【正文】 體拓撲連接如圖 211 所示。其特點是：自帶無線鏈路，無需額外的專用鏈路設(shè)備，節(jié)省費用；撥號簡單，易于掌握和使用；施工架設(shè)方便，選址靈活；功能較為完備。每個信道控制器在系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部都有自身的 IP 地址（與外網(wǎng)隔離）。整套系統(tǒng)具有體積小、功耗低、抗干擾能力強、實時性能好等顯著優(yōu)點，適應礦山、石油北工、電力、公安、武警、邊防、碼頭、交通、倉庫、學校等各類地點進行監(jiān) 控監(jiān)測、搶險救災，實現(xiàn)多點數(shù)據(jù)采集，無線寬帶回傳遙測遙控數(shù)據(jù)或視頻圖像。下面就前二者加以詳細描述。 從目前的無線通信系統(tǒng)發(fā)展來看， WiMax 在最近幾年可以被移動或者固定運營商作為分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的補充網(wǎng)絡(luò)，在第一階段不支持 用戶終端的移動性。 河南理工大學萬方科技學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 這種方案的主要優(yōu)點在于能夠通過類似基站 B、 E 的中繼，使基站 C、D 能夠覆蓋到離中心 IP 網(wǎng)接入點較遠的地區(qū)，從而達到擴展基站覆蓋的目的。所有的基站都首先提供覆蓋小區(qū)的用戶接入，此外，基站 B 作為中繼基站提供對遠端基站 C 和 D 業(yè)務(wù)的匯聚，基站 A 則負責基站 BF 的上下行數(shù)據(jù)調(diào)度。網(wǎng)絡(luò)拓撲如 圖 28 所示， 中心基站直接 與互聯(lián)網(wǎng)相連并負責本小區(qū)的用戶站接入；遠端基站與中心基站無線連接并不直接與互聯(lián)網(wǎng)相連。 河南理工大學萬方科技學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 18 無線基站互聯(lián)的結(jié)構(gòu)可簡單描述如下：中心基站惟一可以接入互聯(lián)網(wǎng)，其他無線基站 (非中心基站或遠端基站 )不能直接接入互聯(lián)網(wǎng)，而是通過無線方式連接到中心基站。盡管有一些運營商在嘗試光纖接入網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，但是對于今天追求資本回報率，希望快速占領(lǐng)市場、快速贏利的運營商，很難說它就是最好的策略。s Next Generation Inter)互連互通具有深刻意義， 區(qū) 也必須支持此功能。在不久的將來，基于 IPv6 的無線城域網(wǎng)將形成網(wǎng)絡(luò)運營商的新業(yè)務(wù)增長點，將給運營商帶來巨大的經(jīng)濟利益和大大提高其市場競爭力。松耦合模式下兩種網(wǎng)絡(luò)共享 AAA 服務(wù)器，使得不同網(wǎng)絡(luò)在混合的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下使用一致的用戶鑒權(quán)機制，從而可以使運營商更好地建立獨有的業(yè)務(wù)模式 ，充分利用原有計費系統(tǒng)和客戶關(guān)系。而 WiMax接入網(wǎng)主要指基站，需要支持無線資源管理等功能，有時為方便和其他網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通，還需要包含認證和業(yè)務(wù)授權(quán) (ASA)服務(wù)器。 （ 2） 同一站點，同一扇區(qū)，盡可能不使用鄰頻進行組網(wǎng)，盡可能地使其錯開一個角度，以保證服務(wù)扇區(qū)內(nèi)的注冊頻點為最佳?？傊斚到y(tǒng)需要擴容的時候，高階的 QAM 調(diào)制 是需要的，但這會帶來覆蓋面積減小和系統(tǒng)干擾增加等問題，這些問題可以通過將小區(qū)規(guī)劃和調(diào)制體制規(guī)劃相結(jié)合的方法來解決。這時就需要更多的發(fā)射機和接收機來完成相同的覆蓋，這樣每個 區(qū) 的覆 蓋面積減河南理工大學萬方科技學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 少了，其需要的帶寬也隨之減少，但設(shè)備的成本卻會增加。在圖 21 所示的實例中，一小區(qū)簇中有4 個小區(qū)，對于 WiMax 系統(tǒng)來說同頻干擾仍較嚴重，需要采取更加先進的機制來保證小區(qū)之間的干擾在可以容忍的限度內(nèi)。 但是，采用 OFDM/OFDMA 技術(shù)設(shè)計的點對多點 (PMP)無線系統(tǒng)將在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃上面臨較大的問題。 WiMax 發(fā)展展望 WiMax 技術(shù)應用的浪潮已經(jīng)來到了，但我們?nèi)孕枰硇运伎妓陌l(fā)展前景。各個環(huán)節(jié)間、各個廠商間的合作模式已經(jīng)初步穩(wěn)定，合作開發(fā)環(huán)境已經(jīng)具備，涵蓋了從標準的制定到核心網(wǎng)的構(gòu)建，以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的研發(fā)和 制造等。 現(xiàn)在，雖然臺灣在發(fā)展 WiMax中遇到了諸多問題，如網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本，資金來源，以及特定 WiMax應用服務(wù)等，但種種困難正在得到解決，運營商 也在積極投入。其中華為對該標準的投入最大，并且重點研究符合 。 中國應用現(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) 。 