【正文】 broadband based on WiMAX became a hot spot in the studying field. Chapter one introduced the concept and development status of WiMAX. Then followed by Chapter two,the introduction of key technologies for WiMAX by paring the advantages and disadvantages with other wireless broadband access techniques such as WiFi and MESH WiFi. Chapter three specified the WiMAX work main with the actual situation in Central South University I put forward a series of specific programs. In Chapter four,I finished the simulation model of CSU campus wireless access based on the OPNET software and WiMax simulation engineering technology, and draw a simple analysis of the five summerized the whole paper, and set forth the development and improve of WiMax technology in the future. Key Words: WiMAX, Wireless broadband technology, OPNET, IEEE standards 3GWiMAX無(wú)線 工程技術(shù)的研究與仿真 第一章 緒論 1 第一章 緒論 研究背景 隨著個(gè)人通信需求的迅猛增長(zhǎng)，人們對(duì)通信業(yè)務(wù)的接入能力及服務(wù)水平提出了更高的要求，促使網(wǎng)絡(luò)由低速向高速、由窄帶向?qū)拵?、由有線到無(wú)線方向迅猛發(fā)展。隨著技術(shù)的進(jìn)步，無(wú)線寬帶網(wǎng)的建設(shè)也開(kāi)始進(jìn)入高速發(fā)展階段。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 注 意 事 項(xiàng) （論文）的內(nèi)容包括： 1）封面（按教務(wù)處制定的標(biāo)準(zhǔn)封面格式制作） 2）原創(chuàng)性聲明 3）中文摘要（ 300字左右）、 關(guān)鍵詞 4）外文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次頁(yè)（附件不統(tǒng)一編入） 6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論 7）參考文獻(xiàn) 8）致謝 9）附錄（對(duì)論文支持必要時(shí)） ：理工類(lèi)設(shè)計(jì)（論文）正文字?jǐn)?shù)不少于 1萬(wàn)字（不包括圖紙、程序清單等），文科類(lèi)論文正文字?jǐn)?shù)不少于 。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說(shuō)明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉?jī)?nèi)容。 本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 題 目 3GWiMAX 無(wú)線 工程技術(shù)的研究與仿真 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。 作者簽名： 日 期： 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū) 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué) 校保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。 ：任務(wù)書(shū)、開(kāi)題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。許多國(guó)家均在政府支持和電信制造商、運(yùn)營(yíng)商的積極投入下，研究和建設(shè)各種不同類(lèi)型的無(wú)線寬帶網(wǎng)絡(luò)。今年 中國(guó) 3 個(gè) 3G 牌照的發(fā)放，使得中國(guó)通信業(yè)進(jìn)入下一個(gè)蓬勃發(fā)展的階段。能夠提供多種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，如交互多媒體業(yè)務(wù)，基于 IP的語(yǔ)音業(yè)務(wù)，網(wǎng)絡(luò)游戲和視頻會(huì)議等等。然而，最近幾年 WiMAX 技術(shù)又在該領(lǐng)域內(nèi)掀起了一股熱潮，眾多設(shè)備商和運(yùn)營(yíng)商紛紛投入其中，也成立了類(lèi)似 WiFi 的 WiMAX 聯(lián)盟推廣該項(xiàng)技術(shù)。正因?yàn)橛腥绱酥匾默F(xiàn)實(shí)意義，基于 WiMAX 的無(wú)線寬帶網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)前通信領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn) 。WiMAX 一詞來(lái)源于 WiMAX 論壇。 WiMAX 技術(shù)可以替代現(xiàn)有的有線和 DSL連接方式， 來(lái)提供最后一公里的無(wú)線寬帶接入。 