。
    這一階段WiMax和Wi-Fi都不提供高速的用戶移動支持，所以為了達到全網(wǎng)覆蓋，需要聯(lián)合3G蜂窩系統(tǒng)。作為3G系統(tǒng)，受系統(tǒng)開銷及復雜度限制而無法實現(xiàn)高速寬帶IP數(shù)據(jù)覆蓋及漫游方面的增強。從以上的分析可知，這一階段將是Wi-Fi，WiMax和3G網(wǎng)絡共存階段，Wi-Fi定位于熱點地區(qū)內的高速移動數(shù)據(jù)接入，WiMax把不同的熱點地區(qū)串接起來，實現(xiàn)更廣范圍的高速數(shù)據(jù)接入，主要解決“最后一公里”的通信需求，而3G網(wǎng)絡定位于移動用戶的語音通信和全網(wǎng)范圍內的低速數(shù)據(jù)通無線通信。Wi-Fi、WiMax和3C系統(tǒng)的相互關系如圖2所示，而具體的實物關系和網(wǎng)絡布置如圖3所示。

1．3 第二階段
    在這一階段，WiMax增加了移動設備的便攜式和慢速移動特性，但是終端用戶并不具有在不同WiMax基站之間進行切換的功能。WiMax終端除了能進行高速數(shù)據(jù)傳輸功能外，還能進行VoIP語音通信，這時把具有便攜和移動性的WiMax用戶終端稱為移動用戶終端(MSS)。為了能達到全網(wǎng)通信，終端具有Wi-Fi／WiMax／3G多模功能，此時Wi-Fi／WiMax／3G不同網(wǎng)絡之間的融合問題更加復雜，為了不改變不同網(wǎng)絡之間原有的配置，建議采用松耦合模式。為了支持用戶的移動性，需要采用IEEE802．16e協(xié)議，對于WiMax的MSS而言，此時WiMax的BS類似一個接入點(AP)，它承載的功能類似3G系統(tǒng)中的基站，具體的參考模型如圖4所示。

    Wi-Fi、WiMax和3G系統(tǒng)的相互關系如圖5所示，和第一階段的網(wǎng)絡架構相比，主要是增加了MSS的通信功能。

    和第一階段一樣，本階段主要通過松耦合的方式借用3G的IP核心網(wǎng)絡，為IEEE802．16 SS／MSS進行尋址、認證、服務授權、加密和計費等網(wǎng)絡管理，以減少核心網(wǎng)的投資成本。這時需要在3G分組核心網(wǎng)絡中專門定義一個接口，用于和WiMax RNC通信。
1．4 第三階段
    隨著WiMax網(wǎng)絡的逐步擴展，IEEES02．16e標準不斷完善以及對移動性的良好支持，可以采用WiMax全網(wǎng)覆蓋的組網(wǎng)方式。相比于第二階段組網(wǎng)方式，需要額外提供支持WiMax的核心網(wǎng)設備。

2 結束語
    在未來無線通信領域，很難有哪種技術或標準能夠一統(tǒng)天下，而將是各種無線接入技術并存，各種移動通信系統(tǒng)互相兼容和合作的格局。WiMax作為一種新興的寬帶城域網(wǎng)接入標準，采用了很多先進和成熟的技術，能提供商的傳輸速率和強的QoS保證，并且隨著標準的完善能夠支持用戶的移動性，從而實現(xiàn)全網(wǎng)無縫覆蓋。目前WiMax除了需要繼續(xù)完瞢IEEE802．16標準協(xié)議，提供和Wi-Fi以及3G的網(wǎng)絡互連和協(xié)作外，還需要盡快推出相應的終端和基站設備，保證在工作的頻段不會對現(xiàn)有電子設備和系統(tǒng)產生干擾，并且隨著用戶量增加，設備價格盡快降到大眾能夠接受的水平。