河南理工大學萬方科技學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 ITU的決定有利于 WiMax技術(shù)的應用和發(fā)展，但由于 ITU屬于非政府組織，其決策無強制力，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并不具有強制，并且 有些國家 （如美國和英國）更青睞于獨立于技術(shù)的頻譜資源分配方案。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）仍然需要進行新的分配。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： ① 對于已知的干擾，窄的信道帶寬有利于避開干擾。這些措施都提高了 WiMax 的無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)男阅?。對無線網(wǎng)絡(luò)來說，這的確是一個驚人的進步。 WiMax 的無線信號傳輸距離最遠可達 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。 關(guān)鍵字 ： WiMax OFDM 網(wǎng)絡(luò)切換 河南理工大學萬方科技學院畢業(yè)設(shè)計（論文） II ABSTRACT Broadband wireless access technology as one of the most development potential in the next generation munication work access technology, is being more and more attention in the as an emerging broadband wireless access technology, covering a wide range and large transmission bandwidth, has bee the mon focus of attention of the telemunications industry. In particular, the next version of the WiMax standard can support both fixed and mobile broadband wireless access, support vehicle highspeed mobile terminal. In fact, China Mobile, China Net, including four major tele operators in the WiMax test. Therefore, the WiMax wireless access systems working issues will bee an important issue. This article introduced the WiMax standard, technology and related applications based on WiMax working solutions. Based on OFDM technology WiMax cell planning program are given a variety of programs to improve spectral efficiency。尤其是 WiMax標準的下一版本 接入，可支持車載高速移動終端。 指導教師 簽字（蓋章） 年 月 日 根據(jù)審查，準予參加答辯。 本文在介紹 WiMax 標準、技術(shù)和相關(guān)應用的基礎(chǔ)上，對 WiMax 的組網(wǎng)方案進行了研究。 WiMax 的另一個名字是 。 WiMax論壇旨在推廣 IEEE 無線寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。 WiMax的技術(shù)特點 (1)鏈路層技術(shù) TCP/IP 協(xié)議的特點之一是對信道的傳輸質(zhì)量有較高的要求。 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。 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。在廠商向消費者市場推出產(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、視頻和多媒體應用的基礎(chǔ)設(shè)施進行競 爭。 隨著電子工藝技術(shù)的發(fā)展， WiMax設(shè)備的制造和運營成本逐年降低，使其成為美國電信運營商推動的商業(yè)模式，因此美國在 2020 年就開始構(gòu)建 WiMax網(wǎng)絡(luò)了。 最近，中國為了推動 WiMax在國內(nèi)的應用，各設(shè)備供應商和研究機構(gòu)都積極研究 WiMax的全球性統(tǒng)一標準，并且中國通信標準化協(xié)會（ China Communications Standards Association， CCSA）與 工作組建立了長期緊密的聯(lián)系。最終全球一動、大眾電信、威邁思電信獲得北區(qū)的執(zhí)照，而威達超舜、大同電信與遠傳電信則取得了南區(qū)的牌照。 WiMax產(chǎn)業(yè)化進展 最初 WiMax僅由 Intel，奧維通等少數(shù)廠商來推動，業(yè)界對其發(fā)展一直存在爭議。 Intel推出了兼容 WIFI/WiMax空中接口的EnchoPeak，并且成本低廉，與原有 WiFi接口芯片相當。 （ 3） WiMax 的市場定位是為用戶提供低成本的有移動能力的無線寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) ，最終建立一個 3G/WIFI/WiMax/有線寬帶接入等多種技術(shù)的融合、多層次、全方位無縫覆蓋、協(xié)同工作的網(wǎng)絡(luò)，最大程度地滿足客戶的需要。 河南理工大學萬方科技學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 如何提高 WiMax 系統(tǒng)的頻譜效率，是研究的熱點問題。在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期，基站使用四個 90176。