信息与通信WiMAX技术交流zk

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1、802.16802.16标准空中接口规范、协议参考模型标准空中接口规范、协议参考模型及网络构架及网络构架http:/802.16802.16宽带无线接入技术宽带无线接入技术三、三、802.16e802.16e版本版本的协议模型，空中接口规范的协议模型，空中接口规范二二、802.16d802.16d版本的协议模型，空中接口规范版本的协议模型，空中接口规范四、网络架构、应用场景及升级演进四、网络架构、应用场景及升级演进总体目录总体目录http:/802.16802.16宽带无线接入技术宽带无线接入技术802.16802.16系列标准介绍系列标准介绍IEEE802无线标准系列无线标准系列802.16

2、标准系列标准系列一、1.1.2.2.http:/802.16802.16宽带无线接入技术宽带无线接入技术 IEEE802无线标准系列无线标准系列IEEE 802.15 BluetoothWANMANLANPANETSI HiperPANIEEE 802.11 WirelessLANETSI HiperLANIEEE 802.16 WirelessMANETSI HiperMAN&HIPERACCESSIEEE 802.20(proposed)3GPP,EDGE(GSM)IEEE802 标准委员会已发布或正在制定的无线标准系列有：标准委员会已发布或正在制定的无线标准系列有：802.11x,802

3、.15x,802.16x,802.20 xhttp:/802.16802.16宽带无线接入技术宽带无线接入技术IEEE802无线标准系列无线标准系列http:/802.16802.16宽带无线接入技术宽带无线接入技术802.16标准系列标准系列http:/802.16802.16宽带无线接入技术宽带无线接入技术三、三、802.16e802.16e版本版本的协议模型，空中接口规范的协议模型，空中接口规范二二、802.16d802.16d版本的协议模型，空中接口规范版本的协议模型，空中接口规范四、网络架构、应用场景及升级演进四、网络架构、应用场景及升级演进总体目录总体目录一、一、802.16802

4、.16系列标准介绍系列标准介绍http:/802.16802.16宽带无线接入技术宽带无线接入技术802.16d802.16d标准的协议模型，空中接口规范标准的协议模型，空中接口规范802.16d标准的协议模型标准的协议模型802.16d标准的物理层标准的物理层二、1.1.2.2.3.3.802.16d标准的标准的MAC层层http:/802.16802.16宽带无线接入技术宽带无线接入技术2.1 802.16d标准的协议模型标准的协议模型http:/802.16802.16宽带无线接入技术宽带无线接入技术2.1 802.16d标准的协议模型标准的协议模型http:/802.16802.16宽

5、带无线接入技术宽带无线接入技术2.2 802.16d标准标准-固定无线接入技术固定无线接入技术的空中接口规范的空中接口规范 空中接口是指基站（空中接口是指基站（BS）和用户站（）和用户站（SS）之间的接口。）之间的接口。空中接口协议由数据控制平面和管理平面组成，空中接口协议由数据控制平面和管理平面组成，802.16802.16标标准仅规范数据控制平面。准仅规范数据控制平面。数据控制平面由物理层（数据控制平面由物理层（PHY）和媒质接入控制层）和媒质接入控制层（MAC）组成。）组成。http:/802.16802.16宽带无线接入技术宽带无线接入技术2.2 802.16d标准的空中规范物理层标准

6、的空中规范物理层物理层类型使用频段基本特点WirelessMAN-SC1066GHz许许可频段可频段采用单载波调制方式，视距传输，可选信道带宽采用单载波调制方式，视距传输，可选信道带宽20MHz、25MHz或或28MHz，上行采用，上行采用TDMA方式，双工方式可方式，双工方式可采用采用FDD和和TDD。WirelessMAN-SCa11GHz许可许可频段频段采用单载波调制方式，非视距传输，允许信道带宽不小于采用单载波调制方式，非视距传输，允许信道带宽不小于1.25MHz，上行采用，上行采用TDMA方式，可选支持自适应天线方式，可选支持自适应天线系统（系统（AAS）、）、ARQ和空时编码（和空

7、时编码（STC）等，双工方）等，双工方式可采用式可采用FDD和和TDD。WirelessMAN-OFDM11GHz许可许可频段频段采用采用256个子载波的个子载波的OFDM（正交频分复用）调制方式，非（正交频分复用）调制方式，非视距传输，可选支持视距传输，可选支持AAS、ARQ、网格模式（、网格模式（Mesh）和和STC等，双工方式可采用等，双工方式可采用FDD和和TDD。WirelessMAN-OFDMA11GHz许可许可频段频段采用采用2048个子载波的个子载波的OFDM调制方式，非视距传输，允许调制方式，非视距传输，允许信道带宽不小于信道带宽不小于1.0MHz，可选支持，可选支持AAS、

8、ARQ和和STC等，双工方式可采用等，双工方式可采用FDD和和TDDWirelessHUMAN11GHz免许免许可频段可频段可采用可采用SCa或或OFDM或或OFDMA调制方式，双工方式为调制方式，双工方式为TDD，必须支持动态频率选择（必须支持动态频率选择（DFS），可选支持），可选支持AAS、ARQ、Mesh和和STC等。等。http:/802.16802.16宽带无线接入技术宽带无线接入技术2.2 802.16d标准的空中规范物理层特性标准的空中规范物理层特性OFDM物理层支持基于帧的传输。一帧包含一个下行子帧和物理层支持基于帧的传输。一帧包含一个下行子帧和一个上行子帧。一个上行子帧。下

