802.16／WiMax组网关键技术探析
Wimax／802.16e的信息安全研究
（ ） 组数 据加 密 和认 证都 支持 的加密 算 法组 １一
建。
（） ２将加 密 算 法 应 用 到 ＭＡＣ层 Ｐ Ｕ 负 荷 的 Ｄ
规则 。
本文将就 Ｗｉ ｘ安全方面的问题作深入讨 论 。 ｍａ
２ ８ ２１ ｅ ０ ． 安全子层协 议结构 及其通 信 ６
８ ２ １ ｅ安 全 子 层 为 无 线 接 人 用 户 提 供 带 认 ０．６
维普资讯
总第 ２ ７ ２ 期 ２０ 年第 ９ ０８ 期
计 算 机 与 数 字 工 程
Ｃｏ ｕ ｅ ｍｐ ｔｒ＆ Ｄｉｉａ ｇｎ ｅ ｉｇ ｇｔｌ Ｅｎ ｉｅｒｎ
Ｖｏ ． ６ Ｎｏ ９ １３ ．
１ 全 研 究 ｍａ ／ ． ０ ６ ２ ｅ的
张 丽荣 房 爱 莲
上海 ２０４） ０ ２ １ （ 东师范大学信息学 院计算机 系 华
摘
要
通过 阐述 Ｉ Ｅ ８ ２ １ ｅ ＭＡＣ安全层 的体系结构 和相关算法及其所采用 的安全机制 ， 析 Ｗｉ ｘ ８２ １ｄ Ｅ Ｅ ０．６ 在 分 ｍａ ／ ０ ． ６
宽带无 线访 问面对的安全问题及 ８ ２ １ ｅ ０ ． ６ 采取的改进方法 ， 提供 Ｗｉ ｘ ８ ２ １ ｅ ｍａ ／ ０ ． ６ 网络安全的参考 。
１在 宽带 无 线 网络 中数 据 安 全 传输 的封 装协 ）
议 。包 含 以下 两方 面 ：
了 ２６ ＧＨｚ －６ 固定 和移 动宽 带 无线 接 人 系 统 空 中接
口标 准 。相 对 ８２ １ｄ改 进对 高速 移 动 （０ ０．６ １０公里
／， ） ４ 时 接人 用 户 （ 端 ） 支 持 和新 的 安 全数 据 认 终 的 证 算法 。
WiMAX／802.16技术浅析与应用展望
２２ Ｉ Ｅ ０ ．６ ｉ ． Ｅ Ｅ８ ２ １ ｄｅ主要技 术特 征
８ ２１ｈ ８ ２１ｉ ８ ２１ｋ１ 标准 。 ０ ． 、０ ． 和 ０ ． ０个 ６ ６ ６
２ Ｗ＿ Ｘ８ ２１ ＭＡ ／Ｏ ．６技术优势与特点分析
牧、 便携、 简单移动和全移动场景 。 Ｍ Ｘ８ ２１ Ｗｉ Ａ ／０ ． ６技术具体应用领域广 阔， 具有 巨大市场发 展前景 。 关键 词 Ｗｉ Ｘ ８ ２１ ＩＥ ０ ．６／ 无线城域 网 ＭＡ ／０ ．６ Ｅ Ｅ８ ２１ｄｅ 移动化 宽带化
随着通信领域新业务需求的不断增长及通信技 １ Ｗｌ Ｘ ８ ２１ ＭＡ ／０ ．６技术简介 术的迅速发展 ，全球通信产业呈现出移动化 、宽带 化 、Ｐ化 的发展趋 势 。 Ｉ Ｗ ｉ Ｘ 是 “ ｏｌ Ｉｔｒｐ ｒｂ ｉ ｒ ｃ ｗ ｖ ＭＡ Ｗ ｒ ｅｏ ｅａ ｉｔ ｆ ｒ ａｅ ｄｎ ｌｙ ｏ Ｍｉ ｏ
８ ２ １ ａ、 ０ ． ６ｃ ８ ２ １ ｄ、 ０ ． ６ ８ ２ １ ｆ ８ ２ １ ｇ、 ０ ． ６ ８ ２ １ 、 ０ ． ６ ８ ２ １ ｅ、 ０ ． ６ 、 ０ ． ６
可 以将 ＷｊＦ 热点 连接 到互联 网 ，也可作 为 Ｄ Ｌ等 —ｊ Ｓ 有 线接 入方 式 的无线 扩展 ，实 现 最后一 公 里 的宽带
（ 浙江工业 大学 信息工程学 院
摘
要
近几年刚兴起 的 Ｗｉ Ｘ ８ ２１ 无 线宽带接 人技术兼 具了移动化 、 ＭＡ ／０ ．６ 宽带化 、 Ｉ Ｐ化等特点 ， 被认
为是一项极具发展潜力 的无线接入技术 ， 已经成为通信领域 的研究热点。 Ｍ Ｘ８ ２１ Ｗｉ Ａ ／０ ． ６技术传输距离 远、 数据传输 速率高 、 服务 质量 （ ｏ ） Ｑ Ｓ 机制完善 、 数据安 全性更高等优 势 ， Ｅ ０ ．６／ 支 持固定 、 Ｉ Ｅ８ ２１ｄｅ Ｅ 游
IEEE 802.16及WiMAX技术和应用介绍
!""" #$%&’( 及 )*+,技术和应用介绍
. 摘 要 / 本 文简 要 介 绍 宽 带 无 线接 入 技 术 !%& ’ "的 技 术 概 要 和 发 展 新 动态 # 重 点 介绍 了 ())) 讨 论了 & -. ’/ 与 其 它无 线 技 术 的相 容 性 问 题 . 关 键词 / &-.’ / $% & ’$0 1 $& -23 - $宽 带 无线 接 入 $$# *+",
*##* 年 5 月 正 式 发 布 ()))
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WiMAX技术详解
OFDM
