基于wimax無線傳輸?shù)难芯慨厴I(yè)設計

1、<p>　　本 科 畢 業(yè) 設 計（論文）</p><p>　　題目 </p><p>　　院（系部） </p><p>　　專業(yè)名稱 </p><p>　　年級班級

2、 </p><p>　　學生姓名 </p><p>　　指導教師 </p><p><b>　　年 月 日</b></p><p>　　畢業(yè)設計（論文）任務書</p><

3、;p>　　專業(yè)班級 學生姓名 </p><p>　　一、題目 </p><p><b>　　二、主要任務與要求</b></p><p>　　三、起止日期 年 月

4、 日至 年 月 日</p><p>　　指導教師 簽字（蓋章）</p><p>　　系 主 任 簽字（蓋章）</p><p>　　年 月 日</p><p>　　畢業(yè)設計（論文）評閱人評語</p><p>　　專業(yè)班級

5、 學生姓名 </p><p>　　題目 </p><p>　　評閱人 簽字（蓋章）</p><p>　　職 　 稱 </p><p>　　工作單位

6、 </p><p>　　年 月 日</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　寬帶無線接入技術作為下一代通信網(wǎng)中最具發(fā)展?jié)摿Φ慕尤爰夹g之一，正受到業(yè)界越來越多的關注。WiMax作為新興的寬帶無線接入技術，具有覆蓋范圍廣、傳輸帶寬大的特點，已經(jīng)成為電信業(yè)普遍關注的熱點。尤其是

7、WiMax標準的下一版本802.16e可以同時支持固定和移動寬帶無線接入，可支持車載高速移動終端。事實上，包括移動、網(wǎng)通在內(nèi)的中國四大電信運營商都在對WiMax進行測試。因此，WiMax無線接入系統(tǒng)的組網(wǎng)問題將成為一個重要的課題。</p><p>　　本文在介紹WiMax標準、技術和相關應用的基礎上，對WiMax的組網(wǎng)方案進行了研究。研究了基于OFDM技術的WiMax小區(qū)規(guī)劃，給出了各種提高頻譜效率的方案；然后對

8、WiMax與現(xiàn)網(wǎng)的融合進行了分析，給出了緊耦合和松耦合兩種方法，并就基于IPv6的WiMax核心網(wǎng)機制進行了闡述；最后對基站的無線互聯(lián)方案進行了探討。設計出了災害現(xiàn)場WiMax端網(wǎng)絡組建方案和在校園無線網(wǎng)中的接入方案。然后給出了WiMax的網(wǎng)絡系統(tǒng)結(jié)構，詳細描述了WiMax網(wǎng)絡系統(tǒng)結(jié)構中有關系統(tǒng)內(nèi)和系統(tǒng)間兩種主要的切換方式，介紹了其切換機制，并給出了其切換流程圖和主要切換步驟。最后分析了WiMax在四種應用模式下的前景。</p&g

9、t;<p>　　關鍵字：WiMax OFDM 網(wǎng)絡切換</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Broadband wireless access technology as one of the most development potential in the next generation communicat

10、ion network access technology, is being more and more attention in the industry.WiMax as an emerging broadband wireless access technology, covering a wide range and large transmission bandwidth, has become the common foc

11、us of attention of the telecommunications industry. In particular, the next version of the WiMax standard 802.16e can support both fixed and mobile broadband wireless ac</p><p>　　This article introduced the

12、WiMax standard, technology and related applications based on WiMax networking solutions. Based on OFDM technology WiMax cell planning program are given a variety of programs to improve spectral efficiency; were analyzed

13、and WiMax and the integration of the existing network, tightly coupled and loosely coupled method, and based on IPv6WiMaxcore network mechanisms are described and discussed; Finally, the wireless base station interconnec

14、tion scheme.WiMax network system</p><p>　　Keywords: WiMax OFDM network switching</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 前 言1</b></p><p>　　1.1 W

15、iMax技術的出現(xiàn)和概述1</p><p>　　1.2技術及前景介紹1</p><p>　　1.2.1 WiMax的技術優(yōu)勢1</p><p>　　1.2.2 WiMax的技術特點2</p><p>　　1.2.3 WiMax的主要設備3</p><p>　　1.3 WiMax面臨的問題3</p>

16、;<p>　　1.3.1全球頻譜可用性4</p><p>　　1.3.2全球需求和法規(guī)要求的協(xié)調(diào)4</p><p>　　1.3.3應用開發(fā)和支持4</p><p>　　1.3.4網(wǎng)絡互操作性4</p><p>　　1.4 WiMax國內(nèi)外研究現(xiàn)狀4</p><p>　　1.4.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀

17、4</p><p>　　1.4.2 中國應用現(xiàn)狀5</p><p>　　1.4.3 WiMax產(chǎn)業(yè)化進展7</p><p>　　1.5 WiMax發(fā)展展望8</p><p>　　2 WiMax組網(wǎng)方案研究9</p><p>　　2.1 WiMax組網(wǎng)概述9</p><p>　　2.2

18、基于OFDM技術的WiMax小區(qū)規(guī)劃方案9</p><p>　　2.2.1基于小區(qū)簇的頻率規(guī)劃10</p><p>　　2.2.2 基于無線資源管理的小區(qū)規(guī)劃移動通信11</p><p>　　2.2.3基于極化天線的小區(qū)規(guī)劃12</p><p>　　2.3 WiMax系統(tǒng)的核心網(wǎng)策略13</p><p>　

19、　2.3.1 WiMax和其他現(xiàn)有網(wǎng)絡的互聯(lián)互通14</p><p>　　2.3.2基于IPv6的WiMax核心網(wǎng)移動通信16</p><p>　　2.4 基站無線互聯(lián)方案17</p><p>　　2.4.1星型網(wǎng)絡拓撲結(jié)構18</p><p>　　2.4.2多跳中繼網(wǎng)絡拓撲結(jié)構19</p><p>　　2

20、.5 WiMax端網(wǎng)絡組建方案22</p><p>　　2.5.1災害現(xiàn)場WiMax端網(wǎng)絡組建方案22</p><p>　　2.5.2 WiMax在校園無線網(wǎng)中的接入方案25</p><p>　　3 WiMax的網(wǎng)絡切換管理28</p><p>　　3.1 WiMax網(wǎng)絡結(jié)構概述28</p><p>　　3.

