802.16/WiMax组网关键技术探析

　　0、引言

　　802.16/WiMax(World Interoperability for Microwave Access，全球通用微波接入)如何组网是商用的关键问题之一，有必要进一步仔细探究。到目前为止，IEEE 802.16标准及相应的测试规范主要还是针对无线空中接口技术，所明确内容也只是涉及开放系统互连(OSI)模型中的物理层(PHY)、媒体访问控制(MAC)层，并没有明确802.16/WiMax网络的组网技术和方案。就现在的情况，802.16/WiMax组网牵涉到的问题主要有：如何通过网络和小区规划来提高频率复用率;如何把802.16/WiMax系统的空中接口网络和基于IP技术的核心网络有机结合在一起;如何更好的支持无缝移动性管理，保证用户的QoS(Quality of Service，服务质量)要求，便于计费、认证和鉴权[2]。同时这也是目前研究的热点问题。

　　主要针对上述问题对802.16/WiMax组网关键技术进行讨论和分析，重点讨论基于OFDM技术的小区规划方案及频率复用技术，并详细分析其媒体访问机制和资源分配策略，当然也包括其移动性管理的内容。本文的第 3部分对组网的方案进行了分析和展望。最后，是对全文的总结。

　　1、802.16/WiMax组网关键技术

　　802.16/WiMax作为分组数据的补充网络，同时随着它对移动性有较好的支持，可能会实现单独组网并全网覆盖。其网络参考架构可以分成终端、接入网和核心网3个部分，如图1所示。图1中，802.16/WiMax终端包括固定、漫游和移动3种类型终端;802.16/WiMax接入网主要为无线基站，支持无线资源管理等功能;802.16/WiMax核心网主要是解决用户认证、漫游等功能及802.16/WiMax网络与其他网络之间的接口关系[1]。

　　图1　802.16/WiMax网络参考架构

　　在标准中提供的PMP(Point to Multi-Point，点到多点模式)工作模式是通信系统中的基础模式，整个小区由一个BS(Base Station，基站)角色管理，所有的SS(Subscriber Station，终端)的通信都需要BS的调度，况且由于移动性的引入，移动用户要在不同的BS覆盖区间移动并实施通信链路的切换，需要为移动用户提供无缝的网络覆盖以便保障用户的QoS。由此分析得出，802.16/WiMax网络组网关键技术包括基于OFDM频率复用技术的小区规划方案、媒体访问机制、入网与初始化、资源分配策略、认证计费和移动性管理等方面。

　　1.1　基于OFDM频率复用技术的小区规划方案

　　对于频率资源比较紧缺的802.16/WiMax组网而言，OFDM技术虽然具有高频谱利用率及抗多径干扰的能力，而且在NLOS(Non Line of Sight，非视距)环境下可以采用OFDM、OFDMA及其他先进技术来克服较差的无线传输环境。但是，用户只能通过时间(TDMA)或子信道(OFDMA)来区分，使用相同频率的相邻小区将会对本小区的通信产生严重的同频干扰。因此网络规划应基于频率分配，合理分配并复用有限的频段，从而达到减少小区间、信道间的干扰，并且进一步提高802.16/WiMax的频谱效率、增加网络的容量。