802.16/WiMAX組網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究

　　802.16/WiMAX如何組網(wǎng)是商用的關(guān)鍵問(wèn)題之一。到目前為止，IEEE 802.16標(biāo)準(zhǔn)及相應(yīng)的測(cè)試規(guī)范主要還是針對(duì)無(wú)線空中接口技術(shù)，所明確內(nèi)容也只是涉及開(kāi)放系統(tǒng)互連（OSI）模型中的物理層（PHY）、媒體訪問(wèn)控制（MAC）層，并沒(méi)有明確802.16/WiMAX網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)技術(shù)和方案。就現(xiàn)在的情況，802.16/WiMAX組網(wǎng)牽涉到的問(wèn)題主要有：如何通過(guò)網(wǎng)絡(luò)和小區(qū)規(guī)劃來(lái)提高頻率復(fù)用率；如何把802.16/WiMAX系統(tǒng)的空中接口網(wǎng)絡(luò)和基于IP技術(shù)的核心網(wǎng)絡(luò)有機(jī)結(jié)合在一起；如何更好地支持無(wú)縫移動(dòng)性管理，保證用戶的QoS要求，同時(shí)便于計(jì)費(fèi)、認(rèn)證和鑒權(quán)。

　　本文主要針對(duì)上述問(wèn)題對(duì)802.16/WiMAX組網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了討論和分析，對(duì)組網(wǎng)的方案進(jìn)行了分析和展望。

　　二、802.16/WiMAX組網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

　　802.16/WiMAX作為分組數(shù)據(jù)的補(bǔ)充網(wǎng)絡(luò)，隨著它對(duì)移動(dòng)性有較好的支持，可能會(huì)實(shí)現(xiàn)單獨(dú)組網(wǎng)并全網(wǎng)覆蓋。其網(wǎng)絡(luò)參考架構(gòu)可以分成終端、接入網(wǎng)和核心網(wǎng)3個(gè)部分，如圖1所示。圖1中，802.16/WiMAX終端包括固定、漫游和移動(dòng)3種類型終端；802.16/ WiMAX接入網(wǎng)主要為無(wú)線基站，支持無(wú)線資源管理等功能；802.16/WiMAX核心網(wǎng)主要是解決用戶認(rèn)證、漫游等功能，網(wǎng)絡(luò)與其他網(wǎng)絡(luò)之間的接口關(guān)系。

圖1　802.16/WiMAX網(wǎng)絡(luò)參考架構(gòu)

　　在802.16/WiMAX中提供的PMP（點(diǎn)到多點(diǎn)模式）工作模式是通信系統(tǒng)中的基礎(chǔ)模式。整個(gè)小區(qū)由一個(gè)BS管理，所有的SS的通信都需要 BS的調(diào)度。況且由于移動(dòng)性的引入，移動(dòng)用戶要在不同的BS覆蓋區(qū)間移動(dòng)并實(shí)施通信鏈路的切換，需要為移動(dòng)用戶提供無(wú)縫的網(wǎng)絡(luò)覆蓋以便保障用戶的QoS。由此分析得出，802.16/WiMAX網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)包括基于OFDM頻率復(fù)用技術(shù)的小區(qū)規(guī)劃方案、媒體訪問(wèn)機(jī)制、入網(wǎng)與初始化、資源分配策略、認(rèn)證計(jì)費(fèi)和移動(dòng)性管理等方面。

　　1.基于OFDM頻率復(fù)用技術(shù)的小區(qū)規(guī)劃方案

　　對(duì)于頻率資源比較緊缺的802.16/WiMAX組網(wǎng)而言，OFDM技術(shù)雖然具有高頻譜利用率及抗多徑干擾的能力，而且在NLOS環(huán)境下可以采用OFDM、OFDMA及其他先進(jìn)技術(shù)來(lái)克服較差的無(wú)線傳輸環(huán)境。但是，用戶只能通過(guò)時(shí)間（TDMA）或子信道（OFDMA）來(lái)區(qū)分，使用相同頻率的相鄰小區(qū)將會(huì)對(duì)本小區(qū)的通信產(chǎn)生嚴(yán)重的同頻干擾。因此，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃應(yīng)基于頻率分配，合理分配并復(fù)用有限的頻段，從而達(dá)到減少小區(qū)間、信道間的干擾，并且進(jìn)一步提高802.16/WiMAX的頻譜效率、增加網(wǎng)絡(luò)的容量。

