1、第5章 無(wú)線城域網(wǎng)內(nèi)容提要5.1 無(wú)線城域網(wǎng)概況5.2 802.16協(xié)議體系5.3 802.16的物理層5.4 802.16的MAC層5.5 MAC層的鏈路自適應(yīng)機(jī)制5.6 802.16系統(tǒng)的QoS架構(gòu)5.7 802.16系統(tǒng)的移動(dòng)性5.8 WiMAX與其他技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)5.9 產(chǎn)業(yè)發(fā)展5.1 無(wú)線城域網(wǎng)概況5.1.1 無(wú)線城域網(wǎng)技術(shù)的形成5.1.2 WiMAX論壇5.1.1 無(wú)線城域網(wǎng)技術(shù)的形成n 無(wú)線城域網(wǎng)技術(shù)是因?qū)拵o(wú)線接入(BWA)的需求而來(lái)n 1999年，IEEE 802局域網(wǎng)(LAN)/城域網(wǎng)(MAN)成立802.16工作組來(lái)專門研究寬帶無(wú)線接入標(biāo)準(zhǔn)。n IEEE 802.16.1負(fù)責(zé)

2、制定頻率范圍在1066GHz的無(wú)線接口標(biāo)準(zhǔn) n IEEE 802.16.2負(fù)責(zé)制定寬帶無(wú)線接入系統(tǒng)共存方面的標(biāo)準(zhǔn)n IEEE 802.16.3負(fù)責(zé)制定頻率范圍在211GHz之間無(wú)線接口標(biāo)準(zhǔn) n WiMAX論壇成立，在全球范圍內(nèi)推廣802.16協(xié)議。5.1.2 WiMAX論壇n 借鑒和學(xué)習(xí)WLAN的Wi-Fi聯(lián)盟成功經(jīng)驗(yàn)，2001年4月由業(yè)界領(lǐng)先的通信設(shè)備公司及器件公司共同成立世界微波接入互操作性論壇WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)。n 論壇旨在對(duì)基于IEEE802.16標(biāo)準(zhǔn)和ETSI HiperMAN標(biāo)準(zhǔn)的寬帶無(wú)線接入

3、產(chǎn)品進(jìn)行一致性和互操作性認(rèn)證。n WiMAX使用與Wi-Fi聯(lián)盟推動(dòng)無(wú)線局域網(wǎng)行業(yè)發(fā)展的相同方法進(jìn)行定義和互操作性測(cè)試，加快符合IEEE 802.16技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的寬帶無(wú)線接入設(shè)備的上市速度。內(nèi)容提要5.1 無(wú)線城域網(wǎng)概況5.2 802.16協(xié)議體系5.3 802.16的物理層5.4 802.16的MAC層5.5 MAC層的鏈路自適應(yīng)機(jī)制5.6 802.16系統(tǒng)的QoS架構(gòu)5.7 802.16系統(tǒng)的移動(dòng)性5.8 WiMAX與其他技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)5.9 產(chǎn)業(yè)發(fā)展5.2 802.16協(xié)議體系n 最終制定的802.16系列標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議棧按照兩層體系結(jié)構(gòu)組織，主要對(duì)網(wǎng)絡(luò)的低層，即MAC層和物理層進(jìn)行了規(guī)范。n 80

4、2.16系列協(xié)議中各協(xié)議的MAC層功能基本相同，差別主要體現(xiàn)在物理層上。物理層協(xié)議主要解決與工作頻率、帶寬、數(shù)據(jù)傳輸率、調(diào)制方式、糾錯(cuò)技術(shù)以及收發(fā)信機(jī)同步有關(guān)的問(wèn)題。 標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn)號(hào)相對(duì)應(yīng)的技術(shù)領(lǐng)域和頻段狀態(tài)空中接口標(biāo)準(zhǔn)802.161066GHz固定寬帶無(wú)線接入系統(tǒng)空中接口2002.04發(fā)布802.16a211GHz固定寬帶接入系統(tǒng)空中接口2003.04發(fā)布802.16c1066GHz固定寬帶接入系統(tǒng)的兼容性2002發(fā)布802.16d266GHz固定寬帶接入系統(tǒng)空中接口(對(duì)802.16，802.16a，802.16c的修訂)2004年6月在IEEE802委員會(huì)獲得通過(guò)802.16e26GHz固定