9、行子帧仅由一个下行物理层下行子帧仅由一个下行物理层 PDU组成。组成。上行子帧由用于初始测距和带宽请求的竞争时隙和一个或者上行子帧由用于初始测距和带宽请求的竞争时隙和一个或者多个由不同的多个由不同的SS发射的上行物理层发射的上行物理层 PDU组成；组成；http:/802.16802.16宽带无线接入技术宽带无线接入技术2.2 802.16d标准的空中规范物理层特性标准的空中规范物理层特性802.16d OFDM物理层采用物理层采用256个子载波，个子载波，OFDMA物理层采用物理层采用2048个子载波，信号带宽从个子载波，信号带宽从1.2520MHz可变。可变。在多址方式方面，在多址方式方面

10、，802.16d在上行采用在上行采用TDMA(时分多址时分多址)，下行采用，下行采用TDM(时分复用时分复用)支持多用户传输。另一种多址方式是支持多用户传输。另一种多址方式是OFDMA，以，以2048个子载波的情况为例，系统将所有可用的子载波分为个子载波的情况为例，系统将所有可用的子载波分为32个子信个子信道，每个子信道包含若干子载波。多用户多址采用和跳频类似的方道，每个子信道包含若干子载波。多用户多址采用和跳频类似的方式实现，只是跳频的频域单位为一个子信道，时域单位为式实现，只是跳频的频域单位为一个子信道，时域单位为2或或3个符个符号周期。号周期。http:/802.16802.16宽带无线

11、接入技术宽带无线接入技术2.2 802.16d标准的空中规范物理层特性标准的空中规范物理层特性在双工方式方面，在双工方式方面，802.16d支持支持FDD和和TDD两种方式，其物理层技两种方式，其物理层技术基本相同。术基本相同。802.16d在在5MHz频带上可以实现约频带上可以实现约15Mbit/s的速率，频谱效率为的速率，频谱效率为3bit/s/Hz，与，与HSDPA相似。但相似。但802.16d在固定或低速环境下可以使在固定或低速环境下可以使用更大带宽用更大带宽(20MHz)，实现高达，实现高达75Mbit/s的峰值速率，这是现有蜂的峰值速率，这是现有蜂窝移动通信系统难以达到的。这充分体

12、现出窝移动通信系统难以达到的。这充分体现出OFDM技术在使用更宽技术在使用更宽频带方面的优势。频带方面的优势。在调制技术方面，在调制技术方面，802.16d支持的最高阶调制方式为支持的最高阶调制方式为64QAM，相对，相对于蜂窝移动通信系统于蜂窝移动通信系统(3GPP HSDPA最高支持最高支持16QAM)，802.16d更更强调在信道条件较好时实现极高的峰值速率。为适应高质量数据通强调在信道条件较好时实现极高的峰值速率。为适应高质量数据通信的要求，信的要求，802.16d选用了块选用了块Turbo码、卷积码、卷积Turbo码等纠错能力很码等纠错能力很强但解码延时较大的信道码，同时也考虑使用低

13、复杂度、低延时的强但解码延时较大的信道码，同时也考虑使用低复杂度、低延时的LDPC码。码。http:/802.16802.16宽带无线接入技术宽带无线接入技术2.3 802.16d标准的空中规范标准的空中规范MAC层特性层特性服务特定汇聚子层服务特定汇聚子层公共部分子层公共部分子层安全子层安全子层物理层物理层管理实体管理实体服务特定汇聚子层服务特定汇聚子层管理实体管理实体公共部分子公共部分子层层管理实管理实体体物理层物理层网网络络管管理理实实体体控制平面控制平面管理平面管理平面http:/802.16802.16宽带无线接入技术宽带无线接入技术2.3 802.16d标准的空中规范标准的空中规范

14、MAC层特性层特性MACMAC层是面向连接的，把业务映射到层是面向连接的，把业务映射到SSSS上并和不同等级的上并和不同等级的QoSQoS关联。关联。当一个当一个SSSS被安装到系统中时，就可以提供业务流。当被安装到系统中时，就可以提供业务流。当SSSS完成注册，完成注册，连接就与业务流关联（一条业务流对应一条连接）来提供请求的带连接就与业务流关联（一条业务流对应一条连接）来提供请求的带宽保证。当用户服务需求改变时，可能会建立新的连接。宽保证。当用户服务需求改变时，可能会建立新的连接。一个连接不仅定义了与汇聚层的映射，还定义了业务流，而业务流一个连接不仅定义了与汇聚层的映射，还定义了业务流，而

15、业务流定义了在这个连接上传输的定义了在这个连接上传输的PDUPDU的的QoSQoS参数。业务流提供了一种上下参数。业务流提供了一种上下行链路的行链路的QoSQoS管理机制。管理机制。MACMAC层包括三个子层层包括三个子层:特定服务汇聚子层（特定服务汇聚子层（Service-Specific Convergence Sublayer)MAC公共子层（公共子层（MAC Common Part Sublayer），简称），简称CPS子层。子层。安全子层（安全子层（Security Sublayer）。）。http:/802.16802.16宽带无线接入技术宽带无线接入技术2.3 802.16d标准

16、的空中规范标准的空中规范MAC层特性层特性MAC特定服务汇聚子层（特定服务汇聚子层（Service-Specific Convergence Sublayer)，简称，简称CS子层。子层。CS子层主要负责完成外部网络数据与子层主要负责完成外部网络数据与CPS子层数据之间的子层数据之间的映射映射。它将。它将所有从汇聚层服务接入点所有从汇聚层服务接入点(CS SAP)接收到的外部网络数据转化并接收到的外部网络数据转化并且映射成且映射成MAC SDU，并通过，并通过MAC服务接入点（服务接入点（MAC SAP）发送）发送给给CPS子层。在这个过程中，子层。在这个过程中，CS子层对外部网络数据进行分类

