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WiMAX 无线标准进展概况

WiMAX 无线标准进展概况. 提纲. 一、 IEEE 802 无线标准系列 二、 IEEE 802.16x 标准族 三、关于 IEEE 802.20 标准 四、未来的关注点. 一、 IEEE 802 无线标准系列. 802 标准委员会已发布或正在制定的无线标准系列有： : 802.11x, 802.15x, 802.16x, 802.20x. Global Wireless Standards. WAN. 3GPP, EDGE (GSM). IEEE 802.20 (proposed). MAN.

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WiMAX 无线标准进展概况

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Presentation Transcript

  1. WiMAX无线标准进展概况

  2. 提纲 一、IEEE 802无线标准系列 二、IEEE 802.16x标准族 三、关于IEEE 802.20标准 四、未来的关注点

  3. 一、IEEE 802 无线标准系列 • 802 标准委员会已发布或正在制定的无线标准系列有：: 802.11x, 802.15x, 802.16x, 802.20x

  4. Global Wireless Standards WAN 3GPP, EDGE (GSM) IEEE 802.20 (proposed) MAN IEEE 802.16 WirelessMAN ETSI HiperMAN & HIPERACCESS LAN ETSI HiperLAN IEEE 802.11 WirelessLAN PAN ETSI HiperPAN IEEE 802.15 Bluetooth

  5. 802无线标准系列主要特征比较

  6. 与802无线标准相关的产业联盟 • Wi-Fi—— Wireless Fidelity 与802.11x标准相关的产业联盟 • WiMAX—— World Interoperability for Microwave Access 与802.16x标准相关的产业联盟 SIG—— Blueteooth Special Internet group 与802.15.1标准相关的产业联盟 MBOA—— Multiband OFDM Alliance 与802.15.3a标准相关的产业联盟 ZigBee—— ZigBee Alliance 与802.15.4标准相关的产业联盟

  7. 二、802.16x无线标准族

  8. 802.16系列各空中接口标准特征的比较

  9. Wi-MAX组织 • 2001年4月9日成立的非赢利组织,旨在对基于IEEE802.16标准和ETSI HiperMAN标准的宽带无线接入产品制定一套测试规范和认证体系,对其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.这将有利于广泛应用、开发芯片、降低研发及生产成本。 • IEEE和ETSI是标准的制定者；WiMAX组织是标准的推动者。 R

  10. 固定无线接入技术（802.16d)的空中接口规范 管理实体 特定服务汇聚子层 特定服务汇聚子层 CSSAP 网络管理系统 标准范畴 MAC 公共部分子层 MACSAP 管理实体 公共部分子层 安全子层 安全子层 物理层 PHYSAP PHY 管理实体 物理层 管理平面 数据控制平面

  11. 固定无线接入技术的空中接口规范-物理层

  12. 固定无线接入技术的空中接口规范-MAC层 • MAC层最显著的特征是：它是基于“连接”的， 所有SS的数据业务及与此相关的QoS要求都在“连接”范畴中来实现；每个连接都由一个连接标示符（16bit）来唯一标示（CID）； 一个SS注册后，连接及相应的服务流提供给这个SS；连接需要维护时，维护要求则随着连接的业务类型不同而改变； 一个连接分配一个服务流，服务流将与带宽分配过程联系在一起。服务流的概念是定义了在连接上传输的PDU（协议数据单元）的QoS参数；

  13. MAC层包括三个子层 • 特定服务汇聚子层-CS子层 负责完成外部网络数据与MAC公共子层数据之间的映射，定义了两种接口规范：ATM和Packet（802.1Q、802.3以太网和IP） • 公共子层-CPS子层 负责提供MAC层的核心功能，包括系统接入、带宽分配、连接建立和维护等。 • 安全子层 负责提供认证、密钥交换和加密。

  14. 802.16支持移动性的空中接口规范 • 802.16e是对802.16d的增强,它定义了一个结合固定与移动宽带无线接入的系统,支持用户站以车速移动和基站或小区间高层切换的功能; • 802.16e移动宽带无线接入的协议模型是基于802.16d模型的,针对移动性操作定义了一些附加的功能,如:切换支持、可节电的睡眠模式、寻呼以及增强的安全能力。