5、和移動(dòng)寬帶無(wú)線接入系統(tǒng)空中接口管理信息庫(kù)草案，正在完善中802.16f固定寬帶無(wú)線接入系統(tǒng)空中接口管理信息庫(kù)(MIB)要求802.16g固定和移動(dòng)寬帶無(wú)線接入系統(tǒng)空中接口管理平面流程和服務(wù)要求共存問(wèn)題標(biāo)準(zhǔn)802.16.2IEEE局域網(wǎng)和城域網(wǎng)操作規(guī)程建議固定寬帶無(wú)線接入系統(tǒng)的共存802.16.2a對(duì)802.16.2的修正一致性標(biāo)準(zhǔn)1802.16.1802.16一致性標(biāo)準(zhǔn)-第一部分：1066GHz無(wú)線MAN-SC空中接口的協(xié)議實(shí)現(xiàn)一致性說(shuō)明(PICS)形式1802.16.2802.16一致性標(biāo)準(zhǔn)-第二部分：1066GHz無(wú)線MAN-SC空中接口的測(cè)試集結(jié)構(gòu)和測(cè)試目的(TSS&TP)IEE

6、E 802.16d協(xié)議n IEEE 802.16d是目前所有標(biāo)準(zhǔn)中相對(duì)比較成熟并且最具實(shí)用性的一個(gè)版本。n IEEE 802.16協(xié)議中定義了兩種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：點(diǎn)到多點(diǎn)(PMP)結(jié)構(gòu)和網(wǎng)格(Mesh)結(jié)構(gòu)。 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 802.16系統(tǒng)框架圖 一個(gè)完整的802.16系統(tǒng)應(yīng)包含的網(wǎng)絡(luò)實(shí)體有：用戶設(shè)備(UE)，用戶站(SS)，基站(BS)，核心王CN)。 802.16d的協(xié)議棧模型 內(nèi)容提要5.1 無(wú)線城域網(wǎng)概況5.2 802.16協(xié)議體系5.3 802.16的物理層5.4 802.16的MAC層5.5 MAC層的鏈路自適應(yīng)機(jī)制5.6 802.16系統(tǒng)的QoS架構(gòu)5.7 802.16系統(tǒng)的移動(dòng)性5.

7、8 WiMAX與其他技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)5.9 產(chǎn)業(yè)發(fā)展5.3 802.16的物理層n IEEE 802.16的物理層既可以支持單載波又可以支持多載波，即OFDM技術(shù)。n 基于單載波的物理層規(guī)范又分WirelessMAN-SC和WirelessMAN-SCa兩種。n WirelessMAN-SC的操作頻段為1066 GHz，且為視距(LOS)操作；WirelessMAN-SCa的操作頻段低于11GHz，為非視距(NLOS)操作。n 基于多載波的物理層規(guī)范分為WirelessMAN-OFDM和WirelessMAN-OFDMA，兩種規(guī)范均基于OFDM多載波技術(shù)，操作頻段均低于11GHz。 IEEE 802

8、.16的物理層規(guī)范 規(guī)范名稱應(yīng)用頻段可選技術(shù)雙工方式WirelessMAN-SC1066GHzTDD，F(xiàn)DDWirelessMAN-SCa211GHzAAS，ARQ，STCTDD，F(xiàn)DDWirelessMAN-OFDM211GHzAAS，ARQ，Mesh，STCTDD，F(xiàn)DDWirelessMAN-OFDMA211GHzAAS，ARQ，STCTDD，F(xiàn)DD內(nèi)容提要5.1 無(wú)線城域網(wǎng)概況5.2 802.16協(xié)議體系5.3 802.16的物理層5.4 802.16的MAC層5.5 MAC層的鏈路自適應(yīng)機(jī)制5.6 802.16系統(tǒng)的QoS架構(gòu)5.7 802.16系統(tǒng)的移動(dòng)性5.8 WiMAX與其他技

9、術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)5.9 產(chǎn)業(yè)發(fā)展5.4 802.16的MAC層MAC層包括n與高層實(shí)體接口的特定服務(wù)會(huì)聚子層(Convergence Sublayer，CS)n完成MAC層核心功能的公共部分子層(Common Part Sublayer，CPS)n安全子層(Security Sublayer)內(nèi)容提要5.1 無(wú)線城域網(wǎng)概況5.2 802.16協(xié)議體系5.3 802.16的物理層5.4 802.16的MAC層5.5 MAC層的鏈路自適應(yīng)機(jī)制5.6 802.16系統(tǒng)的QoS架構(gòu)5.7 802.16系統(tǒng)的移動(dòng)性5.8 WiMAX與其他技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)5.9 產(chǎn)業(yè)發(fā)展5.5 MAC層的鏈路自適應(yīng)機(jī)制n鏈路自適應(yīng)技術(shù)