17、，子层对外部网络数据进行分类，并将其与合适的并将其与合适的MAC 业务流标识业务流标识SFID以及连接标识以及连接标识CID进行关联，进行关联，同时还执行负荷头压缩功能同时还执行负荷头压缩功能PHS。标准中定义了两种标准中定义了两种CS子层规范，以便与不同的上层协议进行接口，包子层规范，以便与不同的上层协议进行接口，包括括ATM CS子层及子层及Packet CS子层。子层。http:/802.16802.16宽带无线接入技术宽带无线接入技术2.3 802.16d标准的空中规范标准的空中规范MAC层特性层特性MAC公共子层（公共子层（MAC Common Part Sublayer），简称），

18、简称CPS子层子层 CPS子层提供了子层提供了MAC层的层的核心功能核心功能，包括系统接入、带宽分配、连接，包括系统接入、带宽分配、连接建立和维护等。建立和维护等。CPS子层通过子层通过MAC SAP从不同的从不同的CS子层接收数据，形成子层接收数据，形成MAC SDU。MAC SDU可以被拆分，也可以与其他一个或数个可以被拆分，也可以与其他一个或数个MAC SDU合并为一个新合并为一个新的的MAC PDU，并按，并按MAC连接分类，以保证连接分类，以保证QoS。http:/802.16802.16宽带无线接入技术宽带无线接入技术2.3 802.16d标准的空中规范标准的空中规范MAC层特性层

19、特性 安全子层安全子层 MAC层包含一个单独可选的安全子层来提供认证，密钥交换及加层包含一个单独可选的安全子层来提供认证，密钥交换及加密。密。802.16通过加密通过加密SS和和BS之间的连接给用户提供秘密接入固定宽带之间的连接给用户提供秘密接入固定宽带无线网络的能力，此外无线网络的能力，此外BS通过加密相关的业务流禁止未经授权的访通过加密相关的业务流禁止未经授权的访问，还给运营商提供强大的防盗用功能。问，还给运营商提供强大的防盗用功能。http:/802.16802.16宽带无线接入技术宽带无线接入技术三、三、802.16e802.16e版本版本的协议模型，空中接口规范的协议模型，空中接口规

20、范二二、802.16d802.16d版本的协议模型，空中接口规范版本的协议模型，空中接口规范四、网络架构、应用场景及升级演进四、网络架构、应用场景及升级演进总体目录总体目录一、一、802.16802.16系列标准介绍系列标准介绍http:/802.16802.16宽带无线接入技术宽带无线接入技术802.16e802.16e标准的协议模型，空中接口规范标准的协议模型，空中接口规范802.16e标准的协议模型标准的协议模型802.16e标准的物理层标准的物理层三、1.1.2.2.3.3.802.16e标准的标准的MAC层层http:/802.16802.16宽带无线接入技术宽带无线接入技术3.1

21、802.16e标准标准-支持移动特性的空中接口规范支持移动特性的空中接口规范 802.16 802.16a 802.16d802.16e使用频段使用频段1066GHz11GHz11GHz1066GHz6GHz信道条件信道条件视距视距非视距非视距视距视距+非视距非视距非视距非视距固定固定/移动移动性性固定固定固定固定固定固定移动移动+漫游漫游调制方式调制方式QPSK、16QAM和和64QAM256OFDM（BPSK/QPSK/16QAM/64QAM）256OFDM（BPSK/QPSK/16QAM/64QAM）2048OFDMA256OFDM（BPSK/QPSK/16QAM/64QAM）128/5

22、12/1024/2048OFDMA信道带宽信道带宽25/28MHz1.2520MHz1.2520MHz1.2520MHz传输速率传输速率(最佳最佳S/N)32134Mbps(载波带宽载波带宽28MHz)75Mbps(载波带宽载波带宽20MHz)75Mbps(载波带宽载波带宽20MHz)15Mbps(载波带宽载波带宽5MHz)额定小区半额定小区半径径10kHz双工模式支持TDD、H-FDD和FDD系统http:/802.16802.16宽带无线接入技术宽带无线接入技术3.2 802.16e标准的空中规范物理层特性标准的空中规范物理层特性2.2.1 802.16e定义的帧结构和子信道化定义的帧结构

23、和子信道化2.2.2 802.16e定义的调制与编码定义的调制与编码 支持支持QPSK、16QAM和和64 QAM调制，以及调制，以及FEC，包括卷积编，包括卷积编码（码（CC）、卷积）、卷积Turbo码（码（CTC）和分组）和分组Turbo码（码（BTC）。）。LDPC编码方式也被提交用于编码方式也被提交用于OFDMA物理层。物理层。支持以下类型的自适应天线系统，为实现灵活部署提供大容量支持以下类型的自适应天线系统，为实现灵活部署提供大容量和更好的链路预算。和更好的链路预算。分集信令方法（分集信令方法（Diversity Signaling method）直接信令方法直接信令方法(Direc

24、t Signaling method)此外，规范还支持此外，规范还支持MIMO和空时编码。和空时编码。2.2.2 802.16e定义的自适应天线系统支持定义的自适应天线系统支持http:/802.16802.16宽带无线接入技术宽带无线接入技术3.3 802.16e标准的空中规范标准的空中规范MAC层特性层特性服务特定汇聚子层服务特定汇聚子层公共部分子层公共部分子层安全子层安全子层物理层物理层管理实体管理实体服务特定汇聚子层服务特定汇聚子层管理实体管理实体公共部分子公共部分子层层管理实管理实体体物理层物理层网网络络管管理理实实体体控制平面控制平面管理平面管理平面http:/802.16802.

