【正文】 ......... 9 基于小區(qū)簇的頻率規(guī)劃 ............................ 10 基于無線資源管理的小區(qū)規(guī)劃移動通信 ............ 11 基于極化天線的小區(qū) 規(guī)劃 .......................... 12 WiMax 系統(tǒng)的核心網(wǎng)策略 ............................... 13 WiMax 和其他現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通 ................. 14 基于 IPv6 的 WiMax 核心網(wǎng)移動通信 ................. 16 基站無線互聯(lián)方案 ..................................... 17 星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) ................................ 18 多跳中繼網(wǎng)絡(luò)拓 撲結(jié)構(gòu) ............................ 19 WiMax 端網(wǎng)絡(luò)組建方案 ................................. 22 災(zāi)害現(xiàn)場 WiMax 端網(wǎng)絡(luò)組建方案 .................... 22 WiMax 在 校園無線網(wǎng)中的接入方案 .................. 25 3 WiMax 的網(wǎng)絡(luò)切換管理 ....................................... 28 WiMax 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)概述 ................................... 28 WiMax 網(wǎng)絡(luò)系 統(tǒng)結(jié)構(gòu) ................................... 28 WiMax 網(wǎng)絡(luò)的切換管理 ................................. 29 系統(tǒng)內(nèi)切換 .................................... 29 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） ii 系統(tǒng)間切換 .................................... 32 4 WiMax 的應(yīng)用前景 ........................................... 36 應(yīng)用模式 ............................................. 36 固網(wǎng)寬帶業(yè)務(wù)的接入 ............................. 36 NGN 網(wǎng)絡(luò)的接入 .................................. 37 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的接入補(bǔ)充 ............................. 37 移動網(wǎng)絡(luò)基站傳輸 ............................... 37 WiMax 在中國的發(fā)展機(jī)遇 ............................... 38 5 總 結(jié) .................................................... 40 致 謝 ...................................................... 41 參考文獻(xiàn) .................................................... 42 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 1 前 言 WiMax 技術(shù)的出現(xiàn)和概述 WiMax 全稱為 World wide Interoperability for Microwave Access,即全球微波互聯(lián)接入。 WiMax 的另一個名字是 。 WiMax 是一項新興的寬帶無線接入技術(shù)，能提供面向互聯(lián)網(wǎng)的高速連接，數(shù)據(jù)傳輸距離最遠(yuǎn)可達(dá) 50km。 WiMax 還具有 QoS（ Quality of Service） 保障、傳輸速率高、業(yè)務(wù)豐富多樣等優(yōu) 點(diǎn)。 WiMax 的技術(shù) 起點(diǎn)較高，采用了代表未來通信技 術(shù) 發(fā) 展 方 向 的 OFDM/OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiplexing/ Orthogonal Frequency Division Multiple Access)等 先進(jìn)技術(shù)，隨著技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展， WiMax 將逐步實現(xiàn)寬帶業(yè)務(wù)的移動化，而3G 則將實現(xiàn)移動業(yè)務(wù)的寬帶化，兩種網(wǎng)絡(luò)的融合程度將會越來越高。 WiMax 是由采用 標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備和器件供應(yīng)商成立的一個非贏利性生產(chǎn)團(tuán) 體，主要是向市場推廣新的無線通訊標(biāo)準(zhǔn) ， 是一種面向城域網(wǎng)的寬帶無線接入技術(shù)，能提供面向互聯(lián)網(wǎng)的高速無線連接。 WiMax 的無線信號傳輸距離最遠(yuǎn)可達(dá) 50公里，其網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積是 3G(3rd Generation，第三代移動通信 )基站的 10 倍。 