技術(shù)要求和商業(yè)需求正促使wimax無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)快速升溫。通信行業(yè)面臨著進一步降低無線通信網(wǎng)絡(luò)成本的巨大壓力，而實現(xiàn)這一點的一個可能方法就是提高目前的移動網(wǎng)絡(luò)中使用的無線頻譜的使用效率。綜合利用一系列允許快速改變通信業(yè)務(wù)的調(diào)制模式和編碼模式的先進技術(shù)，以及高級糾錯技術(shù)和流量調(diào)度方案，可以有效提高無線頻譜的使用效率。

    類似于以太網(wǎng)和無線局域網(wǎng)（wlan）技術(shù)規(guī)范，wimax無線網(wǎng)絡(luò)標準基于一種大幅降低企業(yè)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本、提高網(wǎng)絡(luò)效率的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備設(shè)計理念。wimax無線網(wǎng)絡(luò)面臨的最大挑戰(zhàn)是，將其技術(shù)優(yōu)勢拓展應(yīng)用于范圍更加廣闊的公共網(wǎng)絡(luò)。

    技術(shù)規(guī)范解讀

    ieee 802.16標準規(guī)定了一個包含兩個核心組件的系統(tǒng)：用戶站點（ss）或用戶端設(shè)備（cpe）和基站（bs）。一個基站和一個或多個用戶站點可以構(gòu)成一個點到多點（p2mp）結(jié)構(gòu)的小區(qū)。在無線通信過程中，基站控制小區(qū)內(nèi)部的所有通信活動，包括任何用戶站點接入無線通信網(wǎng)絡(luò)、指配相應(yīng)的服務(wù)質(zhì)量（qos）等級和根據(jù)網(wǎng)絡(luò)安全機制管理網(wǎng)絡(luò)。

    利用多個基站，可以配置一個無線通信網(wǎng)絡(luò)。采用正交頻分復用（ofdm）技術(shù)，這個小區(qū)的覆蓋范圍最高可達方圓30英里；但是，這是在良好的無線通信環(huán)境條件下，并且只能提供最低數(shù)據(jù)率。一般而言，實際可行的小區(qū)覆蓋范圍約為5英里甚或更小。請注意，也可以在點到點（p2p）或網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中采用wimax標準，利用成對的定向天線，實現(xiàn)高于p2mp網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)有效覆蓋范圍。

    802.16 mac協(xié)議是專門針對p2mp無線接入環(huán)境而設(shè)計的，可以支持諸如atm、以太網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（ip）等傳輸協(xié)議，并且可以通過特定的匯聚層（如圖1所示），適應(yīng)未來的技術(shù)發(fā)展。mac層還可以利用物理層來實現(xiàn)很高的數(shù)據(jù)吞吐量，同時提供符合atm標準的服務(wù)質(zhì)量（qos），如ugs、rtps、nrtps和盡高帶寬（be）（如圖2所示）。

    在802.16網(wǎng)絡(luò)框架結(jié)構(gòu)中，可以根據(jù)鏈路狀況，向用戶終端動態(tài)分配上行和下行突發(fā)配置，從而實時地為用戶終端折衷選擇通信容量和強健性。此外，相比于非自適應(yīng)系統(tǒng)，802.16網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了2倍（平均值）的通信容量。

    802.16 mac采用了一個可變長度協(xié)議數(shù)據(jù)單元（pdu）和其他創(chuàng)新概念，顯著提高了網(wǎng)絡(luò)效率。例如，可以將多個mac pdu并置到一個single burst（單次突發(fā)中），從而節(jié)省物理層（phy）開銷。也可以將多個業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元（sdu）并置到一個mac pdu中，以節(jié)省mac報頭開銷。通過數(shù)據(jù)包分段，可以利用多個幀來發(fā)送很大的sdu，確保服務(wù)質(zhì)量。此外，可以利用有效負載報頭壓縮，降低sdu報頭冗余造成的開銷。

    802.16 mac協(xié)議采用自矯正帶寬請求/授予機制，消除了確認延遲，并且實現(xiàn)了優(yōu)于傳統(tǒng)確認機制的服務(wù)質(zhì)量。取決于各種業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量和流量參數(shù)，用戶終端可以選擇請求不同的帶寬。

    圖1——802.16協(xié)議堆棧

    圖2——各類業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量等級

    802.16協(xié)議中的保密層采用了與docsis標準相同的模型。利用密碼塊鏈接（cbc）模型中實現(xiàn)的數(shù)據(jù)加密標準（des），加密需要傳輸?shù)挠行ж撦d和輔助管理連接。利用個人知識管理（pkm）協(xié)議，對用戶站點進行基于認證的鑒權(quán)。利用rsa公共密鑰方法和x.509認證，在基站和用戶站點之間傳遞密鑰。

    任何ss器件接入網(wǎng)絡(luò)都要執(zhí)行一系列任務(wù)，以進行鑒別和同步基站和用戶站點。當基站下行信號實現(xiàn)同步后，上行信道描述符（ucd）將提供定時參數(shù)和初始測距連接時隙數(shù)據(jù)。在用戶站點測距的過程中，基站將在用戶站點登錄后，為協(xié)商性能分配各種管理消息。利用pkm，可以為鑒權(quán)建立一個安全的輔助管理連接。現(xiàn)在，這個系統(tǒng)可以部署各種mac業(yè)務(wù)，通過采用各種ip協(xié)議的用戶連接進行通信。通過常規(guī)測距和信道狀況監(jiān)視，管理信道資源。

    服務(wù)質(zhì)量（qos）和信道資源調(diào)度

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