25、16宽带无线接入技术宽带无线接入技术3.3 802.16e标准的空中规范标准的空中规范MAC层特性层特性CS汇聚子层 把面向连接的公共部分服务（把面向连接的公共部分服务（MAC服务）映射成标准类型的服务。服务）映射成标准类型的服务。这里有两种主要的这里有两种主要的CS类型：类型：ATM CS和分组（和分组（Packet）CS。MAC公共部分子层 MAC公共部分子层在不可靠的物理层公共部分子层在不可靠的物理层MPDU传输之上提供了可靠的、面向传输之上提供了可靠的、面向连接的、有服务质量保证的分组数据业务传输。连接的、有服务质量保证的分组数据业务传输。http:/802.16802.16宽带无线接

26、入技术宽带无线接入技术3.3 802.16e标准的空中规范标准的空中规范MAC层特性层特性MAC公共部分子层1.网络接入（网络接入（Network Entry）2.连接的建立和维护连接的建立和维护3.移动性支持移动性支持4.连接支持连接支持5.调度和服务质量保证调度和服务质量保证(QoS)http:/802.16802.16宽带无线接入技术宽带无线接入技术3.3 802.16e标准的空中规范标准的空中规范MAC层特性层特性移动性支持移动性支持 802.16e标准规定了一种必选的切换模式。在协议中简称为标准规定了一种必选的切换模式。在协议中简称为HO，就，就是通常所说的硬切换。除此以外还提供了两

27、种可选的切换模式：是通常所说的硬切换。除此以外还提供了两种可选的切换模式：MDHO（宏分集切换）和（宏分集切换）和FBSS（快速（快速BS切换）。切换）。HO的流程如图所示。的流程如图所示。http:/802.16802.16宽带无线接入技术宽带无线接入技术3.3 802.16e标准的空中规范标准的空中规范MAC层特性层特性业务类型业务类型业务特性业务特性业务参数业务参数保证机制保证机制UGS（主动（主动授权业务）授权业务）固定速率实时数据业固定速率实时数据业务务传输块大小、传输间传输块大小、传输间隔周期、速率抖动、隔周期、速率抖动、请求请求/传输策略传输策略周期性提供固定大小的数周期性提供固

28、定大小的数据授权突发据授权突发rtPS/ertPS（实时查询（实时查询业务）业务）可变速率实时业务可变速率实时业务轮询间隔、轮询抖动、轮询间隔、轮询抖动、请求请求/传输策略传输策略有规律的为有规律的为SS提供发送带提供发送带宽请求的传输机会宽请求的传输机会NrtPS（非（非实时查询业实时查询业务）务）非周期、变长分组的非周期、变长分组的非实时数据流非实时数据流轮询间隔、最小保证轮询间隔、最小保证业务速率、最大连续业务速率、最大连续传输速率、请求传输速率、请求/传输传输策略、优先级策略、优先级使用单播或者竞争的方法使用单播或者竞争的方法为为SS提供发送带宽请求的提供发送带宽请求的传输机会传输机会

29、BE（尽力而（尽力而为业务）为业务）非实时无任何速率和非实时无任何速率和时延抖动要求的分组时延抖动要求的分组数据业务数据业务最小保证业务速率、最小保证业务速率、最大连续传输速率、最大连续传输速率、优先级优先级允许允许SS使用任何方法获得使用任何方法获得传输请求的机会传输请求的机会不同不同QoS要求的业务类型要求的业务类型http:/802.16802.16宽带无线接入技术宽带无线接入技术3.3 802.16e标准的空中规范标准的空中规范MAC层特性层特性 安全子层安全子层 安全子层提供了链路加密，身份验证和数据完整性保护。它也可以进安全子层提供了链路加密，身份验证和数据完整性保护。它也可以进行

30、用户授权来控制网络的接入以防止服务的冒用。链路加密使用与行用户授权来控制网络的接入以防止服务的冒用。链路加密使用与IEEE 802.11i相同的相同的128bits AES-CCM算法来提供数据加密，身份认算法来提供数据加密，身份认证和完整性保护。证和完整性保护。http:/802.16802.16宽带无线接入技术宽带无线接入技术小结小结 802.16e与与802.16d的比较的比较http:/802.16802.16宽带无线接入技术宽带无线接入技术三、三、802.16e802.16e版本版本的协议模型，空中接口规范的协议模型，空中接口规范二二、802.16d802.16d版本的空中接口规范版

31、本的空中接口规范四、网络架构、应用场景及升级演进四、网络架构、应用场景及升级演进总体目录总体目录一、一、802.16802.16系列标准介绍系列标准介绍http:/802.16802.16宽带无线接入技术宽带无线接入技术网络架构、应用场景及升级演进网络架构、应用场景及升级演进802.16标准的网络架构标准的网络架构802.16标准的应用场景标准的应用场景四、1.1.2.2.3.3.802.16标准的升级演进标准的升级演进http:/802.16802.16宽带无线接入技术宽带无线接入技术4.1 802.16网络架构网络架构http:/802.16802.16宽带无线接入技术宽带无线接入技术4.