  15. 802.16支持移动性的空中接口规范-物理层 • 802.16e的物理层实现方式与802.16d是基本一致的,差别是对OFDMA进行了扩展,可以支持2048、1024、512和128个子载波，以适应不同载波带宽的要求； • 在三种物理层制式中，OFDMA更适合移动信道，因为它能够向多个用户灵活分配子载波，在部署时有可能实现频率复用系数为1。 • OFDMA中子载波在子信道中的分配无需邻接，有利于实现频率分集。 • 支持对每帧子载波的传输进行优化的功率控制，子载波具有正交性，无需像CDMA系统那样严格控制功率。 • 支持QPSK、16QAM和64QAM调制以及FEC，包括卷积编码（CC）、卷积Turbo码（CTC）和分组Turbo码（BTC）。

  16. 802.16支持移动性的空中接口规范-MAC层 • 同样包括三个子层：汇聚子层、公共部分子层和安全子层。 • 移动性支持： 邻域广播列表（保证高效率的基站扫描） 切换信令（在基站间切换SS的连接） 周期性扫描（SS 周期性地寻找它可能切换的基站） 休眠模式（SS周期性地进入低供电模式已延长电池的供电时间） 空闲模式（SS断开与网络的连接，但是能够周期性地侦听网络消息并根 据所在位置更新网络，当有呼叫进来时网络能够呼叫到用户） • 调度和服务质量保证 基站中含有一个调度器，由它决定哪个终端什么时候发送数据，调度器响应SS站的带宽请求信息，通过调度或轮询上下行数据传输来决定如何满足每个连接的QoS要求， 上行连接通过轮询来获得信道的接入，上行连接有四种类型：UGS、rtPS nrtPS、BE，对每种类型调度器安排不同的轮询方式。

  17. 802.16的基本业务 • UGS(Unsolicited Grant Service) • 非请求的带宽分配业务，如T1/E1及话音Over IP • 基站可为实时业务提供固定尺寸的时隙. • rtPS(Real-Time Polling Service) • 实时轮询业务，如MPEG 视频，用于周期性的、数据包大小不固定、比特率可变的传输。 • nrtPS(Non-Real-Time Polling Service) • 非实时轮询业务，如高带宽的FTP.轮询周期长，容许SS利用竞争请求机制。 • BE(Best Effort service) • 提供尽力而为的业务，SS必须用上行竞争请求机制传输数据。

  18. 下表是SCDMA、3G与WiMAX在接入速率方面的比较 SCDMA TD-SCDMA WCDMA 802.16e 载波间隔 0.5MHz 1.6MHz 5MHz 5/10/20MHz可选 每载波用户数 话音用户：30个码道/音速率32K/最大约30个用户； 最多约24个音频用户； 理论上，单载波宽度情况下：98个（AMR 7.95 kbps）或49个（AMR 12.2kbps） 支持60个用户接入 速率单载波最大 每用户使用4个载波，最大速率可达3Mbit/s；（QAM64） 初期最高达384kbit/s；最高可到2Mbit/s（单载波） R99：最大下行384kbit/s； R5：最大下行（HSDPA）10Mbit/s（标准制订中）； 5MHz载波最大速率为15Mbps 单用户最大带宽 2~3Mbit/s； 最高2Mbit/s； WCDMA（HSDPA）方式可以到8~10 Mbit/s 20MHz载波时最大25Mbps 高速运动时的数据速率 60~80km/h,大于1Mbit/s； 120km/h时，最低144 kbit/s； 30km/h, 384kbps 500km/h时，最低144 kbit/s； 30km/h, 384kbps; 120km/时2~4Mbps

  19. BWA Application Map Portable Licensed and Unlicensed Wireless DSL Services Mobile Licensed Broadband and Wideband Services Fixed Licensed and Unlicensed DSL and T1/ T3 Level Services Cellular Wideband 漫游 Broadband 指定区域 局域网回传 住宅接入 WiMAX 802.16e WiMAX 802.16e+ WiMAX 802.16d WiMAX 802.16d WiFi 802.11 2.5G, 3G Source: Intel Corp.