10、的基本思想:在當(dāng)前的信道條件下，通過(guò)對(duì)某些傳輸參數(shù)的適配，讓鏈路盡可能高效地運(yùn)行。常見(jiàn)的鏈路自適應(yīng)機(jī)制 n 自適應(yīng)調(diào)制編碼(AMC):根據(jù)信道情況的變化來(lái)動(dòng)態(tài)地調(diào)整調(diào)制方式和編碼方式 n 自動(dòng)請(qǐng)求重傳(ARQ):接收端在正確接收發(fā)送端發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)包之后，向發(fā)送端發(fā)送一個(gè)確認(rèn)信息(ACK)，否則發(fā)送一個(gè)否認(rèn)信息(NACK) n 混合自動(dòng)請(qǐng)求重傳(H-ARQ):將前向糾錯(cuò)編碼(FEC)和自動(dòng)重傳請(qǐng)求(ARQ)相結(jié)合的技術(shù) 內(nèi)容提要5.1 無(wú)線城域網(wǎng)概況5.2 802.16協(xié)議體系5.3 802.16的物理層5.4 802.16的MAC層5.5 MAC層的鏈路自適應(yīng)機(jī)制5.6 802.16系統(tǒng)的QoS

11、架構(gòu)5.7 802.16系統(tǒng)的移動(dòng)性5.8 WiMAX與其他技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)5.9 產(chǎn)業(yè)發(fā)展5.6.1 服務(wù)類別的定義n 主動(dòng)授予服務(wù)(Unsolicited Grant Service，UGS)n 實(shí)時(shí)查詢服務(wù)(Real-time Polling Service，RTPS)n 非實(shí)時(shí)查詢服務(wù)(Non-Real-Time Polling Service，NRTPS)n 盡力而為(Best Effort，BE) 5.6.2 QoS框架和交互機(jī)制內(nèi)容提要5.1 無(wú)線城域網(wǎng)概況5.2 802.16協(xié)議體系5.3 802.16的物理層5.4 802.16的MAC層5.5 MAC層的鏈路自適應(yīng)機(jī)制5.6 80

12、2.16系統(tǒng)的QoS架構(gòu)5.7 802.16系統(tǒng)的移動(dòng)性5.8 WiMAX與其他技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)5.9 產(chǎn)業(yè)發(fā)展5.7 802.16系統(tǒng)的移動(dòng)性n IEEE 802.16e是基于IEEE 802.16d標(biāo)準(zhǔn)的，能夠后向兼容IEEE 802.16d的功能n 為了支持移動(dòng)性，其工作頻段為266Hz，支持車速移動(dòng)(通常認(rèn)為是120km/h)。n 在物理層技術(shù)方面，802.16e除了支持單載波方式、OFDM方式、OFDMA方式以外，還對(duì)OFDMA方式進(jìn)行了擴(kuò)展。 內(nèi)容提要5.1 無(wú)線城域網(wǎng)概況5.2 802.16協(xié)議體系5.3 802.16的物理層5.4 802.16的MAC層5.5 MAC層的鏈路自適應(yīng)機(jī)

13、制5.6 802.16系統(tǒng)的QoS架構(gòu)5.7 802.16系統(tǒng)的移動(dòng)性5.8 WiMAX與其他技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)5.9 產(chǎn)業(yè)發(fā)展5.8.1 WiMAX技術(shù)與Wi-Fi技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)1.覆蓋2.可擴(kuò)展性3.QoS機(jī)制5.8.2 WiMAX技術(shù)與3G/4G技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)n 3G的兩個(gè)主要系統(tǒng)CDMA2000 和 UMTS 均為 WiMAX 的競(jìng)爭(zhēng)者，兩者均于語(yǔ)音服務(wù)外，尚提供DSL等級(jí)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。n 3G正升級(jí)到4G技術(shù)，提供高帶寬、低延遲，及語(yǔ)音服務(wù)建置于最上層的全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。n WiMAX亦被接受為3G標(biāo)準(zhǔn)之一。一般也可以認(rèn)為目前3G存在四種標(biāo)準(zhǔn)：CDMA2000，WCDMA，TD-SCDMA，WiMAX n 但一般多把WiMAX作為無(wú)線城域網(wǎng)的技術(shù)，而把CDMA2000，WCDMA，TD-SCDMA作為無(wú)線廣域網(wǎng)的技術(shù) 內(nèi)容提要5.1 無(wú)線城域網(wǎng)概況5.2 802.16協(xié)議體系5.3 802.16的物理層5.4 802.16的MAC層5.5 MAC層的鏈路自適應(yīng)機(jī)制5.6 802.16系統(tǒng)的QoS架構(gòu)5.7 802.16系統(tǒng)的移動(dòng)性5.8 WiMAX與其他技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)5.9 產(chǎn)業(yè)發(fā)展5.9 產(chǎn)業(yè)發(fā)展5.9.1 產(chǎn)業(yè)鏈 5.9.2