无线城域网：瞄向下一代

无线城域网：瞄向下一代 

组网模式更灵活

在无线城域网中，宽带无线接入系统通过核心网络,对楼群之间的用户提供网络连接(见图1)。与其他接入手段相比，802.16宽带无线接入系统以最低的成本提供真正有区别的宽带通信业务。在家庭和小企业范围内，宽带无线接入将与电缆和DSL网络竞争；在中等规模企业楼宇内，宽带无线接入能够支持高速率连接，将与光纤连接竞争。它可使数以千计的用户在无线城域网(WMAN)中共享数据、话音和视频服务，而且随着信道、带宽和用户需求的增加，运营商还可使系统扩容。

在802.16标准拓扑结构中，连接到公网上的每个基站可以与数以百计的固定用户台通信(见图2)。每个用户台一般安装在楼顶，通过无线城域网MAC，每个基站分配上行和下行传输带宽，迅速满足用户不同优先级的带宽需求。空中接口设计成在完全服务质量(QoS)的支持下，传送数据或多媒体业务。MAC在相融的体系结构内，支持猝发频分双工(FDD)和时分双工(TDD)传输。它还支持实时自适应调制和编码，这样，在每次猝发传输时，链路中对每个用户台的通信都能迅速得到优化。

技术标准作保障

802.16标准定义无线城域网单载波空中接口，即传输频率10～66GHz的单载波调制模式。在这些频率上，信号传输严格限制在视距范围内，但所分配的可用频率很多，而且每25MHz信道都可重复使用，数据传输速率高达120Mbps。其主要市场将包括商业、工业和居民区住宅用户。

IEEE 802.16标准规定的无线城域网MAC为宽带无线接入提供了基础，但物理层不适合较低频率的应用，分配的可用频率较窄，而且要求非视距传输。因此，IEEE 802.16标准便有了修正草案IEEE 802.16a，以解决较低频率的无线连接问题。IEEE 802.16a对5～6GHz 的特许和非特许频段的通信作了明确规定，在特许频段内采用3种物理层模式中的任何一种提供兼容性：单载波调制、正交频分复用(OFDM)和正交频分多址(OFDMA)。在各种管理环境和部署环境确定的情况下，经营特许频段业务的运营商就可以选用一种模式定制其解决方案。至于非特许频谱采用哪一种模式尚无规范，但就IEEE 802.16a标准而论，目前的修正草案规定用OFDM模式。

在非特许频谱通信时，无线城域网之间以及无线城域网与无线局域网等其他通信业务之间会产生干扰。作为解决这个问题的一个办法，802.16a修正草案为非特许频谱规定了动态频率选择，并支持有些用户台绕过基站与其他转发数据的用户台通信的网状结构，从而扩大了蜂窝覆盖范围，直接连接基站不能连接的用户。

IEEE 802.16a是一种固定带宽无线接入系统的空中接口标准，采用该接口标准，2～11Gz的无线城域网作为有线网络“最后1公里”连接公网的替代手段能够得以实现。它所支持的特许和非特许传输频率非常适合采用超视距传输的住宅用户和小型企业用户应用。依据该标准开发的传输设备的主要用户将是互联网服务提供商和独立经营的电话公司。

业界人士认为，IEEE 802.16a标准展现了宽带无线通信的新前景，为用户应用多媒体业务提供了一种容易安装、无须有线连接核心网络的新方法。

此外，IEEE 802.16a使MAN技术与IEEE 802.11无线局域网适当集成，其基站将成为以无线方式连接互联网中热点业务的理想手段，并将在有线基础设施不发达的地区发挥重要作用。

QoS有说法

宽带无线接入，其电波是通过自由空间传输的，易受树木、建筑物、天气和车辆等各种不可预测的因素影响。IEEE 802.16标准考虑到了这些因素，并融入了对视距宽带无线接入系统建立可靠连接的MAC机制。在2～11GHz的修正草案中，还考虑了妨碍视距和非视距传输的因素。

无线城域网中的MAC机制提供不同的QoS，以支持不同应用的不同需求。例如，话音和视频传输要求低时延，但允许有个别误码。相反，数据传输则不允许有误码，但允许时延。IEEE 802.16在MAC，根据与不同要求相适应的特性，提供话音、视频和其他数据传输。IEEE 802.16标准支持自适应调制，从而有效地平衡不同的数据率和链路质量，几乎可在瞬间调整调制方法，实现最佳数据传输。自适应调制允许有效地利用带宽，更加广泛地适应用户需求。

IEEE 802.16还支持频分双工和时分双工。频分双工是传统的复用方法，它已经在蜂窝电话中得到广泛应用。它要求2个配对信道，1个用于发送，1个用于接收，为减轻自身干扰，还要求在收发信道之间有一定的频率间隔。时分复用在信道结构化配对的环境中， 收发都用同一个信道提取，从而提供一种高度灵活的复用模式。

目标瞄向下一代

基于下一代互联网的宽带无线接入要求新一代接入网，用户将要求通过无线接入提供高速多媒体网络业务。这一要求将推动高带宽接入技术的发展，并需解决最后1公里接入所面临的新问题。

首先面临的问题是设计高性能数据链路控制协议集，其中包括基于QoS的MAC协议，以及对互联网提供无线接入的高性能差错控制协议。第二个问题是支持IP移动性。现有的移动IP协议可对移动主机提供不间断的互联网连接，但不能支持实时位置跟踪和最佳路由。此外，与数据包隧道效应有关的带宽和协议开销也很高，因此，为能支持对移动主机有QoS保证的数据传送，对下一代互联网的无线接入必须考虑增强现有的移动IP协议。

鉴于上述问题，IEEE 802.16研究组的研究目标是设计提供宽带无线接入的MAC协议、差错控制模式和移动管理解决方案，并能保证多媒体业务的QoS要求。

本文原载于计算机世界网