802.16d/e标准支持全IP网络层协议,802.16d/e设备可以作为一个路由器接入现有的IP网络。但现有IP核心网缺乏有效的移动性管理能力。WiMAX论坛已经开始开发网络层协议,802.16 NetMAN工作组也已开展这方面的工作。同时,802.16协议也可以通过一个ATM汇聚子层将ATM信元映射到802.16d/e MAC层,具备支持3G核心网的潜力。也就是说,WiMAX支持和3G系统的互通和融合。802.16d/e的MAC层支持多种QoS等级以适应 VoIP、可视电话、流媒体、在线游戏、浏览、下载等不同的业务类型,包括主动分配带宽、实时轮询、非实时轮询和尽力而为,其中最后一种为竞争接入的调度机制。802.16e增加了节电模式的内容,以支持移动终端。除正常工作状态外,还支持空闲状态(即用户处于激活状态但暂时没有数据交换)和睡眠状态。
——物理层模式是16d和16e最本质的区别(见图1)。16d物理层采用普通的OFDM模式,下行用TDM复用方式,上行采用TDMA进行多址接入。但OFDM没有子信道化的概念,所有的子载波都为一个用户产生,频率划分不灵活。16e中使用的OFDMA,SOFDMA模式,利用子信道化功能,灵活分配无线资源。可以将一个时隙的各子载波几个子载波分配给不同用户,提高了频谱利用率。

图1 802.16d/e主要技术区别
——16d对于无线接入只能做到固定或者游牧式接入,16e具备独立蜂窝组网的能力,支持全移动性(高达120km/h),16e的终端可以在16e网络中无缝漫游。16e标准为了配合移动性的加入,在MAC层增加了切换相关的信令以及终端省电模式的支持。
——菲涅尔区
菲涅尔区是位于基站天线和接收端之间的一个椭球状区域(见图2)。

图2 菲涅尔区
λ为波长,D为两天线的距离,当频率固定时,菲涅尔半径随着传输距离的增加而增大。当距离固定时,频率越高,其菲涅尔半径越小。根据业界普遍的观点认为,当菲涅尔区域被阻挡60%以上,就认为收发天线之间是菲视距传播;如果菲涅尔区域有阻挡,但未达到60%,则收发天线间是准视距传播;如果菲涅尔区域完全没有阻挡,则收发天线间是视距传播。
16e通过引入SOFDMA,MIMO,AAS,能够一定程度对抗无线信号传播衰落。因此,16e相对于16d支持非视距传输,并且具备了移动性功能。
3、WiMAX产品现状
3.1 设备厂家现状
目前,WiMAX设备产品提供商主要包括中兴、华为、摩托罗拉、Alvarion、Airspan等公司,其它多数传统的系统制造商采用集成的方式提供WiMAX产品,如阿尔卡特朗讯集成移动Alvarion产品;Ericsson集成Airspn产品。表2所示为WiMAX设备发展现状。
表2 WiMAX设备发展现状

●微基站(见图3):单扇区覆盖,适合低密度的城郊或乡村地区应用;体积小,1U高度,可以安装于标准机架;AC/DC两种供电方式;每扇区处理能力和服务与宏基站相同。

图3 微机站
●室外接入单元(见图4)是高功率,全双工,多载波射频单元,将信号输出/输入至天线。它与室内站通过中频接口相连。其特点为:发射功率高,噪声系数低,强抗干扰能力。

图4 室外接入单元
●宽带数据网关型CPE(见图5)。提供一个数据接口(10/100BaseT),在3.5MHz信道上提供10Mbit/s的数据吞吐量。

图5 宽带数据网关型CPE
3.2 WiMAX 16d产品
目前,在中国市场处于设备领先地位的WiMAX 16d设备厂家基本是OEM奥维通和Airspn公司产品。设备包括:基站(Base Station),用户端设备(Customer Premise Equipment,简称CPE)和网络管理系统(Network Management System)。
下面以某厂家基站为例介绍16d产品(特性参见表3):7387基站是一种多载波,高功率,多重冗余的电信级设备。系统以FDD方式工作于 3.5G频段,基于3.5MHz或1.75MHz信道带宽。基站可以通过定向天线将覆盖范围扇区化(支持6个扇区),以提高网络容量。
表3 WiMAX 16d产品特性参数

(1)典型设备参数
3.3 WiMAX 16e产品
截至2006年9月,能提供802.16e产品(特性参见表4)的设备厂家屈指可数,除了韩国的三星公司以外,中国市场上比较熟悉的设备厂家就是摩托罗拉了,然而摩托罗拉提供的16e产品也仅仅停留在测试产品,其Ultra Light 3500 System是WiMAX 16e系列的固定版本。支持1~4个扇区配置。设备工作在3.5GHz频段上,3.5MHz频宽上采用TDD模式。并没有真正实现16e的非视距和移动性功能。备包括基站单元和室外型用户单元。
表4 WiMAX 16e产品特性参数
