IEEE 802.66( WiMax)的衰亡
1、什么是WiMax
WiMAX全稱為,World Interoperability for Microwave Access,即全球微波接入互操作性,是一項基于IEEE 802.16標準的寬帶無線接入城域網技術。
從20世紀90年代開始,寬帶無線接人技術得到了快速發展,有本地多點分配和多信道多點分配技術,主要用于小型家庭辦公、中小企業和和城市商業中心等用戶,尤其在中小企業和城市人口密集的高樓商業 區,成本效益明顯。但這一產業未能進一步發展壯大,一個重要原因就是沒有統一的全球性寬帶無線接入標準。
1998年11月.IEEE 802的寬帶無線接入研究組成立,開始系列標準的制定。
1999 年.IEEE 802.16工作組成立,目標是建立一個統一的寬帶無線接入標準。其可作為線纜和 DSL的無線擴展末端,或為 WiFi的無線接人熱點連人因特網,其可將企業可作為線纜和 DSL的無線擴展末端,或 為 WiFi的無線接人熱點連人因特網,也可將企業與家庭網絡連接到有線骨干網,實現無線與寬帶接入的統一。
IEEE 802.16-2001標準定義了空中接口規范,標志寬帶無線接入可將各商業機構和家庭接入全球骨干網。 IEEE 802.16 標準的物理層規范取決于所用頻譜和相應法規。其工作在10~63GHz頻段(不能穿透建筑物和樹等障礙物),要求基站和終端是視距鏈路,限制了覆蓋范圍。由于終端天線的安裝要求高,且系統受雨水影響較大,一定程度上阻礙了其發展。
IEEE 802.16a標準于2003年頒布,支持2~11GHz 工作頻段。該頻段能以更低成本提供更廣的用戶覆蓋,系統可在非視距環境下運行,降低了終端的安裝要求。此外,構網絡的支持,能適應各種物理層環境。
2004年,IEEE 802.16d標準詳細規定了2~11GHz頻段的 MAC層和相應物理層, 仍屬于固定寬帶無線接入規范,相對成熟且很具實用性。
2、關鍵技術
OFDM(正交頻分復用)是一種多載波數字調制技術,它具有較高的頻譜利用率,且在抵抗多徑效應、頻率選擇性衰落或窄帶干擾上具有明顯的優勢。而OFDMA是利用OFDM的概念實現上行多址接入,每個用戶占用不同的子載波,通過子載波將用戶分開。OFDMA允許單個用戶僅在部分子載波發送,降低了對發送功率的要求。
在WiMAX系統中,OFDM技術為物理層技術,主要應用的方式有兩種:OFDM物理層和OFDMA物理層。OFDM物理層采用OFDM調制方式,OFDM正交載波集由單一用戶產生,為單一用戶并行傳送數據流。它支持TDD和FDD雙工方式,上行鏈路采用TDMA多址方式,下行鏈路采用TDM復用方式,可以采用STC發射分集以及AAS自適應天線系統。OFDMA物理層采用OFDMA多址接入方式,支持TDD和FDD雙工方式,可以采用STC發射分集以及AAS。通常向下數據流被分為邏輯數據流,這些數據流可以采用不同的調制及編碼方式以及以不同信號功率接入不同信道特征的用戶端。向上數據流子信道采用多址方式接入,通過下行發送的媒質接入協議(MAP)分配子信道傳輸上行數據流。雖然OFDM技術對相位噪聲非常敏感,但是標準定義了ScalableFFT,可以根據不同的無線環境選擇不同的調制方式,以保證系統能夠以高性能的方式工作。
HARQ( 混合自動重傳要求)技術因為提高了頻譜效率,所以可以明顯提高系統吞吐量,同時因為重傳可以帶來合并增益,所以間接擴大了系統的覆蓋范圍。在WiMAX技術的應用條件下(室外遠距離),無線信道的衰落現象非常明顯,在質量不穩定的無線信道上運用TCP、IP協議,其效率十分低。WiMAX技術在鏈路層加入了HARQ機制,減少了到達網絡層的信息差錯,可大大提高系統的業務吞吐量。
