WiMAX :目标是4G

在3G经历了漫长的等待之后，WiMAX(IEEE 802.16)像是打开了一扇崭新的窗。

从技术特点和应用场景上来看，WiMAX与3G/E3G是一种竞合关系，甚至互补性更强。但是，WiMAX改变了传统蜂窝移动通信兼容的稳健路线，在一直是双元（GSM和CDMA）发展的平稳格局中增加了多极化的竞争元素。历史上3G走过的弯路也让人们对这一后来者寄予了无限厚望。

不过，不论是WiMAX还是传统的移动蜂窝通信技术，都在积极地为4G做预备。与目前的蜂窝技术相比，WiMAX在初期投资、业务承载与速度等方面确实有一定优势，但随着时间的推移，双方各擅胜场的现实将使两者之间的竞争关系更加复杂。

技术并非是WiMAX发展的惟一决定性因素，用户的使用需求、政府的频谱分配和管制政策、运营商的竞争格局、两者背后所代表的利益集团之间的博弈都会对其发展造成重要影响。尽管现在要预言WiMAX与3G/E3G的竞争前景还为时尚早，但我们今天已经能够看到两者在技术演进方面的共同方向。

宽带无线接入技术（BWA,Broadband Wireless access）是指以无线传输方式向用户提供接入（连接到）宽带固定网络的接入技术。广义上说，只要是通过无线方式接入网络并能提供宽带数据服务的技术，都可以纳入到宽带无线接入的范畴。根据覆盖范围的不同，宽带无线接入可划分为个域网（PAN）、无线局域网（WLAN）、无线城域网（Wireless　MAN）和无线广域网（Wireless WAN），覆盖范围由10m以内到100m以内、再到城市范围覆盖、再到极大范围覆盖。这个概念涉及的领域非常广，但是通常业界所指的宽带无线接入技术主要指的是城域覆盖范围内的接入技术。其中，近年来出现的支持固定和一定移动性的城域宽带无线接入技术是目前业界最为关注的，最具影响力的首推WiMAX（World-wide InterOperability for Microwave Access，微波存取全球互通）技术。

通信走向无线化、宽带化和ip化

近年来，在全球通信产业发展中，以移动通信技术和宽带IP数据通信技术发展最为迅速。整个通信产业的技术发展呈现三个发展趋势——无线化、宽带化和IP化。

无线化：实现移动化是最终目标。

从电话网的发展可以看到，移动通信带给人们的是通信方式的一种变革，带给运营商的是巨额利润和新的业务增长。全球范围内移动电话的用户数量已经超过固定电话的用户数量。移动通信技术必然是未来通信市场的亮点。

宽带化

互联网业务的发展推动了市场对宽带的需求，宽带用户的增长速度在全球主要地区已经超过移动用户。虽然宽带市场的利润没有移动通信市场那么大，但是随着视频业务、流媒体等业务的发展，用户对宽带接入的需求日益突出。光纤的发展大大提高了核心网的传输能力，因此最后一公里的宽带化将成为制约用户需求的重要因素。

IP化：网络向对IP业务优化的宽带分组网演进成为NGN未来的要害所在。

下一代网络将采用IP协议作为承载，从核心网一直到用户设备，均支持IP协议和多样化的业务。

无线通信的这一发展趋势同样也反映在宽带无线接入技术的发展路线之上。即从传统的只支持固定接入向支持宽带移动接入发展，WiMAX可以看作是其中最为典型的技术。

WiMAX技术与应用发展

WiMAX技术分类

根据是否支持移动特性，802.16标准可以分为固定宽带无线接入空中接口标准（802.16d，固定WiMAX，又称802.16-2004）和移动宽带无线接入空中接口标准(802.16e，移动WiMAX，又称802.16-2005)。

WiMAX的标准化组织

WiMAX技术的标准化工作主要在802.16工作组和WiMAX论坛内进行。802.16工作组主要针对Wireless MAN的物理层和MAC层制定规范和标准，而为了形成一个可运营的网络，802.16技术必然还需要其他部分的支撑，WiMAX论坛应运而生。

WiMAX 论坛成立于2001年4月，最初该组织旨在对基于IEEE 802.16标准和ETSI HiperMAN标准的宽带无线接入产品进行一致性和互操作性认证，通过WiMAX认证的产品会拥有“WiMAX CERTIFIED”标识。随着802.16e技术和规范的进展，该组织的目标也逐步扩展，不仅要建立一整套基于IEEE 802.16标准和ETSI HiperMAN标准的认证体系，同时还致力于可运营的宽带无线接入系统的研究、需求的分析、应用模式的探索以及市场的拓展等等一系列大力促进宽带无线接入市场发展的工作。通常认为，802.16工作组是WiMAX空中接口规范的制定者，而WiMAX论坛是技术和产业链的推动者。目前WiMAX几乎成为了802.16技术的代名词，其空中接口规范涵盖了802.16d/e标准。