WiMax 是一項基于 IEEE 標(biāo)準(zhǔn)的寬帶無線接入城域網(wǎng) (Broadband Wireless Access Metropolitan Area Network， BWAMAN)技術(shù)，其基本目標(biāo)是提供一種在城域網(wǎng)一點(diǎn)對多點(diǎn)的多廠商環(huán)境下，可有效地互操作的寬帶無線接入手段 。 WiMax 的眾多支持者早在 2O01 年就成立了 WiMax 論壇組織，相關(guān)研究則開展得更早。 WiMax論壇旨在推廣 IEEE 無線寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。目前該組織擁有 105 個成員，甚至包括 Alcatel、 ATamp。T、英國電信、 FUJITSU、 Nokia 以及 Intel等行業(yè)巨頭 [1]。 WiMax的技術(shù)優(yōu)勢 WiMax 的技術(shù)優(yōu)勢可以簡要概括為以下幾點(diǎn)： 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 (1)傳輸距離遠(yuǎn) WiMax 的無線信號傳輸距離最遠(yuǎn)可達(dá) 50 公里，是 WIFI(無線局域網(wǎng) )所不能比擬的，其網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積是 3G 基站的 10 倍，只要建設(shè)少數(shù) 基站就能實現(xiàn)全覆蓋，這樣就使得無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的范圍大大擴(kuò)展。 (2)接入速度高 WiMax 所能提供的最高接入速度是 70M，這個速度是 3G 所能提供的寬帶速度的 30 倍。對無線網(wǎng)絡(luò)來說，這的確是一個驚人的進(jìn)步。 WiMax 采用 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交頻分復(fù)用 )調(diào)制方式，每個頻道的帶寬為 20MHz，通過室外固定天線穩(wěn)定地收發(fā)無線電波，因此，可實現(xiàn) 的最大傳輸速度 (3)提供廣泛的多媒體通信服務(wù) 由于 WiMax 較之 WiFi 具有更好的可擴(kuò) 展性和安全性，從而能夠?qū)崿F(xiàn)電信級的多媒體通信服務(wù)。其中包括語音，數(shù)據(jù)和視頻的傳輸。 WiMax的技術(shù)特點(diǎn) (1)鏈路層技術(shù) TCP/IP 協(xié)議的特點(diǎn)之一是對信道的傳輸質(zhì)量有較高的要求。無線寬帶接入技術(shù)面對日益增長的 IP 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，必須適應(yīng) TCP/IP 協(xié)議對信道傳輸質(zhì)量的要求。在 WiMax 技術(shù)的應(yīng)用條件下 (室外遠(yuǎn)距離 )，無線信道的衰落現(xiàn)象非常顯著，在質(zhì)量不穩(wěn)定的無線信道上運(yùn)用 TCP/IP 協(xié)議，其效率將十分低下。 WiMax 技術(shù)在鏈路層加入了 ARQ （ Automatic Repeatrequest） 機(jī)制 ，減少到達(dá)網(wǎng)絡(luò)層的信息差錯，可大大提高系統(tǒng)的業(yè)務(wù)吞吐量。同時 WiMax 采用天線陣、天線極化方式等天線分集技 術(shù)來應(yīng)對無線信道的衰落。這些措施都提高了 WiMax 的無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)男阅堋? (2)QoS 性能 WiMax 可以向用戶提供具有 QoS 性能的數(shù)據(jù)、視頻、話音 (VoIP) 業(yè)務(wù)。 WiMax 可以提供三種等級的服務(wù)： CBR(Constant Bit Rate，固定帶河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 寬 )、 CIR(Committed Rate，承諾帶寬、 BE(Best Effort，盡力而為 )。 CBR的優(yōu)先級最高，任何情況下網(wǎng)絡(luò)操作者與服務(wù)提供商以高 優(yōu)先級、高速率及低延時為用戶提供服務(wù)，保證用戶訂購的帶寬。 CIR 的優(yōu)先級次之，網(wǎng)絡(luò)操作者以約定的速率來提供，但速率超過規(guī)定的峰值時，優(yōu)先級會降低，還可以根據(jù)設(shè)備帶寬資源情況向用戶提供更多的傳輸帶寬。 BE 則具有更低的優(yōu)先級，這種服務(wù)類似于傳統(tǒng) IP 網(wǎng)絡(luò)的盡力而為的服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)不提供優(yōu)先級與速率的保證。在系統(tǒng)滿足其他用戶較高優(yōu)先級業(yè)務(wù)的條件下，盡力為用戶提供傳輸帶寬。 (3)工作頻段 整體來說， 工作的頻段采用的是無需授權(quán)頻段，范圍在 2GHz至 66GHz 之間，而 則是一種采用 2G 至 11GHz 無需授權(quán)頻段的寬帶無線接入系統(tǒng)，其頻道帶寬可根據(jù)需求在 至 20MHz 范圍進(jìn)行調(diào)整。因此， 所使用的頻譜將比其它任何無線技術(shù)更豐富，具有以下優(yōu)點(diǎn)： ① 對于已知的干擾，窄的信道帶寬有利于避開干擾。 ② 當(dāng)信息帶寬需求不大時，窄的信道帶寬有利于節(jié)省頻譜資源。 ③ 靈活的帶寬調(diào)整能力，有利于運(yùn)營商或用戶協(xié)調(diào)頻譜資源。 WiMax的主要設(shè)備 WiMax 網(wǎng)絡(luò)包括兩個主要組件 :一個基站和用戶設(shè)備。 WiMax 基站 安裝在一個立式或高樓，目的是為了廣播此無線信號。 用戶接收到信號，然后啟動筆記本電腦上的 WiMax 功能 ,或 Mobile Inter Device (MID)，或者 WiMax 調(diào)制解調(diào)器 。 