移动WiMAX的组网方式研究及性能仿真
无线城域网的MiXax技术仿真
《无线网络技术》实验三报告单班级____ __ 姓名_____ __ _ 学号____ ____实验日期_ ___ 评分____ 教师签名_______________实验名称：无线城域网的MiXax技术仿真实验目的：了解WiMax技术在无线局域网的应用及加深对WiMax工作机制的理解。
实验内容：1.WiMax简介WiMax 又称为802.16 无线城域网，是又一种为企业和家庭用户提供“最后一英里”的宽带无线连接方案。
因在数据通信领域的高覆盖范围(可以覆盖25～30 英里的范围),以及对3G 可能构成的威胁，使WiMax 在最近一段时间备受业界关注。
该技术以IEEE 802.16 的系列宽频无线标准为基础。
2.WiMax优势优势之一，实现更远的传输距离。
WiMax 所能实现的50 公里的无线信号传输距离是无线局域网所不能比拟的，网络覆盖面积是3G 发射塔的10 倍，只要少数基站建设就能实现全城覆盖，这样就使得无线网络应用的范围大大扩展。
优势之二，提供更高速的宽带接入。
据悉，WiMax 所能提供的最高接入速度是70M，这个速度是3G 所能提供的宽带速度的30 倍。
对无线网络来说，这的确是一个惊人的进步。
优势之三，提供优良的最后一公里网络接入服务。
作为一种无线城域网技术，它可以将Wi－Fi 热点连接到互联网，也可作为DSL 等有线接入方式的无线扩展，实现最后一公里的宽带接入。
WiMax 可为50 公里线性区域内提供服务，用户无需线缆即可与基站建立宽带连接。
优势之四，提供多媒体通信服务。
由于WiMax 较之Wi－Fi 具有更好的可扩展性和安全性，从而能够实现电信级的多媒体通信服务。
优势之五, 从产业链来讲，Wimax 有商用数据上网卡有商用手机(HTCMax 4G)，并且还存在终端一致性测试的问题。
所以，WiMax 的产业链还需要经过像TD-SCDMA 产业链的规模试验过程。
3.仿真情景仿真结果基于CNL-WiMAX模块，本课题采用ns-2.3l实现了WiMAX的动态系统级仿真，参数设置如表1-1，服务流参数设置如表1-2．表1-1 仿真系统参数表1-2传输参数图2-1给出仿真环境的网络拓扑图，网络包括一个基站，一个接入节点和多个用户。
第五章 第三代移动通信系统 之WIMAX
在不对称的上下行容量、良好的资源划分方式 和灵活的资源分配机制下，移动WiMAX可以提 供有QoS保障的数据服务和应用。移动WiMAX 根据需求不同提供不同QoS的服务。
移动性管理
移动WiMAX有良好的功率管理机制。其次， IEEE 802.16e定义了3种越区切换方式，即硬切 换、快速BS切换和宏分集切换。
正交频分复用OFDM的主要思想是：将信道分成若干正交子信 道，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到每个 子信道上进行传输。 OFDM技术有很多独特的优点：频谱利用率很高；抗多径干扰 与频率选择性衰落能力强；采用动态子载波分配技术能使系统 达到最大比特率；
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移动WiMAX技术的特点 移动WiMAX技术的特点
第五章
第三代移动通信系统
wimax
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WiMax
WiMax(Worldwide Interoperability for Microwave Access),即全球微波互联接入,WiMAX 的另一个名字是802.16。 2007年10月的国际电信联盟(ITU)无线通信 (Radio Assembly)全体会议上，被批准正式成为 3G标准。 WiMAX系统主要有两个技术标准，一个是指满足 固定宽带无线接入的WiMAX 802．16d标准，另 一个是满足固定和移动的宽带无线接入技术 WiMAX802．16e标准。
