WiMAX技术及对TD-SCDMA的影响
缪燕翔
(中国移动通信集团广东有限公司清远分公司 清远 511 51 8)
摘 要 本文就WiMAX技术的发展和技术特点进行了简单的介绍，并对WiMAX技术和其他三种3G标准的技术
进行了比较，最后分析了WiMAX成为 3G标准对TD的影响。
关键词 3G WiMAX TD-SCDMA
1 概述
WiMAX (Worldwide Interoperability for Mi—
crowave Access，全球微波接入互操作性)是一项基于
IEEE 802．1 6标准的宽带无线接入城域网 (BWA—
MAN)技术，也可以称为IEEE Wireless MAN。2007
年10月19日，国际电信联盟 (ITU)正式批准WiMAX
成为ITU移动无线标准，WiMAX从而成为IMT一2000
家族的一名正式成员，与WCDMA、cdma2000~ITD-
SCDMA并列，成为全球第四大3G标准，WiMAX也
成为了全球电信运营商和设备制造商的关注热点问题
之一。
． ．30．．
2 WiMAX的发展
自IEEE 802．1l系列标准在无线LAN领域获得巨
大成功之后，IEEE进而希望将这种成功的应用模式推
向更广阔WMAN的领域。1999年，IEEE专门成立了
IEEE 802．16工作组，为固定／移动模式下宽带无线接
入定义WMAN的空中接口规范，已形成的标准家族如
表 1所示。
IEEE 802．16标准于2001年12月发布时，因为仅支
持10～66GHz的工作频段，只能提供可视范围内的承载
服务，市场应用受到很大限制。经过进一步完善，IEEE
在2003年 1月又发布了新的扩展协议IEEE 802．16a。
Inter Carrier Interference Analysis of W iMAX System in Mobile Channels
Cheng Menghong M eng Dexiang
(China Mobile Group Design Institute Co．，Ltd．，Beijing 1 00080)
Abstract
Keywords
In this paper，both power leakage caused by frequency shift of one carrier，and also the performance
degradation due to total ICI noise dependent on variant Doppler spread，are analyzed and computed．
OFDM ，ICI，doppler spread
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工
表 1 IEEE 802．16家族
802．16 802．16a／802．16d 802．16e
固定模式 固定模式／便携模式 移动模式
频 段 10～66GHz 2～11GHz／10～66GHz <6GHz
传输条件 LOS NLOS NLOS
传输速率 32～134Mbit／s 可高达 75Mbit／s 可高达 1 5Mbit／s
(理论值) (28MHz信道带宽) (20MHz信道带宽) (5MHz信道带宽)
调制方式 QPSK／16QAM／64QAM OFDM 256子载波 ／OFDM 2048 可扩展OFDM／2048FFT
FFT／QPSK／16QAM／64QAM
移动性 支持固定模式 支持固定模式、牧游模式、便携模式 支持固定模式、牧游模式、
便携模式、移动模式
小区半径 2～5km 7～10km／Max．50km 2～5km
IEEE 802．16a引入了新的物理层技术，如利用OFDM
来抵抗多径效应等，并对MAC层做了进一步的强化，工
作频段也扩展N2～1 1 GHz的许可频段和非许可频段支
持非视距 (NLOS)的接入方式。IEEE 802．16a具有很
强的市场竞争力，真正成为可用于城域网的无线接入手
段。IEEE 802．16-2004是 2～66GHz固定宽带无线接
入系统的标准，是对 IEEE 802．16、IEEE 802．16a和
IEEE 802．16c的整合和修订。IEEE 802．16-2004也是
目前IEEE 802．16家族中最成熟的、商用化产品最多的
标准。IEEE 802．16标准的下一步演进方向是IEEE
802．16e。IEEE 802．16e在继承IEEE 802．16-2004能
力的基础上增加了对全移动性的支持，理论移动速度可
以达到 120km／h。
3 W|NI~ 技术特点
WiMAX是采用无线方式代替有线实现 “最后
lkm”接入的宽带接入技术。WiMAX的优势主要体现
在这一技术集成了wiFi无线接入技术的移动性与灵活
性以及xDSL等基于线缆的传统宽带接入技术的高带宽
特性，其技术特点可以概括如下。
3．1传输距离远 接入速度高
WiMAX采用了OFDM、收／发分集、自适应调制
等多种先进技术实现非视距NLOS和阻挡视距ONLOS
传输，能有效对抗多径干扰，有效提高了城市内无线传
输的效能；同时采用自适应编码调制技术可以实现覆盖
范围和传输速率的折衷。WiMAX技术极强的传输能力
可使信号传输距离最高可达 50km，通常情况下单一基
站的有效覆盖范围也可达6～10km，在这一范围内，这
一 技术的非视距传输特性与穿透性都极为理想，可以提
供高达75Mbit／s的带宽。此外，还利用自适应功率控
制，可以根据信道状况动态调整发射功率。从而使得
WiMAX具有更大的覆盖范围以及和更高的接入速率。
3．2无 “最后1km”瓶颈限制 系统容量大
作为一种宽带无线接入技术，WiMAX接入灵活、
系统容量大。WiMAX工作频段可从 2～66GHz，信道
