WiMAX以其传输速率高、建网速度快、建设成本低、覆盖面积广、频谱利用率高等特点受到全球众多厂商的追捧，今年10月底入围3G标准更是给 WiMAX的商用铺平了道路。本期专题围绕WiMAX技术演进、商用关键问题、国内运营商组网模式、设备认证测试动态等几大热点话题，解析WiMAX进入3G标准行列之后具体的技术演进和现实问题，并推荐优秀的WiMAX解决方案供业界参考。

　　背景介绍

　　 一般在文献中，名词WiMAX与IEEE802.16可通用。但实际上WiMAX与IEEE802.16存在一定区别。WiMAX基于 IEEE802.16协议族，包含多个协议，如图1所示。其中主流的标准有: IEEE 802.16-2004, 它由IEEE于2004年通过，采用2~66GHz频段，支持多种QoS优先级。802.16d涵盖了802.16-2001至802.16a标准，是相对成熟的一个标准。为了更好地支持移动性，提供移动宽带接入，IEEE于2005年底通过、并在2006年2月发布了802.16e(IEEE 802.16-2005)规范。协议对802.16d协议OFDMA(正交频分复用接入)

       PHY进行了扩展和改进，同时在MAC层增加了切换流程和信令支持，通常认为802.16d使用OFDM-PHY规范，802.16e使用 OFDMA- PHY规范。IEEE 802.16j，是移动多跳中继(MMR)系统规范，用于扩大覆盖范围，提高系统容量，负载均衡等用途，预计于2008年发布。IEEE 802.16m是以ITU-R所提的4G规格做为目标来制定的，目前已初步完成技术需求文件。
 

        图1 802.16协议族
 
       物理层关键技术

　　WiMAX所采用的 MIMO-OFDM/OFDMA是公认的下一代无线通信的基石。OFDM也称正交频分复用，其基本原理是 
将高速数据流转换成并行的低速数据流，并将数据流交织编码调制到正交的子信道上进行传输，因此频谱利用率高。OFDMA又称正交频分复用多址，它能够通过下行链路复用传输到多个用户，上行链路多址接入多个子信道，从而进一步提高频谱利用率。此外，OFDMA可以灵活地适应带宽要求，并通过固定子载波频率间隔和符号时间，减少对上层的影响。

　　在3G标准中， WCDMA和 cdma2000只支持FDD， TD-SCDMA只支持TDD，而WiMAX可以支持TDD和FDD。但移动 WiMAX的最初标准将只支持TDD，随后会考虑用FDD来适应不同国家电信体制要求。虽然TDD要求系统同步，但TDD能够有效支持非对称业务，利用上下行信道的信息对称性更好地支持链路自适应、MIMO和其他闭式环路技术。

　　此外，WiMAX还采用了自适应调制和编码(AMC)、混合自动重传请求(HARQ)及快速信道反馈(CQICH)等技术，可以得到有效的信道干扰噪声比，计算出MIMO天线选择和资源分配，使信道信息的计算可以更加准确，并提高系统容量、扩大覆盖范围。

　　MAC层关键技术

　　802.16标准建立的初衷是为了传播宽带语音、数据、视频流业务。因此在同一信道上，MAC层不但要支持高峰值速率要求的突发性数据业务，同时还要支持视频流以及时延敏感的语音业务。MAC调度业务是为了能够有效利用资源，把宽带数据业务在时变宽带无线信道上传输。其中快速数据调度、上下行调度、动态资源分配、面向QoS和频率选择性调度等特性保证了WiMAX能够服务于宽带数据业务。

　　WiMAX可以满足不同业务质量的要求。在WiMAX的MAC层中，QoS参数定义了该业务流的传输顺序和调度优先级，从而保证了空口的精确控制。业务流参数可以通过MAC层消息 动态请求分配资源。

　　技术亮点

　　智能天线技术一般涉及到在多个天线上复向量或矩阵的计算，而复向量均衡器不能够抵抗频率选择性衰落，因此OFDMA可以很好地支持智能天线。可支持的智能天线技术包括波束赋形(Beamforming)、空时码(STC)、空间复用。

　　WiMAX可支持频率复用因子为1的频率复用。但是这样会引起小区边缘用户的高信道间干扰(CCI)，从而降低其服务质量。部分频率复用(FFR)可以使小区边缘的用户只占据部分频谱，从而避免了CCI，提高小区边缘性能。

　　多播广播业务(MBS)联合了DVB-H，MediaFLO和3GPPE-UTRA的最佳特性，能够使用单频率网(SFN)实现高数据速率和覆盖、灵活分配资源、节能、支持音频视频等数据广播以及低的信道切换时间。

       技术难点

　　OFDM系统具有较高的PAR，从而对PAR抑制技术提出了较高的要求，对功放、动态范围、AD/DA的设计都提出了更高的要求。WiMAX对基带和中射频设计也都提出了较高的需求，使得终端复杂度提高。