　　為了減小干擾，盡量保證小區(qū)的頻率復(fù)用因子為1，其網(wǎng)絡(luò)頻率規(guī)劃方案應(yīng)該服從如下原則：

　　●除非距離達(dá)到5～7個(gè)倍程，或者兩者之間有較好的阻擋物，否則相鄰站點(diǎn)不允許出現(xiàn)相同方向的同頻復(fù)用。如果要復(fù)用，可以采用不同的極化方向以獲得20 dB的額外隔離度。

　　●同一站點(diǎn)，同一扇區(qū)，盡可能不使用鄰頻進(jìn)行組網(wǎng)，盡可能地使其錯(cuò)開(kāi)一個(gè)角度，以保證服務(wù)扇區(qū)內(nèi)的注冊(cè)頻點(diǎn)為最佳。

　　●同一站點(diǎn)，同一扇區(qū)，不可以使用同頻。

　　●同一站點(diǎn)，相鄰扇區(qū)，不可以使用同頻。在采用高性能天線的情況下，如果終端的位置不在相鄰兩個(gè)扇區(qū)交疊邊緣，可以使用同頻交叉極化的方式。

　　●同一站點(diǎn)，相背扇區(qū)，在基站天線前后隔離度滿足30 dB的要求時(shí)，可用相同極化的同頻。

　　聯(lián)系802.16/WiMAX組網(wǎng)的頻率資源較為緊缺的實(shí)際情況，通常采用扇區(qū)技術(shù)、無(wú)線資源管理機(jī)制和先進(jìn)天線技術(shù)來(lái)減少同頻干擾。

　?。?）基于微小區(qū)的頻率規(guī)劃　在傳統(tǒng)的蜂窩系統(tǒng)中，為了減少同頻干擾和增大網(wǎng)絡(luò)的容量，常常采用相鄰小區(qū)之間不使用相同頻點(diǎn)的方法，而且要使具有相同頻點(diǎn)的小區(qū)之間的距離盡量的遠(yuǎn)。但這樣勢(shì)必需要大量的頻率資源，且會(huì)降低頻譜的利用率。

    在802.16/WiMAX系統(tǒng)中，為了提高網(wǎng)絡(luò)的容量把每一個(gè)小區(qū)重新化分成多個(gè)微小區(qū)，每個(gè)微小區(qū)就有較小的覆蓋范圍，且每個(gè)相鄰無(wú)線路由器的位置使小區(qū)之間的覆蓋區(qū)域無(wú)信號(hào)盲區(qū)，從而增加了地理覆蓋并減小了無(wú)線路由器間隔。此時(shí)，將可使用的頻點(diǎn)分成幾組然后分配給微小區(qū)中的小區(qū)使用，保證相鄰小區(qū)間不使用同一組頻點(diǎn)。而且，由于802.16/WiMAX系統(tǒng)的復(fù)雜性，還要使采用同一頻點(diǎn)組的小區(qū)的間隔距離更遠(yuǎn)。通過(guò)扇區(qū)技術(shù)提高系統(tǒng)容量的方法如圖2所示。在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期，基站使用4個(gè)的扇區(qū)天線，每個(gè)天線覆蓋一個(gè)扇區(qū)。小區(qū)可以通過(guò)分裂成更多扇區(qū)的方式，使每個(gè)扇區(qū)的可用子信道數(shù)量增加，以此支持更高的數(shù)據(jù)速率。當(dāng)扇區(qū)數(shù)量由4個(gè)變?yōu)?個(gè)的時(shí)候，小區(qū)的容量近似翻了一倍。然而扇區(qū)的數(shù)量每增加一倍，小區(qū)的覆蓋面積會(huì)減少33%，這時(shí)就需要更多的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)來(lái)完成相同的覆蓋。這樣，每個(gè)BS的覆蓋面積減少了，其需要的帶寬也隨之減少，但設(shè)備的成本卻會(huì)增加。如果在系統(tǒng)中增加更多的載頻，就可以進(jìn)一步使用頻率分集來(lái)減小同信道之間的干擾。