作为一种无线城域网技术，它可以将Wi-Fi热点连 接到互联网，也可作为DSL（ DigitalSubscriberLine，数字用户线）等 有线接入 方式的无线扩展，实现最后一公里的宽带接入 WiMAX可为50公里线性区域内的用户提供服务， 用户无需线缆即可与基站建立宽带连接。
移动WiMAX上行链路误码性能分析
移动WiMAX上行链路误码性能分析喻理北京邮电大学通信网络综合技术研究所，北京（100876）E-mail：05.yuli@摘要：本文首先介绍了移动WiMAX物理层主要的关键技术，然后基于IEEE802.16e上行系统搭建了链路仿真平台并介绍了该平台的模块结构、参数和基本算法，并在该平台下对完整的上行链路误码情况进行了仿真，比较了不同调制编码方式、不同天线数、不同信道情况下的系统误码性能并得出了一些结论。
关键词：移动WiMAX，仿真系统，误码率，MIMO1引言移动WiMAX是一种基于IEEE802.16e标准的宽带无线接入技术，该技术因兼具了移动、宽带和IP化的特点，逐渐成为近年来宽带无线接入领域研究的一大热点。
移动WiMAX的物理层引入正交频分复用（OFDM）和多入多出（MIMO）相结合的技术，可最大程度地提高频谱利用率，能获得较高的传输速率并能支持一定的移动性。
作为一个颇具优势的通信系统，衡量其系统性能是必要的一项工作。
链路级仿真是衡量系统性能的方法之一，主要是针对上下行物理链路进行仿真，在某种特定的信道条件和系统配置下，在设定的平均时间周期内用误码比特率（BER）与平均信噪比（SNR）来表征系统的性能。
链路仿真的结果可为实际基带物理层开发时参数和算法的选择提供可靠的参考。
2移动WiMAX物理层WiMAX论坛根据IEEE802.16e标准定义了移动WiMAX的物理层空中接口。
移动WiMAX采用正交频分复用（OFDM）调制和正交频分复用多址接入（OFDMA），能有效对抗NOS环境下的多径效应；在载波带宽分配上，移动WiMAX可以根据频率资源和业务要求选择合适的带宽，带宽分配在1.25～20MHz，带宽的扩展通过调整FFT点数实现，不受系统上层影响；移动WiMAX采用TDD模式，针对不同的业务需求可以选择不同的上下行比例；OFDMA和TDD模式使得移动WiMAX适合采用AAS、MIMO等天线技术，这些技术能够在不增加系统带宽的情况下，大大提高系统的容量和无线传输性能；移动WiMAX采用多种子信道方式和自适应调制编码相结合的技术，可以根据不同的无线传输条件选择最优的子信道方式和编码调制方式，下行可支持QPSK、16QAM、64QAM，上行必选可支持QPSK、16QAM，可选支持64QAM，从而能保证系统上行的传输质量和传输能力；移动WiMAX还采用混合自动重传（HARQ）机制来实现快速应答和重传纠错。
5.8GHzWiMAX研发及在配网通信中的组网测试与分析
标准， 研制 了 Ｃ Ｅ和 ５ ８ Ｇ频 段 的 点 对 点射 频 收 Ｐ ．
发 系统 ， 针对 配 网通信的 应 用在 合肥供 电公 司进 并
第２ ９卷
・
增 刊
电
力
系
统
通
信
Ｖｏ ． ９ １２ Ｄｅ ｃ．， ０ ２ ０８
４ ・ ０
２０ ０ ８年 １ ２月
Ｔｅｅ ｏ ｍｕ ｉ ａｉｎｓｆ ｒＥｌ ｃｒｃ Ｐｏ ｒＳ ｓｅ ｌｃｍ ｎ ｃ ｔｏ ｏ ｅ ｔｉ ｗｅ ｙ ｔｍ
５ ８Ｇ ｚＷｉ Ｘ研 发及 在 配 网通 信 中的 组 网测 试 与分 析 ． Ｈ ＭＡ
表 １ Ｗｉ Ｘ 与 其 他 无 线 技 术 的 比较 ＭＡ
