1、前言

WiMAX是基于IEEE 802.16和ETSI HiperMAN无线城域网（MAN）标准的无线数字通信技术。它可为固定站（例如台式电脑）提供高达50km的宽带无线接入（BWA），为移动站（例如笔记本电脑、移动电话、个人媒体播放器和PDA）提供5～15km的宽带无线接入。

与Wi-Fi等无线技术相比，WiMAX具有更强的抗干扰性，可提供更高的带宽利用率，并且可在更远距离上以更高的速率传输数据。WiMAX可在授权和非授权频率上进行操作，所以可为无线载波提供规范的环境和可行的经济模式。这些优势加上遍布全球的技术支持（例如正在全球进行的部署、频谱分配和标准化），使WiMAX成为在全球业务未覆盖地区快速、经济高效地开通超快速宽带无线接入的第一选择。

2、技术

WiMAX的固定版本（IEEE 802.16-2004）可使用2～11 GHz频段向固定设备提供非视距（NLOS）传输。较高的频率要求视距内的覆盖范围。固定WiMAX可在30英里的距离内，以高达75 Mbit/s的速度提供高吞吐率宽带连接。它基于正交频分多址（OFDM），使用多种导频音，并支持从BPSK到64 QAM的调制范围。WiMAX系统可以使用授权或非授权频谱中1-28 MHz、包含256个子载波（192个数据子载波）的多种带宽。它可用于“最后一英里”宽带连接、热点和蜂窝回程，以及面向企业的高速企业连接等各种应用。

该标准的移动版本——IEEE 802.16e-2005是802.16-2004的扩展，用于2～6 GHz频段中的移动应用。它可以将WiMAX技术构建到笔记本电脑和其他移动设备中。

WiMAX论坛是业界领先的组织，帮助加快基于IEEE 802.16标准的宽带无线网络的部署。该论坛创建于2001年，通过验证宽带无线产品的一致性和互操作性来达到这个目的。可在三个WiMAX论坛指定的认证实验室（WFDCL）中的任何一个实验室中，通过经WiMAX论坛认证的测试和验证程序进行认证。这些实验室包括：西班牙的AT4无线实验室、韩国的电信技术协会和中国的中国信息产业部电信研究院。

3、市场影响

WiMAX技术在全球的应用越来越广泛。Dell'Oro集团的分析家预测，到2011年，移动WiMAX市场的年复合增长率将超过50％。全球正在如火如荼进行的移动WiMAX试运营和商业部署证明了这种飞速增长。欧洲、印度、波多黎各、俄罗斯、韩国和美国等国家和地区纷纷开通此类业务。此外，许多运营商正计划部署类似的固定系统或努力使移动WiMAX设备通过认证。截止到2006年6月，超过200家运营商计划部署WiMAX或已经部署试运营或商用系统，参见图1。

图1　WiMAX网络的区域发展

表1　802.16无线技术比较

本表格由TeleGeography公司提供，突出显示了近期的部署，其中大多数网络计划在亚太地区部署或试运营。

WiMAX能够为“最后一英里”宽带互联网业务提供价格更低、更灵活的高性能解决方案，因此在全球得到广泛部署。以典型的20MHz通道带宽部署情况为例。WiMAX产品在近距离可支持65 Mbit/s的下行链路数据速率，在9-10千米的距离上可支持16 Mbit/s的下行链路数据速率。充足的带宽和传输范围能够支持几百家企业用户或数千个家庭用户同时高速访问三重播放应用（例如提供话音、数据和视频业务的应用）。

一些分析家认为固定WiMAX注定将像数字用户线（DSL）和电缆调制互联网接入技术一样得到广泛使用，而另一些分析家则认为其真正的发展潜力在于移动通信。移动WiMAXTM为当前的蜂窝运营商提供了另一种选择，运营商可以使用它来补充城域网中的网络，以提供具有完整特性的多媒体移动应用（包括音频、数据和视频）。新的运营商可以部署该技术，与蜂窝网络进行比较。

4、当前的挑战

尽管其得到市场越来越多的认可，但是许多不利因素仍使WiMAX系统设计面临巨大挑战，包括当前需要更大覆盖范围、更快数据速率和更低价格的用户。802.16标准本身也存在问题，使得工程师在系统射频要求和架构方面需要考虑许多不同的因素。WiMAX系统是按时分双工（TDD）、频分双工（FDD）还是按半双工FDD部署的?WiMAX系统是基于超外差式还是基于直接转换式射频架构?如果不能有效解决这些挑战中的任何一个，都会妨碍WiMAX的应用，并直接关系到WiMAX产品的成功。现在面临的其他部分工程问题还包括：

4.1　严格的EVM要求

802.16标准规定，基于1％的包误码率，误差矢量振幅（EVM）最高为-31 dB。虽然此误码率和严格的接收机噪声系数（7 dB最大值）有助于WiMAX实现更大的覆盖范围，但必须满足EVM目标也有许多问题。例如，这意味着所有的系统模块都必须具有更好的线性特征，且相位噪声必须远远优于802.11中的设计。相应地，苛刻的相位噪声要求对合成器有影响，可能需要更长的稳定时间。

苛刻的EVM要求还对功率放大器（PA）有影响。在WiMAX系统中，PA必须提供更高的功率、具有更好的线性、能够处理高峰均功率比（PAPR）——大约10 dB。但因此它们也会消耗更多的功率，而且效率更低。结果，我们必须付出相当大的努力来开发更高效、线性度更好的PA，特别是在功耗至关重要，的移动应用中。

4.2　接收机性能

802.16标准支持使用子信道，这意味着基站（BS）可以只通过部分数据子载波向指定用户传送信号，而不必使用全部192个数据子载波来进行传送。在较少载波上使用相同大小的功率可以扩大系统的覆盖范围，但是由于子载波的间距更小，因此对相位噪声和计时抖动的要求就更高。同样，必须使用高性能合成器。

在移动WiMAX接收机设计中增添MIMO功能可能使设计更加复杂。在移动站（MS）中寻找足够隔离两个接收天线的空间非常困难，但对确保信号恢复至关重要。区分多个数据流与接受信号的需求对处理器提出了更高要求。

WiMAX系统依赖多路径提供非视距（NLOS）覆盖。系统中使用的接收机特别容易受到相位噪声、计时抖动和频率失配/同步的影响。鉴于标准对于相位噪声和抖动的要求非常严格，这可能对系统提出严峻的挑战。通过扩大覆盖范围和数据速率来提高接收机的性能，将会有效地解决这一问题。如果接收机的性能不足，那么WiMAX系统的覆盖范围和数据速率以及价格都将会受到影响。

 

 

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   来源：中国新通信