32、1 802.16网络架构网络架构http:/802.16802.16宽带无线接入技术宽带无线接入技术4.1 802.16网络架构网络架构MSSNAPVisited NSPASNCSNR1R2Another ASNR8ASP网络或InternetGWBSBSR8Home NSPCSNR5R2ASP网络或InternetR6R3R4R7R1:空中接口空中接口R2:客户界面客户界面R3:WiMAX接入网与核心网的接口接入网与核心网的接口R4:ASN与与ASN的接口的接口R5:核心网核心网WiMAX漫游接口漫游接口R6:BS与与ASN GW之间的接口之间的接口R7:控制与承载的接口控制与承载的接口R8

33、:BS与与BS之间的接口之间的接口开放的接口开放的接口ASN:接入业务网络接入业务网络CSN:核心业务网核心业务网NAP:网络接入供应商网络接入供应商NSP:网络业务供应商网络业务供应商ASP:应用业务供应商应用业务供应商http:/802.16802.16宽带无线接入技术宽带无线接入技术4.1 802.16网络架构网络架构ASN的功能：的功能：ASNASN功能是管理功能是管理IEEE 802.16IEEE 802.16空中接口，为空中接口，为WiMAXWiMAX用户提供无线用户提供无线接入。主要功能包括如下：接入。主要功能包括如下：发现网络，选择发现网络，选择CSN/NSPCSN/NSP（根

34、据策略限制，选择某个基站，获得无（根据策略限制，选择某个基站，获得无线接入服务）；线接入服务）；在基站和在基站和MSSMSS之间建立层之间建立层2 2连接；连接；在在Proxy Mobile IPProxy Mobile IP（PMIPPMIP）模式下，将）模式下，将AAAAAA控制消息传递给用户控制消息传递给用户的归属的归属NSPNSP，协助完成鉴权、业务授权和计费；，协助完成鉴权、业务授权和计费；协助高层与协助高层与MSSMSS建立层建立层3 3连接，分配连接，分配IPIP地址；地址；无线资源管理；无线资源管理；根据分级结构进行根据分级结构进行ASNASN内移动性管理，包括所有类型的切换；

35、内移动性管理，包括所有类型的切换；ASNASN内寻呼和位置管理；内寻呼和位置管理；ASNASN和和CSNCSN之间隧道建立和管理；之间隧道建立和管理；存储临时用户信息列表，类似与存储临时用户信息列表，类似与3G3G网络中网络中VLRVLR的功能。的功能。http:/802.16802.16宽带无线接入技术宽带无线接入技术4.1 802.16网络架构网络架构ASN参考模型参考模型http:/802.16802.16宽带无线接入技术宽带无线接入技术4.1 802.16网络架构网络架构ASN-GW的功能的功能ASNASN间位置管理和寻呼；间位置管理和寻呼；在线无线负载均衡，用于决定切换，以及离线无线

36、统计，用于网络在线无线负载均衡，用于决定切换，以及离线无线统计，用于网络优化；优化；ASNASN临时用户信息列表和加密密钥，类似临时用户信息列表和加密密钥，类似VLRVLR的功能的功能鉴权密钥产生和分发；鉴权密钥产生和分发；在在PMIPPMIP方式下，作为方式下，作为AAAAAA客户客户/代理，向选定的代理，向选定的CSN AAACSN AAA发送发送RadiusRadius或或DiameterDiameter消息；消息；和和BSBS协作，建立和管理移动隧道；协作，建立和管理移动隧道；会话会话/移动性管理（客户端）；移动性管理（客户端）；QoSQoS和策略执行；和策略执行；MIPMIP下的外部

37、代理（下的外部代理（FAFA），路由到选定的），路由到选定的CSNCSN。http:/802.16802.16宽带无线接入技术宽带无线接入技术4.1 802.16网络架构网络架构ASN-GW功能分解功能分解可由两组功能实体组成：控制点（可由两组功能实体组成：控制点（DP）和执行点）和执行点（EP），控制点包含承载平面的功能，执行点包），控制点包含承载平面的功能，执行点包含非承载平面的功能，例如无线资源管理等。含非承载平面的功能，例如无线资源管理等。http:/802.16802.16宽带无线接入技术宽带无线接入技术4.1 802.16网络架构网络架构CSN的功能的功能CSNCSN为用户提供为用

38、户提供IPIP连接。连接。CSNCSN可以由路由器、可以由路由器、AAAAAA代理或服务器、用户代理或服务器、用户数据库、数据库、Internet Internet 网关设备等组成网关设备等组成，CSNCSN可以作为全新的一个新建可以作为全新的一个新建网络实体，也可以利用部分现有的网络设备实现网络实体，也可以利用部分现有的网络设备实现CSNCSN功能。功能。为用户会话连接，给终端分配IP地址；Internet接入；AAA代理或者服务器；基于用户系统参数的QoS以及许可控制；ASN和CSN之间的隧道建立和管理；用户计费以及结算；ASN之间的移动性管理；WiMAX 服务，例如基于位置的服务、点对点

39、服务、多播组播服务、IMS 和紧急呼叫等。http:/802.16802.16宽带无线接入技术宽带无线接入技术4.2 802.16各版本标准的应用场景各版本标准的应用场景 802.16d提供固定和游牧的业务，提供固定和游牧的业务，802.16e除了提供前两种业务外，还除了提供前两种业务外，还 提供便携、简单移提供便携、简单移 动和全移动业务动和全移动业务。http:/802.16802.16宽带无线接入技术宽带无线接入技术4.2 802.16各版本标准的应用场景各版本标准的应用场景http:/802.16802.16宽带无线接入技术宽带无线接入技术4.2 802.16e版本支持移动特性版本支持

40、移动特性固定固定游牧游牧便携便携简单移动简单移动自由移动自由移动（Fixed）（Fixed）（Nomadic）（Nomadic）（Portable）（Portable）（Simple Mobility）（Simple Mobility）（Full Mobility）（Full Mobility）SS 的移动性（SS的移动性（SSMobility）Mobility）NoneNoneduring asession5 km/h60 km/h with an optionto support 120 km/hwith graceful degradationof data rate120 km/h切换

41、中网络延迟切换中网络延迟（Network Latency onHandoff)N/AN/ABest effort1 sec between IP subnets50 ms会话允许中断时长会话允许中断时长（Session Disruption）N/AN/ABest effort150 ms L2.None会话连续性（会话连续性（SessionContinuity）NoNoBest effortYesYesIDLE 模式支持IDLE 模式支持OptionalOptionalOptionalYesYeshttp:/802.16802.16宽带无线接入技术宽带无线接入技术4.2 802.16一些典型应

