隨著多媒體通信的發(fā)展，人們需要一種更高速率、更大覆蓋率以及具有移動性的無線寬帶接入方式，WiMAX技術(shù)的出現(xiàn)正好滿足了人們對于無線Internet的需求。如果說無線局域網(wǎng)技術(shù)解決了“最后一百米”的接入問題，那么WiMAX技術(shù)則是“最后一公里”接入的最佳解決方案。

　　1、WiMAX技術(shù)

　　全球微波接入互操作性（WiMAX）是一項無線城域網(wǎng)（WMAN）技術(shù)，有著數(shù)據(jù)傳輸速率更高，部署更靈活，配置伸縮性更強更安全，覆蓋面積更廣等特點。WiMAX網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢決定了它將是未來無線通信網(wǎng)的重要組成部分。

　　未來WiMAX與其他無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)很可能是共存于市場，就如同今天移動通信的GSM和CDMA制式共存一樣。WiMAX在組網(wǎng)結(jié)構(gòu)上可以采用與Wi-Fi/3G相同的組網(wǎng)模式，可以采用分等級的、扁平的、Mesh網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及三者結(jié)合的靈活的組網(wǎng)方式。在未來無線通信領(lǐng)域，必將是各種無線接入技術(shù)并存，各種移動通信系統(tǒng)互相兼容和合作的格局。

　　2、TD-SCDMA與WiMAX的混合組網(wǎng)

　　第三代移動通信技術(shù)主要有WCDMA、cdma2000、TD-SCDMA等，以語音通信為主，雖然可以在高速移動下保持通信，但最高數(shù)據(jù)傳輸率只有2 Mbit/s，無法滿足移動城市的要求。WiMAX適合在局部熱點地區(qū)提供高數(shù)據(jù)速率，而3G能實現(xiàn)廣域覆蓋。因此，3G和WiMAX注定是兩類互補的技術(shù)，它們的融合具有十分重要的意義。

　　WiMAX移動通信系統(tǒng)主要定位于分組數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)傳輸，其峰值數(shù)據(jù)傳輸速率可達到75 Mbit/s，比3G系統(tǒng)要高出很多，但其主要應(yīng)用為固定、便攜或者低速移動的用戶接入，在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期和中期階段并不支持高速移動下的無縫漫游。而3G移動通信系統(tǒng)具有支持快速漫游以及可以提供全網(wǎng)覆蓋的通話業(yè)務(wù)功能的優(yōu)點。如果在組網(wǎng)時將WiMAX和3G兩大系統(tǒng)結(jié)合起來，WiMAX重點實現(xiàn)寬帶無線化，滿足熱點地區(qū)的高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求，而3G重點實現(xiàn)移動通信的語音通信高質(zhì)量和無縫漫游要求，可以實現(xiàn)兩大系統(tǒng)的取長補短、優(yōu)勢互補。從而能節(jié)省二者的投資成本，達到共贏的局面，并且能滿足用戶一卡多用的需求[1]。雖然兩者在技術(shù)上有較大的差異，但是在空中接口部分TD和WiMAX都是利用TDD方式，這就給TD借鑒WiMAX空中接口技術(shù)提供了可能，TD可以在保持自己優(yōu)勢的同時，借鑒WiMAX空中接口的技術(shù)發(fā)展TDD-OFDM技術(shù)，使自身能更好的向B3G甚至未來的4G演進。因此3G和WiMAX聯(lián)合組網(wǎng)是可行的，而且是一種很有優(yōu)勢的混合組網(wǎng)體制。

　　TDD（TD-SCDMA）單獨組網(wǎng)存在的弱點：

　　（1）收發(fā)信道同頻，無法借助頻率選擇性進行干擾隔離。

　　（2）為實施與FDD不同網(wǎng)絡(luò)間共存電磁兼容，一般需預(yù)留的較大保護帶影響了整體頻譜的利用效率。

　　（3）尚無全球TDD大規(guī)模組網(wǎng)經(jīng)驗。

　　（4）全球漫游服務(wù)仍面臨較大的挑戰(zhàn)[4]。

　　也就是說TD從信道計算和基站建設(shè)方面考慮，要建設(shè)高質(zhì)量高速率的數(shù)據(jù)無縫覆蓋要求小區(qū)半徑不能太大，否則投資規(guī)模太大，并且從經(jīng)濟效益上來說也不適合支持熱點地區(qū)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)覆蓋。而WiMAX技術(shù)正好能解決這些問題。理想的聯(lián)合組網(wǎng)方案是：利用WiMAX對高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的支持能力，用WiMAX覆蓋高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)密集城區(qū)，而利用TD-SCDMA支持快速漫游以及可提供全網(wǎng)覆蓋的通話業(yè)務(wù)的優(yōu)勢實現(xiàn)語音和低速數(shù)據(jù)的連續(xù)覆蓋，并且還可以利用WiMAX系統(tǒng)提供E1接口實現(xiàn)TD基站的互聯(lián)，見圖1。如此則可以實現(xiàn)兩大系統(tǒng)的優(yōu)勢互補。具體來說則是，對于3G的用戶，WiMAX與3G的聯(lián)合組網(wǎng)可以提供更高速的寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)以及更為便宜的寬帶接入價格；對于WiMAX用戶，WiMAX與3G的聯(lián)合組網(wǎng)則可以提供更廣域的無線接入服務(wù)，以及更好的移動性能。另外，WiMAX技術(shù)與3G的融合有助于降低3G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和運營成本，并提高移動和無線寬帶業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量。

　　3、Wi-Fi與WiMAX的混合組網(wǎng)

