移动宽带接入是近年来移动通信领域内发展最快、受关注度最高的课题,而移动WiMAX又是移动宽带接入技术中的一大热门。IEEE802工作组在2005年12月完成了移动WiMAX空中接口(物理层和MAC层)的标准化工作,形成IEEE802.16e-2005标准,WiMAXForum于2006年2月批准了移动WiMAX系统应用框架Release 1,用来保证设备互操作性的测试。移动WiMAX基于正交频分复用接入(OFDMA)多址接入技术。业界一致认为OFDMA是下一代移动通信的基础,它能够提供更高的数据速率,支持增强型天线技术,在非视距条件下具有很好的抗多径和抗干扰性能,实现多用户大范围覆盖,支持多种用户模型,达到全移动性要求;它还支持多种应用场景,在同一网络基础上提供固定、游牧和移动接入。WiMAX可以在固定和移动之间自由选择,以提供更好的服务。
一、移动WiMAX技术分析
1.移动WiMAX的技术特点
移动WiMAX基于IEEE802.16-2004的改进版本IEEE802.16e-2005,增强了WirelessMAN-OFDMA空中接口,以保证对移动终端的支持。规范还特别定义了一些关键特征,在时速大于120 km/h时,系统对移动宽带服务仍能提供充分的QoS保证。这些特征包括:
●上下行链路上都实现正交子信道、抗多径和抗自干扰。
●带宽可调,从1.25~20MHz,包括快速傅立叶变换(FFT)。
●移动WiMAX提高了处理不对称数据的效率,改进天线系统增强信道性能。初始配置为TDD,在未来系统中将考虑FDD,以满足特殊市场和频率要求。
●在高速移动环境下,混合自动重传(H-ARQ:Hybrid-AutomaticRepeatRequest)增强了系统健壮性,以应对多变的信道环境。
●基于连接的相关信号强度,频率选择性调度和多选择的子信道化可优化连接质量。
●节能管理支持电池供电的手持终端进行睡眠、空闲模式等节能操作。
●支持网络优化硬切换(HHO),使得开销最小,切换时延小于50ms。
●多播和广播服务(MBS)把DVB-H和3GPPE-UTRA相结合,以实现单频率网络中的高速率、广覆盖;灵活的无限资源调配;低移动设备耗能;短信道转换时间。
●改进的天线系统(AAS)支持MIMO,波束成形,空时编码(STC)和空分复用等多种技术。
●零散频率再利用(FractionalFrequencyReuse)控制了联合信道干扰(CCI),频率再利用使频率效率损耗最小。
●5ms的帧长在开销和延迟之间达到最优平衡。
基于cdma20001xEV-DV评价方法,移动WiMAX性能评估表明10MHz信道下行扇区吞吐量可超过13 Mbit/s,下行与上行的比值在3:1。根据吞吐量性能和上述特征,移动WiMAX可高效率提供:宽带增值业务,包括数据、视频、VoIP等;固定、游牧、便携和移动模型;非视距环境下的广域覆盖。
2.移动WiMAX设备测试和认证
2006年1月,WiMAXForum公布了第一份固定WiMAX认证要求(certificationprofile);2006年中期,公布了移动WiMAX认证要求,促进了宽带无线接入和移动性基础设施提供商之间的公开标准化和互操作性工作。WiMAXForum预计2007年中旬会有通过其认证的移动WiMAX产品。WiMAX Forum已举行过两次移动WiMAX Plugfest测试,藉此为设备制造商之间提供进行互联互通的机会,尽早发现并解决问题。2007年1月中旬举行的第二次移动WiMAX Plugfest测试中,共有25家系统设备制造商和10家测试设备制造商完成Plugfest,,具体内容参见WiMAX Forum的Plugfest报告。