frequency
WiMAX关键技术
OFDM技术主要步骤
载波调制
◆对比特流进 行QPSK或QAM 调制 ◆经过串并变 换和逆快速傅 立叶变换(IFFT) ◆加入“循环 前缀”，形成 OFDM码元 输出正交的基带信号 ◆加入同步序列 ◆信道估计序列 载波解调 ◆进行同步和 信道估计 ◆经过快速傅 立叶变换(FFT) ◆进行QPSK或 QAM的相应解 调得到比特流
Байду номын сангаас
WiMAX主要技术参数
技术参数
频段 带宽 子载波数
802.16d
2~11GHz 1.75MHz~20MHz 256（OFDM） 2048（OFDMA ）
802.16e
<66GHz 1.25MHz~20MHz 256（OFDM） 128、512、1024 、2048（OFDMA）
移动性
传输条件 峰值速率 调制方式 接入控制 QoS 省电模式 链路自适应 双工方式 小区间切换
WiMAX关键技术
OFDM信道编码
扰码 ◆扰码即有规律的随机处理信码（模二算法即扰码方式）
◆对所有指配的数据采用不同的扰码器
◆扰码器输出的比特送给编码器
WiMAX关键技术
OFDM信道编码
前向纠错（FEC） ◆FEC是一种增加信号可信 度的方法 ◆利用传输冗余信息的方法， 当传输中出现错误时，允许 接收器再建数据 ◆FEC主要包括卷积内编码 和RS外编码 ◆根据使用的信号调制方式， 确定FEC中两种编码比率 交织 ◆所有的编码数据都由一个 块交织器进行交织 ◆交织的目的是使信道传输 突发产生的错误最大限度的 分散化 ◆不同的调制方式对应不同 的交织块大小 ◆交织器最大限度改变数据 结构而不改变数据内容
WiMAX技术的研究与应用前景
w i M A x技术的研究与应用前景王鲁俊(山东省邮电学校山东济南250儿7)[摘要]从w i I l A x采用的关键技术和应用前景两个角度进行介绍和分析。
【关键词】wi I IAX I E EE802．16宽带无线接入中图分类号：N T91文献标识码：^文章编号：'671—7597(2008)071012卜。
01w i M Ax技术是以I E E E802．16系列标准为基础的宽频无线接入技术[1]，近年来发展迅速。
逐渐成为无线接入城域网(删A N)技术的发展热点。
一、W i M A X的关t技术(一)0F D_／0F硼A0F蹦(正交频分复用)是一种高速传输技术[3]，是下一代无线移动通讯系统的关键技术之一，3G PP已将OF删技术作为其L T E研究的主要候选技术。
在wi M A)(系统中，o FD M技术为物理层技术，主要应用的方式有两种：oFD M物理层和O FD M A物理层。
无线城域网0FD M物理层采用O FD M调制方式，oFDM正交载波集由单一用户产生，为单一用户并行传送数据流。
支持T叻和FD D双工方式，上行链路采用TD姒多址方式，下行链路采用T DM复用方式，可以采用s T c发射分集以及A As自适应天线系统。
无线城域嘲0FD^I A物理层采用O FD姒多址接入方式，支持T叻和FD D双工方式，可以采用s T c发射分集以及从S。
0FD M A系统可以支持长度为2048、1024、512和128的FFT点数，通常向下数据流被分为逻辑数据流。
这些数据流可以采用不同的调制及编码方式以及以不同信号功率接入不同信道特征的用户端。
向上数据流子信道(su b—c hanne l)采用多址方式接入．通过下行发送的M A P协议分配子信道传输上行数据流。
虽然O F D M技术对相位噪声非常敏感，但是标准定义了s cal a bl e FFT，可以根据不同的无线环境选择不同的调制方式，以保证系统能够以高性能的方式工作。
详细介绍wimax物理层关键技术
详细介绍WiMAX物理层关键技术及演进〖转载〗小熊在线－无极鸟北京2007年04月17日发表评论查看评论［文章简介］阅读. 人次WiMAX技术发展迅速，但是为了获得高效可靠的通信性能，并支持更高速率的移动环境，需要物理层关键技术进一步演进…… (5355 字)以IEEE 802.16e标准为基础的宽带无线技术已经成为WiMAX技术的主流，接入无线网络已经成为很多人生活的一部分。
为了满足人们对传输速率日益增长和高速移动性的要求，IEEE在相继推出了802.16a、802.16d、802.16e后，IEEE即将提出下一代的先进空口技术标准——802.16m。
