【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ~400Mbit/s的數(shù)據(jù)帶寬 ，供一個(gè)基站覆蓋范圍內(nèi)的用戶共享 。 63 圖 16 MMDS系統(tǒng)功能框圖 64 （ 2） MMDS技術(shù)可以提供的業(yè)務(wù) MMDS技術(shù)可以為用戶提供多種業(yè)務(wù)功能 ， 包括 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)面向連接的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) 、 點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)業(yè)務(wù) 、 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)無(wú)連接型網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù) 等 。 65 4．傳統(tǒng) BWA技術(shù)的發(fā)展 目前 ， LMDS 和 MMDS 并沒(méi)有形成FBWA領(lǐng)域的統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) ， 各個(gè)設(shè)備制造商的空中接口協(xié)議沒(méi)有實(shí)現(xiàn)兼容性和互操作性 。 因此 ， 產(chǎn)品批量生產(chǎn)能力不高 ， 成本下降較慢 ， 產(chǎn)業(yè)鏈不健全 ， 導(dǎo)致技術(shù)更新和新技術(shù)的引入無(wú)法有效進(jìn)行 ， 致使整個(gè)行業(yè)的發(fā)展受到了很大的局限 。 由于 標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一 造成的成本問(wèn)題已經(jīng)成為制約寬帶固定無(wú)線接入技術(shù)發(fā)展的最大障礙 。 66 整個(gè) BWA產(chǎn)業(yè)需要 成熟的技術(shù) 、 統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)以及有效的成本降低 機(jī)制構(gòu)成的良性循環(huán) ， 為此 ， 許多機(jī)構(gòu)開(kāi)始著手解決這一問(wèn)題 ， 試圖建立起 真正統(tǒng)一的全球性標(biāo)準(zhǔn) 。 在這樣的背景下 ， 誕生了 ETSI HIPER ACCESS、 ARIB MMAC和 IEEE 標(biāo)準(zhǔn) 。 67 IEEE 無(wú)線局域網(wǎng) （ Wireless Local Area Network， WLAN） 是固定局域網(wǎng)的一種延伸 ， 指以無(wú)線媒體作為傳輸媒介的局域網(wǎng) 。 68 目前國(guó)際上 無(wú)線局域網(wǎng)有三大標(biāo)準(zhǔn)家族 ，美國(guó) IEEE 、 歐洲 ETSI高性能局域網(wǎng)HiperLAN和日本 ARIB移動(dòng)多媒體接入通信MMAC， 其中 IEEE 局域網(wǎng)的主流標(biāo)準(zhǔn) 。 隨著 IEEE ， 無(wú)線局域網(wǎng)的產(chǎn)品越來(lái)越豐富 ， 不同產(chǎn)品的兼容性得到加強(qiáng) 。 69 美國(guó)電氣和電子工程學(xué)會(huì) （ IEEE） 在制定局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)中起了重大作用 ， IEEE 802是主要的局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn) ， 已經(jīng)成為 ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) ， IEEE ISO標(biāo)準(zhǔn)是 ISO/IEC 880211， 定義了無(wú)線局域網(wǎng)的 MAC層和物理層規(guī)范 。 70 IEEE ， 主要用于解決辦公室局域網(wǎng)和校園網(wǎng)中用戶與用戶終端的無(wú)線接入 ， 業(yè)務(wù)主要局限于數(shù)據(jù)訪問(wèn) ， 速度最高只能達(dá)到 2Mbit/s。 由于它在速率和傳輸距離上都不能滿足人們的需要 ， 因此 ， IEEE 又 相 繼 推 出 了 。 此后 ， c～ i的標(biāo)準(zhǔn)也在不斷形成和制定之中 。 71 圖 17 IEEE 72 圖 18 IEEE 1．協(xié)議基本參考模型 73 2． IEEE MAC層 由于 IEEE ， 多個(gè)終端共享同一傳輸媒質(zhì) ， 所以 需要一種 MAC協(xié)議來(lái)控制各個(gè)終端對(duì)同一傳輸媒質(zhì)的訪問(wèn) 。 