42、用模式（一些典型应用模式（1）PMP应用模式应用模式PMP应用模式以基站（应用模式以基站（BS）为）为核心，采用点到多点的连接方核心，采用点到多点的连接方式，构建星形结构的式，构建星形结构的WiMAX接入网络。接入网络。基站（基站（BS）扮演业务接入点）扮演业务接入点（SAP，ServiceAccessPoint）的角色，通过动态带宽分配技的角色，通过动态带宽分配技术，基站（术，基站（BS）可以根据覆盖）可以根据覆盖区用户的情况，灵活选用定向区用户的情况，灵活选用定向天线、全向天线以及多扇区技天线、全向天线以及多扇区技术满足大量的用户站（术满足大量的用户站（SS，SubscriberStati

43、on）设备接入）设备接入核心网的需求。核心网的需求。必要时，可以通过中继站（必要时，可以通过中继站（RS，RepeatStation）扩大无线覆盖）扩大无线覆盖范围。还可以根据用户群数量范围。还可以根据用户群数量的变化，灵活划分信道带宽，的变化，灵活划分信道带宽，对网络扩容，实现效益与成本对网络扩容，实现效益与成本的协调。的协调。PMP应用模式是一种常用的接入网应用形式，其应用模式是一种常用的接入网应用形式，其特点在于网络结构简洁，特点在于网络结构简洁，应用模式与应用模式与xDSL等线缆接入形式相似，因此，是等线缆接入形式相似，因此，是一种线缆替代的理想选用方案。一种线缆替代的理想选用方案。h

44、ttp:/802.16802.16宽带无线接入技术宽带无线接入技术4.2 802.16一些典型应用模式（一些典型应用模式（2）Mesh应用模式应用模式Mesh应用模式采用多个基站应用模式采用多个基站（BS）以网状网方式扩大无线）以网状网方式扩大无线覆盖区。覆盖区。其中，有一个基站作为业务接其中，有一个基站作为业务接入点（入点（SAP）与核心网相连，）与核心网相连，其余基站（其余基站（BS）以无线链路与）以无线链路与该该SAP相连。相连。因此，作为因此，作为SAP的基站既是业的基站既是业务的接入点又是接入的汇聚点，务的接入点又是接入的汇聚点，而其余基站并非简单的中继站而其余基站并非简单的中继站（

45、RS）功能，而是业务的接入）功能，而是业务的接入点。点。Mesh应用模式的特点在于网状网结构，可以根据实际情况灵活部署，实现网络的应用模式的特点在于网状网结构，可以根据实际情况灵活部署，实现网络的弹性延伸。弹性延伸。对于市郊等远离骨干网，有线不易覆盖的地区，可以采用该模式扩大覆盖范围，对于市郊等远离骨干网，有线不易覆盖的地区，可以采用该模式扩大覆盖范围，其规摸取决于基站半径、覆盖区大小等因素。其规摸取决于基站半径、覆盖区大小等因素。http:/802.16802.16宽带无线接入技术宽带无线接入技术4.3 802.16一些典型应用模式（一些典型应用模式（3）热点回传热点回传热点回传（热点回传（

46、backhaul）模式采）模式采用用WiMAX无线接入网络把远端无线接入网络把远端WiFi热点热点Hotspot业务回送到核业务回送到核心网，心网，WiMAX基站（基站（BS）的作用仍为）的作用仍为业务接入点（业务接入点（SAP），而），而WiMAX用户站（用户站（SS）是热点侧）是热点侧的无线接入设备，提供标准接的无线接入设备，提供标准接口与热点相连，作为口与热点相连，作为WLAN接接入点（入点（AP，AccessPoint）的热）的热点设备再通过点设备再通过IEEE802.11a/b/g无线链路与无线终端连接。无线链路与无线终端连接。WiMAX接入网络可根据实际情接入网络可根据实际情况灵活

47、采用况灵活采用PMP或或Mesh结构形结构形式。对于移动运营商也可以采式。对于移动运营商也可以采用该应用模式，把各小区移动用该应用模式，把各小区移动基站业务回传到移动交换中心。基站业务回传到移动交换中心。WiMAX热点回传模式的主要特点在于作为业务回传应用，采用无线传输方式热点回传模式的主要特点在于作为业务回传应用，采用无线传输方式与传统有线回传模式相比，其特点显而易见，可作为传统回传模式的补充或替代与传统有线回传模式相比，其特点显而易见，可作为传统回传模式的补充或替代方案。方案。http:/802.16802.16宽带无线接入技术宽带无线接入技术4.3 802.16一些典型应用模式（一些典型

48、应用模式（4）驻地网接入模式驻地网接入模式驻地网接入模式主要针对集团驻地网接入模式主要针对集团用户，其目标是把诸如企业、用户，其目标是把诸如企业、校园和校园和SOHO（Smalloffice Home Office）等用户驻地网）等用户驻地网通过通过WiMAX接入城域网。接入城域网。与其他应用模式相同，基站与其他应用模式相同，基站（BS）还是作为）还是作为SAP与核心网与核心网相连提供无线接入服务。在用相连提供无线接入服务。在用户侧，用户无线接入设备户侧，用户无线接入设备SS，其一侧通过无线接口上联基站其一侧通过无线接口上联基站（BS），另一侧通过标准接口），另一侧通过标准接口（例如以太网接口