　　Wi-Fi是目前發(fā)展很快的基于IP的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它的特點是帶寬較高但通訊范圍小，因此主要用于小范圍的無線通訊，被定義為無線局域網(wǎng)，能在一定程度和范圍內(nèi)滿足移動城市的要求。但Wi-Fi技術(shù)也存在著以下不足之處：

　　（1）Wi-Fi的特點決定了一個區(qū)域只能有一套系統(tǒng)，否則會產(chǎn)生干擾。而多個運營商之間的計費、漫游也成為了發(fā)展的制約因素。

　　（2）受傳輸距離小的限制，每個Wi-Fi接入點成為網(wǎng)絡(luò)孤島，很難覆蓋整個城市范圍。

　　（3）無法在高速移動下使用，使城鐵和公共汽車等公交系統(tǒng)成為了網(wǎng)絡(luò)盲區(qū)，無法真正實現(xiàn)移動城市。

　　WiMAX與Wi-Fi聯(lián)合組網(wǎng)，可以解決上述Wi-Fi存在的問題。WiMAX與Wi-Fi的發(fā)展是互補的趨勢，在很長的時間內(nèi)兩者是共存并相互配合，并和3G協(xié)調(diào)發(fā)展的技術(shù)。WiMAX和Wi-Fi的聯(lián)合組網(wǎng)的切實可行的方式是利用WiMAX把Wi-Fi熱點連接起來，為WLAN AP提供E1/T1和IP雙通道無線傳輸，實現(xiàn)更廣范圍的高速無線接入，使Wi-Fi擺脫地域空間的限制，更好地給用戶提供數(shù)據(jù)服務(wù)。WiMAX，Wi-Fi和3G聯(lián)合組網(wǎng)，利用統(tǒng)一的管理平臺實現(xiàn)用戶信息的共享，可以大大提高現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的性能。模型如圖2。

　　4、NGN與WiMAX的混合組網(wǎng)

　　NGN是當前通信界、計算機界、廣播電視界都十分關(guān)注的熱點。它是一個關(guān)系到業(yè)務(wù)、功能體系、QoS、安全、計算等多個方面的復(fù)雜體系。IP多媒體子系統(tǒng)（IMS）是業(yè)界公認的NGN的核心組成部分，IMS是移動網(wǎng)絡(luò)向全IP發(fā)展的一個重要里程碑，由3GPP在Release 5版本及其以上版本中提出支持IP多媒體業(yè)務(wù)的子系統(tǒng)，其核心特點是采用SIP協(xié)議和接入的無關(guān)性。3GPP和WiMAX網(wǎng)絡(luò)之間的互連必須基于IMS功能實體。IMS可向用戶提供豐富的多媒體寬帶業(yè)務(wù)，向用戶提供QoS保證。

　　將IMS與WiMAX進行互聯(lián)，從而向用戶提供豐富的業(yè)務(wù)，是十分具有吸引力的。圖3為WiMAX與IMS的互聯(lián)方式。P-CSCF和策略客戶端往往處于同一設(shè)備中。P-CSCF接收用戶通過SIP發(fā)起的服務(wù)請求。通知策略客戶端，根據(jù)SIP消息中的QoS信息，發(fā)起資源預(yù)留和授權(quán)，建立端到端的QoS。

　　5、無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)與WiMAX的混合組網(wǎng)

　　無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)（WMN）是一種多跳、具有自組織和自愈特點的寬帶無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，即一種高容量、高速率的分布式網(wǎng)絡(luò)。作為一種新型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形態(tài)，Mesh結(jié)構(gòu)已被納入2004年的802.16.802.16e以及即將制定的802.11s標準。

　　WiMAX為了擴展覆蓋范圍、增強遠離基站的終端通話質(zhì)量和提高數(shù)據(jù)吞吐量，將Mesh結(jié)構(gòu)納入到802.16系列標準中，作為對傳統(tǒng)點對點結(jié)構(gòu)的增強和擴展。工作在高頻段上的固定寬帶無線接入系統(tǒng)受視距傳輸?shù)南拗疲瑹o法直接面向許多終端用戶，但卻能實現(xiàn)較高的系統(tǒng)容量。Mesh網(wǎng)中眾多的網(wǎng)關(guān)節(jié)點則需要一個連接到骨干網(wǎng)的接口，這一接口如果采用光纖等有線技術(shù)，在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和網(wǎng)絡(luò)實施時將受到極大的限制。因此將WiMAX無線接入系統(tǒng)和Mesh網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)結(jié)合起來，模型如圖4所示，通過WiMAX無線寬帶接入基站，實現(xiàn)Mesh網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)關(guān)節(jié)點到骨干網(wǎng)的接入。另一方面，基于Mesh網(wǎng)絡(luò)的特點，IEEE 802.16標準在2～11 GHz頻段范圍內(nèi)規(guī)定在MAC層采用Mesh網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)進行覆蓋距離的擴展。Mesh通過基于分組數(shù)據(jù)的多跳路由技術(shù)繞過障礙、干擾和擁塞，很好的支持非視距傳輸，使得傳統(tǒng)的WiMAX系統(tǒng)得到增強。

　　6、結(jié)語

　　WiMAX是一種新興的卻極具競爭力的無線寬帶接入技術(shù)，但目前而言，在中國的發(fā)展前景還是未為可知的。特別是在我國單獨組網(wǎng)是不可行的，只能利用其傳輸速率高的特點和目前的組網(wǎng)技術(shù)充分融合，混合組網(wǎng)，作為移動或固定運營商分組業(yè)務(wù)的補充，才能充分體現(xiàn)覆蓋范圍廣，系統(tǒng)容量高，組網(wǎng)靈活，網(wǎng)絡(luò)健壯性高的優(yōu)勢。隨著WiMAX技術(shù)的逐步完善，它一定能在未來的高速無線通信領(lǐng)域做出卓越的貢獻。

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