Ｔａ ｅ １ Ｃｏ ｐ ｉｏｎ ｂ ｔ ｅ ｉ Ａ Ｘ ｎｄ ｏ ｈｅ ｒ ｌｓ ｅ ｈｎ ｑｕｅ ｂｌ ｍ ａｒｓ ｅ ｗｅ ｎ Ｗ Ｍ ａ ｔ ｒ ｗｉｅ ｅ ｓｔ ｃ ｉ ｓ
２ Ｗｉ ＭＡＸ 系统 研 发
本 ， ２０ 年下半年正式发布 。８２１ｄ ２— ６Ｇ ｚ 在 Ｏ４ ０ ．６ 对 ６ Ｈ 频段 的空 中接 口物理 层 和 ＭＡ Ｃ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 ＭＡ Ｃ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
采 用超 外 差 时 分 双 工 方 式 来 完 成 设 计 ， 用 选
收 稿 日期 ：２ ０ ０ ８—１ ０—２ ０
面向ITS的WiMax网络接入组网研究
（ 苏大 学 ，镇江 ２ ２ ０ ） 江 １ ０ １
摘
要 ：智 能 交通 系统 ０ Ｓ ，是最 近几 年来 交通 领域 研究 的一 个前沿 方 向 ；而 Ｗｉ ￣ Ｔ ） Ｍａ ，作 为宽 带 无线接 入 的热门 技术 ，在接 人带 宽方 面具有 优势 。本 文在这 二者 具体应 用结合 的 前提下 ， 提 出 了适 应 于西 部稀疏 路网 的路边 局域 无线 接入 网络体 系 ，在 Ｎ 的背 景下研 究 了其 全域 ＧＮ
区 域 来 看 ，Ｉ Ｓ的 无 线 网 络 拓 扑 部 分 呈 现 出一 种 Ｔ
有 的 Ｂ ／Ｓ要 预 先 向 ＢＳ发 送 带 宽 申请 ，在 获 得 ＳＳ
允 许 后才 能 发送 自己 的数 据 。在 这 个 过 程 中 ，需
要 一 个 协 议 来控 制 ＢＳＳ ／Ｓ对 传 输 媒 质 的 竞 争 。 在
优势 。
１ 相关研究
在 ８ ２１ｄ中 ，定 义 了两 种 拓扑 结构 ，即点 到 ０． ６
２ 面 向稀疏 路网的Ｗｉ ｘ Ｍａ 网络结构
２１ Ｗｉ ｘ ． Ｍａ 网络构架
８ ２１ ０． ６仅 仅 定 义 了 物 理 层 和 ＭＡＣ层 ， 提 供
多点 （ＭＰ 和 Ｍｅｈ结 构 。Ｐ Ｐ ） ｓ ＭＰ是最 常 用 的一种 拓 扑 结构 。它 在下 行 （ ＢＳ到 ＭＳＳ ） 于 点 到 从 ／Ｓ 基
说 ， 西 部 地 区 的 公 路 网 存 在 着 两 个 特 点 ：第 一
是公 路 的等 级 较 低 ，公 路 的 基 础配 套 设 施 不 够 完
善 ；第 二 是 由于 西 部 广 袤 的 地 域 和 相 对 稀 疏 的 人 口分 布 ，造 成 了西 部 地 区 公 路 网 是 一 种 稀 疏 路 网 的 结构 。 针 对 这 种 具 体 的 情 况 ，在 西 部 路 网布 设 通 信 网络 时 就 要 充 分 考 虑 到 以上 两 个 特 点 。 对 于
WiMax
WiMax目录[隐藏]WiMAX 的工作原理单元设备WiMAX标准一瞥无线电信号WiMAX技术1WiMAx与WiFi的区别传输范围分析1传输速度分析1安全性分析1移动性分析1网络对比分析1技术特点链路层技术1QoS性能1工作频段优缺点WiMax五大优势WiMax三大劣势WiMax的具体分类WiMAX 的发展状况发展部署WiMax技术的应用前景IEEE 标准/ WiMAX 论坛/ 规范WiMAX论坛成员?WiMax的解决方案WiMAX在中国其他竞争技术3G 及4G 移动通信系统wimax[编辑本段]WiMAX 的工作原理全称为Worldwide Interoperability for Microwave Access,即全球微波互联接入。
WiMAX的另一个名字是802.16。
WiMAX是一项新兴的宽带无线接入技术，能提供面向互联网的高速连接，数据传输距离最远可达50km。
WiMAX还具有QoS保障、传输速率高、业务丰富多样等优点。