21、2 WiMax網(wǎng)絡系統(tǒng)結(jié)構28</p><p>　　3.3 WiMax網(wǎng)絡的切換管理29</p><p>　　3.3.1　系統(tǒng)內(nèi)切換29</p><p>　　3.3.2　系統(tǒng)間切換32</p><p>　　4 WiMax的應用前景36</p><p>　　4.1 應用模式36</p><

22、p>　　4.1.1 固網(wǎng)寬帶業(yè)務的接入36</p><p>　　4.1.2 NGN網(wǎng)絡的接入37</p><p>　　4.1.3 數(shù)據(jù)業(yè)務的接入補充37</p><p>　　4.1.4 移動網(wǎng)絡基站傳輸37</p><p>　　4.2 WiMax在中國的發(fā)展機遇38</p><p><b>　

23、　5 總 結(jié)40</b></p><p><b>　　致 謝41</b></p><p><b>　　參考文獻42</b></p><p><b>　　1 前 言</b></p><p>　　1.1 WiMax技術的出現(xiàn)和概述</p>&l

24、t;p>　　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802.16e。WiMax是一項新興的寬帶無線接入技術，能提供面向互聯(lián)網(wǎng)的高速連接，數(shù)據(jù)傳輸距離最遠可達50km。WiMax還具有QoS（Quality of Service）保障、傳輸速率高、業(yè)務豐富多樣等優(yōu)點。WiMax的技術起點較高，采用了代表未來通信技術發(fā)

25、展方向的OFDM/OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiplexing/ Orthogonal Frequency Division Multiple Access)等先進技術，隨著技術標準的發(fā)展，WiMax將逐步實現(xiàn)寬帶業(yè)務的移動化，而3G則將實現(xiàn)移動業(yè)務的寬帶化，兩種網(wǎng)絡的融合程度將會越來越高。 </p><p>　　1.2技術及前景介紹</p>

26、<p>　　WiMax是由采用IEEE802.16標準的設備和器件供應商成立的一個非贏利性生產(chǎn)團體，主要是向市場推廣新的無線通訊標準，是一種面向城域網(wǎng)的寬帶無線接入技術，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可達50公里，其網(wǎng)絡覆蓋面積是3G(3rd Generation，第三代移動通信)基站的10倍。WiMax是一項基于IEEE 802.16標準的寬帶無線接入城域網(wǎng)(Broadband Wirele

27、ss Access Metropolitan Area Network，BWAMAN)技術，其基本目標是提供一種在城域網(wǎng)一點對多點的多廠商環(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，相關研究則開展得更早。WiMax論壇旨在推廣IEEE 802.16無線寬帶網(wǎng)絡技術。目前該組織擁有105個成員，甚至包括Alcatel、AT&T、英國電信、FUJITSU、Nokia以及

28、Intel等行業(yè)巨頭[1]。</p><p>　　1.2.1 WiMax的技術優(yōu)勢</p><p>　　WiMax的技術優(yōu)勢可以簡要概括為以下幾點：</p><p><b>　　(1)傳輸距離遠</b></p><p>　　WiMax的無線信號傳輸距離最遠可達50公里，是WIFI(無線局域網(wǎng))所不能比擬的，其網(wǎng)絡覆蓋面積

29、是3G基站的10倍，只要建設少數(shù)基站就能實現(xiàn)全覆蓋，這樣就使得無線網(wǎng)絡應用的范圍大大擴展。</p><p><b>　　(2)接入速度高</b></p><p>　　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)絡來說，這的確是一個驚人的進步。WiMax采用OFDM(Orthogonal Frequency Divisio

30、n Multiplexing，正交頻分復用)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)74.81M的最大傳輸速度</p><p>　　(3)提供廣泛的多媒體通信服務</p><p>　　由于WiMax較之WiFi具有更好的可擴展性和安全性，從而能夠?qū)崿F(xiàn)電信級的多媒體通信服務。其中包括語音，數(shù)據(jù)和視頻的傳輸。</p><p>

31、;　　1.2.2 WiMax的技術特點</p><p><b>　　(1)鏈路層技術</b></p><p>　　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。無線寬帶接入技術面對日益增長的IP數(shù)據(jù)業(yè)務，必須適應TCP/IP協(xié)議對信道傳輸質(zhì)量的要求。在WiMax技術的應用條件下(室外遠距離)，無線信道的衰落現(xiàn)象非常顯著，在質(zhì)量不穩(wěn)定的無線信道上運用TCP/

32、IP協(xié)議，其效率將十分低下。 WiMax技術在鏈路層加入了ARQ（Automatic Repeat-request）機制，減少到達網(wǎng)絡層的信息差錯，可大大提高系統(tǒng)的業(yè)務吞吐量。同時WiMax采用天線陣、天線極化方式等天線分集技 術來應對無線信道的衰落。這些措施都提高了WiMax的無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)男阅堋?lt;/p><p><b>　　(2)QoS性能</b></p><p>

33、;　　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。WiMax可以提供三種等級的服務：CBR(Constant Bit Rate，固定帶寬)、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)絡操作者與服務提供商以高優(yōu)先級、高速率及低延時為用戶提供服務，保證用戶訂購的帶寬。 CIR的優(yōu)先級次之，網(wǎng)絡操作者以約定的速率來提供，但速率超過規(guī)

34、定的峰值時，優(yōu)先級會降低，還可以根據(jù)設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，這種服務類似于傳統(tǒng)IP網(wǎng)絡的盡力而為的服務，網(wǎng)絡不提供優(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)務的條件下，盡力為用戶提供傳輸帶寬。</p><p><b>　　(3)工作頻段</b></p><p>　　整體來說，802.16工作的頻段采用的是無需授權頻段

35、，范圍在2GHz至 66GHz之間，而802.16a則是一種采用2G至11GHz無需授權頻段的寬帶無線接入系統(tǒng)，其頻道帶寬可根據(jù)需求在1.5M至20MHz范圍進行調(diào)整。因此，802.16所使用的頻譜將比其它任何無線技術更豐富，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。②當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，有利于運營商或用戶協(xié)調(diào)頻譜資源。</p><p>　

36、　1.2.3 WiMax的主要設備</p><p>　　WiMax網(wǎng)絡包括兩個主要組件:一個基站和用戶設備。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 Internet Device (MID)，或者WiMax調(diào)制解調(diào)器。</p><p>　　1.3 WiMax面臨的問題</p><

