WiMAX——超级连接世界的真正无线宽带

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1  引言
近年来，WiMAX技术一直得到国内外通信界的瞩目。WiMAX技术定位于城域级无线宽带接入的手段，以其覆盖范围广、传输距离远、传输速率快等优势得到国内外众多厂商和专家学者的青睐。起初，WiMAX仅定位于固定的宽带无线接入，作为xDSL，Cable等有线接入的补充，提供对互联网的高速连接。而后，WiMAX将目光投向了更大的移动业务市场。2005年12月，WiMAX移动版本的标准IEEE802.16e通过批准，2006年2月正式发布。这无疑又推动了WiMAX商用化的进程。可以预见，WiMAX在未来的无线宽带移动通信领域将占有相当重要的主导地位。
2  WiMAX技术看点
WiMAX (World Interoperability for Microwave Access，即全球微波接入互操作性)是一种基于IEEE 802.16-2004标准的宽带无线技术，最初该技术的目的在于统一固定无线接入的空中接口。基于802.16e的第二代WiMAX是支持移动特性的标准。
与传统的宽带系统相比，WiMAX网络具有众多优势。例如，WiMAX网络极为灵活，可实现有线和无线业务的混合连接。由于WiMAX网络不需要固定线路，部署一个WiMAX网络所需投资仅相当于部署一个有线网络总投资的几分之一，而且可以减少网络部署时间以及运营和维护的成本，因此有助于提高运营商的效益。此外，WiMAX可提供极高的数据吞吐量和移动性，让用户能够随时在线，即使处于移动状态也能获得真正的宽带体验。
北电的移动WiMAX解决方案基于OFDM和MIMO技术，它结合了各种创新的传输和天线技术，能够最大程度地提高频谱效率，提供高品质移动视频和电视业务所需的高速度和高带宽。由于WiMAX技术能够通过无线的方式，以最少量的基础设施为大片区域提供高速的固定和移动宽带服务，因此，北电的解决方案帮助运营商改善功率和性能的同时，能够让运营商显著节省成本支出。
北电的4G WiMAX解决方案（符合802.16e标准）能够以最小的占地空间和业内最低的每兆比特成本提供最高的性能。该解决方案基于OFDM-MIMO（正交频分复用-多输入多数出）技术，后者集成了众多创新的传输和天线技术，可最大程度提高频谱效率，提供高品质移动视频和电视业务所需的超级传输速度。
3  WiMAX现状
WiMAX还需面对诸多技术挑战。首要的技术挑战是提供一个非视距(NLOS)范围的覆盖，即能为给定区域内的大部分用户提供服务，无需安装昂贵的指向基站的室外天线。WiMAX可采用正交频分复用(OFDM)技术有效地解决NLOS覆盖问题，WiMAX OFDM信号的优势在于，即使发生大的NLOS传播延迟也能工作。OFDM信号由多路窄带正交载波组成，选择性衰落只发生在载波的子集，相对容易补偿。采用OFDM技术的WiMAX在高数据率传输下能够有效地克服传播延迟、多径及ISI，因而可以提供真正NLOS覆盖能力。
OFDM技术是一种多载波数字调制技术，虽然OFDM的概念已经存在了很长时间，但是直到最近随着多媒体业务的发展，它才被认识到是一种实现高速双向无线数据通信的良好方法。第一个OFDM技术的实际应用是军用的无线高频通信链路，经过多年的发展，该技术在广播式的音频和视频领域已得到广泛的应用。OFDM由于其频谱利用率高、成本低等因素，随着对通信数据化、宽带化、个人化和移动化的需求，在个人无线接入领域实现广泛应用。
第二个技术挑战是实现真正的服务质量(QoS)，这可以通过使用面向连接的MAC层来实现。WiMAX支持以下两个主要级别的服务：尽力而为(Best Effort)服务，典型应用如电子邮件、网页浏览、文件传输等。该服务基于BE和nrTPs服务流；实时(Real Time)服务，针对那些必须保证带宽和给定延迟的应用，如VoIP、双路视频、在线游戏等。
WiMAX也依靠一些先进的技术为网络提供附加性能。例如，上行链路的子通道化(Subchannelization)提供了一种增加上行链路覆盖和性能的简单方法，而对客户端设备(CPE)的成本不产生实质影响。这项技术相当重要，典型应用如链路预算不平衡时，由于基站能够传送更多的功率而有利于下行链路。其它的先进技术还包括智能天线，这种天线通常由硬件和软件组合并提供一种可变的技术，以提高频谱效率或覆盖范围，典型应用包括空间分集整合、自适应波束及无控抗干扰等。
移动WiMAX由于采用了如OFDM/OFDMA，HARQ，AMC，MIMO，快速调度等先进技术。此外，为满足多业务承载能力，MAC层定义了端到端的QoS机制。为满足移动性，移动WiMAX还增加了终端睡眠模式：Sleep模式和Idle模式。移动WiMAX还可以满足用户在时速120km的移动环境中的服务需求，提供高带宽、大数据流应用。
4  WiMAX发展趋势
目前WiMAX最主要的发展方向是“超级连接性”。网络连接的人数在21世纪基本上是呈指数发展，另外对连接上的终端设备也开始了，原来是手机和计算机的连接，现在像照相机将来也会有WiMAX的设备在里面，以及娱乐设备iPod都可以在网上连接。还有家里的冰箱、炉子都可以使用。这些发展趋势对网络带宽的要求非常高。北电目前所倡导的“超级连接性”，其中的趋势之一就是实现“真正的”宽带服务。在真正的宽带通信体验中，技术在提供丰富的体验上非常有效，以至于用户意识不到技术的存在，而只专注于沟通。
WiMAX的频率今年下半年在亚洲将会出现，他们所用的OFDM和MIMO的技术将是下一代的技术。这个技术对发达的市场来讲，需要很多的带宽。数据要足够快，时延要特别短，这个正好就是WiMAX能够解决的。原因如下：第一，WiMAX是一个OFDM，、MIMO的空间接口；第二，它是一个扁平的网络结构，这个网络的结构造成了它的时延非常短，与3G的系统比起来时延短很多。这就是为什么我们觉得WiMAX很重要的原因。
5  结束语
我们相信一个真正的无线宽带服务在市场上是非常重要的。它是由超级连接性所驱动的，市场需要真正的无线宽带服务。现有应用的大多数技术还达不到提供真正的宽带体验的要求，那么，一场大规模的技术演变和变革就势在必行，同样，打破现状也将是大势所趋。因此，WiMAX无论是在发达国家还是在发展中国家，都有良好的发展前景。