圖2　通過(guò)扇區(qū)技術(shù)提高系統(tǒng)容量

　?。?）基于無(wú)線資源管理的小區(qū)規(guī)劃　為了減少系統(tǒng)間干擾，提高系統(tǒng)容量，增強(qiáng)鏈路的服務(wù)質(zhì)量，常常使用無(wú)線資源管理，包括功率控制、無(wú)線資源分配、自適應(yīng)控制、分組調(diào)度技術(shù)?？紤]到實(shí)際系統(tǒng)小區(qū)的干擾在不同小區(qū)分布是不同的，在同頻干擾較大的區(qū)域可以通過(guò)無(wú)線資源管理機(jī)制來(lái)減小同頻干擾基站的發(fā)射功率，或者結(jié)合TDMA機(jī)制分配干擾較小的時(shí)隙資源給邊緣小區(qū)用戶從而減少同頻干擾。下面以其中功能相對(duì)獨(dú)立的自適應(yīng)控制機(jī)制為例闡述 802.16/WiMAX系統(tǒng)的小區(qū)規(guī)劃。采用高階調(diào)制可以提高系統(tǒng)的容量，并具有更高的頻譜效率，但隨著調(diào)制階數(shù)增加，接收機(jī)的復(fù)雜度也要隨之增加，小區(qū)間干擾也越來(lái)越嚴(yán)重（不同調(diào)制方式之間目標(biāo)信干比變化達(dá)到16 dB）。這就對(duì)接收設(shè)備提出了更高的要求。另外，隨著調(diào)制階數(shù)增加，小區(qū)的覆蓋面積大幅縮小，從BPSK-QP-SK-16-QAM-64-QAM，調(diào)制階數(shù)每增加一步，會(huì)使小區(qū)半徑縮短為原來(lái)的一半左右?？傊?dāng)系統(tǒng)需要擴(kuò)容的時(shí)候 高階的QAM調(diào)制是需要的，但這會(huì)帶來(lái)覆蓋面積減小和系統(tǒng)干擾增加等問(wèn)題。這些問(wèn)題可以通過(guò)將小區(qū)規(guī)劃和調(diào)制體制規(guī)劃相結(jié)合的方法來(lái)解決。一種自適應(yīng)調(diào)制方式如圖3所示，在原有扇區(qū)劃分和單一調(diào)制BPSK方式的基礎(chǔ)上，根據(jù)所處地域不同，采用不同的調(diào)制方式，越靠近基站，則使用的調(diào)制方式越高。離基站最近的區(qū)域采用最高階64-QAM調(diào)制方式，然后是16-QAM，再是 QPSK，最外圈的區(qū)域使用BPSK。

圖3　自適應(yīng)調(diào)制方式的使用

　?。?）基于極化天線的小區(qū)規(guī)劃　使用極化天線的方法可以進(jìn)一步優(yōu)化頻率復(fù)用機(jī)制，水平極化和垂直極化交替模式可以使相鄰小區(qū)得到較好的干擾隔離，從而可以將系統(tǒng)容量提高近一倍。交替極化在系統(tǒng)中的應(yīng)用如圖4所示。如果只采用一個(gè)載頻，考慮到實(shí)際地形的不規(guī)則，很容易存在較嚴(yán)重的同頻干擾，而使用兩個(gè)載頻的交替極化模式，可以得到四組可用信道，從而大幅度減小干擾。聯(lián)合采用兩載頻和極化天線技術(shù)，在不需要對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行較大改動(dòng)的情況下，就可使系統(tǒng)獲得更多的可用信道。