37、;p>　　盡管WiMax技術正在高速向前發(fā)展，但是仍然面臨著一些急需解決的問題。</p><p>　　1.3.1全球頻譜可用性</p><p>　　固定WiMax產(chǎn)品將使用指定的3.5GHz、2.5GHz、5.8GHz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）仍然需要進行新的分配。</p><p>　　1.3.2全球需求和法

38、規(guī)要求的協(xié)調(diào)</p><p>　　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)組織制訂相關法規(guī)時積極進行協(xié)調(diào)。</p><p>　　1.3.3應用開發(fā)和支持</p><p>　　WiMax廠商還必須證明自己的產(chǎn)品能夠支持多種不同的應用。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

39、各種高質(zhì)量話音、視頻和多媒體應用的基礎設施進行競爭。</p><p>　　1.3.4網(wǎng)絡互操作性</p><p>　　不同寬帶無線網(wǎng)絡和技術之間的互操作性是普及個人寬帶服務的關鍵，這與雙模和三模設備的推出緊密相關。</p><p>　　1.4 WiMax國內(nèi)外研究現(xiàn)狀</p><p>　　1.4.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀</p><

40、;p>　　2007 年10 月19 日，WiMax被國際電信聯(lián)盟 （International Telecommunication Union，ITU）正式批為全球第4 大3G 標準，與 CDMA2000，WCDMA 和TD-SCDMA標準并列。</p><p>　　WiMax成為第四個3G 標準家之后，由于無線資源主要針對IMT（International Mobile Telecommunication

41、，國際移動通信）技術進行分配，因而在當前市場中，運營商采用WiMax標準來部署網(wǎng)絡將更加方便。ITU 的決定出臺之后，最初受到影響最大的可能是UTM（Universal Mobile Telecommunications System，通用移動通信系統(tǒng)）擴展頻段，即2.5-2.6 GHz 之間頻段。</p><p>　　ITU的決定有利于WiMax技術的應用和發(fā)展，但由于ITU屬于非政府組織，其決策無強制力，影響

42、力也僅限于一定的范圍之內(nèi)，所以對于各國監(jiān)管部門IMT-2000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的頻譜資源分配方案。但縱然WiMax沒有獲準成為IMT標準，也不影響它作為一種有效技術在應用市場進行推廣。</p><p>　　最近幾年來，WiMax技術伴隨著全球技術廠商，設備商和運營商的共同應用和推廣而得到了迅猛的發(fā)展，并在3G和WLAN 技術市場成熟后被認為是又一個在業(yè)界具有巨大潛力的

43、無線技術。</p><p>　　隨著電子工藝技術的發(fā)展，WiMax設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2007 年就開始構建WiMax網(wǎng)絡了。WiMax在美國的語言服務方面已具有重要地位，僅次于傳統(tǒng)的銅線和IP電話。在WiMax被認定為是四大3G 標準之一后，逐漸成為行業(yè)潮流，美國越來越多的移動服務運營商愿意使用WiMax。美國的Sprint和AT&T等大型通信公

44、司都認為WiMax前景樂觀，愿意將其作為公司的一種備選技術，其開放性更有利于運營商提供優(yōu)良的寬帶接入。</p><p>　　1.4.2 中國應用現(xiàn)狀</p><p>　　2007 年12 月，WiMax入圍2007年中國通信產(chǎn)業(yè)的十大新技術、新業(yè)務。中國地理位置寬廣，面積為全球第三大，地理環(huán)境復雜，存在很多偏遠和經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)，通信基礎設施還不完善，亟需得到解決，因此在中國面臨著難得的發(fā)展

45、機遇。WiMax覆蓋范圍廣，網(wǎng)絡建設成本低廉，投入運營周期短，很適合作為這些地區(qū)的信息高速公里的技術方案，將來會對當?shù)氐慕?jīng)濟和社會發(fā)展起到強大的推動作用。</p><p>　　最近，中國為了推動WiMax在國內(nèi)的應用，各設備供應商和研究機構都積極研究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IEEE802.

46、16 工作組建立了長期緊密的聯(lián)系。到目前為止，針對802.16d 和802.16e 行業(yè)標準的制定和應用都取得了一定的進展。</p><p>　　針對WiMax的可行性測試工作也在中國得到了充分的開展。2006 年，作為迄今為止亞太地區(qū)最大規(guī)模的WiMax領域項目，廣東網(wǎng)通WiMax網(wǎng)絡，被上海貝爾阿爾卡特取得合同。</p><p>　　中國目前有中興，華為和上海貝爾阿爾卡特三家公司參與W

47、iMax標準的研究和制定工作目，并且與英特爾簽署了聯(lián)盟協(xié)議。其中華為對該標準的投入最大，并且重點研究符合802.16e標準的設備。2007 年華為開始推出IEEE802.16e標準的產(chǎn)品。</p><p>　　此外，2007 年7 月臺灣通訊傳播委員會也針對南北兩區(qū)發(fā)放了六張WiMax頻譜的牌照。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。獲取牌照后，六家運

48、營商已投入資金超過十億臺幣，積極的與終端設備供應商洽談商議網(wǎng)絡建設方案和設備供應的規(guī)劃。</p><p>　　英特爾與臺灣有合作意向，并簽訂了意向書，協(xié)定從2008起至3013年5年內(nèi)投資5億美元來進行相關設備的采購，并且在2008 年10 月底宣布了對臺灣WiMax產(chǎn)業(yè)的投資決定，促進其發(fā)展，并投資3.86 億元新臺幣（約1188萬美元）入股威麥斯20%的股權，后者為臺灣北區(qū)的WiMax運營商。而早在2007年

49、10月，為了對設備商與運營商提供開放環(huán)境，協(xié)作其開發(fā)WiMax應用服務和測試工作，全球首座應用實驗室在WiMax論壇的授權下與臺灣工研院合作成立了。資策會FIND預估，2009年，臺灣WiMax增值應用服務的市場規(guī)模將達8億元臺幣，約為2624萬美元，展望2012年，預估市場規(guī)模將超過23億元臺幣，約為7544萬美元。</p><p>　　現(xiàn)在，雖然臺灣在發(fā)展WiMax中遇到了諸多問題，如網(wǎng)絡建設成本，資金來源，

