WiMAX,即全球微波接入互操作性,是一种无线城域网技术。它具备数据传输速率高、部署灵活、配置伸缩性强、安全性高和覆盖面积广等特点,使得其在无线通信网络中占据重要地位。WiMAX网络不仅可以提供更高速的无线接入,还能灵活地适应不同的网络需求,从而成为未来无线通信网络的重要组成部分。
未来,WiMAX与其他无线网络技术如Wi-Fi、3G等可能会共同存在于市场,形成一种类似于移动通信中GSM和CDMA共存的局面。WiMAX的组网模式可以采用与Wi-Fi/3G相似的架构,也可以采用分等级的、扁平的、Mesh网络结构,甚至结合这些方式的灵活组网方式。在这样的背景下,各种无线接入技术将并存,形成移动通信系统互相兼容和合作的格局。
在无线通信领域,TD-SCDMA与WiMAX的混合组网模式具有很大潜力。3G技术如WCDMA、cdma2000和TD-SCDMA等,虽然以语音通信为主,但在高速移动下的通信能力有限,数据传输速率最高仅为2 Mbit/s,难以满足移动城市的需求。相比之下,WiMAX更适合在热点地区提供高数据速率,而3G则能实现广域覆盖。因此,3G与WiMAX的融合成为一种互补的技术方案。
WiMAX移动通信系统主要针对分组数据业务传输,其峰值数据传输速率可达75 Mbit/s,远高于3G系统。然而,WiMAX在初期和中期阶段并不支持高速移动下的无缝漫游。而3G系统则具有支持快速漫游和全网覆盖通话业务的优点。将WiMAX和3G结合起来,可以实现两大系统的优势互补:WiMAX负责宽带无线化,满足热点地区的高速数据业务需求;3G则提供移动通信的语音通信高质量和无缝漫游要求。
尽管TD-SCDMA和WiMAX在技术上存在较大差异,但它们都采用TDD方式,这为TD借鉴WiMAX空中接口技术提供了可能。TD可以在保持自身优势的同时,发展TDD-OFDM技术,向B3G甚至未来的4G演进。
然而,TD-SCDMA单独组网存在一些弱点,如收发信道同频导致的干扰问题、频谱利用效率低、缺乏全球大规模组网经验以及全球漫游服务的挑战。而WiMAX技术正好能解决这些问题。理想的联合组网方案是:WiMAX覆盖高速数据业务密集城区,TD-SCDMA实现语音和低速数据的连续覆盖。此外,WiMAX系统还能提供E1接口,实现TD基站的互联。
通过这种联合组网模式,3G用户可以享受更高速的宽带数据业务和更便宜的宽带接入价格;WiMAX用户则可以获得更广域的无线接入服务和更好的移动性能。同时,WiMAX与3G的融合有助于降低3G网络的建设和运营成本,提高移动和无线宽带业务的服务质量。
随着多媒体通信的发展,人们需要一种更高速率、更大覆盖率以及具有移动性的无线宽带接入方式,WiMAX技术的出现正好满足了人们对于无线Internet的需求。如果说无线局域网技术解决了“最后一百米”的接入问题,那么WiMAX技术则是“最后一公里”接入的最佳解决方案。
1、WiMAX技术
全球微波接入互操作性(WiMAX)是一项无线城域网(WMAN)技术,有着数据传输速率更高,部署更灵活,配置伸缩性更强更安全,覆盖面积更广等特点。WiMAX网络的优势决定了它将是未来无线通信网的重要组成部分。
未来WiMAX与其他无线网络技术很可能是共存于市场,就如同今天移动通信的GSM和CDMA制式共存一样。WiMAX在组网结构上可以采用与Wi-Fi/3G相同的组网模式,可以采用分等级的、扁平的、Mesh网络结构以及三者结合的灵活的组网方式。在未来无线通信领域,必将是各种无线接入技术并存,各种移动通信系统互相兼容和合作的格局。
2、TD-SCDMA与WiMAX的混合组网
第三代移动通信技术主要有WCDMA、cdma2000、TD-SCDMA等,以语音通信为主,虽然可以在高速移动下保持通信,但最高数据传输率只有2 Mbit/s,无法满足移动城市的要求。WiMAX适合在局部热点地区提供高数据速率,而3G能实现广域覆盖。因此,3G和WiMAX注定是两类互补的技术,它们的融合具有十分重要的意义。
WiMAX移动通信系统主要定位于分组数据的业务传输,其峰值数据传输速率可达到75 Mbit/s,比3G系统要高出很多,但其主要应用为固定、便携或者低速移动的用户接入,在网络建设初期和中期阶段并不支持高速移动下的无缝漫游。而3G移动通信系统具有支持快速漫游以及可以提供全网覆盖的通话业务功能的优点。如果在组网时将WiMAX和3G两大系统结合起来,WiMAX重点实现宽带无线化,满足热点地区的高速数据业务的需求,而3G重点实现移动通信的语音通信高质量和无缝漫游要求,可以实现两大系统的取长补短、优势互补。从而能节省二者的投资成本,达到共赢的局面,并且能满足用户一卡多用的需求[1]。虽然两者在技术上有较大的差异,但是在空中接口部分TD和WiMAX都是利用TDD方式,这就给TD借鉴WiMAX空中接口技术提供了可能,TD可以在保持自己优势的同时,借鉴WiMAX空中接口的技术发展TDD-OFDM技术,使自身能更好的向B3G甚至未来的4G演进。因此3G和WiMAX联合组网是可行的,而且是一种很有优势的混合组网体制。
TDD(TD-SCDMA)单独组网存在的弱点:
(1)收发信道同频,无法借助频率选择性进行干扰隔离。
(2)为实施与FDD不同网络间共存电磁兼容,一般需预留的较大保护带影响了整体频谱的利用效率。
(3)尚无全球TDD大规模组网经验。
(4)全球漫游服务仍面临较大的挑战[4]。
也就是说TD从信道计算和基站建设方面考虑,要建设高质量高速率的数据无缝覆盖要求小区半径不能太大,否则投资规模太大,并且从经济效益上来说也不适合支持热点地区的数据业务覆盖。而WiMAX技术正好能解决这些问题。理想的联合组网方案是:利用WiMAX对高速数据业务的支持能力,用WiMAX覆盖高速数据业务密集城区,而利用TD-SCDMA支持快速漫游以及可提供全网覆盖的通话业务的优势实现语音和低速数据的连续覆盖,并且还可以利用WiMAX系统提供E1接口实现TD基站的互联,见图1。如此则可以实现两大系统的优势互补。具体来说则是,对于3G的用户,WiMAX与3G的联合组网可以提供更高速的宽带数据业务以及更为便宜的宽带接入价格;对于WiMAX用户,WiMAX与3G的联合组网则可以提供更广域的无线接入服务,以及更好的移动性能。另外,WiMAX技术与3G的融合有助于降低3G网络的建设和运营成本,并提高移动和无线宽带业务的服务质量。