圖4　極化天線技術(shù)增加小區(qū)容量

（左面為單載頻極化，右面為雙載頻極化）

　　針對(duì)免許可頻段，協(xié)議還規(guī)定了動(dòng)態(tài)頻率選擇方案可降低頻率干擾，增加網(wǎng)絡(luò)容量。

　　2.媒體訪問(wèn)機(jī)制

　　和802.11相比，802.16/WiMAX有著完全不同的媒體訪問(wèn)機(jī)制。前者采用的是CSMA/CA機(jī)制，所有的終端基于時(shí)間預(yù)約來(lái)實(shí)現(xiàn)突發(fā)業(yè)務(wù)的調(diào)度傳輸，通過(guò)時(shí)間預(yù)約和退避機(jī)制實(shí)現(xiàn)在任意時(shí)刻空中媒體中只有一個(gè)傳輸存在，以此來(lái)解決無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的隱藏終端和暴露終端問(wèn)題。為了實(shí)現(xiàn)媒體的共享訪問(wèn)，通過(guò)每次傳輸后的時(shí)間間隔和競(jìng)爭(zhēng)周期，保證每個(gè)終端都能夠獲得訪問(wèn)媒體的機(jī)會(huì)。而802.16/WiMAX采取的方式就是將時(shí)間資源進(jìn)行單位分割，通過(guò)時(shí)間區(qū)分上行和下行。同時(shí)，每個(gè)物理幀的幀長(zhǎng)度固定，由上行和下行兩部分組成，上行和下行的切換點(diǎn)可以自適應(yīng)調(diào)整。在TDD模式下，每個(gè)物理幀的長(zhǎng)度是由n個(gè)物理時(shí)隙組成。下行是廣播的，上行是SS發(fā)向BS的。下行在先，上行在后。通過(guò)這樣統(tǒng)一的設(shè)計(jì)，杜絕了上行方向上的競(jìng)爭(zhēng)，資源的調(diào)度和分配可以在BS上集中控制。同樣，為了實(shí)現(xiàn)媒體的共享訪問(wèn)，必須讓SS知道“什么時(shí)刻可以發(fā)送數(shù)據(jù)”。IEEE 802.16通過(guò)在每個(gè)幀的下行子幀之前添加用于管理的下行鏈路幀前綴（DLFP），在該部分中指示了每個(gè)SS的下行數(shù)據(jù)位置和上行發(fā)送時(shí)刻。DLFP相當(dāng)于專用一個(gè)信道，用于傳輸管理信息和指示信息。

　　在802.16/WiMAX系統(tǒng)中還特別設(shè)計(jì)了DLMAP和ULMAP，它們都可以跨幀，使得信道可以靈活地應(yīng)用于全部上行或下行鏈路。這種帶有典型的局域網(wǎng)突發(fā)的特點(diǎn)，對(duì)于寬帶無(wú)線接入系統(tǒng)而言，可以兼顧靈活性和公平性，每個(gè)SS都有機(jī)會(huì)傳輸，避免了因競(jìng)爭(zhēng)造成的長(zhǎng)期競(jìng)爭(zhēng)不到信道的問(wèn)題；其次，這樣的設(shè)計(jì)可以避免碰撞的發(fā)生，每個(gè)SS都只在屬于自己的發(fā)送時(shí)段內(nèi)才發(fā)送數(shù)據(jù)，可以保證“任何時(shí)刻，媒體上只有一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸”；還有，方便于進(jìn)行 QoS、業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)等方面的控制，并在帶寬分配方面也有先天的優(yōu)勢(shì)。

　　3.入網(wǎng)與初始化分析

　　為了提高無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的魯棒性，以及在TDD模式下為了有效利用時(shí)間資源，BS必須對(duì)SS的媒介訪問(wèn)時(shí)機(jī)進(jìn)行統(tǒng)一的調(diào)度。允許SS隨機(jī)加入，BS在上行開(kāi)始之初提供了一個(gè)競(jìng)爭(zhēng)周期，在該周期內(nèi)，所有沒(méi)有入網(wǎng)的SS可以發(fā)起入網(wǎng)過(guò)程。SS入網(wǎng)過(guò)程可以分為以下步驟：

    （1）掃描下行信道，獲取DCD、DLMAP、ULMAP，并與BS建立同步。這里的同步是指MAC同步，一但SS收到DLMAP，就意味著兩個(gè)MAC實(shí)體之間建立了同步關(guān)系，接下來(lái)的任務(wù)就是SS的隨機(jī)接入。

　?。?）獲取上行鏈路參數(shù)就是SS可以正確解出UCD，以獲取發(fā)送參數(shù)。這一步驟完成之后，SS就知道應(yīng)該在什么時(shí)刻發(fā)起上行接入過(guò)程，以及用什么樣的參數(shù)進(jìn)行上行接入。

　?。?）初始校準(zhǔn)的表層目的是進(jìn)行時(shí)偏校正和功率調(diào)整，但是其核心目的實(shí)際上是進(jìn)行初始管理連接建立。當(dāng)BS收到一個(gè)初始校準(zhǔn)請(qǐng)求后，就會(huì)給該 SS分配初始管理連接和第一管理連接。BS和SS開(kāi)始建立基于連接的傳輸，而后經(jīng)過(guò)多次校準(zhǔn)反復(fù)，以使SS的發(fā)射參數(shù)達(dá)到相關(guān)指標(biāo)。

　?。?）在完成了初始校準(zhǔn)后，BS和SS相繼進(jìn)行基本能力協(xié)商、認(rèn)證與密鑰交換、注冊(cè)、建立IP連接、向SS傳送配置參數(shù)等過(guò)程。