50、以及特定WiMax應用服務等，但種種困難正在得到解決，運營商也在積極投入。WiMax的發(fā)展將臺灣地區(qū)的電信服務運營商和興盛的電腦產(chǎn)業(yè)合并到了同一個產(chǎn)業(yè)鏈內(nèi)，構成了全新的產(chǎn)業(yè)模式，為產(chǎn)業(yè)提供了更多的創(chuàng)新空間。臺灣地區(qū)在WiMax發(fā)展應用中走在了世界的前列，具有示范作用，將給全球的WiMax產(chǎn)業(yè)帶來整體提升。</p><p>　　1.4.3 WiMax產(chǎn)業(yè)化進展</p><p>　　最初WiM

51、ax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。但后來得到了摩托羅拉，朗訊，思科，北電網(wǎng)絡和富士通等行業(yè)巨頭的認可，并且中國的通信巨頭中興、華為等也相繼加入，因此迅速得到了發(fā)展。在短短的幾年內(nèi)，WiMax產(chǎn)業(yè)化逐漸加快，產(chǎn)業(yè)鏈逐漸完善并具有了一定的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。WiMax論壇的成員超過522個，包括芯片制造商，設備供應商，服務運營商以及相關行業(yè)的研究機構等。其中35%為服務內(nèi)容提供商，20%為系統(tǒng)廠商，還有20%的左右

52、的芯片廠商。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)的構建，以及網(wǎng)絡設備的研發(fā)和-制造等。作為IEEE802.16標準的推動組織，WiMax技術論壇積極組織業(yè)界各大系統(tǒng)廠商和設備廠商之間的兼容性測試工作。</p><p><b>　　(1)芯片制造商：</b></p><p>　　目前，全世界有起過25家WiMax

53、芯片制造商，包括Intel，Motorola，Samsung，NEC，F(xiàn)UJITSU 等重量級芯片制造商，也包括一些沒有生產(chǎn)線的技術研發(fā)公司，如 Beeeem，Comsys，Altair，Waves air，Picocllip，Gct，Design Art，Sequans 等。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。作為推動全球WiMax發(fā)展的主力，Intel 已經(jīng)

54、與 HP，DEL，Acer，華碩，聯(lián)想等世界重要計算機制造商共同采用45nm工藝制造的AtomCPU，或訊馳2CPU ，作為與EchoPeak 芯片的配套。</p><p><b>　　(2)設備制造商：</b></p><p>　　Alcatel，Alvarion，Proxim，西門子，中興，華為等寬帶無線接入廠商都考慮開發(fā)基于802.16 協(xié)議的下一代產(chǎn)品。目前全

55、世界WiMax基站制造商起過25家，其中包括Alactel-Imcem，Alvarion，Apeto Networks，Cisco，Motorola，NEC，等。截至2008年經(jīng)過WiMax論壇WAVE2（BF/MIMO）認證的設備已達82款，2009 年認證180款新產(chǎn)品，預計到2012年，通過認證的移動WiMax設備將起過1000款。</p><p>　　1.5 WiMax發(fā)展展望</p>&l

56、t;p>　　WiMax技術應用的浪潮已經(jīng)來到了，但我們?nèi)孕枰硇运伎妓陌l(fā)展前景。</p><p>　　（1）WiMax技術在移動領域的發(fā)展不可能一帆風順，尋找全球統(tǒng)一的頻率、解決切換、漫游等問題都是發(fā)展的障礙。</p><p>　　（2）可以將WiMax芯片內(nèi)置到手機中，與3G甚至B3G融合，最終與移動通信在4G匯合，形成一個真正無縫的、無處不在的移動寬帶網(wǎng)絡。</p>

57、<p>　?。?）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，最終建立一個3G/WIFI/WiMax/有線寬帶接入等多種技術的融合、多層次、全方位無縫覆蓋、協(xié)同工作的網(wǎng)絡，最大程度地滿足客戶的需要。</p><p>　　2 WiMax組網(wǎng)方案研究</p><p>　　本章節(jié)研究了基于OFDM (Orthogonal Frequency Divisio

58、n Multiplexing，即正交頻分復用技術)技術的WiMax小區(qū)規(guī)劃方案，給出了各種提高頻譜效率的方案；然后對WiMax與現(xiàn)網(wǎng)的融合進行了分析，給出了緊耦合和松耦合兩種方法，并就基于IPv6的WiMax核心網(wǎng)機制進行了闡述；最后對基站的無線互聯(lián)方案進行了探討。 </p><p>　　2.1 WiMax組網(wǎng)概述</p><p>　　)J-s*y-L0emscbsc 移動通信論

59、壇擁有30萬通信專業(yè)人員，超過50萬份GSM/3G等通信技術資料，是國內(nèi)領先專注于通信技術和通信人生活的社區(qū)。 9@/m3B;T-S;c/W+zwww.mscbsc.com　　802.16標準只定義了空中接口規(guī)范，WiMax如何組網(wǎng)是未來商用的關鍵問題之一，需要仔細研究。WiMax組網(wǎng)牽涉到以下幾方面的問題：基于OFDM技術的WiMax網(wǎng)絡規(guī)劃，如何提高頻率復用率是規(guī)劃的關鍵；WiMax無線空中接口網(wǎng)與現(xiàn)有核心網(wǎng)的互聯(lián)，如何把WiMax

60、系統(tǒng)的空中接口網(wǎng)絡和基于IP技術的核心網(wǎng)絡有機結(jié)合在一起，支持無縫的移動性管理，保證用戶的QoS要求，同時便于計費、認證和鑒權等，是研究的重點。</p><p>　　2.2 基于OFDM技術的WiMax小區(qū)規(guī)劃方案</p><p>　　基于OFDM技術帶來的高頻譜利用率及抗多徑干擾能力，IEEE802.16標準規(guī)定了在非視距傳播的2-11GHz頻段下，可以采用OFDM、OFDMA(正交頻分

61、多址)及其他先進技術來對抗較差的無線傳播環(huán)境。</p><p>　　2J+M5](m"a5t3l%C#j9Imscbsc 移動通信論壇擁有30萬通信專業(yè)人員，超過50萬份GSM/3G等通信技術資料，是國內(nèi)領先專注于通信技術和通信人生活的社但是，采用OFDM/OFDMA技術設計的點對多點(PMP)無線系統(tǒng)將在網(wǎng)絡規(guī)劃上面臨較大的問題。在CDMA(Code Division Multiple Access)