2006年12月IEEE启动了IEEE 802.16m标准的制订工作，很多全球著名厂家将参与其中。
小熊在线WiMAX物理层的技术特点[1]：(1)在物理层采用正交频分复用，实现高效的频谱利用率。
小熊在线(2)双工方式：支持时分双工(TDD)、频分双工(FDD)，同时也支持半双工频分双工(HFDD)。
FDD需要成对的频率，TDD则不需要，而且可以实现灵活的上下行带宽动态分配。
半双工频分双工方式降低了终端收发器的要求，从而降低了对终端收发器的要求。
小熊在线(3)可支持移动和固定的情况，移动速度最高可达120 km/h。
小熊在线(4)带宽划分灵活，系统的带宽范围为1.25 MHz～20 MHz。
WiMAX规定了几个系列的带宽：1.25 MHz 的倍数系列、1.75 MHz的倍数系列。
其中1.25 MHz倍数系列包括：1.25 MHz、2.5 MHz、5 MHz、10 MHz、20 MHz等，1.75 MHz倍数系列包括：1.75 MHz、3.5 MHz、7 MHz、14 MHz等。
小熊在线(5)使用先进的多天线技术提高系统容量和覆盖范围。
小熊在线(6)采用混合自动重传(HARQ)技术。
混合自动重传操作中融合了前向纠错(FEC)的功能，使得每一次分组包的发送操作都能够为最终的正确解码做出贡献。
开放频段的802.16e WiMAX应用 中文版
白皮书在开放频段的802.16eWiMAX技术应用无线运营商，公共机构和企业无需安全授权频段就能使用最新的WiMAX技术。
Monica PaoliniSenza Fili咨询公司11月，2009年对于运营商而言，开放频段使他们有可能不必在授权频段部署无线宽带网络。
传统上生产商为开放频段运营商定制解决方案，通常专利技术，其灵活性和升级都会受到限制。
通过电气与电子工程师协会（英文简称IEEE）的802.16e WiMAX标准，开放频段运营商可以使用目前市场上最先进的无线宽带技术，与授权频段的国际无线运营商一样获得相同的性能，体系优势和规模容量。
然而作为移动宽带技术，工作在授权频段时，802.16e WiMAX也能支持固定和游牧服务，垂直应用的频率范围可达到6GHz，包括开放频段，如5.x 频段，美国的3.5GHz授权频段。
作为市场上开放频段的802.16e WiMAX产品，运营商需要知道802.16e WiMAX与其他方案比较，其价值所在。
他们如何能从这项支持移动性的技术中获利？他们需要802.16e WiMAX提供的额外功能吗？这篇文章通过运营商的需求和802.16e WiMAX如何达到期望来解答这些问题。
802.16d，802.16e WiMAX和超越WiMAX有2种版本（如表1）。
802.16d WiMAXIEEE802.16d-2004修改版，是支持固定和游牧接入的第一个版本。
WiMAX最初认证产品是802.16d WiMAX的，只工作在授权频段。
WiMAX的第二个版本作为移动WiMAX或802.16e WiMAX提出，IEEE802.16e-2005修改版。
它也工作在授权频段，支持全移动性，包括漫游。
802.16e WiMAX技术也可用于开放频段的工作。
虽然开放频段设备无需打上WiMAX Forum的认证标签，但WiMAX Forum认证项目当前仅限于授权频段（2.3GHz，2.5GHz，3.5GHz）。
无线宽带接入技术WiMAX802.16e
Ｋ ｙ ｒ ｓ Ｗ ｉ ＡＸ ￣ ｒ ａ ｂ ｎ ｒ ｌ ｓ ｃ ｅ ｓ ＯＦ ｅ ｗｏ ｄ ： Ｍ ｂ ｏ ｄ ａ ｄ ｗｉｅ ｅ ｓａ ｃ ｓ ； ＤＭ Ａ ； Ｇ ３
１ 引 言
１ ０Ｍｂ ｓ的数 据 速 率 ， 适 合 在 人 口密 集处 提 供 宽 带 ０ ／ 最
化使 固定 宽带 接 入服 务 和 移 动 服 务 在 技 术 和业 务 上 呈
广域
本地
现 融合趋 势 ， 宽带 移 动化 和移 动 宽带 化逐 渐 成 为两 个领
域技 术发 展 的趋 势 ， 互 为补 充 、 相促 进 。 并 互 随着 传输 核 心 网络 的超 高速 化 、 容量 宽 带化及 通 超
Ｗｉ ＭＡＸ技 术 的前 进 。８ ２ ｉ ｅ设 备 可 作 为 一 个 路 由 ０． ６
无线 接 口标准 ， 被认 为 是 宽带 无 线 接 入 的 标 准 ， 为 他 是 解决 无线 宽带 接 入 “ 后 一 公 里 ” 问题 而 设 计 的 。从 最 的