IEEE 的 CSMA（ 載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn) ） 來(lái)控制對(duì)傳輸媒質(zhì)的訪問(wèn) 。 74 （ 1） MAC數(shù)據(jù)服務(wù)（ MAC Data Service） （ 2） MAC層功能 ① 訪問(wèn)控制 a ． 分 布 訪 問(wèn) 協(xié) 同 功 能 （ Distributed Coordination Function， DCF） 。 DCF是物理層和 AP之間自動(dòng)共享無(wú)線介質(zhì)的協(xié)議 ，IEEE CSMA/CA協(xié)議進(jìn)行無(wú)線介質(zhì)共享 。 b． 中心點(diǎn)協(xié)同功能 （ Point Coordination Function， PCF） 。 提供無(wú)競(jìng)爭(zhēng)的幀傳送 。 75 c ． 請(qǐng)求發(fā)送 / 允許發(fā)送 （ Request To Send/Clear To Send， RTS/CTS） 協(xié)議 。 RTS/CTS協(xié)議相當(dāng)于一種握手協(xié)議 ， 用來(lái)解決 “隱藏終端 ”問(wèn)題 。 d． 分段技術(shù)和差錯(cuò)恢復(fù)機(jī)制 e． QoS機(jī)制 76 ② 網(wǎng)絡(luò)連接 工作站開(kāi)機(jī)后通過(guò)被動(dòng)或主動(dòng)掃描方式搜索有無(wú)現(xiàn)成的 AP可供加入 ， 搜索到后從AP 接收服務(wù)集標(biāo)識(shí)符 （ Service Set Identifier， SSID） 、 時(shí)間同步函數(shù) （ Timer Synchronization Function， TSF） 、 計(jì)數(shù)器的值和物理安裝等參數(shù) 。 77 ③ 提供身份驗(yàn)證和數(shù)據(jù)加密 無(wú)線局域網(wǎng)中所有工作站共享無(wú)線介質(zhì) ，由于傳輸介質(zhì)的脆弱性 ， 工作站更容易受到攻擊 ， 主要包括身份假冒 、 重放攻擊 、 信息篡改 、 拒絕服務(wù)攻擊等主動(dòng)式攻擊和網(wǎng)絡(luò)竊聽(tīng) 、 網(wǎng)絡(luò)通信量分析等被動(dòng)式攻擊 ， 因此安全性需要高度重視 。 78 當(dāng)無(wú)須對(duì)發(fā)送工作站進(jìn)行身份認(rèn)證時(shí) ，一般采用開(kāi)放系統(tǒng)認(rèn)證 （ Open System Authentication） ， 通常情況下 ， 無(wú)線局域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)傳輸需要更高的安全級(jí)別 ， 包括IEEE （ Shared Key Authentication ） 在內(nèi) ， 基于 IEEE 。 79 a． SSID技術(shù) b． MAC技術(shù) c ． 有線對(duì)等加密 （ Wired Equivalent Privacy， WEP） 技術(shù) d ． 無(wú)線局域網(wǎng)鑒別與保密基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)（ WLAN Authentication and Privacy Infrastructure， WAPI） e． 用戶認(rèn)證技術(shù) （ IEEE ） 80 （ 3） MAC層幀 ① MAC幀格式 圖 19 IEEE MAC幀格式 81 圖 110 MAC幀控制字段格式 ② MAC幀分類 82 圖 111 管理幀格式 a． 管理幀 83 圖 112 RTS/CTS幀格式 b． 控制幀 c． 數(shù)據(jù)幀 84 3． IEEE FHSS， DSSS和 IR物理層； DSSS物理層進(jìn)行了補(bǔ)充 ， 定義了 HR/DSSS（ High Rate/direct sequence spread spectrum） ； 定義了 OFDM物理層； DSSS物理層做了進(jìn)一步擴(kuò)展 ， 定義了擴(kuò)展速率物理層 （ Extend Rate PHY ， ERP ） ， 并對(duì) ERP 和非 ERP（ nonERP） 工作站共處等問(wèn)題做了規(guī)范 。 85 （ 1）物理層服務(wù)原語(yǔ) 物理層與 MAC層通過(guò) 12條服務(wù)原語(yǔ)進(jìn)行通信 。 