62、網(wǎng)絡中，用戶通過擴頻碼來區(qū)分，可以達到小區(qū)頻率復用率近似為100%，從而簡化甚至不需要頻率規(guī)劃技術；而在基于OFDM/OFDMA的WiMax系統(tǒng)中，用戶只能通過時間(TDMA)或子信道(0FDMA)來區(qū)分，使用相同頻率的相鄰小區(qū)將會對本小區(qū)的通信產(chǎn)生嚴重的干擾。因此基于OFDM/OFDMA技術的網(wǎng)絡規(guī)劃應基于頻率分配，如何合理分配和復用有限的頻段，而達到減少小區(qū)間、信道間的干擾是一個非常值得深入研究的問題。</p><

63、;p>　　如何提高WiMax系統(tǒng)的頻譜效率，是研究的熱點問題?？梢圆捎酶咝У臒o線資源管理技術、先進天線技術(如智能天線和多輸入多輸出(MIMO, Multiple-Input Multiple-Out-put))、扇區(qū)化技術來提高系統(tǒng)頻譜效率，使小區(qū)間的頻率復用因子盡量為1。</p><p>　　2.2.1基于小區(qū)簇的頻率規(guī)劃</p><p>　　-N:?!O4w0\4t5B;aMS

64、CBSC 移動通信論壇　　基于小區(qū)簇的頻率復用技術可以在不犧牲覆蓋面積的前提下提高系統(tǒng)容量。將可使用的頻點分成幾組然后分配給小區(qū)簇中的小區(qū)使用，保證相鄰小區(qū)間不使用同一組頻點。如圖2-1所示，某小區(qū)使用頻點組A，它的相鄰小區(qū)都不能使用頻點組A。在圖2-1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)。如果使采用同一頻點組的小區(qū)的間隔距離更遠，就需要

65、更多的頻率資源，但是目前留給WiMax系統(tǒng)的頻率資源較少，只能通過扇區(qū)技術、無線資源管理機制和先進天線技術來減少同頻干擾。</p><p>　　5`*D&s'd0h'?&d8q |  國內(nèi)領先的通信技術論壇,I0N't'}7?6a0i:F7\ |  國內(nèi)領先的通信技術論壇圖2-1 頻率復用因子為4時的小區(qū)規(guī)劃</p&g

66、t;<p>　　通過扇區(qū)技術提高系統(tǒng)容量的方法如圖2-2所示。在網(wǎng)絡建設初期，基站使用四個90°的扇區(qū)天線，每個天線覆蓋一個扇區(qū)。小區(qū)可以通過分裂成更多扇區(qū)的方式，使每個扇區(qū)的可用子信道數(shù)量增加，以此支持更高的數(shù)據(jù)速率。當扇區(qū)數(shù)量由四個變?yōu)榘藗€的時候，小區(qū)的容量近似翻了一倍。然而扇區(qū)的數(shù)量每增加一倍，小區(qū)的覆蓋面積會減少33%。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)的覆蓋面積減少了，其需要的帶

67、寬也隨之減少，但設備的成本卻會增加。如果在系統(tǒng)中增加更多的載頻，就可以進一步使用頻率分集來減小同信道之間的干擾。</p><p>　　-U:I*P0i)@"G8Z%J&B.D;gmscbsc 移動通信論壇擁有30萬通信專業(yè)人員，超過50萬份GSM/3G等通信技術資料，是國內(nèi)領先專注于通信技術和通信人生活的社區(qū)。圖2-2 通過扇區(qū)技術提高系統(tǒng)容量</p><p>　　2.2

68、.2 基于無線資源管理的小區(qū)規(guī)劃移動通信</p><p>　　無線資源管理主要包含功率控制、無線資源分配、自適應控制、分組調(diào)度技術等，其目的在于減少系統(tǒng)間干擾，提高系統(tǒng)容量，增強鏈路的服務質(zhì)量等。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。由于無線資源管理機制對WiMax系統(tǒng)

69、來說是一個較大的范疇，不同功能實體之間關系較復雜，下面以其中功能相對獨立的自適應控制機制為例闡述WiMax系統(tǒng)的小區(qū)規(guī)劃。</p><p>　　高階的調(diào)制方式具有更高的頻譜效率，因此可以采用高階調(diào)制來提高系統(tǒng)的容量。但隨著調(diào)制階數(shù)的增加，接收機的復雜度也要隨之增加，而且小區(qū)間干擾也越來越嚴重(不同調(diào)制方式之間目標SIR(信干比)變化達到16dB)，這也對接收設備提出了更高的要求。另外，隨著調(diào)制階數(shù)的增加，小區(qū)的覆

70、蓋面積大幅縮小，從BPSK到QPSK到16-QAM再到64-QAM，調(diào)制階數(shù)每增加一步，會使小區(qū)半徑縮短為原來的一半左右?？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。如圖2-3所示，在原有扇區(qū)劃分和單一調(diào)制BPSK方式的基礎上，根據(jù)所處地域不同，采用不同的調(diào)制方式，越靠近基站，則使用的調(diào)制方式越高。離基站最近的區(qū)域采用最高階

71、64-QAM調(diào)制方式，然后是16-QAM，再是QPSK，最外圈的區(qū)域使用BPSK。</p><p>　　+J,M+I&C)D*i5U#s9{mscbsc 移動通信論壇擁有30萬通信專業(yè)人員，超過50萬份GSM/3G等通信技術資料，是國內(nèi)領先專注于通信技術和通信人生活的社區(qū)。</p><p>　　%v+l9G4I%B移動通信,通信工程師的家園,通信人才,求職招聘,網(wǎng)絡優(yōu)化,通信工程,

72、出差住宿,通信企業(yè)黑名單圖2-3 自適應調(diào)制方式的使用示例</p><p>　　2.2.3基于極化天線的小區(qū)規(guī)劃</p><p>　　9F6V9|1t5E4j+a*B9k&R%~9k 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。交替極化在系統(tǒng)中的應用如圖2-4所示，如果只采用一個載

73、頻，考慮到實際地形的不規(guī)則，很容易存在較嚴重的同頻干擾，而使用兩個載頻的交替極化模式，可以得到四組可用信道，從而大幅度減小干擾。聯(lián)合采用兩載頻和極化天線技術，在不需要對現(xiàn)有網(wǎng)絡進行較大改動的情況下，就可使系統(tǒng)獲得更多的可用信道。</p><p>　　4L'n*Z9})K,W.p+s0`;~+e |  國內(nèi)領先的通信技術論壇</p><p>　　.U.W+^8t;