灵 活迅速 以及 高 速 双 向数 据 传 输 等 优 点 逐 渐 成 为 宽 带
无线 接 入技术 的发展 热 点 。
ห้องสมุดไป่ตู้
３ Ｗｉ ＭＡＸ ８ ２ １ ｅ网络 结构 ０ ． ６
从 图 ２中可 以 看 出 整个 ８ ２ １ ｅ网络 结 构 由接 入 ０．６
２ Ｗｉ Ｘ ８ ２ １ ｅ 无 线标 准 中 的位置 ［ ＭＡ ０ ． ６ 在 １ ］ Ｗｉ ＭＡＸ是 针 对 微 波 和毫 米 波 段 提 出 的一 种 新 的
ｘｕ ｂ ｎ ＴＩ Ｙｉ ｉ ｇ， ＡＮ ｎ ＦＡＮ ｈ ｎ ｓ ａ Ｘｕ ａ ， Ｚ ｏｇｈｎ
（ ｌ Ｃ ｍｍ ｕ ｉａｉ ｎＩ ｓｉ ｔ ｘｉ ｌ， １ １ ６ Ｃｈｎ ） Ｘｉ ｌ ｏ ａ ｎ ｃ ｔ ｎ ｔ ｕ ｅ， ７ ０ ０ ， ｉ ａ ｏ ｔ ａ
基于IEEE802.16的WiMax组网技术
和第一阶段 一样 ， 阶段 主要 通过 松耦 合 的方式 借用 本
３ Ｇ的 Ｉ Ｐ核心 网络 ， Ｉ Ｅ ０ ．６Ｓ ／ Ｓ 为 Ｅ Ｅ８２ １ Ｓ Ｍ Ｓ进行寻址 、 认证 、
在这一阶段 ， Ｍａ Ｗｉ ｘ增加 了移动设备 的便携式和慢速移 动特性 ， 是终端 用户并 不具 有在 不 同 Ｗｉ ｘ基 站之 间进 但 Ｍａ 行切换 的功能 。Ｗｉ ｘ终端 除了能进行 高速数 据传输 功能 Ｍａ
如 图 １所 示 。
８ ２．６ ２ ０ ０ １— ０ ４ ＝ ＝； ＝； ８２１ｅ ０ ．６ ： ：＝ ＝专 ：＝
来， 实现更广范围的高速数据接人 ， 主要解决“ 最后一公里” 的 通信需求 ， ３ 而 Ｇ网络定位于移动用户的语音通信和全网范围 内的低速数据通无 线通信。Ｗ － ＷＭ ） ３ ｉ 、 ｉａ 和 Ｇ系统 的相互 【
收 稿 日期 ：０ １ ０ ０ ２ １ — ８— １ 图 ３ Ｗｉ ｗｉ ａ ３ — Ｆ Ｍ ｘ Ｇ第一阶段混合组 网实物图 ／
作者 简介 ： 刘凡（ ９３ ， 江 苏南京人 ， １８ －） 男， 助教 ， 专业方向为 电子与通讯。
７ ４
１３ 第 二 阶段 ．
山
西
电
子
技
术
２１ ０ １年
２１年第６ ０１ 期
文章编号 ：６ ４４ ７ （０ ）６ ０ ７ ．２ １７ —５ ８ ２ １ ０ －０ ３０ １
山西 电子技 术
网络 技 术
基 于 ＩＥ ８ ２ １ Ｅ Ｅ ０ ． Ｗｉ ｘ组 网技 术 ６的 Ｍａ
刘 凡
（ 南京信 息职 业技 术 学院 ， 苏 南京 ２０４ ） 江 １０６
对 速 分 区 立 建 ． 持ｏ语 业 和 高 数 ◆ 部 地 独 组 小◆ 构 支 ＶＰ音Ｓ ｌ对Ｑ 完全 型独 立网络 ，支持 实 各种数据业务 ． ｏ务
WiMAX 802.16e系统测试及其在中低压配电网的应用
．
电 力 系 统
通 信
Ｖ（． Ｎ０．２ ）３２ １ ２０ Ｆｅ ． ０． ０１ ｂ１ ２ １
４ ． ０
２ ０１ １
２月 １ ｝ ０ ｛
ｌ ｌｃ ｍｍ ｕ ｉ ａｉｎｓ ｏ Ｅｌｃ ｒｃ ＇ｅ ｏ ｅ ｎｃ ｔ ｏ ｆｒ ｅ ｔｉ Ｐｏ ｒ ｖ ｌ ｍ ｗｅ Ｓ ｓ， ｅ
研究热点 。
・
研 发 应 用 ・ 陈 宝仁 等
Ｗ ｉ Ｘ ８ ２ １ ｅ系统 测 试 及 其 在 中低 压 配 电 网 的应 用 ＭＡ ０ ．６
． １． ４
表 １ 测 试 基 站 参 数
Ｔ ｂ１ ａ ． Ｐａ ａ ｒ ｍｅ ｅ ｆ ｔ ｅ ｔ ｓ ｉ ｇ ｓ ａ ｉ ｎ ｔ ｒｏ ｈ ｅ ｔ ｔ ｔ ｓ ｎ ｏ
修 正 因子 ： Ｃ在 中 型 城 市 及 其 郊 区 时 取 ０ ，在 密 集
城 区时 取 ３
描 述
参 数
信 道 带 宽
１ ＭＨｚ ０
使 用 频 率
Ｔ Ｄ 帧长 Ｄ 循 环 前 缀
ｌ ７ ０ ０ ＭＨｚ ９ －１ ８ ０
５ＩＳ ｎ １８ ／ １ ：９ ８２
等 多方 面的测 试情 况 ， 同时分析 了中低 压 配 电 网的 范 围广 、 量 多 、 信 点 变动 频繁 等 特点 数 通
及 其 对 通 信 的 需 求 。介 绍 了 Ｗｉ Ｘ在 中低 压 配 电 网通 信 的 应 用 ＭＡ 关 键 词 ： ＭＡ 无 线 宽 带 接 入 ： 电 网 Ｗ ０ｍ， ． ｍ， ５
中图分 类 号 ： ＴＮ９ ５８ ３ １ ．５ 文 献 标 志码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：０ ５ ７ ４１ ２ １ ０ 一 ０ ０ Ｏ １ ０ — ６ （ ０１ ） ２ － ４ 一 ５ ０