应用场景

WiMAX 论坛给出了WiMAX技术的5种应用场景定义：固定、游牧、便携、简单移动和全移动。

固定应用场景

固定接入业务是802.16 运营网络中最基本的业务模型，包括：用户因特网接入、传输承载业务及Wi-Fi热点回程等。

游牧应用场景

游牧式业务是固定接入方式发展的下一个阶段，终端可以从不同的接入点接入到一个运营商的网络中。在每次会话连接中，用户终端只能进行站点式的接入。在两次不同网络接入中，传输的数据将不被保留。在游牧式及其以后的应用场景中均支持漫游，并应具备终端电源治理功能。

便携应用场景

用户可以步行连接到网络，除了进行小区切换，连接不会发生中断。便携式业务在游牧式业务的基础上进行了发展，从这个阶段开始，终端可以在不同的基站之间进行切换。当终端静止不动时，便携式业务的应用模型与固定式业务和游牧式业务相同。当进行切换过程时，用户将经历短时间（最大2秒）的业务中断或者感到一些延迟。切换过程结束后，TCP/IP应用对当前IP地址进行刷新，或者重建IP地址。

简单移动应用场景

简单移动场景下，用户在使用宽带无线接入业务中，能够步行、驾驶或者乘坐公共汽车等，但速度达到60～120公里/小时后，数据传输速度有所下降。这是能够在相邻基站之间切换的第一个场景。在切换过程中，数据包的丢失将控制在一定范围内，最差的情况下，TCP/IP会话不中断，但应用层业务可能有一定的中断。切换完成后，QoS将重建到初始级别。简单移动和全移动网络需要支持休眠模式、空闲模式和寻呼模式。移动数据业务是移动场景（包括简单移动和全移动）的主要应用，包括目前被业界广泛看好的业务如移动E-mail、流媒体业务、可视电话、移动游戏、移动VoIP（MVoIP）业务等，同时它们也是占用无线资源较多的业务。

全移动应用场景

在全移动场景下，用户可以在移动速度120公里/小时甚至更高的情况下，无中断地使用宽带无线接入业务，当没有网络连接时，用户终端模块将处于低功耗模式。

空中接口技术

与IEEE组织发布的其他802协议类似，IEEE 802.16标准所关心的是用户终端同基站系统之间的空中接口，并且主要定义空中接口的物理层和MAC层。

附表包括了802.16d和802.16e的工作频段和要害技术参数。802.16e和802.16d的物理层可选用三种技术: 单载波、OFDM和OFDMA。单载波这个选项主要是为了兼容10GHz～66GHz频段的视距传输（OFDM和OFDMA只用于< 11GHz的频段）。虽然在802.16d/e协议中，单载波物理层也可以用于2GHz～11GHz频段，但通常认为802.16d的典型物理层技术是OFDM，802.16e的典型物理层技术是OFDMA。

802.16e在移动性上的增强

为了支持移动性，802.16e标准在802.16d标准的基础上作了一定的增强，主要包括：

● 802.16e对OFDMA物理层进行了修改，使其可支持四种不同的子载波数量，但子载波间隔不变，信号带宽与子载波数量成正比，这种技术称为可扩展的OFDMA（Scalable OFDMA）。使用这种技术，系统可以在移动环境中灵活适应信道带宽的变化。

● 802.16e定义了切换过程，明确了切换的MAC层信令，完善了切换过程中的测距（ranging）操作，增加了基于多天线的软切换功能等。

● 802.16e对移动终端的支持包括:确定了省电模式，除正常工作状态外，还支持空闲状态和睡眠状态。增加了低复杂度、低延时的LDPC信道编码。

● 为了适应多变的移动信道环境，802.16e中增加的功能包括:支持灵活的带宽使用，增强了HARQ、AMC、智能天线和空时码的功能，增加了TDD系统的闭环发送（close-loop transmission）功能。

WiMAX技术的后续演进

目前在IEEE 802.16WG中已经开始讨论WiMAX技术的增强型技术，项目的编号为802.16m，旨在提供更高的移动性和更高的传输速率，其目标是IMT-Advaced和NGMN（参见小资料）。这一工作目前处在启动阶段，正在研究具体的需求。

WiMAX相关设备与产业发展

产业链规模

推动WiMAX产业发展的组织是WiMAX论坛，目前加入WiMAX论坛的成员包括运营商、设备制造商以及各种研究机构。从成员的分布来看，包括了产业链的各个环节。运营商包括固定网络运营商和移动网络运营商，设备制造商既包括传统的固定无线接入的设备制造商也包括传统的电信设备制造商。从WiMAX论坛的规模和成员种类来看，产业链中的每个环节都包括有实力的厂商积极参与，具有较强的产业发展实力和潜力。

设备研发进度

支持IEEE 802.16e的芯片现在已经推出，初期阶段的设备将支持固定和游牧方式，支持全移动方式的设备将在1～2年后推出。从终端的形式和面向的用户而言，面向家庭接入和商务用户的笔记本电脑便携式应用，商用时间要到2007年以后。面向个人用户市场的手持式PDA终端全移动业务应用，商用时间估计要到2010年以后。