74、|/}(t6W0pMSCBSC 移動通信論壇圖2-4 極化天線技術與網(wǎng)絡拓撲結(jié)構</p><p>　　%v"n,H$P3v2Rwww.mscbsc.co根據(jù)以上各種提高系統(tǒng)頻譜效率技術的描述可知，為了減小干擾，盡量保證小區(qū)的頻率復用因子為1，其網(wǎng)絡頻率規(guī)劃方案應該服從如下原則：</p><p>　　$R2i,H4h+|-W*A　 （1）除非距離達到5-7個倍程，或者兩者之間有較好

75、的阻擋物，否則相鄰站點不允許出現(xiàn)相同方向的同頻復用。如果要復用，可以采用不同的極化方向以獲得20dB的額外隔離度。</p><p>　　.L3U#E5e'G%| （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，以保證服務扇區(qū)內(nèi)的注冊頻點為最佳。</p><p>　　6C(c;b-B1Y$f1k'Z;d6[ （3）同一站點，同一扇區(qū)，不可

76、以使用同頻。</p><p>　?。?）同一站點，相鄰扇區(qū)，不可以使用同頻。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?！?lt;/p><p>　?。?）同一站點，相背扇區(qū)，在基站天線前后隔離度滿足30dB的要求時，可以使用相同極化的同頻。</p><p>　　針對免許可證頻段，802.16協(xié)議還規(guī)定了動態(tài)頻率選擇方案，

77、同時，WiMax系統(tǒng)可以支持多輸入多輸出、智能天線、OFDMA等技術，可降低頻率干擾、增加網(wǎng)絡容量。</p><p>　　2.3 WiMax系統(tǒng)的核心網(wǎng)策略</p><p>　　WiMax系統(tǒng)的網(wǎng)絡結(jié)構包括WiMax終端、WiMax無線接入網(wǎng)和WiMax核心網(wǎng)3部分，如圖2-5所示。根據(jù)所采用的標準以及應用場景不同，WiMax終端包括固定(802.16-2004)、便攜和移動(802.16

78、e)三種類型。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)絡互聯(lián)互通，還需要包含認證和業(yè)務授權(ASA)服務器。而核心網(wǎng)主要用于解決用戶認證、漫游等功能及作為其他網(wǎng)絡之間的接口[2]。</p><p>　　3b-o5@$l3t1O5t5b;o0Pwww.mscbsc.com</p><p>　　$n${%P9c2R$umscbsc 移動通信論壇擁有30萬通信

79、專業(yè)人員，超過50萬份GSM/3G等通信技術資料，是國內(nèi)領先專注于通信技術和通信人生活的社區(qū)。圖2-5 WiMax網(wǎng)絡結(jié)構</p><p>　　2.3.1 WiMax和其他現(xiàn)有網(wǎng)絡的互聯(lián)互通</p><p>　　3^*j3[#a4j;m.ymscbsc 移動通信論壇擁有30萬通信專業(yè)人員，超過50萬份GSM/3G等通信技術資料，是國內(nèi)領先專注于通信技術和通信人生活的社區(qū)。　　由于802.

80、16系列協(xié)議只定義了無線空中接口標準，對于WiMax的核心網(wǎng)沒有涉及。作為一種新興網(wǎng)絡，802.16首先是對現(xiàn)有無線網(wǎng)絡的一種補充，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)絡互聯(lián)互通，充分利用現(xiàn)有無線網(wǎng)絡的核心網(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)絡間的無縫切換；同時可以充分挖掘現(xiàn)有網(wǎng)絡的用戶信息，共用現(xiàn)有網(wǎng)絡的計費、鑒權和加密機制；并且充分依托現(xiàn)有網(wǎng)絡和業(yè)務平臺的資源，開展新業(yè)務等。</

81、p><p>　　如果混合組網(wǎng)，WiMax可以通過兩種方式和現(xiàn)有無線通信網(wǎng)絡互聯(lián)：緊耦合和松耦合。松耦合對現(xiàn)有網(wǎng)絡改造較小，WiMax直接利用現(xiàn)有網(wǎng)絡的AAA(認證，授權和計費)服務器，避免WiMax數(shù)據(jù)流經(jīng)過現(xiàn)有網(wǎng)絡的核心網(wǎng)，如圖2-6所示。這種方式保證了WiMax和現(xiàn)有網(wǎng)絡相互獨立，并且可以使用移動IP支持網(wǎng)間的移動性，但這會導致較高的延時。在WiMax中建議采用跨層路由協(xié)議(在IEEE802.21協(xié)議中稱為2.5

82、層路由協(xié)議，位于傳統(tǒng)路由層和MAC層之間)來減少WiMax不同基站切換時的延時，但是無法減少網(wǎng)間的切換延時，所以這種模式對實時性要求非常高的業(yè)務來說是一大挑戰(zhàn)。松耦合模式下兩種網(wǎng)絡共享AAA服務器，使得不同網(wǎng)絡在混合的網(wǎng)絡環(huán)境下使用一致的用戶鑒權機制，從而可以使運營商更好地建立獨有的業(yè)務模式，充分利用原有計費系統(tǒng)和客戶關系。</p><p>　　)C4`&q.|!W,S |  國內(nèi)領先

83、的通信技術論壇 |</p><p>　　圖2-6所示為WiMax和WCDMA在松耦合模式下的組網(wǎng)結(jié)構。</p><p>　　緊耦合模式下WiMax的數(shù)據(jù)流需要經(jīng)過現(xiàn)有網(wǎng)絡的無線網(wǎng)絡控制器(RNC)和核心網(wǎng)，所以這需要對現(xiàn)有網(wǎng)絡進行改造。這種模式的優(yōu)點是充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡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)絡的無縫切換。圖2-7所示為Wi

84、Max與WCDMA緊耦合時的網(wǎng)絡組成，WiMax的基站直接和WCDMA的RNC或者SGSN相連。</p><p>　　*O#e'F!e+}(U/z"I'q8^,xMSCBSC 移動通信論壇</p><p>　　;N"r&q#h WMSCBSC 移動通信論壇圖2-7 WiMax和WCDMA在緊耦合模式下的組網(wǎng)結(jié)構</p><p&