基于IEEE 802.16d的WiMAX安全研究
一
可以作为一种安全措施。这意味着如果某个接收者不知 道扩频码 ， 即使拥有对数据 的物理接人 ， 也无法解码该
数据包。
２ 安全层 ． ３
个 Ｓ 的共享信 息应 该包 括在该 Ｓ Ａ Ａ上使 用 的
ｃ ｐ ｇ ｐｉ ｓ ｔ， ｒ ｔ ｒ ｈ ｉ 还可能包括 Ｔ Ｋ和初始化向量。Ｓ ｙ ｏ ａ ｅ ｕｅ Ｅ Ａ的 具体内容取决于 Ｓ Ａ的ｅ ｐ ｇ ｐｉ ｓｉ ，Ａ由Ｓ Ｉ ｒ ｔｒ ｈ ｔ Ｓ ｙ ｏａ ｅｕｅ ＡＤ惟一
联盟 （Ａ 、 ． ９证书 、Ｋ 认证 、 密性 密钥 管理和 Ｓ ）Ｘ５ ０ ＰＭ 机
加密 。
维普资讯
ｌ 一
堡 皇 盐 塞 塑
根据 ＷｉＡ Ｍ Ｘ的最初草案文件，通过安全子层提供机
，
Ｐ Ｍ的“ｌｎ 。 Ｓ Ｋ Ｃｅ ”向Ｂ 请求密钥资源， ｓ ｉｔ 而Ｂ 作为Ｐ Ｍ的 Ｋ
层， 大部分运算法则和安全机制也都工作于此。物理层和 Ｍ Ｃ层是紧密联系在一起的，物理层上 的安全策略主要 Ａ 以密钥交换、 、 编码 解码的形式存在， 用于对入侵者隐藏数 据信息。 另外一个与物理层相关的方面就是传输功率。 未 经授权频段的 ＷｉＡ Ｍ Ｘ与已获授权频段的ＷｉＡ Ｍ Ｘ的功率 水平相比较低， 目的是减少干扰半径。 其
“ｅ ｅ ， Ｓｒ ｒ 对这些请求进行响应 ， ｖ” 确保了每个 Ｓ Ｓ只收到向
密性、 校验和加密， 然而为了达到更好的安全保障， 在无线
协作骨干网中需要一种端到端的安全策略， 它能提升最初 草案中的安全机制。
２２ 物理层 ．
它授权的密钥资源。 Ｋ Ｐ Ｍ协议使用 Ｐ Ｍ Ｑ和删 －Ｓ Ｋ船 ｌＰ Ｉ
WIMAX2
WiMAX技术组网模式及应用模式详解WiMAX 的全名是微波存取全球互通（Worldwide Interoperability for Microwave Access），将此技术与需要授权或免授权的微波设备相结合之后，由于成本较低，将扩大宽带无线市场，改善企业与服务供应商的认知度。
WiMAX即为IEEE802.16标准，或广带无线接入（Broadband Wireless Access，BWA标准）。
它是一项无线城域网（WMAN）技术，是针对微波和毫米波频段提出的一种新的空中接口标准。
它用于将802.11a无线接入热点连接到互联网，也可连结公司与家庭等环境至有线骨干线路。
它可作为线缆和DSL的无线扩展技术，从而实现无线宽带接入。
WiMAX概述基于802.16标准的WiMAX技术由于最初是由英特尔、奥维通等一部分厂商倡导成立的，一直以来饱受争议。
但随着摩托罗拉、朗讯、思科、北电网络和富士通等国际巨头公司，以及华为、中兴等国内网络通信巨头企业的加入，WiMAX 的发展前景呈现一片光明。
该技术以IEEE 802.16的系列宽频无线标准为基础。
一如当年对提升802.11使用率有功的Wi-Fi 联盟，WiMAX也成立了论坛，将提高大众对宽频潜力的认识，并力促供应商解决设备兼容问题，借此加速WiMAX技术的使用率，让WiMAX技术成为业界使用IEEE 802.16系列宽频无线设备的标准。
随着移动通信技术和宽带技术的发展，WiMAX已经成为全球电信运营商和设备制造商的关注热点问题之一。
技术的发展使得越来越多的多媒体应用进入到人们的生活，运营商提供的服务也随之变化。
但是从现网的实践来看，大量的多媒体应用给现有移动网络资源造成巨大消耗，远远超过了相关收入的增加。
所以解决如何在保证服务质量的前提下，有效的降低每比特成本以更好的满足用户需求对运营商意义大。
WiMAX正是这样一种极具潜力的应用。
未来的网络必将具备以下的特点：IP化、宽带化、成本更经济、网络更便于管理，并且多种技术通过统一的核心网相互融合，可以实现业务间的无缝切换。
WiMAX技术特点和应用前景分析
ＷｉＭＡＸ技术特点和应用前景分析作者：田劲来源：《硅谷》2008年第18期[摘要]WiMAX技术具有传输距离远、传输速率高、容量大、信道宽度灵活、安全性高等特点。
随着该技术被ITU批准为入第三代移动通信技术的最新标准，“无线城域网”的概念已经进入了“滨海新区信息化发展合作协议”。
首先对IEEE802.16标准的内部结构进行介绍，又对利用该技术的组网方式进行了分析，最后得出WiMAX技术的应用在我国信息化的过程中具有良好的发展前景。