　　在SS入網(wǎng)后，還要進(jìn)行周期性的校準(zhǔn)操作，以消除無(wú)線環(huán)境對(duì)網(wǎng)絡(luò)的影響，使SS工作在預(yù)期的條件下。可見(jiàn)，PMP模式下BS管理著所有SS的入網(wǎng)和資源分配，這是和TDD模式的特點(diǎn)緊密相關(guān)的。

　　4.資源分配策略分析

　　與資源分配策略相關(guān)的處理過(guò)程包括ARQ和QoS。802.16/WiMAX的資源分配策略是和連接相關(guān)聯(lián)的。而連接的定義體現(xiàn)了不同的QoS 參數(shù)，在MSDU進(jìn)入CS后，首先 進(jìn)行的操作就是對(duì)MS-DU進(jìn)行分類，而分類的原則就是服務(wù)流的QoS參數(shù)。在服務(wù)流上定義了3個(gè)QoS參數(shù)集，分別是 Provisioned QoS Paramset、Admitted QoS Paramset、Active QoS Pammset。這3個(gè)參數(shù)集描述了不同狀態(tài)下服務(wù)流的QoS參數(shù)。同時(shí)，服務(wù)流有3種狀態(tài)，分別是提供（Provisioned）、許可（Admitted）、激活（Active）。不同狀態(tài)下的服務(wù)流有不同的服務(wù)流類型，也就有不同的QoS參數(shù)。ARQ是與QoS相關(guān)的功能，雖然在 802.16/WiMAX網(wǎng)絡(luò)中是作為可選項(xiàng)，但是它的ARQ設(shè)計(jì)得非常巧妙，同樣以連接為基礎(chǔ)進(jìn)行，同時(shí)可以和分片子幀、打包子幀相結(jié)合，提高效率。在 ARQ中引入了一個(gè)虛擬概念：ARQ塊，而實(shí)際上對(duì)MPDU并沒(méi)有按照ARQ塊的大小進(jìn)行分塊，而是以分片的大小進(jìn)行分片，但是分片的大小是ARQ塊的整數(shù)倍。在分片的子幀頭中記錄著本分片第一個(gè)ARQ塊的編號(hào)，而不是分片的編號(hào)。通過(guò)這樣的設(shè)計(jì)，在接收方出現(xiàn)接收錯(cuò)誤的時(shí)刻，就可以根據(jù)ARQ編號(hào)定位到分片，進(jìn)行重傳。這樣的設(shè)計(jì)，不僅減少了ARQ管理幀頭的開(kāi)銷，更重要的是，充分利用了小區(qū)中的傳輸基礎(chǔ)——連接。

　　5.網(wǎng)絡(luò)安全策略

　　認(rèn)證、授權(quán)和計(jì)帳（AAA）是802.16/WiMAX網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，也是網(wǎng)絡(luò)安全策略的一個(gè)組成部分。用戶認(rèn)證過(guò)程AAA接入控制的實(shí)現(xiàn)為：用戶端設(shè)備→AAA客戶機(jī)→AAA服務(wù)器→計(jì)費(fèi)系統(tǒng)。AAA客戶機(jī)到AAA服務(wù)器之間通常采用遠(yuǎn)程撥號(hào)用戶認(rèn)證（RADIUS）協(xié)議；AAA服務(wù)器和計(jì)費(fèi)系統(tǒng)一般集中建設(shè)，以支持用戶漫游和減少建設(shè)成本；用戶端設(shè)備和AAA客戶機(jī)（如寬帶接入服務(wù)器）之間多采用PPPoE、802.1x、Web認(rèn)證。在單獨(dú)建網(wǎng)、數(shù)據(jù)城域網(wǎng)疊加、移動(dòng)蜂窩網(wǎng)疊加等幾種方案中，802.16/WiMAX網(wǎng)絡(luò)的AAA客戶機(jī)、AAA服務(wù)器和計(jì)費(fèi)系統(tǒng)可以借用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)或直接采用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)對(duì)應(yīng)設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)資源共享，降低網(wǎng)絡(luò)設(shè)備投資。