WiMax 面臨的問題 盡管 WiMax 技術(shù)正在高速向前發(fā)展，但是仍然面臨著一些急需解決的問題。 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 全球頻譜可用性 固定 WiMax 產(chǎn)品將使用指定的 、 、 頻段頻譜。這些頻段在世界上的很多地區(qū)已經(jīng)被分配，盡管部分增長中的市場（如印度）仍然需要進(jìn)行新的分配。 全球需求和法規(guī)要求的協(xié)調(diào) WiMax 市場的增長總會存在地域上的差別， WiMax 論壇必須了解每一個市場的細(xì)微差別，并在擁有不同利益的地方、國家和地區(qū)組織制訂相關(guān)法規(guī)時積極進(jìn)行協(xié)調(diào)。 應(yīng)用開發(fā)和支持 WiMax 廠商還必須證明自己的產(chǎn)品能夠支持多種不同的應(yīng)用。在廠商向消費(fèi)者市場推出產(chǎn)品的過程中，將與那些正在轉(zhuǎn)向支持各種高質(zhì)量話音、視頻和多媒體應(yīng)用的基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行競 爭。 網(wǎng)絡(luò)互操作性 不同寬帶無線網(wǎng)絡(luò)和技術(shù)之間的互操作性是普及個人寬帶服務(wù)的關(guān)鍵，這與雙模和三模設(shè)備的推出緊密相關(guān)。 WiMax 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國外發(fā)展現(xiàn)狀 2020 年 10 月 19 日， WiMax被國際電信聯(lián)盟 （ International Telemunication Union， ITU）正式批為全球第 4 大 3G 標(biāo)準(zhǔn)，與 CDMA2020， WCDMA 和 TDSCDMA標(biāo)準(zhǔn)并列。 WiMax成為第四個 3G 標(biāo)準(zhǔn)家之后，由于無線資源主要針對 IMT（ International Mobile Telemunication，國際移動通信）技術(shù)進(jìn)行分配，因而在當(dāng)前市場中，運(yùn)營商采用 WiMax標(biāo)準(zhǔn)來部署網(wǎng)絡(luò)將更加方便。ITU 的決定出臺之后，最初受到影響最大的可能是 UTM（ Universal Mobile Telemunications System，通用移動通信系統(tǒng)）擴(kuò)展頻段，即 GHz 之間頻段。 河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 ITU的決定有利于 WiMax技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，但由于 ITU屬于非政府組織，其決策無強(qiáng)制力，影響力也僅限于一定的范圍之內(nèi)，所以對于各國 監(jiān)管部門 IMT2020并不具有強(qiáng)制，并且 有些國家 （如美國和英國）更青睞于獨(dú)立于技術(shù)的頻譜資源分配方案。但縱然 WiMax沒有獲準(zhǔn)成為 IMT標(biāo)準(zhǔn)，也不影響它作為一種有效技術(shù)在應(yīng)用市場進(jìn)行推廣。 最近幾年來， WiMax技術(shù)伴隨著全球技術(shù)廠商，設(shè)備商和運(yùn)營商的共同應(yīng)用和推廣而得到了迅猛的發(fā)展，并在 3G和 WLAN 技術(shù)市場成熟后被認(rèn)為是又一個在業(yè)界具有巨大潛力的無線技術(shù)。 隨著電子工藝技術(shù)的發(fā)展， WiMax設(shè)備的制造和運(yùn)營成本逐年降低，使其成為美國電信運(yùn)營商推動的商業(yè)模式，因此美國在 2020 年就開始構(gòu)建 WiMax網(wǎng)絡(luò)了。 WiMax在 美國的語言服務(wù)方面已具有重要地位，僅次于傳統(tǒng)的銅線和 IP電話。在 WiMax被認(rèn)定為是四大 3G 標(biāo)準(zhǔn)之一后，逐漸成為行業(yè)潮流，美國越來越多的移動服務(wù)運(yùn)營商愿意使用 WiMax。美國的 Sprint和 ATamp。T等大型通信公司都認(rèn)為 WiMax前景樂觀，愿意將其作為公司的一種備選技術(shù)，其開放性更有利于運(yùn)營商提供優(yōu)良的寬帶接入。 中國應(yīng)用現(xiàn)狀 2020 年 12 月， WiMax入圍 2020年中國通信產(chǎn)業(yè)的十大新技術(shù)、新業(yè)務(wù) 。 中國地理位置寬廣，面積為全球第三大，地理環(huán)境復(fù)雜，存在很多偏遠(yuǎn)和經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)，通信基礎(chǔ)設(shè) 施還不完善，亟需得到解決，因此在中國面臨著難得的發(fā)展機(jī)遇。 WiMax覆蓋范圍廣，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本低廉，投入運(yùn)營周期短，很適合作為這些地區(qū)的信息高速公里的技術(shù)方案，將來會對當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)和社會發(fā)展起到強(qiáng)大的推動作用。 最近，中國為了推動 WiMax在國內(nèi)的應(yīng)用，各設(shè)備供應(yīng)商和研究機(jī)構(gòu)都積極研究 WiMax的全球性統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，并且中國通信標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會（ China Communications Standards Association， CCSA）與 工作組建立了長期緊密的聯(lián)系。到目前為止，針對 和 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)河南理工大學(xué)萬方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文