WiMAX的技术起点较高，采用了代表未来通信技术发展方向的OFDM/OFDMA、AAS、MIMO等先进技术，随着技术标准的发展，WiMAX逐步实现宽带业务的移动化，而3G则实现移动业务的宽带化，两种网络的融合程度会越来越高。
认为WiMAX1为采取中最好的一部分access?the蜂窝网络，允许方便地连接的任何地方服务提供者s宽覆盖区域和采取最好的一Wi-Fi experience—the fast速度和熟悉宽带互联网体验。
然后结合在一起到一个新无线标准。
能够获得WiMAX作为订购或付费点播as-you-转服务使宽带类似于接收移动电话服务。
WiMAX是一种城域网(MAN)技术。
服务供应商部署一个网络的塔，这启用访问过许多英里。
互联网连接后内的任何地方可立即使用覆盖区域。
和希望Wi-Fi WiMAX是一个基于标准的技术,它会解放打开的优势市场和全球经济规模,可以提供设备和服务消费者希望。
WiMAX无线宽带网络的混合组网,因地制宜优势分析
WiMAX无线宽带网络的混合组网，因地制宜优势分析近年来，随着语音业务ARPU值的不断下降，无线宽带数据业务成为运营商寻求的新业务增长点。
据Cisco 公司2009年的分析数据，在未来5年内，无线数据业务将呈现百倍增长态势，潜力巨大。
事实证明，小型化Laptop、UMPC、IPhone、Smart Phone 等大屏幕终端的不断涌现激增了无限宽带数据业务发展的需求导致现有3G网络已经不堪重负，市场需要提供更高速率的无线承载网络。
WiMAX应宽带数据网络建设的新需求、新理念而建WiMAX应运而崛起，一方面成为了新兴运营商、处于赶超位置的运营商快速部署网络、抢占市场先机、实现竞争超越和后来居上的利器;另一方面也是帮助传统大固网运营商保留和扩展现有用户群、提升ARPU值、实现网络后续演进、稳固和加强现有领先地位的有效手段。
WiMAX天然服务于宽带数据业务，而不同于以往的提供数据增值服务的技术，其网络建设的本质也必然遵循宽带数据业务的特点。
首先，容量成为考量网络质量的主要KPI，宏蜂窝的建设要兼顾网络容量和覆盖的平衡。
WiMAX只有提供几倍于HSPA的类DSL速率才会在市场竞争中脱颖而出;其次，主流的业务（Internet）和终端模式（笔记本和PC）决定了WiMAX目前的业务形式仍然以固定、游牧为主，具体表现为业务分布的不连续、不均匀，热点深度覆盖成为规划时首要考虑的问题。
围绕数据网络建设的这两个特点，中兴通讯创造性的提出了弹性组网的建网思路，从宏蜂窝的混合组网和系列蜂窝的分层组网两个维度，深入解析运营商的需求和进行方案论证。
混合组网，因地制宜从上面的分析可知，无线宽带数据网络特点之一是业务需求的分布和发展在地域上表现为不均匀，即：70%的业务需求往往集中在30%的地理区域，如CBD、住宅区、热点等，这个30%的地理区域便是运营商整网利润的主要来源，我们称之为价值区，另外70%的区域便是非价值区。
以下面香港某运营商的HSPA+站点分布图（黄色小点代表站点）为例，我们可以清晰的得出以上的结论，即50%的站点都部署在占全网面积不到5%的Golden Bowl区域，以提供每用户平均6Mbps的流量来保证足够的竞争力。
基于IP的WiMAX移动网络的研究(全文)