[关键词]WiMAX IEEE802.16中图分类号：TP2 文献标识码：A 文章编号：1671－7597(2008)0920067－01一、WiMAX的特点和发展中需要注意的方面（一）WiMAX的作用突出表现在以下几个方面：1．可较好满足一系列现实市场驱动需求，如信号强度/价格比折衷、增强比特速率与覆盖，在固定、游牧基础上增加移动能力至50km/小时～120km/小时或更高，以适应热点区域用户的组合移动需求。
2．跟紧NGN及IMS-FMC等概念，利用基于IP模式的多业务能力优势，以规模量产及价廉物美方式推进VoIP、数据及视频多媒体业务发展。
3．强有力地加速推进标准化工作、开放标准与接口，注着基础及应用芯片规模量产与认证测试，有助确保价位有吸引力及多厂商环境下的互联互通与互操作性。
4．以移动性、提速、价位为吸引力主体，给3G的演进发展以压力与竞争动力，加速其标准化及演进步伐，有利于用户及市场发展。
（二）WiMAX发展存在的几大问题主要体现在：1．频率规划支持问题。
必须尽一切努力促进全球/区域与国家的频率规划支持。
2．及时提供价位有吸引力、实用有效的芯片规模量产。
3．重要运营商的支持问题，必须通过实用芯片规模量产及合理的市场定位吸引全球重要运营商的支持。
4．IEEE系列标准的有效协调与避免不合理、甚至有害的重复与竞争问题。
二、IEEE802.16技术标准结构（一）IEEE 802.16的技术特点IEEE 802.16技术是宽带无线接入技术，通过接入核心网向用户提供业务，核心网通常采用基于IP协议的网络。
IEEE802.16WiMax技术概述及在广电数据网中的应用
ｄ ｔ ｔ ｒ ａａ ｎｅｗｏ ｋ．
Ｋｅ ｒ ｓ Ｉ ＥＥ ８ ２ ｙ ｗｏ ｄ ：Ｅ ０ １ ６；Ｗ ｉ ｘ ｒ ａ ｃ ｓ ｔ ｌｖｓｏ ａ ａ ｎ ｔ ｒ Ｍａ ；ｂ ｏ ｄ ａ ｔ ｅｅ ｉ ｎ ｄ ｔ ｅｗｏ ｋ ｉ
广电宽带数据 网网络结构主要 以以太网和 Ｃｂ ａｌ ｅ
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ＣＡＩＣ Ｔ 蓉 Ｈ ＴＡ Ｖ ｌ ＩＩＬ ， Ｎ ⑥ ＤＡ ／
２ ０ （３０ ０ ７ ０ ４ ／
Ｇ
ｃＡＢ Ｅ Ｌ
・交・ 技流 术
中图分类号 ：Ｎ ４ ． Ｔ ９ ３６
文献标识码 ： Ｂ
文章编号 ：０ ７— ０２ ２０ ）３— ２ ８—０ １０ ７ ２ （０ ７ ０ ０ ７ ３
ｗ ｉ ｒ ａ ｃ ｓ ａ ｄ ｔｌｖ ｓ ｎ ｂ ｏ ｄ ｂ ｎ ａ ａ ｎ ｔ ｒ ｎ ｅｓ ｔ ｅ ｂ ｔ ｅ ｅ ｋ ｐ ｒ ｄ ａｔ ｒｙ ａ ｓｏ ｅ ｅｏ ｉ ｇ ｈ ｌ ｂ ｏ ｄ ａ ｔ ｎ ｅ ｅ ｉ ｏ ｒ ａ ａ ｄ ｄ ｔ ｅｗｏｋ ｅ ｔｒ ｏｔ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ｅ ｒ ｆｄ ｖ ｌｐ ｎ ． ｅ ｉ ｈ ｌ ｉ ｅ Ｔ ｅ ｉ ｔ ｄ ｃｉｎ ｏ ｉ ｘ ｔｃ ｎ ｌ ｇ ｉｌ ｒ ｇ ｃ ａ ｃ ｆ ｅ ｅ ｏ ｍｅ ｔ ｏ ｅ ｂ ｏ ｄ ａ ｔ ｅ ｅ ｉ ｏ ｒ ａ ａ ｄ ｈ ｎ ｒ ｕ ｔ ｆ Ｍａ ｅ ｈ ｏｏ ｗ ｌ ｂ ｎ ｈ ｎ ｅｏ ｖ ｌｐ ｎ ｒｔ ｒ ａ ｃ ｓ ｔ ｌｖ ｓ ｎ ｂ ｏ ｄ ｂ ｎ ｏ ｏ Ｗ ｙ ｉ ｄ ｆ ｈ ｉ
WiMAX技术及其网络规划
《电信交换》2009年第2期WiMAX技术及其网络规划叶剑雄李实秋袁马军（重庆邮电大学76#信箱重庆400065）摘要：介绍了基于IEEE 802.16标准的新一代宽带无线接入技术的概况及网络架构, 重点分析了它的技术特点, 讨论了WiMAX网络规划流程。
关键词：WiMAX 网络规划频率规划20世纪90年代, 宽带无线接入技术得到了快速发展。
1999年, IEEE成立了IEEE 802.16工作组专门研究宽带固定无线接入的技术规范, 其目标是要建立一个全球统一的宽带无线接入标准。
WiMAX是基于IEEE 802.16标准和无线城域网（WMAN）标准的宽带无线接入城域网技术，能提供双向的互联网接入服务, 其最高速率能达到75Mbit/s，能在覆盖半径为50km的范围内进行数据传输。
它可以替代现有的DSL与Cable Moderm连接方式, 提供最后一公里的宽带无线接入。