WiMAX 發(fā)展現(xiàn)狀 在眾多的寬帶無(wú)線接入 (BWA， Broadband Wireless Access)技術(shù)中， WiMAX 以其獨(dú)具優(yōu)勢(shì)的高速接入能力成為了業(yè)界追捧的寵兒。 工作組是為制定無(wú)線城域網(wǎng) (Wireless MAN)標(biāo)準(zhǔn)成立的，該工作組自 1999 年成立后，主要負(fù)責(zé)開(kāi)發(fā)工作在 266 GHz 頻帶的無(wú)線接入系統(tǒng)空中接口物理層 (PHY)和媒質(zhì)接入控制層 (MAC)規(guī)范，同時(shí)還開(kāi)發(fā)與空中接口協(xié)議相關(guān)的一致性測(cè)試以及不同無(wú)線接入系統(tǒng)之間共存的規(guī)范，涉及 MMDS(Microwave Multipoint Distribution Systems, 微 波 多 點(diǎn) 業(yè) 務(wù) 分 布 系 統(tǒng) ) 、 LMDS(Local Multipoint Distribution Systems，本地多點(diǎn)業(yè)務(wù)分布系統(tǒng) )等技術(shù) [3]。 3GWiMAX無(wú)線 工程技術(shù)的研究與仿真 第一章 緒論 3 （ 3） :固定寬帶無(wú)線接入系統(tǒng)空中接口標(biāo)準(zhǔn) (2 GHz66 GHz), 主要是對(duì) 。 的目標(biāo)是能夠向上兼 容 ，因此它的標(biāo)準(zhǔn)化工作基本上是在 的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。第二章主要是介紹 WiMAX 的關(guān)鍵技術(shù)，再介紹與 WiMAX 相關(guān)的幾種技術(shù)比如說(shuō) WiFi 和 MESHWiFi，再比較它們的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)。 （和摘要重復(fù)了 ,是不是另外寫(xiě)或不要此段內(nèi)容 ）3GWiMAX無(wú)線 工程技術(shù)的研究與仿真 第二章 WiMAX技術(shù)及分析 4 第二章 WiMAX 技術(shù)及分析 WiMAX 的關(guān)鍵技術(shù) WiMAX 的物理技術(shù)特點(diǎn) 物理層的主要工作是對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制 /解調(diào)，編碼 /解碼，使之變成適合無(wú)線鏈路傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。 WiMAX組織正在各個(gè)國(guó)家尋求較低的頻段。而 是需要授權(quán)的。 WiMAX 能夠提供高于 3 bit/second/Hz 的數(shù)據(jù)傳輸速率， 并未規(guī)定具體的載波帶寬，系統(tǒng)可以采用從 之間的帶寬。 WiMAX 采用自適應(yīng)調(diào)制、編碼技術(shù)，支持 BPSK、 QPSK、 16QAM 和 64QAM 多種調(diào)制技術(shù)。比如說(shuō)，當(dāng)信道3GWiMAX無(wú)線 工程技術(shù)的研究與仿真 第二章 WiMAX技術(shù)及分析 5 狀態(tài)差時(shí)，可以選擇例如 QPSK低階的調(diào)制方式，當(dāng)信道狀況好時(shí)，可以選擇例如 64QAM高階的調(diào)制方式 。 AAS 可以描述為一種波束成形技術(shù)。 STC 和 MIMO 屬于同一類(lèi)技術(shù)，在發(fā)送端不需要知道信道信息，而 AAS 在發(fā)送端需要知道信道信息。分集增益可以在空間 (天線 )、時(shí)域 (時(shí)間 )或者頻域 (頻率 )各個(gè)維度上獲得 ； ?共信道干擾消除 (CCIR)： 通過(guò)干擾的不同信道響應(yīng)，從而消除共信道的干擾信號(hào)。 WiMAX 的主要優(yōu)點(diǎn)如傳輸速率快，抗干擾能力強(qiáng)都是因?yàn)椴扇×?OFDM 技術(shù) [８ ]。 這樣盡管總的信道并非平坦的，也就是說(shuō)，具有頻率選擇性，但是每個(gè)子信道是相對(duì)平坦的，并且在每個(gè)信道上進(jìn)行的是窄帶傳輸，信號(hào)帶寬小于信道的相關(guān)帶寬，因此可以大大消除符號(hào)間干擾 。 幾種無(wú)線寬帶技術(shù)的介紹及分析 到目前為止，世界上的無(wú)線城 市建設(shè)所采用的技術(shù)主要有三種，分別是 WiFi、MESHWiFi 以及 WiMAX。除原 IEEE 的內(nèi)容之外，增加了基于 SNMP 協(xié)議的管理信息庫(kù) (MIB)以取代原 OSI 協(xié)議的管理信息庫(kù)，3GWiMAX無(wú)線 工程技術(shù)的研究與仿真 第二章 WiMAX技術(shù)及分析 7 同時(shí)也擴(kuò)展了網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度。 由于 IEEE 和 IEEE 標(biāo)準(zhǔn)之間互不兼容，為了解 決這個(gè)問(wèn)題， IEEE 又于 2020 年 11 月發(fā)布了 1g 協(xié)議，工作頻段為 ,規(guī)定的調(diào)制方法有兩種，包括 中采用的 OFDM 與 中采用的 CCK。這個(gè)概念解決了當(dāng)今面臨的許多部署問(wèn)題，比如進(jìn)行廣泛的以太網(wǎng)布線，支持新的部署模式等 。它們一起為無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)和其它常規(guī)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的客戶機(jī)節(jié)點(diǎn)提供網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線接入 。