　　6.移動(dòng)性管理

　　802.16/WiMAX網(wǎng)絡(luò)具備支持漫游、移動(dòng)業(yè)務(wù)的能力，其移動(dòng)性管理方式對(duì)于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)影響也是比較大的。移動(dòng)管理主要功能就是在整個(gè)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)有效地支持終端站的漫游和移動(dòng)，涉及位置管理和切換管理兩部分。其中，位置管理主要是確認(rèn)合法終端所處網(wǎng)絡(luò)位置，以便在業(yè)務(wù)啟動(dòng)時(shí)，迅速建立業(yè)務(wù)路由；切換管理則是在終端移動(dòng)狀態(tài)下，保障激活業(yè)務(wù)的服務(wù)和質(zhì)量。

　　802.16/WiMAX終端在漫游、移動(dòng)情況下實(shí)現(xiàn)移動(dòng)性管理可以采用簡(jiǎn)單IP（Simple IP）或移動(dòng)IP（Mobile IP）協(xié)議。在Simple IP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)下，終端分配的IP地址是動(dòng)態(tài)可變的，但在跨域切換時(shí)業(yè)務(wù)要中斷，必須通過(guò)應(yīng)用層的專用協(xié)議實(shí)現(xiàn)再次連接，只適用于WWW、E-mail等對(duì)時(shí)間不敏感的業(yè)務(wù)，不適于大范圍移動(dòng)的實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，如IP語(yǔ)音等；在Mobile IP協(xié)議下，終端具備永久IP地址，可支持所有類型的IP業(yè)務(wù)。然而，Mobile IP也存在IPv4地址不足，切換過(guò)程中的時(shí)延和丟包率難以保障等問(wèn)題，需要采用地址轉(zhuǎn)換、IPv6、多層切換等方案來(lái)解決。

　　為進(jìn)一步提高802.16/WiMAX網(wǎng)絡(luò)的性能和達(dá)到預(yù)期的效果，還可以利用自適應(yīng)天線系統(tǒng)、空時(shí)編碼技術(shù)、無(wú)線鏈路增強(qiáng)技術(shù)、跨層優(yōu)化等技術(shù)。

    三、組網(wǎng)分析

　　1.網(wǎng)絡(luò)融合

　　作為一種只定義了無(wú)線空中接口標(biāo)準(zhǔn)的新興網(wǎng)絡(luò)，802.16/WiMAX在組網(wǎng)過(guò)程中首先是對(duì)現(xiàn)有無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的一種補(bǔ)充，目的是用于滿足高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?。所?02.16/WiMAX發(fā)展的重要一步就是和現(xiàn)有無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通并充分利用其核心網(wǎng)，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)間的無(wú)縫切換。在現(xiàn)有的混合組網(wǎng)方式中，松耦合對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)改造較小，但因?yàn)樵?02.16/WiMAX中建議采用跨層路由協(xié)議來(lái)減少802.16/WiMAX不同基站切換時(shí)延，并無(wú)法減少網(wǎng)間的切換時(shí)延，所以在此模式下時(shí)延是相當(dāng)高的。而緊耦合和松耦合相比減少了切換時(shí)延，并保證了網(wǎng)絡(luò)的無(wú)縫切換，是以后發(fā)展的主要方向。

　　2.接入IPv4/IPv6核心網(wǎng)

　　盡管未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)是IPv6將代替IPv4，但就目前而言，Internet骨干網(wǎng)是一個(gè)IPv4/IPv6的混合網(wǎng)絡(luò)。在混合網(wǎng)絡(luò)中常采用的組網(wǎng)策略包括雙棧策略（DSTM）、隧道策略和翻譯策略。雙棧策略通常解決的是IPv6中的雙棧主機(jī)如何與外部IPv4網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)元進(jìn)行通信的問(wèn)題，一般只能用在內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中，不適合應(yīng)用于骨干網(wǎng)和核心網(wǎng)。翻譯策略不需要任何的協(xié)議調(diào)整就允許IPv4與IPv6網(wǎng)方便地互通，但這種通信效率不高，并且限制了一些通用協(xié)議的使用，如IPsec、組播協(xié)議等。因此就目前的技術(shù)水平來(lái)看，出于擴(kuò)展性等性能方面的考慮，在進(jìn)行核心網(wǎng)和骨干網(wǎng)互聯(lián)時(shí)，一 般不適宜采用這種技術(shù)。通常，雙棧策略和翻譯策略用于企業(yè)網(wǎng)或駐地網(wǎng)；而在組建核心網(wǎng)和骨干網(wǎng)時(shí)，則采用隧道策略。在IPv6核心網(wǎng)和802.16/WiMAX接入網(wǎng)的組網(wǎng)方案中，其中接入網(wǎng)部分采用802.16/WiMAX技術(shù)，核心網(wǎng)部分則采用IPv6協(xié)議互連，內(nèi)部路由器均支持MPLS，邊緣路由器完成三層操作，核心路由器完成二層交換。用戶接入核心網(wǎng)的過(guò)程為：用戶數(shù)據(jù)經(jīng)采用802.16/WiMAX技術(shù)的接入網(wǎng)的空中接口到達(dá)基站后，通過(guò)“WiMAX- IPv6核心”接口抵達(dá)WMAN核心網(wǎng)的邊緣路由器；由該邊緣路由器對(duì)其進(jìn)行三層操作后，進(jìn)入支持MPLS的IPv6網(wǎng)絡(luò)傳輸，經(jīng)標(biāo)簽交換后，抵達(dá) WMAN與核心網(wǎng)邊緣網(wǎng)關(guān)，然后進(jìn)入核心網(wǎng)。無(wú)線城域網(wǎng)中的BS需要提供對(duì)IPv6路由協(xié)議（包括MPLS）、自動(dòng)配置、組播、QoS算法實(shí)現(xiàn)、移動(dòng)性管理等的完整支持。