基于IP的WiMX移动XX络的研究XX:TP393.02 XX:XX:1004-373X(20XX)10-0136-04Study of IP-bsed WiMX Mobile NetworkLIO Jing-ping(Xi’n Insititute of Posts nd Telecommunictions, Xi’n 710120, Chin)bstrct: The ppliction of WiMX network bsed on the IEEE 802.16 technology is hotspot topic. The IEEE 802.16m is even selected s one of the cndidte solutions for IMT-dvnced. The structure of WiMX ppliction network bsed on IP techniques is disscussed. The enhnced technologies introduced in PHY nd MC lyers to support the mobile performnce by IEEE 802.16e specifiction nd the WiMX network rchitecture re firstly studied. nd then, n efficient ppliction model of the mobile WiMX network technologies bsed on mobile IP nd WiMX network reference model is proposed. This ppliction solution cn proride reference for pplictions of IEEE 802.16.Keywords: WiMX; mobile IP; hndoff; romingIEEE 802.16工作组近期公布了支持固定和移动宽带无线接入的无线城域XX标准IEEE 802.16-20XX和IEEE 802.16e[1-2]。
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１ 引 言
８２ ６ 标准的提出和完善， Ｗ Ｍ Ｘ从固定和游牧 ０． ｅ １ 为 ｉＡ
扇区配置上 ， ＷｉＡ 移动 Ｍ Ｘ可以采用单站单扇 ， 即全向站的 配置， 其组网方式如图 １ 所示。
（） ２ 单站三扇
式的无线接入发展到全移动应用奠定了协议基础， 传统的
基于 ８２１ｄ ＷｉＡ ０ ． 的 Ｍ Ｘ固定和游牧式无线接入组网方式 ６
ＷｉＡ Ｍ Ｘ的一 个信 道频 率 同样 分 为 ： １ 『 ｎ、 ＇ ３ ２和 ３个 不同 的子信道集合 。在单站 的 ３个 扇区用
户， 分别使 用 ３ 子信道集合 中的一个 ， 个 通过子 信道干扰检测来动态地选择子信道 ， 其组 网方式
如图６ 所示。
部分频率复用组网方式在频谱效率和小区边缘干扰
部分频率复用分两种应用场合。
・
扇区边缘的部分频率复用。为减轻频率复用系数
信道频率 ，必然会造成相邻小区覆盖区域的严重 同频干 扰。 引起该区域用户信道连接质量的下降甚至无法正常工
作， 在现网中难以应用。 （） ２ 频率复用系数为３
为１ 时小区边缘的同频干扰 。 将移动 ＷｉＡ Ｍ Ｘ的一
出发 ，重点分析了在不同频率复用方式下网络性能的优
式，能提供优良覆盖，充分发挥移动 ＷｉＡ Ｍ Ｘ的高速率优
势，是目前移动 Ｗ Ｍ Ｘ乃至其他移动网络在市区内组网 ｉＡ 的优选扇区配置方式。
劣， 并通过系统仿真， 量化地 比较不 同组网方式下网络覆 盖和小区吞吐量的差异， 从而为移动 ＷｉＡ Ｍ Ｘ的规划建设 提出具有指导意义的建议。
在基站扇区配置上，移动 Ｗ Ｍ Ｘ也可以与其他移动 ｉＡ
通信系统一样， 在市区或密集市区等路径损耗大、 业务量
繁忙的区域采用三扇区配置， 其组网方式如图 ２ 所示。 由于移动ＷｉＡ Ｍ Ｘ一个显著优势在于．能在优良的覆 盖下提供极高的分组数据速率，所以单站三扇的组网方
已无法适应移动 Ｗ Ｍ Ｘ的要求 ， ｉＡ 如何借鉴 Ｇ Ｍ和 Ｃ Ｍ Ｓ ＤＡ 等成熟移动网络的组网经验，寻找适合移动 Ｗ Ｍ Ｘ技术 ｉＡ 特点的组网方式， 成为目前业界研究和讨论的热点。 本文从 目前常见的移动网组网方式和频率复用方式