频率资源

在频率问题是目前WiMAX产业发展面临的最大问题，目前全球没有统一的频段，已明确分配WiMAX使用频率资源的国家较少，而且不统一。

应用现状

已经商用或者有明确商用计划的运营商主要在韩国和美国。

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WiBro(Wireless Broadband)是韩国提出的宽带无线接入服务，应用在2.3GHz频段上。WiBro完全遵从802.16e标准，可以看作是802.16e标准的子集，采用OFDMA/TDD技术,系统带宽9MHz, 下行速率18.4Mbps, 上行速率6.1Mbps。WiBro目前已经商用，其中规模比较大的是KT的网络，主要用于提供移动宽带无线接入业务。

美国SPRint也公布将采用移动WiMAX技术，使用2.5～2.69GHz的频段，网络建设将从2007年开始进行，首先应用于便携和游牧的场景，后续将支持移动的手持终端和PDA。

WiMAX技术的未来发展

看未来WiMAX技术的发展，就不能不考虑它和3G之间的关系，WiMAX技术如何与3G以及演进型技术共存，是WiMAX未来发展定位中需要重点考虑的因素。

从上面的技术特点介绍可以看出，WiMAX技术支持一定的移动性，这也是WiMAX技术最为显著的特点。正是这一原因，宽带无线接入技术的发展也受到了传统移动通信领域的关注，在未来的移动通信发展方向上，宽带无线接入技术的特点与移动通信未来演进技术的特点非常相似。

因此，3G/E3G与宽带无线接入实际上在很大程度上存在竞争关系，主要集中在中低速移动速率环境下的无线数据服务。而这种关系根据二者商用化时间的不同，体现在不同的阶段上。对于目前的3G技术来说，商用程度远高于802.16技术，因此国外和国内一定会首先建设3G网络，而不会去等待。这是由3G与宽带无线接入的不同定位、成熟度不同决定的，同时运营商间竞争的压力，2G向3G过渡的延续性，以及数据业务的需求目前不明确，都决定了在分析3G与宽带共存发展的前提或者说可预见的环境时，3G已经具有一定规模的部署，而宽带无线接入技术，尤其是移动宽带无线接入正在不断完善并加快设备研发进程的阶段。

当然，3G与移动宽带无线接入究竟不是完全定位重叠的技术，各自的出发点不同。3G从支持话音的2G系统演进而来，在支持移动性的基础上进而提供数据接入，以及一些构建在移动网络之上的业务，短信方式的业务、定位等。而移动宽带无线接入是从无线接入演进而来，在提供数据接入的基础上，提供移动性的支持。因此，WiMAX技术与3G技术更多的是互补的关系，由3G系统提供广覆盖、高移动性的话音和低速数据业务，由WiMAX提供高速数据覆盖。

同时，3G阵营不会看着宽带无线接入技术不断成熟完善而无所作为，3GPP和3GPP2目前都在制订E3G技术标准，包括3GPP中的LTE和3GPP2中的AIE技术，这些技术的先进性或数据承载能力方面与WiMAX相同甚至更高。但标准和产品的进程可能会比WiMAX略慢。这样对于WiMAX来说，存在着一个发展时间和空间——在3G与E3G之间。假如在这之间，WiMAX得到一定规模的发展，后续将存在与E3G之间的竞争。否则，随着E3G的出现，WiMAX的发展将会面临更大的竞争压力。未来WiMAX与E3G之间的竞争可以看作是不同产业集团之间的竞争，而不是技术上的孰优孰劣; 同时，政府的管制政策，运营商的竞争格局也起着重要作用，甚至是决定性的作用。

·小资料·

IMT-Advanced与NGMN

所谓IMT-Advanced，是被ITU-R定位于IMT-2000后续规格的标准，在高速移动过程中传输速度可达到100Mb/s，低速移动过程中可达到1Gb/s。IMT-Advanced规格在2007年秋由ITU召开的全球无线通信会议“WRC-07”上确定使用频段。规格制定将于 2008年～2009年正式完成，2010年以后开始服务。802.16m的目标就是能作为被IMT-Advanced所采纳的一个规格提案。

为了迎接4G的到来，今年7月，荷兰 KPN 移动公司、法国Orange公司、美国Sprint Nextel公司、德国T-Mobile公司和全球最大的移动服务提供商英国沃达丰集团组建了一个名为“下一代移动网络”(NGMN，Next Generation Mobile Networks)的组织。它们将向全球移动运营商提出倡议，为创建4G网络作预备。目前中国移动已经加入了该组织。NGMN组织以运营商为主导，目标是研究可在2010年～2020年商用的下一代移动网络的需求，制定未来宽带移动网络的系统性能目标、功能要求和演进方式，为相关标准化组织、设备制造商开展下一代移动网络的标准化和产品开发提供明确指导。