　　3.基站互聯(lián)

　　基站無(wú)線互聯(lián)方案的引入也滿足了組網(wǎng)靈活性的需求。傳統(tǒng)的有線接入互聯(lián)設(shè)備成本較高，而且一旦網(wǎng)絡(luò)建設(shè)完畢，很難重新調(diào)整。而當(dāng)無(wú)線城域網(wǎng)由固定接入發(fā)展到支持移動(dòng)性后，為了保證用戶的無(wú)縫切換基站間需要快速有效的通信。在用戶預(yù)備或發(fā)生切換時(shí)，中心基站可以協(xié)助確定用戶要切換到的目標(biāo)基站，并保證用戶切換前后業(yè)務(wù)狀態(tài)的連續(xù)。其中涉及的Mesh組網(wǎng)機(jī)制問(wèn)題，也是近來(lái)研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。

　　綜上所述，目前認(rèn)為802.16/WiMAX的組網(wǎng)模式有固定組網(wǎng)和移動(dòng)組網(wǎng)兩種。在固定應(yīng)用模式下，802.16/WiMAX網(wǎng)絡(luò)可以疊加在寬帶城域網(wǎng)上，核心網(wǎng)功能可以直接映射到現(xiàn)有IP網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)設(shè)備中，如寬帶接入服務(wù)器等。在移動(dòng)應(yīng)用模式下，802.16/WiMAX網(wǎng)絡(luò)可以采用疊加于寬帶城域網(wǎng)或移動(dòng)蜂窩網(wǎng)兩種方式。依據(jù)與移動(dòng)蜂窩系統(tǒng)結(jié)合的緊密程度，移動(dòng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)和802.16/WiMAX網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方案可以分成松耦合和緊耦合兩大類。由松耦合經(jīng)過(guò)移動(dòng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)的升級(jí)逐漸過(guò)渡到緊耦合，其無(wú)線組網(wǎng)方式大致經(jīng)過(guò)室外接入、室內(nèi)接入、有縫漫游和無(wú)縫移動(dòng)四個(gè)階段。最終， 802.16/WiMAX網(wǎng)絡(luò)無(wú)線資源和移動(dòng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中無(wú)線資源將被統(tǒng)一調(diào)度和達(dá)到無(wú)縫融合。

　　四、結(jié)論

　　本文對(duì)802.16/WiMAX組網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)展開(kāi)了詳細(xì)的研究并對(duì)其組網(wǎng)模式進(jìn)行探討。該技術(shù)是在電信網(wǎng)絡(luò)IP化的大趨勢(shì)下發(fā)展起來(lái)的城域網(wǎng)無(wú)線接入技術(shù)，具備與全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)無(wú)縫融合的能力。隨著移動(dòng)性的增加、組網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和完善，憑借高帶寬優(yōu)勢(shì)，必然在未來(lái)的無(wú)線互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中承當(dāng)重要角色。另外，要充分考慮802.16/WiMAX服務(wù)小區(qū)的頻率復(fù)用因子以及和核心網(wǎng)的通信，以保證端到端的QoS和移動(dòng)終端的無(wú)縫切換。