WiMAX技术的射频技术具有哪些特性及如何进行测试？

WiMAX是一项新兴的宽带无线接入技术，能提供面向互联网的高速连接，数据传输距离最远可达50km。

WiMAX是一项高速无线数据网络标准，主要用在城域网，由WiMAX论坛提出并于2001年6月成形。它可提供至少一英里无线宽带接入，作为电缆和DSL之外的选择。在IEEE 802.16标准的多个版本和选项中做出唯一的选择，以保证不同厂商产品的互操作性。在802.16物理层的三个变体中，WiMAX选择了802.16-2004版的256 carrier OFDM，能够借由较宽的频带以及较远的传输距离，协助电信运营商与互联网服务提供商业者建置无线网络的最后一英里，与主要以短距离区域传输为目的之IEEE 802.11通信协议有着相当大的不同。

WiMAX能提供许多种应用服务，包括最后一英里无线宽带接入、热点、移动通信回程线路以及作为商业用途在企业间的高速连线。通过WiMAX一致性测试的产品都能够对彼此创建无线连接并发送互联网分组数据。在概念上类似WiFi，WiMAX传送速率更快，传送范围距离更大，简单理解为一种“大WiFi”。

WiMAX的升级版WirelessMAN-Advanced(IEEE 802.16m)是两个4G标准之一。

WiMAX还具有QoS保障、传输速率高、业务丰富多样等优点。

WiMAX的技术起点较高，采用了代表未来通信技术发展方向的OFDM/OFDMA、AAS、MIMO等先进技术，随着技术标准的发展，WiMAX逐步实现宽带业务的移动化，而3G则实现移动业务的宽带化，两种网络的融合程度会越来越高。

wimax和wifi有什么区别?

一、起源不同

1、WiFi：Wi-Fi联盟成立于1999年，在2002年10月，正式改名为Wi-Fi Alliance。

2、WiMAx：WiMAx由WiMAX论坛提出并于2001年6月成形。

二、通信协议不同

1、WiFi：WiFi选择了主要以短距离区域传输为目的之IEEE 802.11通信协议。

2、WiMAx：WiMAX选择了802.16-2004版的256 carrierOFDM，能够借由较宽的频带以及较远的传输距离，协助电信运营商与互联网服务提供商业者建置无线网上的最后一英里。

三、传送不同

1、WiFi：WiFi的传送速率相较于WiMAx更快，传送范围距离更大。

2、WiMAx：WiMAx的传送速率相较于WiFi更快，传送范围距离更大。

随着无线通信的发展及用户需求的变化，固定宽带接入服务和移动服务在技术和业务上呈现融合的趋势，宽带移动化和移动宽带化逐渐成为这两个领域技术发展的趋势。

在移动宽带化方面，3GPP/3GPP2已经制订了1xEV-DO、HSDPA/HSUPA等技术标准，在移动环境下实现宽带数据传输。在宽带移动化方面，IEEE802工作组先后制订了WLAN和WiMAX等技术规范，沿着固定、游牧/便携、移动这样的演进路线前进，其中 WiMAX是宽带移动化的重要里程碑。

1 WiMAX标准

WiMAX全称为World Interoperability for Microwave Access，即全球微波接入互操作性，是一项基于IEEE 802.16标准的宽带无线接入城域网技术(Broadband Wireless Access Metropolitan Area Network)，该标准仅仅制订了物理层(PHY)和媒质接入层(MAC)的规范，是针对微波频段提出的一种新的空中接口标准。

WiMAX的基本目标是在城域网接入环境下，确保不同厂商的无线设备互连互通，主要用于为家庭、企业以及移动通信网络提供“最后一公里”的高速宽带接入，以及将来的个人移动通信业务。

目前，业界关心最多的是IEEE802.16e，它与802.16前几个标准的最大区别在于其对移动性的支持。制订802.16e标准的目的，是希望能够提出一种既能提供高速数据业务又使用户具有移动性的宽带无线接入解决方案。它在固定的空中接口802.16d的技术基础上，增加了切换支持、可节电的睡眠模式、寻呼以及增强的安全能力等一些重要特性，使得终端的漫游和切换成为可能(见表1)。

2 WiMAX的关键技术

* OFDM/OFDMA

OFDM(正交频分复用)是一种多载波数字调制技术，它具有较高的频谱利用率，且在抵抗多径效应、频率选择性衰落或窄带干扰上具有明显的优势。而OFDMA是利用OFDM的概念实现上行多址接入，每个用户占用不同的子载波，通过子载波将用户分开。OFDMA允许单个用户仅在部分子载波发送，降低了对发送功率的要求。