IEEE802.16d是固定宽带无线接入系统的标准,[1]。
IEEE802.16e是支持移动性的宽带无线接入空中接口标准，其目标是能向下兼容IEEE802.16d，因而[1]。
一、WiMAX网络架构WiMAX的网络架构如图1所示。
WiMAX系统包括了WiMAX基站、用户终端,、Internet 网络和PSTN网络等。
WiMAX接入是通过在城市中建立WiMAX基站, 将所有在基站覆盖范围内WiMAX的用户终端无线接入Internet。
其中室内固定终端主要是针对家庭用户；室外固定终端主要是针对企业用户、商业用户和集中个人用户；而便携型和移动型终端主要是针对使用笔记本、PDA和手机等移动型设备的用户。
图1 WiMAX的网络架构二、WiMAX技术特点[1]WiMAX是采用无线方式代替有线实现“最后lkm” 接入的宽带接入技术。
WiMAX的优势主要体现在这一技术集成了WiFi无线接入技术的移动性、灵活性以及xDSL等基于线缆的传统宽带接入技术的高带宽特性，其技术特点可以概括如下。
IEEE 802.16标准与WiMAX技术浅析
１ Ｗｉ Ａ Ｍ Ｘ技术标准分析与比较
Ｗｉ Ｘ中文名是微波存取全球互通 ， ＩＥ ０ ． ＭＡ 是—— ８２１ ＥＥ ６ 技术在市场推广时采用的名称 ， 也是ＩＥ ０ ．６ ／ 技 Ｅ Ｅ ８ ２ １ｄ ｅ
术的别称。 ＭＡ Ｗｉ Ｘ的物理层Ｓ ＭＡＣ Ｕ 层基于ⅢＥ ０ ．６ Ｅ ８２１
运营 费用非 常昂贵 。而且从 当前业 务发 展的角度来看 ， ２ ｉｓ Ｍｂｔ 的最高信息传输速率根本无法满足用户对高速 ／
信息传输 的要 求。 源自现实情况是以 Ｉ 用为代表的宽 带多媒体数据业 Ｐ应
方 向 ，它们相互 补充 、互相促 进 。本文 将通过 介绍以
ＩＥ ０ ．６ Ｅ Ｅ ８ ２ １ 系列标准为基础的 Ｗｉ Ｘ技术 ， ＭＡ 力争提 供给大家一个 了解 当今世界该项通信技术发展状况的窗
ｗｉ ＭＡＸ技术涉及到两个国际组织 ：ＩＥ ０ 标 Ｅ Ｅ ８２
准委 员会 ８ ２ １ 工作组和 Ｗｉ Ｘ论坛 。Ｅ Ｅ ８ ２ １ ０ ．６ ＭＡ ＩＥ ０ ．６
出台蓝 牙 １ １ ． 标准 （ 道数据 传输速率 为 １ ｉ／ ） 信 Ｍｂ ｔ ｓ ， ２ ０ 年年底又出台 了蓝牙标准 ２０ （ ０１ ． 版 信道数据 传输 速
的业 务。另一方面 ， 传统宽带 固定接入用 户不满足于仅
输 ：在室内静止环境下 ，最高传输速率达到 ２ ｉ ｓ Ｍｂｔ ； ／ 在步行环 境下 ，传输速率至 少为 ３４ ｂｔｓ ８ｋ ｉ ；在室外 高 ／ 速移动的环境 下 ， 传输 速率 至少为 ４ ｋ ｉ ｓ 此 外 ， Ｇ ４ ｂｔ 。 ／ ３ 系统还支持高速移动特性 下的全网覆盖。 然而 ，由于一
性提 出了 Ｗｉ ＭＡＸ的几点应用并 对该项技术做 了展望 。
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有必要进一步仔 细探究。到 目前 为止，ＩＥＥ ８ ２ １ Ｅ ０ ６
一
行讨论 和分析，重点讨论基于ＯＦ ＤＭ技术 的小 区规 划方案
及频率复用技术，并详细分析其媒体访 问机制和资源分配
交叠边缘 ，可 以使 用同频交叉极化 的方式 。 （） ５ 同一站 点，相 背扇 区，在基站 天线前 后隔离度 满 足３ Ｂ ０ｄ 的要求时，可 用相同极化 的同频。
联 系８ ２ １ ／ Ｍａ 组 网的频率资源较 为紧缺的实 际 ０ ．６Ｗｉ ｘ
情况 ，通 常采 用扇 区技 术 、无线资源管理机制和先进天线
为无线基站， 支持无线 资源 管理等 功能；８ ２ １ ／ ｉ ｘ ０ ．６Ｗ Ｍａ
核 心 网主 要 是 解 决 用 户 认 证 、漫 游 等 功 能 及 ８ ２ １ ， ０ ．６
Ｗｉ ｘ Ｍａ ￣络 与其他 网络 之间的接 口关 系川 。
网，尽可 能地使其错开一个角度， 以保证服 务扇区内的注
，
标准及相应的测试规范主要还是针对无线空 中接 口技术 ，
所 明确 内容 也只是 涉及开放 系统互连（ Ｉ Ｏｓ ） 模型 中的物理 层（ Ｙ） ＰＨ 、媒体访 问控制 （ ＭＡｃ） ，并没 有 明确８ ２ １ ／ 层 ０ ．６
Ｗｉ ｘ Ｍａ 网络 的组 网技 术和方 案。就现在 的情况，８ ２ １ ／ ０ ．６
策略， 当然也包括其 移动性管理 的 内容 。本文 的第３ 部分 对组 网的方 案进 行 了分析 和展 望 。最 后 ，是对 全文 的 总