  20. Broadband Wireless “Sweet Spot” BWA Wi-Fi Cable/DSL Broadband Satellite Typical User Data Rate 3G Bluetooth 专用网 Cellular 2.5G Narrowband 拨号上网 1G Local Area Mobile Wide Area Fixed Metro Area

  21. WiMAX的产业动态 • WiMAX产业联盟目前已有近百家公司参加，9月份Cisco和Motolora最新加入该组织，中兴是国内加入较早的成员之一，华为在2002年就完成了BWA项目评估，全球已有5大电信运营商加入了该组织。 • Intel事实上早在2001年就开始了针对该项标准的芯片研究，主要的合作伙伴是以色列Alvarion公司、英国Airspan公司等，用于固定无线接入的802.16d芯片已商用化,系统级产品预计在2005年5月会进入市场；Intel最近推出的Rosedale芯片将主要用于掌上终端，预计2006年融入笔记本电脑芯片组，（Intel现已宣布停止Wi-Fi芯片在笔记本电脑中的集成）2007年将用于智能电话终端。

  22. WiMAX芯片是一种MAC/PHY集成式的基带“SOC”芯片，它包含了802.16d/e的MAC层与物理层，其中，物理层的OFDM技术是采用的DSP技术和快速傅立叶/快速傅立叶逆变换实现的。WiMAX芯片是一种MAC/PHY集成式的基带“SOC”芯片，它包含了802.16d/e的MAC层与物理层，其中，物理层的OFDM技术是采用的DSP技术和快速傅立叶/快速傅立叶逆变换实现的。 • 全球在WiMAX芯片上与Intel竞争的公司主要有： 日本富士通微电子公司 法国Sequans通信公司 加拿大Wavesat 公司 • WiMAX产品的市场销售目标是:基站每载频1万美圆， CPE每端300美圆。

  23. Intel在04年与大连和成都市政府签署了部署WiMAX网络的合作协议（802.16d固定无线城域网接入）。Intel在04年与大连和成都市政府签署了部署WiMAX网络的合作协议（802.16d固定无线城域网接入）。 • 中国的运营商在WiMAX技术上的态度尚不明朗，其中主要的原因是：目前更多的资源都投入到3G上， 但据了解有些运营商在2005年有开展WiMAX试验网的计划。 • 预测WiMAX的大规模商用至少还需2年多的时间。

  24. 三、关于IEEE 802.20标准 • 是移动宽带无线接入（MBWA)空中接口规范 • 全面支持实时和非实时业务，支持从MBWA到WLAN的漫游及切换 • 支持IPV4和IPV6 • 空中接口融入了对QoS的支持，与核心网级别的端到端QoS相一致 • 自动判断是否需要优化用户数据速率以满足对射频环境的匹配 • 空中接口具有各网络间的开放型接口，并可提供相互鉴权信息 • 可为250km/小时的高速移动车辆提供每用户1Mbps的宽带无线接入业务

  25. 四、未来的关注点 • QoS的研究 有线网络QoS研究是在网络层以上提供服务质量保证，如：综合服务/资源预约、区分服务、多协议标签交换、流量工程、约束路由、子网带宽管理等，但上述机制不能用于无线网络里，原因是； 无线传输受串扰及多径影响，速率比有线网络低，误码率高； 802系列无线标准为了灵活性和兼容性，协议标准只制定了MAC层和PHY层，因此，WiMAX是一个底层技术，网络上层与无线链路层分离，对端到端业务的QoS无法得到发挥。 在异质网络中不解决这个问题就解决不了端到端的QoS问题。 • IPV6的研究 下一代网络必然向IPV6过度，无线产品支持IPV6是大势所趋。 • 安全机制的问题

  26. 802无线标准的技术定位 4G? • 在无线通信技术中的位置

  27. 本报告仅反映802无线标准的一些动态所有观点仅供参考本报告仅反映802无线标准的一些动态所有观点仅供参考 谢谢大家！

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