在WiMAX系统中，OFDM技术为物理层技术，主要应用的方式有两种：OFDM物理层和OFDMA物理层。OFDM物理层采用OFDM调制方式，OFDM正交载波集由单一用户产生，为单一用户并行传送数据流。它支持TDD和FDD双工方式，上行链路采用TDMA多址方式，下行链路采用TDM复用方式，可以采用STC发射分集以及AAS自适应天线系统。OFDMA物理层采用OFDMA多址接入方式，支持TDD和FDD双工方式，可以采用STC发射分集以及AAS。通常向下数据流被分为逻辑数据流，这些数据流可以采用不同的调制及编码方式以及以不同信号功率接入不同信道特征的用户端。向上数据流子信道采用多址方式接入，通过下行发送的媒质接入协议(MAP)分配子信道传输上行数据流。虽然OFDM技术对相位噪声非常敏感，但是标准定义了ScalableFFT，可以根据不同的无线环境选择不同的调制方式，以保证系统能够以高性能的方式工作。

* HARQ

HARQ(混合自动重传要求)技术因为提高了频谱效率，所以可以明显提高系统吞吐量，同时因为重传可以带来合并增益，所以间接扩大了系统的覆盖范围。在WiMAX技术的应用条件下(室外远距离)，无线信道的衰落现象非常明显，在质量不稳定的无线信道上运用TCP、IP协议，其效率十分低。WiMAX技术在链路层加入了HARQ机制，减少了到达网络层的信息差错，可大大提高系统的业务吞吐量。

在802.16e的协议中虽然规定了信道编码方式有卷积码(CC)、卷积Turbo码(CTC)和低密度校验码(LDPC)编码，但是对于HARQ方式，根据目前的协议，16e中只支持CC和CTC的HARQ方式。具体规定为：在16e协议中，混合自动重传要求(HARQ)方法在MAC部分是可选的。HARQ功能和相关参数是在网络接入过程或重新接入过程中，用消息SBC被确定和协商的。HARQ是基于每个连接的，它可以通过消息DSA/DSC确定每个服务流是否有HARQ的功能。{{分页}}

* AMC

AMC(自适应调制编码)在WiMAX的应用中有其特有的技术要求，由于AMC技术需要根据信道条件来判断将要采用的编码方案和调制方案，所以AMC技术必须根据WiMAX的技术特征来实现AMC功能。与CDMA技术不同的是，由于WiMAX物理层采用的是OFDM技术，所以时延扩展、多普勒频移、PAPR值、小区的干扰等对于OFDM解调性能有重要影响的信道因素必须被考虑到AMC算法中，用于调整系统编码调制方式，达到系统瞬时最优性能。WiMAX标准定义了多种编码调制模式，包括卷积编码、分组Turbo编码(可选)、卷积Turbo码(可选)、零咬尾卷积码(ZeroTailbaitingCC)(可选)和LDPC(可选)，并对应不同的码率，主要有：1/2、3/5、5/8、2/3、3/4、4/5、5/6等码率。

* MIMO

MIMO(多进多出)是未来移动通信的关键技术。MIMO技术主要有两种表现形式，即空间复用和空时编码。这两种形式在WiMAX协议中都得到了应用。WiMAX相关协议还给出了同时使用空间复用和空时编码的形式。支持MIMO是协议中的一种可选方案，结合自适应天线阵(AAS)和MIMO技术，能显著提高系统的容量和频谱利用率，可以大大提高覆盖范围并增强应对快衰落的能力，使得在不同环境下能够获得最佳的传播性能。

* QoS机制

在WiMAX标准中，MAC层定义了较为完整的QoS机制。MAC层针对每个连接可以分别设置不同的QoS参数，包括速率、延时等指标。WiMAX系统所定义的4种调度类型，只针对上行的业务流，分别为非请求的带宽分配业务(UGS.UnsolicitedGrantService)、实时轮询业务(rtPS.RealTime Polling Service)、非实时轮询业务(nrtPS.Non Real Time Polling Service)、尽力而为业务(BE.Best effort)。对于下行的业务流，根据业务流的应用类型只有QoS参数的限制(即不同的应用类型有不同的QoS参数限制)而没有调度类型的约束，因为下行的带宽分配是由BS中的Buffer中的数据触发的。这里定义的QoS参数都是针对空中接口的，而且是这4种业务的必要参数。