２ 频率复用方式 ． ２
频率复用是指频率的再用， 即频率的重复使用。移动 Ｗ Ｍ Ｘ目前可选的组网方式主要包括 ： ｉＡ 频率复用系数为１ 、 频率复用系数为 ３ 和部分频率复用。 （） １频率复用系数为 １ ＷｉＡ Ｍ Ｘ支持频率复用系数为 １ 的频率复用方式 ． 其
组网方式如图３ 所示。
惫镳
图 ４ 频 率 复 用 系 数 为 ３的 组 网 方式
是。 占用相 同频率带宽 的情况下 ． 此类组网方式频谱效
图 ２ 单 站 三 扇 组 网方 式
率较低 。 （） ３部分频率复用 部分频率复用的组网方式得益于移动 ＷｉＡ Ｍ Ｘ系统中 子信道分块（ ｇ ｅｔｉ ） ｓ ｍ ｎ ｔｎ 和排列域（ｅ ｔｉ ） ｅ ａｏ ｐ珊ｕ ｔｎ机制。其 ａｏ
２ 移 动 Ｗ ｉ Ｘ 组 网 方 式 ＭＡ
移动 Ｗ Ｍ Ｘ组网方式包括扇区配置和频率复用方式 ｉＡ
两大方面。
２１ 扇 区配置 ．
、
（） Ｉ 单站单扇
对于业务量需求一般 ． 路径损耗不大的区域 ， 在基站
图 １ 单 站 单 扇 组 网 方 式
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间取折 中，从而实现全网较高的频谱效率和用户速率 ．
图 ３ 频 率 复 用 系 数 为 １的组 网 方 式
但 目前扇区边缘的部分频率复用还没有厂家设备支持。
蠹
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专 题 ： ＭＡＸ技 术 与 应 嗣 Ｗｉ
表 １ 仿 真 参 数
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专题： Ｍ Ｘ ＷｉＡ 技术与应用
移 动 Ｗ ｉ Ｘ的 组 网方 式 研 究及 性 能仿 真 ＭＡ
陈 晓 冬 。 庆 扬 王
（ 中国电信股份有限公 司广东研 究院 广州 ５０３ ） １６０
本 文 从 目前 常 见 的 移 动 网 组 网 方 式 和 频 率 复 用 方 式 出发 。 点 分 析 了在 不 同 频 率 复 用 方 式 下 网 重 络 性 能 的优 劣 ， 通 过 系统 仿 真 ， 化 地 比较 不 同组 网方 式 下 网 络 覆 盖 和 小 区吞 吐 量 的 差 异 ， 并 量 从 而 为移 动 Ｗｉ Ｘ 的规 划 建 设 提 出具 有 指 导 意义 的 建 议 。 ＭＡ
个信道频率分为 ，、 １， 『 ３个不同的子信道集 ２和 ３ 合。 在小区中心的用户可使用所有的子信道 ， 从而
达到频谱效率的最大化 ． 而在小区边缘的用户 。 则 仅能使用 ３个子信道集合中的一个 ， 通过子信道
干扰检测来动态地选择子信道 ， 从而保证小区边
为减轻相邻小区间的频率干扰．移动 Ｗ Ｍ Ｘ也可以 ｉＡ
采用频率复用系数为 ３ 的组网方式（ 如图４ 所示 ） 。 在这种方式下 ， 在单站三扇区配置中， ３个扇 区使用
缘用户的信道质量和数据速率 ，组 网方式如图 ５
所示。
・
３ 种不同的信道频率，从而减轻相邻小区间的频率干扰 ． 保证相邻小区覆盖区域用户的信道质量和业务质量。但
扇区间的部分频率复用。在一个工作频率带宽 内， 移动 ＷｉＡ Ｍ Ｘ也能通过部分频率复用技术 ， 实 现类似 于频率 复用系数为 ３的单 站三扇组网方 式 。在此类部分频率复用 的组 网方式 中，移动
中一个子信道分块是所有可用 Ｏ Ｄ Ａ子信道 的一个子 ＦＭ
集， 而排列域是在上行或下行信道中， 使用相同排列的一 定数量的连续 Ｏ Ｄ Ａ符号。一个下行或上行子帧可包含 ＦＭ
一
个或多个排列域。
在这种方式下， 所有小区使用相同的信道频的