49、、（例如以太网接口、E1等）与等）与用户驻地网用户驻地网CPN设备相连。一设备相连。一般用户站（般用户站（SS）采用定向天线，）采用定向天线，以及各种自适应技术，灵活调以及各种自适应技术，灵活调整工作方式，保证用户的正常整工作方式，保证用户的正常接入。接入。用户侧驻地网用户侧驻地网CPN设备可以是用户路由器、交换机、集线器等网络设备，甚至可以设备可以是用户路由器、交换机、集线器等网络设备，甚至可以是另一种无线接入点（例如是另一种无线接入点（例如WiFi热点），用于组成用户专用局域网，其典型实例是热点），用于组成用户专用局域网，其典型实例是目前广泛存在的校园网、企业网、政府网或目前广泛存在的校园

50、网、企业网、政府网或SOHO等形式。等形式。驻地网接入模式特别适合于线缆接入不方便，对接入带宽要求不高的驻地间接入应驻地网接入模式特别适合于线缆接入不方便，对接入带宽要求不高的驻地间接入应用。与线缆接入方式相比，部署快捷是该模式的竞争优势。用。与线缆接入方式相比，部署快捷是该模式的竞争优势。http:/802.16802.16宽带无线接入技术宽带无线接入技术4.2 802.16一些典型应用模式（一些典型应用模式（5）无线桥接模式无线桥接模式采用采用WiMAX无线桥接方式，可以避免困难的专线铺设或缴纳昂贵的线缆租金，并无线桥接方式，可以避免困难的专线铺设或缴纳昂贵的线缆租金，并能迅速开通使用，连

51、接距离远，连接带宽完全能满足一般应用需要。在用户专网建能迅速开通使用，连接距离远，连接带宽完全能满足一般应用需要。在用户专网建设方面，比有线桥接方式更具竞争力。设方面，比有线桥接方式更具竞争力。无线桥接模式是一种点到无线桥接模式是一种点到点无线链接方式，与远程点无线链接方式，与远程网桥的作用相似网桥的作用相似.其目的是把地理位置分离其目的是把地理位置分离的两个子网络通过的两个子网络通过WiMAX无线链路连接在一起。由无线链路连接在一起。由于无线桥接采用点对点方于无线桥接采用点对点方式，两端式，两端WiMAX无线网桥无线网桥设备天线的方向可以彼此设备天线的方向可以彼此对准固定，因此传输性能对准固

52、定，因此传输性能相对稳定，部署也相对简相对稳定，部署也相对简单。单。http:/802.16802.16宽带无线接入技术宽带无线接入技术4.2 802.16一些典型应用模式（一些典型应用模式（6）终端接入模式终端接入模式在终端接入模式下，用户终端设在终端接入模式下，用户终端设备（备（TE，Terminal Equipment）直接通过作为直接通过作为SAP的的WiMAX基站基站（BS）接入核心网。而用户终端）接入核心网。而用户终端设备（设备（TE）若要直接接入）若要直接接入WiMAX网络，则必须配置符合网络，则必须配置符合WiMAX标准的用户单元（标准的用户单元（SU，Subscriber U

53、nit），用户单元），用户单元（SU）一般是）一般是WiMAX无线网卡无线网卡或无线模块形式。或无线模块形式。由于由于WiMAX接入速率很高，而接入速率很高，而且支持城域内终端设备的移动性且支持城域内终端设备的移动性（对于即将颁布的（对于即将颁布的IEEE 802.16e），因此特别适合于接入），因此特别适合于接入速率要求高并且有移动性要求的速率要求高并且有移动性要求的终端应用。终端应用。该模式的特点在于允许用户终端直接高速接入网络，并支持便携式终端在该模式的特点在于允许用户终端直接高速接入网络，并支持便携式终端在城域范围内的移动和漫游。从技术和业务的角度看，只要再增加支持城域范围内的移动和漫

54、游。从技术和业务的角度看，只要再增加支持VoIP语音业务功能，就可成为名副其实的下一代移动通信网络。语音业务功能，就可成为名副其实的下一代移动通信网络。http:/802.16802.16宽带无线接入技术宽带无线接入技术802.16d利用利用802.16d系统为系统为3G蜂窝基站提供回程（蜂窝基站提供回程（backhaul）流量传输。）流量传输。无线回程的组网模式主要是以点对点或者点对多点为主，在偏远地区铺设无线回程的组网模式主要是以点对点或者点对多点为主，在偏远地区铺设3G基站时可以利用基站时可以利用802.16d系统作点对点的回程连接，在城市热点地区，也可以系统作点对点的回程连接，在城市热

55、点地区，也可以利用利用802.16d 点对多点网络对蜂窝系统的回程网络进行扩容或着备份。点对多点网络对蜂窝系统的回程网络进行扩容或着备份。802.16e802.16e和和3G通过通过IP分组交换的联合组网可以有两种方式：紧偶合和松偶合。分组交换的联合组网可以有两种方式：紧偶合和松偶合。紧偶合组网是将紧偶合组网是将802.16e系统直接接入系统直接接入3G的核心网，利用的核心网，利用3G的核心网中的分组的核心网中的分组交换域提供交换域提供WiMAX的核心网路由和管理。的核心网路由和管理。在这种组网模式中，在这种组网模式中，802.16e系统作为系统作为3G的无线宽带数据业务的一种补充，利的无线宽

56、带数据业务的一种补充，利用用802.16e无线接入系统容量大、频谱效率高的优势，为无线接入系统容量大、频谱效率高的优势，为3G网络在城域的热点网络在城域的热点地区提供价格更为低廉的无线宽带服务。地区提供价格更为低廉的无线宽带服务。在紧偶合的组网模式中，在紧偶合的组网模式中，802.16e无线接入网由无线接入网由3G的移动网络运营商直接管理。的移动网络运营商直接管理。4.2 WiMAX与与3G联合组网：联合组网：http:/802.16802.16宽带无线接入技术宽带无线接入技术松偶合松偶合组网是指将支持便携式应用组网是指将支持便携式应用和移动应用的和移动应用的802.16e城域城域网络与网络与