在802.16e的協議中雖然規定了信道編碼方式有卷積碼(CC)、卷積Turbo碼(CTC)和低密度校驗碼(LDPC)編碼,但是對于HARQ方式,根據目前的協議,16e中只支持CC和CTC的HARQ方式。具體規定為:在16e協議中,混合自動重傳要求(HARQ)方法在MAC部分是可選的。HARQ功能和相關參數是在網絡接入過程或重新接入過程中,用消息SBC被確定和協商的。HARQ是基于每個連接的,它可以通過消息DSA/DSC確定每個服務流是否有HARQ的功能。
AMC(自適應調制編碼)在WiMAX的應用中有其特有的技術要求,由于AMC技術需要根據信道條件來判斷將要采用的編碼方案和調制方案,所以AMC技術必須根據WiMAX的技術特征來實現AMC功能。與CDMA技術不同的是,由于WiMAX物理層采用的是OFDM技術,所以時延擴展、多普勒頻移、PAPR值、小區的干擾等對于OFDM解調性能有重要影響的信道因素必須被考慮到AMC算法中,用于調整系統編碼調制方式,達到系統瞬時最優性能。WiMAX標準定義了多種編碼調制模式,包括卷積編碼、分組Turbo編碼(可選)、卷積Turbo碼(可選)、零咬尾卷積碼(ZeroTailbaitingCC)(可選)和LDPC(可選),并對應不同的碼率,主要有:1/2、3/5、5/8、2/3、3/4、4/5、5/6等碼率
MIMO(多進多出)是未來移動通信的關鍵技術。MIMO技術主要有兩種表現形式,即空間復用和空時編碼。這兩種形式在WiMAX協議中都得到了應用。WiMAX相關協議還給出了同時使用空間復用和空時編碼的形式。支持MIMO是協議中的一種可選方案,結合自適應天線陣(AAS)和MIMO技術,能顯著提高系統的容量和頻譜利用率,可以大大提高覆蓋范圍并增強應對快衰落的能力,使得在不同環境下能夠獲得最佳的傳播性能。
QoS機制在WiMAX標準中,MAC層定義了較為完整的QoS機制。MAC層針對每個連接可以分別設置不同的QoS參數,包括速率、延時等指標。WiMAX系統所定義的4種調度類型,只針對上行的業務流,分別為非請求的帶寬分配業務(UGS.UnsolicitedGrantService)、實時輪詢業務(rtPS.RealTime Polling Service)、非實時輪詢業務(nrtPS.Non Real Time Polling Service)、盡力而為業務(BE.Best effort)。對于下行的業務流,根據業務流的應用類型只有QoS參數的限制(即不同的應用類型有不同的QoS參數限制)而沒有調度類型的約束,因為下行的帶寬分配是由BS中的Buffer中的數據觸發的。這里定義的QoS參數都是針對空中接口的,而且是這4種業務的必要參數。
3、消亡原因
①、第一個802.16光有基礎的覆蓋,缺乏鑒權、計費、運營的配套。如果直接用VoIP,3G核心網對接802.16理論行可行。然而這樣還不如直接鋪WCDMA、LTE,問題會更少,更可運營、可維護。
②、技術規范根本沒有考慮運營商怎么做網絡優化、網絡運維。準備累死工程實施、運行維護人員的節奏。
③、終端需要配合移動IP技術,否則移動切換過程當中,必然造成掉話、數據業務中斷。而移動IP本身又是天生和IPv6更配的技術。IPv6老美都沒有積極推廣。
④、特色技術,OFDM、MIMO等,都被LTE吸納了。
參考鏈接:https://blog.csdn.net/weixin_47251052/article/details/114932496

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