85、gt;　　2.3.2基于IPv6的WiMax核心網(wǎng)移動通信</p><p>　　基于802.16的無線城域網(wǎng)(WMAN)應用將基于IP分組數(shù)據(jù)，而目前采用的IP仍然是IPv4。隨著業(yè)務的不斷發(fā)展，未來的發(fā)展趨勢是IPv6將代替IPv4以滿足更高的要求?；贗Pv6的無線城域網(wǎng)技術不但使用戶能夠無線上網(wǎng)，而且能夠在移動的同時進行網(wǎng)絡連接，它還能保證數(shù)據(jù)的不間斷性，同時支持眾多的下一代網(wǎng)絡業(yè)務。在不久的將來，基于IP

86、v6的無線城域網(wǎng)將形成網(wǎng)絡運營商的新業(yè)務增長點，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。因此，需要研究結(jié)合IPv6核心網(wǎng)和WiMax接入網(wǎng)的組網(wǎng)方案[3]。</p><p>　　基于IPv6的無線城域網(wǎng)分為兩部分：接入網(wǎng)與核心網(wǎng)。其中接入網(wǎng)部分采用WiMax技術，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。用戶接入核心網(wǎng)的過程為：用戶數(shù)據(jù)

87、經(jīng)采用WiMax技術的接入網(wǎng)的空中接口到達基站后，通過“WiMax-IPv6核心”接口抵達WMAN核心網(wǎng)的邊緣路由器，由該邊緣路由器對其進行三層操作后，進入支持MPLS的IPv6網(wǎng)絡傳輸，經(jīng)標簽交換后，抵達WMAN與核心網(wǎng)邊緣網(wǎng)關，然后進入核心網(wǎng)。</p><p>　　無線城域網(wǎng)中的區(qū)需要提供對IPv6路由協(xié)議、自動配置、組播、QoS算法實現(xiàn)、移動性管理等的完整支持，這是研究的重點。這里的區(qū)兼容了路由功能，所以必

88、須支持核心網(wǎng)上使用的主要路由協(xié)議。同時由于MPLS能改善路由網(wǎng)絡的效率和控制，對于實時業(yè)務應用以及與CNGI(China's Next Generation Internet)互連互通具有深刻意義，區(qū)也必須支持此功能。對于RIPv6、OSPFv6、IDRPv2、MPLS協(xié)議，IETF都制定了相關的RFC(Request For Comments)規(guī)范，在區(qū)中的實現(xiàn)應當符合規(guī)范規(guī)定。其中OSPFv6是可以用于IPv6的OSPF版本

89、，它也是IPv6推薦的內(nèi)部網(wǎng)關路由協(xié)議(IGP)，作為所有路由器的標準，適用于大型網(wǎng)絡，所以需要優(yōu)先考慮其如何應用于WiMax的核心網(wǎng)中。</p><p>　　2.4 基站無線互聯(lián)方案</p><p>　　/];C s!S4zmscbsc 移動通信論壇擁有30萬通信專業(yè)人員，超過50萬份GSM/3G等通信技術資料，是國內(nèi)領先專注于通信技術和通信人生活的社區(qū)。　　在IEEE802.16d/e

90、定義的BWA(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。按傳統(tǒng)方式，基站通過有線方式如光纖連接到集線器、路由器或網(wǎng)橋設備。但有線的有效傳輸距離一般是10km左右，雖然遠大于WLAN的覆蓋范圍，但對于幾十千米以外的區(qū)域是鞭長莫及。在有寬帶接入需求的區(qū)域一般會選取一個最合適的位置來安裝基站，但這個位置不一定有現(xiàn)成的有線接入點，很多情況下距離有線接入點還有較長距離。光纖無疑是目前寬帶接入互聯(lián)網(wǎng)最理想的載體，全光網(wǎng)絡也是未來的發(fā)展趨勢

91、，但是相對寬帶無線接入而言，光纖接入的成本相當高，建設周期也較長，如果最終客戶的裝機率不是很高，投資回報也就很難保證。盡管有一些運營商在嘗試光纖接入網(wǎng)絡建設，但是對于今天追求資本回報率，希望快速占領市場、快速贏利的運營商，很難說它就是最好的策略。而且，一旦網(wǎng)絡建設完畢，一般很難重新調(diào)整。同時對于離互聯(lián)網(wǎng)接入點較遠的地區(qū)，如邊遠山區(qū)建立基站勢必將投入較大的有線傳輸線路費用，</p><p>　　8[7\&H

92、8e3L0j移動通信,通信工程師的家園,通信人才,求職招聘,網(wǎng)絡優(yōu)化,通信工程,出差住宿,通信企業(yè)黑名單　　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。如果采用上述網(wǎng)絡結(jié)構，區(qū)與區(qū)間的信息交互一定要經(jīng)過邊緣路由器、區(qū)域節(jié)點，然后再通過邊緣路由器經(jīng)過有線線路返回到區(qū)。這個過程將受到多段通信信道狀況的影響，尤其當網(wǎng)絡擁塞時，將增加信息傳遞的延時，造成切換的不成功或通信中斷。</

93、p><p>　　相對來說，無線傳輸手段具有快速靈活的優(yōu)勢，應用在基站互聯(lián)上，具有投資少、見效快、組網(wǎng)靈活的特點，同時將擴大系統(tǒng)覆蓋范圍，解決更大范圍的寬帶無線接入問題，可以幫助運營商在激烈的寬帶業(yè)務競爭中快速、有效地占領市場。對于基礎網(wǎng)絡資源缺乏的運營商，無線傳輸手段甚至將成為其WiMax基站互聯(lián)的主要手段。</p><p>　　1F'O.h*A-|'U0T.O移動通信,通信工

94、程師的家園,通信人才,求職招聘,網(wǎng)絡優(yōu)化,通信工程,出差住宿,通信企業(yè)黑名單　　無線基站互聯(lián)的結(jié)構可簡單描述如下：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。各非中心基站的上行數(shù)據(jù)將在中心基站處匯聚并發(fā)送到互聯(lián)網(wǎng)；互聯(lián)網(wǎng)將發(fā)向中心基站及相連的遠端基站的下行業(yè)務數(shù)據(jù)合并發(fā)送到中心基站，由中心基站向各非中心基站轉(zhuǎn)發(fā)，完成數(shù)據(jù)中繼功能。非中心基站與中心基站的連接方式可以是