86 （ 2）物理層功能 ① 載波監(jiān)聽(tīng) ② 傳送功能 ③ 接收功能 87 圖 113 IEEE FHSS方式的 PLCP幀格式 （ 3） PLCP子層幀格式 88 圖 114 IEEE DSSS方式的長(zhǎng) PLCP幀格式 89 圖 115 IEEE OFDM方式的 PLCP幀格式 90 （ 4） PMD子層 PMD子層通過(guò)服務(wù)原語(yǔ)與 PLCP子層通信 ， 通過(guò)管理實(shí)體原語(yǔ)實(shí)現(xiàn)對(duì)管理信息庫(kù)（ Management Information Base， MIB）的訪問(wèn) ， PMD操作負(fù)責(zé)將 PPDU的二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)適合發(fā)送的無(wú)線信號(hào) ， 主要包括擴(kuò)頻和調(diào)制功能 。 91 ① IEEE ② IEEE ③ IEEE ④ IEEE ⑤ 其他 IEEE 92 1． IEEE IEEE 1999年 ， IEEESA成立了 IEEE 工作組來(lái)專門(mén)開(kāi)發(fā)寬帶固定無(wú)線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 。 93 IEEE “最后一公里 ”的問(wèn)題 。 它可作為線纜和 DSL的無(wú)線擴(kuò)展技術(shù) ， 或者用于將 入熱點(diǎn)連接到互聯(lián)網(wǎng) ， 也可將公司與家庭等網(wǎng)絡(luò)連至有線骨干線路 ， 從而真正實(shí)現(xiàn)無(wú)線與寬帶接入的統(tǒng)一 。 自 從 該 標(biāo) 準(zhǔn) 誕 生 以 來(lái) ， 已 經(jīng) 發(fā) 展 出、 。 94 2． 邏輯 組成參考模型 （ SS） 、 基站（ BS） 、 認(rèn)證和業(yè)務(wù)授權(quán)服務(wù)器 （ ASA）組成 ， 下圖所示的參考模型中定義了網(wǎng)絡(luò)實(shí)體間的各個(gè)接口和參考點(diǎn) 。 95 圖 116 IEEE 96 IEEE 系統(tǒng)的空中無(wú)線接口部分 ， 該空中接口由物理層和 MAC層組成 。 MAC層又分為三個(gè)子層：特定業(yè)務(wù)匯聚子層 、 公共部分子層和安全子層 。 3．協(xié)議棧模型 97 圖 117 IEEE 98 4．物理層 （ 1）頻段 （ 2）雙工方式 （ 3）載波帶寬 （ 4）調(diào)制方式 （ 5）編碼方式 99 5．媒體接入控制層 IEEE MAC層協(xié)議在上行通道分配帶寬時(shí) ， 采用的是一種基于預(yù)留的集中控制方式 。 IEEE MAC層是靠同意 /請(qǐng)求協(xié)議來(lái)接入媒體的 ， 它可以消除確認(rèn)消息的開(kāi)銷(xiāo)和延時(shí)來(lái)支持不同的服務(wù)水平 。 100 IEEE ， 為保證各種應(yīng)用業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量 ， MAC支持多種 QoS等級(jí) ，定義了豐富的 QoS機(jī)制 。 根據(jù)用戶業(yè)務(wù)的特點(diǎn) ， 該標(biāo)準(zhǔn)定義了五種不同事物業(yè)務(wù)類型：UGS（ 主動(dòng)分配帶寬 ） 、 rtPS（ 實(shí)時(shí)輪詢 ） 、nrtPS（ 非實(shí)時(shí)輪詢 ） 和 BE（ 盡力而為 ） ，并為這五種業(yè)務(wù)類型定義了不同的 QoS參數(shù) 。 101 6． IEEE 根據(jù)是否支持移動(dòng)特性 ， IEEE 標(biāo)準(zhǔn)可以分為固定寬帶無(wú)線接入 （ Fixed Broadband Wireless Access， FBWA）空中接口標(biāo)準(zhǔn)和移動(dòng)寬帶無(wú)線接入 （ Mobile Broadband Wireless Access， MBWA）空中接口標(biāo)準(zhǔn) ， 其中 、 、 屬于 FBWA ， 而 屬于MBWA。 102 圖 118 103 7． 移動(dòng) WiMAX典型應(yīng)用場(chǎng)景 圖 119 移動(dòng) WiMAX應(yīng)用場(chǎng)景 104 1． IEEE IEEE 移動(dòng)寬帶無(wú)線接入系統(tǒng)最初由 IEEE 2023年 3月提出； 2023年 7月 ， IEEE明確 MBWA與 IEEE 不同的市場(chǎng)應(yīng)用； 2023 年 12 月 ， IEEE 。 IEEE IEEE 。 105 IEEE 適用于高速移動(dòng)環(huán)境下的寬帶無(wú)線接入系統(tǒng)的空中接口規(guī)范 。 工作于 授權(quán)頻段 ， 最優(yōu)化 IP數(shù)據(jù)傳輸 ， 每用戶峰值速 率 超 過(guò) 1Mbit/s 支 持 城 域 范 圍 內(nèi) 高 達(dá)250km/h的各種車(chē)載移動(dòng)性 ， 在頻譜效率 、可持續(xù)用戶數(shù)據(jù)速率和活動(dòng)用戶數(shù)等方面比現(xiàn)有移動(dòng)系統(tǒng)性能有顯著提高 。