無線城域網(WMAN)是由IEEE 802.16標準規范的寬帶無線接入網(BWA)的另一種稱謂。BWA網的空中接口物理層規范是由IEEE 802.16所規定的,IEEE 802.16標準已經歷了多個版本的修訂,但對于2004年版的IEEE 802.16,已形成了固定BWA網的空中接口物理層的多個規范,為后續版本奠定了基礎,下述就IEEE 802.16-2004空中接口相關物理層規范要求做一介紹。
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一、工作頻率與帶寬
1、工作頻段
依據IEEE 802.16標準,寬帶無線接入網(BWA)的工作頻率,在其2002年發布的第1個標準IEEE 802.16-2001中,是支持的固定寬帶無線接入網(FBWA),其工作頻率為10~60GHz頻段,該頻段由于頻段較高,屬于視距傳播(LOS)。后來在2003年發布的IEEE 802.16a-2003中,又擴充了非視距傳播(NLOS)的工作頻段2~11GHz,仍然適用于FBWA。在2004年發布了修訂版本IEEE 802.16-2004,整合了802.16-2001、802.16a-2003等標準。IEEE 802.16-2004的要求,FBWA可支持在10~60GHz和2~11GHz兩個工作頻段。
在2005年IEEE 802.16標準又發布了新的標準802.16e-2005,該標準是支持移動性接入的寬帶無線接入網(BWA),它的工作頻率是 在11GHz以下頻段,優先使用5~6GHz頻段,主要是使用免許可的頻段(ISM頻段,如5.8GHz頻段)。
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后續的802.16的2009年版、2012年版和2017年版標準,其工作頻率都是支持10~60GHz頻段和11GHz以下的兩個頻段,其中10~60GHz應工作在許可頻段;11GHz以下可工作在許可頻段或免許可臨段。它們都可支持固定寬帶無線接入和移動寬帶無線接入。
2、工作頻帶
IEEE 802.16的載波帶寬可以采用從1.25 MHz~20 MHz之間的帶寬,考慮各個國家已有固定無線接入系統的載波帶寬劃分,IEEE 802.16規定了載波帶寬可以是1.25 MHz的倍數或1.75 MHz的倍數。1.25 MHz系列固定無線接入系統帶寬包括:1.25/2.5/5/10/20 MHz等。1.75 MHz系列包括:1.75/3.5/7/14 MHz等。對于10~66 GHz的固定無線接入系統,還可以采用28 MHz載波帶寬,提供更高的接入速率。
二、相關技術參數
根據IEEE 802.16-2004標準,其系統的上述工作的頻段做了相應的規定,具體可分為兩類四種。第一類為10~66GHz頻段,其空中接口物理層規范名稱為WMAN-SC,對應標準為IEEE 802.16-2001;第二類為2~11GHz頻段,其空中接口物理層規范名稱分別為WMAN-SCa、WMAN-OFDM和WMAN-OFDMA,對應標準為IEEE 802.16a/d。這四種空中接口物理層規范的性能詳見下表2-1。
表2-1:IEEE 802.16-2004空中接口物理層規范的性能表
另外,在2005年IEEE 802發布了802.16e-2005后,使系統擴充為可以支持移動性接入,包括簡單移動性和全移動性,可接入移動數據業務。其移動數據業務的種類及相應的信息傳輸速率匯總于下表2-2中。
表2-2:802.16e-2005可支持的移動數據業務
我們知道,IEEE 802曾經在2003年準備發布IEEE 802.16d,是對IEEE 802.16a進行修訂,但后來由于發布IEEE 802.16-2004,IEEE 802.16d被終止了。IEEE 802.16d與IEEE 802.16e-2005都是工作在2~11GHz頻段,但IEEE 802.16d只支持固定寬帶無線接入,而IEEE 802.16e同時可支持固定和移動寬帶無線接入。那么,下表2-3匯總了兩者空中接口物理層技術參數的比較。
表2-3:802.16d與802.16e的空中接口物理層技術參數的比較
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