IEEE802．16标准

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IEEE802.16系列标准的缘起：

目前，在城域网已经得到广泛应用的宽带无线接入技术包括3.5G Hz固定无线接入技术、5.8GHz固定无线接入技术和26GHz本地多点分配系统(LMDS)等，它们一般均采用点到多点的拓扑结构，根据各自所用频段的无线信道性能可提供不同的无线覆盖范围，并主要为商业用户和集团用户提供数据业务和语音业务的接入服务。由于目前市场上这三种技术的产品的空中接口均属于私有接口，标准化程度很低，不同厂商的产品无法实现互通，这限制了无线接入产品的大规模商业化。因此，IEEE802.16技术应运而生，1999年，IEEE成立了IEEE802.16上作组来专门研究宽带固定无线接入技术规范，目标就是要建立一个全球统一的宽带无线接入标准。

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IEEE802.16系列标准的应用

IEEE802.16又称为IEEE Wireless MAN空中接口标准，它对2-66GHz频率范围内无线接入系统的底层标准〔包括物理层和媒体接入控制层)作出规范，并分析了系统共存性背景，给出了系统的设计、配置和频率使用解决方案。由于它所规定的无线接入系统覆盖范围可达50km，因此802.16系统主要应用于城域网范围，以解决高速接入家庭和企业的“第一英里”或是“最后英里”的问题。 gfd

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IEEE802.16系列标准的发展概述

1、IEEE802.16标准委员会于1999年7月开始公开讨论全球统一的无线宽带城域网接入标准，到目前为止已经建立了包括802.16, 802.16a， 802.16c,802.16d, 802.16e, 802.16f 和802.16g的一系列标准。根据使用频段高低的不同，802.16系统可分为应用于视距和非视距两种，其中使用2-11GHz频段的系统应用于非视距范围，而使用10-66GHz频段的系统应用于视距范围。根据是否支持移动特性，IEEE 802. 16标准系列又可分为固定宽带无线接入空中接口标准和移动宽带无线接入空中接口标准，其中的802.16，802.16a, 802.16d属于固定无线接入空中接口标准，而802.16e属于移动宽带无线接入空中接口标准。

2、2001年12月颁布的802.16 对使用10-66GHz频段的固定宽带无线接入系统的空中接口物理层和MAC层进行了规范，由于其使用的频段较高，因此仅能应用于视距范围内。

2003年1月颁布的802.16a对802.16 进行了扩展，对使用2-11GHz许可和免许可频段的固定宽带无线接入系统的空中接口物理层和MAC层进行了规范，该频段具有非视趾传输的特点，覆盖范围最远可达50km,通常小区半径为6-10km。另外，802.16 a的MAC层提供QoS保证机制，可支持语音和视频等实时性业务。这些特点使得802. 16a与802. 16相比更具有市场应用价值，真正成为用于城域网的无线接入手段。

2002年止式发布的802.16c是对802.16 的增补文件，是使用10-66GHz频段802.16系统的兼容性标准，它详细规定了10-66GHz频段802.16 系统在实现上的一系列特性和功能。

802.16d是802.16的一个修订版本，也是相对比较成熟并且最具实用性的一个标准版本，目前已经形成了草案，还未正式发布。802.16d对2-66GHz频段的空中接口物理层和MAC层做了详细规定，定义了支持多种业务类型的固定宽带无线接入系统的MAC层和相对应的多个物理层。该标准对前几个标准进行了整合和修订，但仍属于固定宽带无线接入规范。它保持了802.16,802.16a等标准中的所有模式和主要特性，增加或修改的内容用来提高系统性能和简化部署，或者用来更正错误、补充不明确或不完整的描述，包括对部分系统信息的增补和修订。同时，为了能够后向平滑过渡到802.16e, 802.16d增加了部分功能以支持用户的移动性。

802.16e 是802.16 的增强版本，该标准规定了可同时支持固定和移动宽带无线接入的系统，工作在2-6GHz适于移动性的许可频段，可支持用户站以车辆速度移动，同时802. 16a规定的固定无线接入用户能力并不因此受到影响。该标准还规定了支持基站或扇区间高层切换的功能。

802.16f定义了802.16系统MAC层和物理层的管理信息库(MIB)以及相关的管理流程。该标准的制定工作处于刚起步阶段，计划在2006年发布。

制定802.16g的日的是为了规定标准的802.16 系统管理流程和接口，从而能够实现802.16 设备的互操作性和对网络资源、移动性和频谱的有效管理。该标准的制定工作也处于起步阶段，计划在2007年发布。

除了IEE E802委员会之外，还有许多的标准化组织进行宽带无线接入的标准化工作，他们的开发成果极有可能于IEEE802.16标准相融合。

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协议的框架和分层结构

IEEE802.16研究组的研究目标是设计提供宽带无线接入的MAC协议、差错控制模式和移动管理解决方案，并能保证多媒体业务的QoS要求。IEEE802.16负责对无线本地环路的无线接口及其相关功能制定标准，802.16无线服务的作用就是在用户站点同核心网络之间建立起一个通信路径，这个核心网络可以是公用电话网络也可以是因特网。IEEE 802.16标准所关心的是用户的收发机同基站收发机之间的无线接口。其中的协议专门对在网络中传输大数据块时的无线传输地址问题做了规定，协议标准是按照三层结构体系组织的。

三层结构中的最底层是物理层，该层的协议主要是关于频率带宽、调制模式、纠错技术以及发射机同接收机之间的同步、数据传输率和时分复用结构等方面的。对于从用户到基站的通信，标准使用的是按需分配多路寻址一时分多址DAMA-TDMA技术。按需分配多路寻址DAMA技术是一种根据多个站点之间的容量需要的不同而动态地分配信道容量的技术。时分多路技术可以根据每个站点的需要为其在每个帧中分配一定数量的时隙来组成每个站点的逻辑信道。通过DAMA-TDMA技术，每个信道的时隙分配可以动态地改变。

在物理层之上是数据链路层，在该层上IEEE802.16 规定的主要是为用户提供服务所需的各种功能。这些功能都包括在媒质接入控制MAC层中，主要负责将数据组成帧格式来传输和对用户如何接入到共享的无线媒质中进行控制。MAC协议对基站或用户在什么时候采用何种方式来初始化信道做了规定。因为MAC层之上的一些层如ATM需要提供服务质量服务QoS,所以MAC协议必须能够分配无线信道容量。