實際系統(tǒng)的小區(qū)是不規(guī)則的，在有些地方同頻干擾較大，這時可以通過無線資源管理機制來減小同頻干擾基站的發(fā)射功率，或者結(jié)合TDMA 機制分配干擾較小的時隙資源給邊緣小區(qū)用戶從而減少同頻干擾。 圖 23 自適應調(diào)制方式的使用示例 基于極化天線的小區(qū)規(guī)劃 使用極化天線的方法可以進一步優(yōu)化頻率 復用機制，水平極化和垂直極化交替模式可以使相鄰小區(qū)得到較好的干擾隔離，從而可以將系統(tǒng)容量提高近一倍。在采用高性能天線的情況下，如果終端的位置不在相鄰兩個扇區(qū)交疊邊緣，可以使用同頻交叉極化的方式 。作為一種新興網(wǎng)絡(luò)， 首先是對現(xiàn)有 無線網(wǎng)絡(luò)的一種補充，用于滿足高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨?，所以和現(xiàn)有無線網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)互通，充分利用現(xiàn)有無線網(wǎng)絡(luò)的核心網(wǎng)是 WiMax 發(fā)展的重要一步，這樣可以減少WiMax 系統(tǒng)核心網(wǎng)的投資，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)間的無縫切換；同時可以充分挖掘現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的用戶信息，共用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的計費、鑒權(quán)和加密機制；并且充分依托現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)平臺的資源，開展新業(yè)務(wù)等。這種模式的優(yōu)點是充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)對移動性管理的強有力支持，減少了切換延時，和松耦合模式相比，其切換時延有大幅度改進，保證了網(wǎng)絡(luò)的無縫切換 。其中接入網(wǎng)部分采用 WiMax 技術(shù)，核心網(wǎng)部分則采用 IPv6 協(xié)議互連，內(nèi)部路由器均支持 MPLS，邊緣路由器完成三層操作，核心路由器完成二層交換。 河南理工大學萬方科技學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 基站無線互聯(lián)方案 在 (寬帶無線接入 )系統(tǒng)中，并未定義基站接入互聯(lián)網(wǎng)的方式。 另一方面，當無線城域網(wǎng)由固定接入發(fā)展到支持移動性后，為了保證用戶的無縫切換，基站間需要快速有效的通信。中心基站可以與非中心基站一樣提供服務(wù)區(qū)用戶 (SS)直接接入，每個基站與用戶間的空中接口規(guī)范遵循 標準。但要求基站間的傳輸距離比用戶站與基站間的傳輸距離大得多。 一旦遠端基站 C 或 D 需要通過中繼基站 B 實現(xiàn)與中心基站 A 的通信，那么面臨的問題是基站 B 如何能同時與基站 A 和基站 C、 D 通信。 (3)隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴大，基站間的路由配置也會增大。另外，要充分考慮 WiMax 服務(wù)小區(qū)的頻率復用因子以及和核心網(wǎng)的通信，以保證端到端的 QoS 以及移動終端的無縫切換 。系統(tǒng)框圖 如圖 210，還 可駁接各種傳感器，遙控遙測等相關(guān)數(shù)據(jù)回傳數(shù)據(jù)控制中心。 ⑵ 指揮調(diào)度分系統(tǒng) 河南理工大學萬方科技學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 一個良好的應急指揮通信系統(tǒng)，離不開無線指揮調(diào)度分系統(tǒng)的支持。多級鑒權(quán)，安全性高。 WiMax在校園無線網(wǎng)中的接入方案 ⑴ 接入策略 從目前組網(wǎng)技術(shù)發(fā)展來看， IEEE802． 16／ WiMax 核心網(wǎng)組網(wǎng)的第一步是需要利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)。學生可以比較便捷地結(jié)組討論，組織各種方式的學習。而在組網(wǎng)過程中為了擴展基站的覆蓋范圍，使網(wǎng)絡(luò)接人同一城市的其它校區(qū) ，常采取多跳的中繼基站，中遠端基站 C 在負責校區(qū) B 網(wǎng)絡(luò)通信的同時，通過基站 B 的中繼來接人 Inter。 河南理工大學萬方科技學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 3 WiMax 的網(wǎng)絡(luò)切換管理 基于 IEEE 協(xié)議族的 WiMax 網(wǎng)絡(luò)將按照固定、游牧、移動的趨勢發(fā)展，其中 協(xié)議是面向全面移動性的。 WiMax 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 作為 WiMax 網(wǎng)絡(luò)的參考架構(gòu)，整個網(wǎng)絡(luò)分成接入網(wǎng) (WiMax_AN)和核心網(wǎng) (WiMax_CSN)兩大部分， WiMax 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 31 所示。 河南理工大學萬方科技學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 30 圖 32 網(wǎng)絡(luò)參考模型 （ 1） 切換機制 在 OFDMA 系統(tǒng)中， MS 或 區(qū) 主要根據(jù) CINR 來決定切換。然后 s區(qū) 作決策選取哪個 t區(qū) ，如圖 33 所示 。②