结。
ｗｉ ａ 组网牵涉到的问题 主要 有：如何 通过 网络 和小区规 Ｍｘ
划来提 高频率复 用率；如何把８ ２ １ ， Ｍａ 系统 的空 中 ０ －６ｗｉ ｘ 接 口网络和基于 Ｉ技术 的核心 网络有机 结合 在一起；如何 Ｐ 更好 的支持无缝移动性管理 ＇保证 用户 的Ｑ。 （ ａｉ ｆ ｓ Ｑｕ ｌ ｏ ｔ ｙ
引言
８ ２１ ， Ｍａ （ ｄ ｌ ｅ０ ｅａ ｉｙｆｒ ｃ０ ａ ｅ ０ ６ｗｉ ｘｗ ｎ ｒｐ ｒｂｌ ｒｗ ｖ ｔ ｉ ０ Ｍｉ ｔ Ａ ｃ ｓ， ｃ ｅ ｓ全球通用微波接入） 如何组 网是 商用的关键 问题之
Ｓｒｃ， 务 量） ， 计 认 鉴 【。 ｅ ｉ 服 质 要求 便于 费、 证和 权２ 同 ｖｅ 】
技术来减少同频干扰。
１１１基于微小 区的频率规划 ．．
在传统 的蜂 窝系统 中， 为 了减少 同频干 扰和增 大 网 络 的容量 ，常 常采 用相邻且要使具有相 同频点 的小 区之间的距离尽量的远。 但这 样势必 需要 大量 的频率 资源 ，且 会降 低频谱 的利 用
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８ ２１ ／ Ｍａ 组 网关键技术探析 ０ ．６Ｗｉ ｘ
【 徐世龙 杨济安】
Ｉ ｌ圜 的频率 要析 ２／ ａ 网问机 制和资源分配 策略 ，对移Ｄ 术 区划 ＿ 主分８－Ｗ ｘ 关技 ，出阐基ｏ动性管理及入 网 ０６ｉ 组 键 术提 并述于Ｆ 技小规 １Ｍ Ｍ 复用问题，分析 了其媒体访
８ ．／ｉ ｘ 网 键 术 析 ｆ ０１ＷＭ 组 关 技 探 ２ ａ ６
个部分 ，如 图１ 示 。图１ 所 中，８ ２１ ／ Ｍａ 终端包括 固 ０ ．６Ｗｉ ｘ 定 、漫游 和移动３ 种类型终端；８ ２１ ／ Ｍａ 接入 网主要 ０ ．６Ｗｉ ｘ 的阻挡 物， 否则 相邻站 点 不允许 出现 相 同方 向的同频 复 用。如果要复 用，可 以采用不 同的极化 方向以获得２ Ｂ Ｏｄ 的额 外隔离度 。 （） ２ 同一站点， 同一扇 区，尽可 能不使 用邻频进 行组
＿ 与初始 化的 问题也进行探讨 。并在 此基础 上，指 出组 网时应该 注意的问题和对发
徐世 龙 重庆 邮电 大学通信 学院硕士研 究生 ，专业方向 为通信 与信 息系统，主要研 究
无线 网络协议分析 ，Ｂ Ｇ、 Ｇ中的无线 资源管理及 宽带无线接入。 ３ ４ 杨济安 １ ６ 年 毕业于北京邮 电学 院无线系，重庆邮 电大学通信 学院教授 ，硕士 生导 ９７ 师。主要研 究领域为数字信号处理 ，通信 ，电路 分析 与设计 以及遥感技 术。
册频 点为最佳 。 （） ３同一站点，同一扇区，不可 以使用同频。 （ ） 一站 点，相 邻扇 区，不可 以使用 同频。在采 用 ４同 高性能天线的情况下，如果终端的位置不在相邻 两个扇 区
图１ ０ ． ／ ｉａ 网络参考架构 ８ ２１ Ｗ Ｍ ｘ ６
在标 准 中提供 的 Ｐ ＭＰ （ ｏｎ ｏ Ｍｕｔ Ｐ ｉｔ点到 Ｐ ｉｔｔ ｌ－ ｏｎ ， ｉ 多 点 模式 ）工作 模 式 是 通信 系统 中的 基 础模 式 ， 整 个 小 区 由一个 Ｂ Ｂ ｓ ｔｔ ｎ 基 站 ） Ｓ（ ａ ｅ Ｓ ａ ｉ ， ｏ 角色 管理 ， 所 有 的 Ｓ （ ｕ ｓ ｒ ｅ ｔｔ ｎ终端） Ｓ Ｓ ｂ ｃｉ ｒ ａｉ ， ｂ Ｓ ｏ 的通信都 需要 Ｂ 的调度，况 Ｓ 且 由于移动 性的 引入 ，移动用 户要在不 同的 Ｂ 覆盖 区间 Ｓ 移动并实施通信链路 的切换 ，需要 为移动 用户 提供无缝的 网络覆盖 以便保 障用户 的Ｑｏ Ｓ。由此分析得 出，８ ２１ ， ０ ．６ Ｗｉ ｘ Ｍａ 网络 组网关键技 术包括基于ＯＦ ＤＭ频率 复用技术的 小区规划方案 、媒体访 问机制 、入 网与初始化 、资源分 配 策略、认证计 费和移动性管理等方面 。
１ ０ １ ／ Ｍａ 组网关键 技术 ８ ２ Ｗｉ ｘ ６
．
８ ２ １ ， Ｍａ 作为分组 数据的补充 网络 ， 同时随着 ０ ．６ｗｉ ｘ 它 对移动 性有 较好 的 支持， 可能会 实 现单独 组 网并全 网
覆盖 。其 网络参考 架构可 以分成终端 、接入 网和核心 网３
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