* 睡眠模式

802.16e协议为适应移动通信系统的特点，增加了终端睡眠模式：Sleep模式和Idle模式。Sleep模式的目的在于减少MS的能量消耗并降低对ServingBS空中资源的使用。Sleep模式是MS在预先协商的指定周期内暂时中止ServingBS服务的一种状态。从ServingBS的角度观察，处于这种状态下的MS处于不可用(unavailability)状态。Idle模式为MS提供了一种比Sleep模式更为省电的工作模式，在进入Idle模式后，MS只是在离散的间隔，周期性地接收下行广播数据(包括寻呼消息和MBS业务)，并且在穿越多个BS的移动过程中，不需要进行切换和网络重新进入的过程。Idle模式与Sleep模式的区别在于：Idle模式下MS没有任何连接，包括管理连接，而Sleep模式下MS有管理连接，也可能存在业务连接;Idle模式下MS跨越BS时不需要进行切换，Sleep模式下MS跨越BS需要进行切换，所以Idle模式下MS和基站的开销都比Sleep小;Idle模式下MS定期向系统登记位置，Sleep模式下MS始终和基站保持联系，不用登记。{{分页}}

* 切换技术

802.16e标准规定了一种必选的切换模式，在协议中简称为HO(handover)，实际上就是我们通常所说的硬切换。除此以外还提供了两种可选的切换模式：MDHO(宏分集切换)和FBSS(快速BS切换)。移动台可以通过当前的服务BS广播的消息获得相邻小区的信息，或者通过请求分配扫描间隔或者是睡眠间隔来对邻近的基站进行扫描和测距的方式获得相邻小区信息，对其评估，寻找潜在的目标小区。切换既可以由MS决策发起也可以由BS决策发起。在进行快速基站切换(FBSS)时，MS只与AnchorBS进行通信;所谓快速是指不用执行HO过程中的步骤就可以完成从一个AnchorBS到另一个AnchorBS的切换。支持FBSS对于MS和BS来说是可选的。进行宏分集切换(MDHO)时，MS可以同时在多个BS之间发送和接收数据，这样可以获得分集合并增益以改善信号质量。是否支持MDHO对于MS和BS来说是可选的。

WiMax技术的应用前景

宽带无线接入技术是各种有线接入技术强有力的竞争对手，在高速因特网接入、双向数据通信、私有或公共电话系统、双向多媒体服务和广播视频等领域具有广泛的应用前景。相对于有线网络，宽带无线接入技术具有巨大的优势，如：

*无线网络部署快，建设成本低廉

*无线网络具有高度的灵活性，升级方便

*无线网络的维护和升级费用低

*无线网络可以根据实际使用的需求阶段性地进行投资

WiMax的应用主要可以分成两个部分，一个是固定式无线接入，一个是移动式无线接入。802.16d(IEEE 802.16-2004)属于固定无线接入标准，而802.16e属于移动宽带无线接入标准。目前INTEL已经宣布开发出符合IEEE 802.16-2004标准的芯片，并且从2006年开始WiMAX技术将被逐步引入笔记本电脑中。相信不需要太多时间，WiMax即可得到广泛的应用。其主要的应用范围主要有：

*中国幅员辽阔，存在很多经济欠发达地区，在这些地方的信息化建设是非常落后的。应用低成本的WiMax技术则可以给那里架起一座信息高速公路，对当地的经济发展会有很大的促进作用。

*应用WiMax技术可以迅速部署完成一个高速数据通信网络。例如2008年奥运会期间可以在奥运场馆构建WiMax网络。

*可以使用WiMax技术在大学校园内部署高速无线网络。使用WiFi技术的校园无线网络目前已经十分普遍，但是WiMax要比WiFi先进很多，WiMax使用很少的基站即可达到整个校园的无线信号无缝连接。

同目前正在广泛使用的无线网络相比，WiMax技术有着自己独特的优势。WiFi技术可以提供高达54Mbps的无线接入速度，但是它的传输距离十分有限，仅限于半径约为100米的范围。移动电话系统可以提供非常广阔的传输范围，但是它的接入速度却十分缓慢。WiMax的出现刚好弥补了这两个不足。因此在不久的将来WiFi(无线局域网)，WiMax(无线城域网)，3G(无线广域网)三者的结合将会为我们创造出一个完美的无线网络。随着无线通信技术的不断发展，集成了这三种技术的移动终端将为我们随时随地提供高速无线连接，借用一句广告语：“未来是无线的”。