95、多跳也可以是直接相聯(lián)，視其服務區(qū)域與中心基站的遠近而定。中心基站可以與非中心基站一樣提供服務區(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IEEE802.16-2004標準。</p><p>　　0T-~-u+B.Mwww.mscbsc.com　　同時，在支持802.16e中定義的移動性問題上，采用基站間無線互聯(lián)方案的優(yōu)勢也是非常明顯的。在用戶預備或發(fā)生切換時，中心基站可以協(xié)助確定用戶要切換到的目標基

96、站，并保證用戶切換前后業(yè)務狀態(tài)的連續(xù)。下面介紹我們提出的兩種組網(wǎng)方案供參考。</p><p>　　d m4m0u'P2.4.1星型網(wǎng)絡拓撲結(jié)構</p><p>　　9X3j8Y4\#P l/^0P*aMSCBSC 移動通信論壇　　遠端基站直接與中心基站無線連接，即經(jīng)過一跳到達互聯(lián)網(wǎng)；基站間通信采用5.8GHz頻段，基站與用戶間通信采用3.5GHz頻段；每個基站服務區(qū)范圍是5-7km

97、，遠端基站與中心基站間的距離可以為30-50km。網(wǎng)絡拓撲如圖2-8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。</p><p>　　9]+D+C&M&S,x+t2x.x移動通信,通信工程師的家園,通信人才,求職招聘,網(wǎng)絡優(yōu)化,通信工程,出差住宿,通信企業(yè)黑名單</p><p>　　圖2-8 星型網(wǎng)絡拓撲</

98、p><p>　　這種方案的思想為中心基站將遠端基站當作第一級用戶站，將遠端基站的用戶站及本服務區(qū)域的用戶站當作第二級用戶站。5.8GHz頻段覆蓋范圍與3.5GHz頻段覆蓋范圍部分重疊，但互不干擾，如同兩個單獨的寬帶無線接入系統(tǒng)。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。假定每個非中心小區(qū)使用相同的頻段，如果設置為相鄰小區(qū)，則必定相互干擾難以利用全部帶寬資源，所以我們假設遠端基站間的距離較遠，足以消除同頻

99、干擾對每個小區(qū)可用帶寬的影響，使遠端基站到用戶站的傳輸成為資源受限而非干擾受限系統(tǒng)。</p><p>　　#r#k0D#T0n*]5z'E |  國內(nèi)領先的通信技術論壇這種方案的另外一種應用是在基站之間采用LMDS(本地多點分配業(yè)務)技術，在基站和用戶終端之間采用IEEE802.16協(xié)議規(guī)范。這要求基站提供兩套設備，一套供基站之間無線通信需要，另外一套供基站和用戶站之間通信使用。<

100、;/p><p>　　2.4.2多跳中繼網(wǎng)絡拓撲結(jié)構</p><p>　　"u;T7{'J)a2{2w3H;j0G/_移動通信,通信工程師的家園,通信人才,求職招聘,網(wǎng)絡優(yōu)化,通信工程,出差住宿,通信企業(yè)黑名單圖2-9所示為多跳中繼方案下的基站互聯(lián)結(jié)構，其中基站A作為中心基站通過有線鏈路與IP網(wǎng)相連，而遠端基站C、D則需通過基站B的中繼，然后再通過基站A來接入互聯(lián)網(wǎng)。所有的基站

101、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)務的匯聚，基站A則負責基站B-F的上下行數(shù)據(jù)調(diào)度。</p><p>　　+B:E-X2P(['x9A3i移動通信,通信工程師的家園,通信人才,求職招聘,網(wǎng)絡優(yōu)化,通信工程,出差住宿,通信企業(yè)黑名單圖2-9 多跳中繼網(wǎng)絡拓撲</p><p>　　這里，對于遠端基站C或D接入互聯(lián)網(wǎng)的路徑為：遠端基站C或D具有動

102、態(tài)選路能力，根據(jù)傳播條件、基站負載等選擇最佳中繼基站和路徑接入互聯(lián)網(wǎng)。比如，基站C想通過基站B來轉(zhuǎn)發(fā)，但獲知基站B中繼負載較重或基站C和基站B間信道條件較差的反饋后，可以選擇更優(yōu)基站G來進行中繼，最后仍通過基站A接入互聯(lián)網(wǎng)。</p><p>　　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。一種方式為：在中繼基站B內(nèi)設置兩套收發(fā)設備，分別與中

103、心基站A和下游的遠端基站C及D進行通信。A-B或B-C基站間基于TDD雙工模式，上下行都采用TDMA接入方式。</p><p>　　另外一種方式為：所有的基站仍都只采用一套收發(fā)設備，但采用Mesh組網(wǎng)機制，即中心基站A對所有遠端基站進行統(tǒng)一調(diào)度，使得最終接入基站A的任意兩基站間的通信在基站A的調(diào)度下不會干擾其他基站間通信。不同基站間通信采用IEEE802.16-2004定義的Mesh幀結(jié)構和通信信令，而基站與終端

104、通信采用IEEE802.16-2004協(xié)議定義的PMP幀結(jié)構，Mesh幀結(jié)構和PMP幀結(jié)構之間采用時分復用機制。</p><p>　　*D+K2o(\(k%f3U移動通信,通信工程師的家園,通信人才,求職招聘,網(wǎng)絡優(yōu)化,通信工程,出差住宿,通信企業(yè)黑名單　　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。但是其缺陷也是非常明顯的：

105、</p><p>　　(1)基站A、B、E不僅要處理本小區(qū)的接入，還需要考慮其他基站的上行和下行鏈路數(shù)據(jù)中繼，因此要承擔較重的負載，尤其是直接與IP網(wǎng)絡通信的基站A，對其處理能力及無線資源管理要求很高。</p><p>　　(2)基站A的集中協(xié)調(diào)同步過程將大大增加基站間數(shù)據(jù)傳輸延時，并且傳輸效率也將明顯降低，這對于需要保證延時的通信是非常敏感的，QoS得不到保證。5Q3H&`5v

106、#~&d　 (3)隨著網(wǎng)絡規(guī)模的擴大，基站間的路由配置也會增大。盡管基站的位置固定，路由選擇也近似固定，但是一旦無線信道的條件突然變化時，遠端基站就需要重新從多條可選路由中選擇最佳路由，增大了系統(tǒng)處理的開銷。</p><p>　　R(T3b9}3b-F/R1|'A$Q8v |  國內(nèi)領先的通信技術論壇　 (4)中心基站覆蓋的遠端基站數(shù)目過多時，系統(tǒng)的動態(tài)資源分配也將變得異常復雜