在傳統(tǒng)的 WLAN 中，每個(gè)客戶端均通過(guò)一條與 AP 相連的無(wú)線鏈路來(lái)訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)，用戶如果要進(jìn)行相互通信的話，必須首先訪問(wèn)一個(gè)固定的 AP，這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)被稱(chēng)為單跳網(wǎng)絡(luò)。這樣的訪問(wèn)方式就是多跳訪問(wèn) 。 WiMAX 技術(shù)與其他兩種技術(shù)比較 WiMAX 與 WiFi 最大的區(qū)別是覆蓋半徑的長(zhǎng)短 [7]。同時(shí)， WiMAX 可為同一用戶站提供多個(gè)業(yè) 務(wù)流的傳輸能力。 總之 ,與 WiFi、 MESHWiFi 相比 ， WiMAX具有覆蓋范圍更寬、頻段適應(yīng)面更廣、 伸縮性更強(qiáng)、 QoS 和安全性能更高等技術(shù)優(yōu)勢(shì)。 3GWiMAX無(wú)線 工程技術(shù)的研究與仿真 第三章 模擬搭建 WiMAX組網(wǎng)模型 10 第三章 模擬搭建 WiMAX 組網(wǎng)模型 WiMAX 的組網(wǎng)技術(shù) 參用通用的無(wú)線通信體系結(jié)構(gòu)， WiMAX 網(wǎng)絡(luò)參考架構(gòu)可以分成終端、接入網(wǎng) 和核心網(wǎng) 3 個(gè)部分，如圖 。 WiMAX 是基于 網(wǎng)絡(luò)建立的 ，所以它可以在可以 2 Ghz 到 50 Ghz 之間使用，但是實(shí)際上 WiMAX 網(wǎng)絡(luò)可以使用的頻率是非常有限的。以 WiMAX 網(wǎng)絡(luò)在固定接入方式的應(yīng)用場(chǎng)合為例，固定接入可以充分利用極化隔離和定向天線，其網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃原則如下： (1)除非距離達(dá)到 5到 7倍程，或 者兩者之間存在較為明顯的阻擋物，相鄰站點(diǎn)不允許出現(xiàn)相同方向的同頻復(fù)用。 (4)同一站點(diǎn)， 相鄰 扇區(qū)，不可以使用同頻。 認(rèn)證計(jì)費(fèi) 認(rèn)證計(jì)費(fèi)系統(tǒng)是 WiMAX 網(wǎng)絡(luò)重要組成部分，即認(rèn)證、授權(quán)和記賬（ AAA）是網(wǎng)絡(luò)安全策略的一個(gè)組成部分。 目前， WiMAX 網(wǎng)絡(luò)組建采用單獨(dú)建網(wǎng)、數(shù)據(jù)城域網(wǎng)疊加、移動(dòng)蜂窩網(wǎng)等幾種方案，因此 WiMAX 網(wǎng)絡(luò)的 AAA 客戶機(jī)、 AAA服務(wù)器和計(jì)費(fèi)系統(tǒng)可以借用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)活直接采用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的對(duì)應(yīng)設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)資源共享，降低網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的投資。 WiMAX 終端在漫游、移動(dòng)情況下實(shí)現(xiàn)移動(dòng)性管理可以采用簡(jiǎn)單 IP（ Simple IP）或者移動(dòng) IP（ Mobile IP）協(xié)議。依據(jù)此方案搭建了中南大學(xué)無(wú)線寬帶校園網(wǎng)模型，設(shè)置相關(guān)參數(shù)， 模擬 具體運(yùn)營(yíng)環(huán)境。 （ 2） 然后根據(jù)目標(biāo)規(guī)劃區(qū)域的特性選定傳播模型，只有選擇了合適的模型才能依據(jù)模型進(jìn)行無(wú)線鏈路預(yù)算，從而計(jì)算系統(tǒng)可以容忍的最大路徑損耗，得到基站覆蓋小區(qū)半徑。 基站 (BS)扮演業(yè) 務(wù)接入點(diǎn) (SAP,Service Access Point)的角色，通過(guò)動(dòng)態(tài)帶寬分配技術(shù)，基站 (BS)可以根據(jù)覆蓋區(qū)用戶的情況，靈活選用定向天線、 全向天線以及多扇區(qū)技術(shù)滿足大量的用戶站 (SS,Subscriber Station)設(shè)備接入核心網(wǎng)的需求。 圖 PMP模式 3GWiMAX無(wú)線 工程技術(shù)的研究與仿真 第三章 模擬搭建 WiMAX組網(wǎng)模型 13 ● Mesh 應(yīng)用模式 Mesh 應(yīng)用模式采用多個(gè)基站 (BS)以網(wǎng)狀網(wǎng)方式擴(kuò)大無(wú)線覆蓋區(qū)。對(duì)于市郊等遠(yuǎn)離骨干網(wǎng)，有線不 易覆蓋的地區(qū)，可以采用該模式擴(kuò)大覆蓋范圍，其規(guī)摸取決于基站半徑、覆蓋區(qū)大小等因素。 顯然，采用 WiMAX 無(wú)線橋接方式，可以避免困難的專(zhuān)線鋪設(shè)或繳納昂貴的線纜租金，并能迅速開(kāi)通使用，連接距離遠(yuǎn)，連接帶寬完全能滿足一般應(yīng)用需要。 WiMAX 接入網(wǎng)絡(luò)可根據(jù)實(shí)際情況靈活采用 PMP 或 Mesh 結(jié)構(gòu)形式，如圖 。而用戶終端設(shè)備 (TE)若要直接接入 WiMAX 網(wǎng)絡(luò)，則必須配置符合 WiMAX 標(biāo)準(zhǔn)的用戶單元 (SU,Subscr