57、3G移动网络通过公移动网络通过公共的共的IP网络结合起来。网络结合起来。在松偶合模式下，在松偶合模式下，3G网络网络和和802.16e网络可以拥有不网络可以拥有不同的同的IP核心网，两个核心网，两个IP核心核心网通过公共的网通过公共的IP网相连网相连3G网络和网络和802.16e网络既可网络既可以有同一个运营商来运营，以有同一个运营商来运营，也可以属于不同的运营商；也可以属于不同的运营商；同一个同一个802.16e网络可以不网络可以不必专属于某个特定的必专属于某个特定的3G运运营商，不同的移动业务运营营商，不同的移动业务运营商可以共用商可以共用802.16e的网络的网络资源，从而达到频率资源的

58、资源，从而达到频率资源的共享和优化利用。共享和优化利用。Local AAA Billing Server Home Agent Local AAA GGSN SGSN WiMAX Gateway 3GPP card Laptop with MIP Client WiMAX Base Stations Internet Home AAA RNC Tightly-Coupled Interworking WiMAX card WiMAX Edge Router Home Service Provider Network 3GPP Core Network 3GPP Access Network P

59、DG Loosely-Coupled Interworking WiMAX Edge Router 4.2 WiMAX与与3G联合组网：联合组网：http:/802.16802.16宽带无线接入技术宽带无线接入技术4.3 802.16的升级演进的升级演进 双模基站：双模基站：若是单模若是单模CPE，就需要部署双模基站。一些设备商计划提供双模基站，就需要部署双模基站。一些设备商计划提供双模基站，通过将信道分裂成两种模式，或同一信道在通过将信道分裂成两种模式，或同一信道在 802.16d和和802.16e帧间切换。帧间切换。双模基站支持两种模式，当所有双模基站支持两种模式，当所有CPE更换后，就可

60、以完全演进到更换后，就可以完全演进到802.16e。从从802.16d平滑演进平滑演进802.16e网络：网络：新建新建802.16e基站基站：在频率资源可用的情况下，建一个在频率资源可用的情况下，建一个802.16e的的叠加网，与叠加网，与802.16d的网络并行工作。这样在的网络并行工作。这样在同一地区同时可以提供固定同一地区同时可以提供固定和移动接入，但要求用户具和移动接入，但要求用户具有两个不同的有两个不同的CPE。软硬件升级基站软硬件升级基站不用更换基站，运营商可以软硬件升级到不用更换基站，运营商可以软硬件升级到802.16e模式。这种方式可与双模模式。这种方式可与双模CPE联联 合

61、使用合使用http:/802.16802.16宽带无线接入技术宽带无线接入技术4.3 802.16的升级演进的升级演进新建新建802.16e基站基站原有的原有的802.16d基站做较小的改动，使它在能够继续为原有基站做较小的改动，使它在能够继续为原有802.16d终端提供服务的终端提供服务的同时，还具备与同时，还具备与802.16e系统共存的能力。系统共存的能力。这种升级方式有两种实施方案：这种升级方式有两种实施方案：一种是将一种是将802.16d基站完全接入到新的基站完全接入到新的802.16e BSC上去，包括信令流和媒体流；上去，包括信令流和媒体流；另一种是保持原有另一种是保持原有802

62、.16d系统的接入方式不变，新增一个系统的接入方式不变，新增一个802.16d 到到802.16e 基站基站系统的接口系统的接口优点是可以保留原有的优点是可以保留原有的802.16d设备继续使用，两个网络面对不同的应用，双模终设备继续使用，两个网络面对不同的应用，双模终端用户可以在两个网络中切换，使用不同的应用。缺点是完全新建，未能有效利端用户可以在两个网络中切换，使用不同的应用。缺点是完全新建，未能有效利用原有设备用原有设备软硬件升级原有基站软硬件升级原有基站由于由于802.16d和和802.16e在物理层技术和所采用频段的差异，对原有基站设备进行升在物理层技术和所采用频段的差异，对原有基站

63、设备进行升级后，频段的差异使得升级后的设备仍不能支持级后，频段的差异使得升级后的设备仍不能支持802.16e的便携和移动性应用，不的便携和移动性应用，不能实现应用的平滑演进能实现应用的平滑演进http:/802.16802.16宽带无线接入技术宽带无线接入技术4.3 802.16的升级演进的升级演进双模基站双模基站需要用一套全新的基站设备来替代原有的需要用一套全新的基站设备来替代原有的802.16d系统设备。系统设备。不太可能直接将原有不太可能直接将原有802.16d 系统设备融入到新的双模系统中，原有系统设备融入到新的双模系统中，原有设备的利用率不会太高。设备的利用率不会太高。新的双模基站由

64、于需要额外支持新的双模基站由于需要额外支持802.16d OFDM技术，所花费的代价技术，所花费的代价(包括软、硬件成本和时间成本包括软、硬件成本和时间成本)不会小。不会小。主要优点是，原有的主要优点是，原有的802.16d OFDM终端可以继续在新系统中使用，终端可以继续在新系统中使用，同时使用同一基站支持两种物理层技术，在网络管理上会带来一定同时使用同一基站支持两种物理层技术，在网络管理上会带来一定程度的便利。缺点是采用双模基站会增加建网成本程度的便利。缺点是采用双模基站会增加建网成本802.16d和和802.16e在频段和应用上不同，建议选择新建基站方式在频段和应用上不同，建议选择新建基站方式http:/802.16802.16宽带无线接入技术宽带无线接入技术谢谢谢谢