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IEEE802.20:移动性和传输速率的完美结合

助工
2007-08-04 15:57:14    评分
随着移动互联技术的发展,人们在日常生活和商务活动中越来越希望能够以移动的方式灵活地接入因特网。传统的蜂窝移动通信系统可支持高的移动性,但数据传输速率太低,难以应对高速下载和实时多媒体应用。而无线局域网(WLAN)等宽带无线接入系统,虽然具有较高的数据传输速率,但移动性能太差,只能用于牧游式的无线接入。IEEE802.20技术,恰恰可以有效地解决移动性和传输速率这一矛盾,使用户可以在高速移动中享受宽带接入带来的乐趣,因而受到业界的关注。

  IEEE802.20技术,即移动宽带无线接入(MobileBroadbandWirelessAccess,MBWA),也被称之为Mobile-Fi。其概念最初是由IEEE802.16工作组于2002年3月提出的,并成立了相应的研究组,目的是为了实现在高速移动环境下的高速率数据传输,以弥补802.1x协议族在移动性方面的不足。2002年9月,IEEE802.20工作组正式成立。目前,802.20标准还处于制订阶段,按计划最初版本将于2006年12月正式颁布。

  802.20工作组的目标是制订一种适用于高速移动环境下的宽带无线接入系统的空中接口规范——物理层和MAC层。在物理层技术上,以OFDM和MIMO为核心,充分挖掘时域、频域和空间域的资源,大大提高系统的频谱效率。在设计理念上,强调基于分组数据的纯IP(PureIP)架构,在应对突发性数据业务的能力上,明显优于现有的3G技术,与3.5G(HSDPA、EV-DO)性能相当。另外,在实现与部署成本上它也具有较大的优势。

  802.20的主要技术特性如下:全面支持实时和非实时业务,在空中接口不存在电路域和分组域的区分;能保持持续的连通性;频率统一,可复用;支持小区间和扇区间的无缝切换,以及与其它无线技术(802.16、802.11等)间的切换;空中接口融入了对QoS的支持,与核心网级别的端到端QoS相一致;支持IPv4和IPv6等具有QoS保证的协议;支持内部状态快速转变的多种MAC协议状态;为上下行链路快速分配所需资源,并根据信道环境的变化,自动选择最优的数据传输速率;提供终端与网络间的认证机制;可以与现有蜂窝系统共同开展业务;空中接口中具有各个网络间的开放型接口。

  802.20技术的空中接口适用如下规范:工作于低于3.5GHz的许可频段;支持高达250km/h的移动速度;频谱效率大于1bit/s/Hz/cell;系统带宽分为1.25MHz、5MHz两种模式,支持的下行峰值速率分别为1Mbps和4Mbps;单小区覆盖半径小于15km,属于广域网;双工方式分为FDD、TDD两种模式;MAC帧往返时延小于10ms。由此可见,它在移动性上,已经达到了传统移动通信技术的性能;在频谱效率和下行链路的峰值速率上,远远高于当前的主流移动技术;在时延性能上,完全可以提供优质的无线VoIP业务。

  从未来移动应用的发展来看,数据业务将逐渐成为主体应用,因此与之相对应的纯IP架构将是未来移动通信技术发展的方向。作为IEEE802家族的一员,802.20天生就是基于纯IP架构的,因而具有明显的优势:其物理层和MAC层的设计是基于分组数据的,并能够自适应无线信道环境,对于突发性数据业务,具有天然的优越性;组网方式灵活简单,便于融合现有IP网络和未来的基于IMS的核心网,并协同工作;可充分利用现有的基于IP的各种协议,易于实现灵活的业务部署。

  802.20与802.11、802.16存在很强的互补性,若将它们混合组网,取长补短,将是一种非常好的全网覆盖解决方案,可满足无线接入市场的各种需求。802.11、802.16分别是无线局域网和城域网技术,主要针对牧游式的无线接入,提供步行速率的移动性。与它们不同的是,802.20的目标市场定位于无线广域网,强调对高速移动性的支持,是一种真正意义上的移动通信标准。此外,三者可基于802.21实现无缝切换,使用户在接入速率与移动性之间取得平衡。不过,802.16e在802.16a的基础上增强了移动性,用户移动速率可高达150km/h,与802.20存在目标市场重叠的情况。但从系统覆盖的角度来看,802.20是广域网技术,而802.16e是城域网技术,所以两者之间主要体现互补性。

  802.20在技术上明显优于3G,但是其产品的市场化还尚需时日,在短期内不可能动摇3G的市场地位。不过,为了争夺未来的市场,3GPP和3GPP2这两大国际标准化组织,已分别启动了LTE(LongTermEvolution)和AIE(AirInterfaceEvolution)研究计划,旨在提高3G技术在宽带无线接入市场的竞争力。它们与802.20在物理层技术与市场目标上非常相似,在未来市场的竞争必然异常激烈。

  2005年11月至2006年1月,IEEE802.20工作组开始了标准的起草工作,并就候选物理层技术进行了投票。最终,FDD模式中,高通(Qualcom)的技术提案“MBFDD”获得通过;TDD模式中,高通和京瓷(Kyocera)的综合提案“MBTDD”(包括MBTDD625k-MC)获得通过。按照计划,其标准将于2006年12月正式发布。




关键词: IEEE802.20     移动性     传输     速率     完美         

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