带宽可在 1．5～20MHz范围内灵活调整，有利于在所分
配的信道带宽内充分利用频谱资源。WiMAX采用宏小
区方式，最大覆盖范围达50km，当在20MHz信道带宽
时，支持高达70Mbit／s的共享数据传输速率。可采用
多扇区技术来提高系统容量，一个扇区可同时支持60多
个采用 El／T1的企业用户或数百个家庭用户。
服务提供商无需考虑布线、传输等问题，只需要在
相应的场所架设WiMAX基站。WiMAX不仅支持固定
无线终端也支持便携式和移动终端，能适应城区，郊区
以及农村等各种地形环境。一个WiMAX基站可以同
时为众多客户提供服务，为每个客户提供独立带宽请求
支持。
3．3能提供广泛的多媒体通信服务。
wiMAX可以提供面向连接的、具有完善QoS保障
的电信级服务，满足用户的各种应用需要。按照优先级
由高到低依次提供：
一 31．
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2(108．5 电信工
(1)主动授予服务 (UGS)：提供固定带宽的实时
服务，例如E1、T1以及VoIP等；
(2)实时轮询服务 (rtPS)：rtPS为可变带宽的实
时服务，例如MPEG视频流；
(3)非实时轮询服务 (nrtPS)：速率可变的非实时
服务，例如大的文件传输；
(4)尽力投递服务：根据网络状况提供最大可能的
服务，例如 E-mail。
3．4提供安全保证
wiMAx系统安全性较好。wiMAx空中接口专门
在MAC层上增加了私密子层，不仅可以避免非法用户
接入，保证合法用户顺利接入，而且提供加密功能，充
分保护用户隐私，例如提供EAP-SIM认证。
3．5互操作性好
运营商在网络建设时能够从多个设备制造商处购买
WiMAX认证设备，而不必担心兼容性的问题。
3．6应用范围广
WiMAX可以应用于广域接入、企业宽带接入、家
庭 “最后lkm”接入、热点覆盖、移动宽带接入以及数
据回传 (Backhau1)等所有宽带接入市场。值得一提
的是，在有线基础设施薄弱的地区，尤其是广大农村和
山区，WiMAX更加灵活、成本低，是首选的宽带接入
技术。
4 WiMAX与其他3G技术的比较
3G是支持高速无线通信的ITU规范，这一遍布全
球的无线连接与GSM、TDMA和CDMA相兼容。下一
代3G蜂窝服务能够为语音和数据提供一个远程无线接
入范围。速率最高可以达到2Mbit／s，目前设备厂商普
遍实现了384kbit／s的速率。下一代3G蜂窝服务能够
跨地域创建广泛的数据接入范围，从而为语音通信和互
联网连接提供最理想能力。HSDPA是后3G发展的产
物，电信运营商一直遵循着更高移动传输速率的思路。
其速率可以达到10Mbit／s，而由诺基亚、爱立信、NEC
及高通等公司主推的HSPDA技术，以及由英特尔公司
主推的WiMAX技术，都提供了大幅提高移动数据传输
速度的能力。从技术角度来看，HSDPA侧重在移动性
数据和语音服务方面，HSDPA希望在无线宽带接入市
场有所作为。
一 直以来wiMAx与其他三种3G技术，关于两者
替代、融合与补充的争论一直没有停止过。3G标准原
是由电信制造商和电信运营商来推动的，其标准化组织
为3GPP、3GPP2；而WiMAX初期是由IT设备商和芯
片制造商推动，其标准化组织是IEEE，电信与IT的融
合使得3G与wiMAx在技术上出现部分交叉。两者的
技术比较见表 2所示。
由于 WiMAX采用了OFDM 、多输入多输出
(MIMO)等先进技术，使其能提供高达 75Mbit／s
(20MHz带宽)的传输速率，而且具有了一定的移动
性。在宽带接入能力方面，WiMAX已经远远超过了
其他三种 3G技术，这使得 3GPP、3GPP2有了危机感
和紧迫感，促使其加速推出LTE和AIE的标准研究计
划，并将使用同样基于OFDM 、MIMO的技术。
表2 WiMAX与其他3G技术比较
WiMAX
均可以用来解决移动终端的数据和语音接入
其他3G技术
技术先进 目前落后，LTE／AIE将采用相同技术
带宽和速率优势明显 目前落后，LTE／AIE将赶上
移动性较差，适合低速率移动用户 移动性较强
技术、标准、产品等成熟度不够 技术、标准、产品、市场已经非常成熟
白成为3G标准后，频率资源问题得到解决 频率资源丰富、明确
产业链相对脆弱 产业链发达、成熟
需部署全新的网络设施 可以在2G网络相对平滑升级，可继承性好
网络简单，目前正在向电信网靠近 由传统电信技术演进而来，复杂度高
． ．32．．
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工
WiMAX与其他3G技术相比具有技术领先和提供更高
速率数据接入的优势，但是，WiMAX暂时还不具备
全球漫游 (成为3G标准该问题将得到解决)、安全等
特性，其他3G技术具有非常完善的计费系统、QoS保
障、网络安全机制。
5 WiMAX成为3G第四大标准对Tl，．SCDMA
的影响
相当一段时间以来，WiMAX的发展并不尽如人
意，其中频率是一个大问题 ，因为它不是ITU批准的国
际标准，它所需要的频率必须由各国政府在3G频率之
外重新划定，而且wiMAx又需要较多的频率资源，各
国划定的频率不一样 ，这意味着WiMAX的设备必须针
对不同的频率生产，成本就增加了。而且因为频率不一
样，用户没有办法在不同国家间进行漫游。因此，
WiMAX要解决漫游问题，就必须形成一个全球性的频
率标准，随着 wiMAx成为3G标准，立即解决了
WiMAX长期受困的频率问题。cdma2000和WCDMA
两大标准都是基于FDD频段，而同样采用TDD技术的
WiMAX则会使用和TD—SCDMA一样的频率。相对而
言，WiMAX已经开始在某些地区商用，在产业化上已
经走得远比TD—SCDMA成功，TD—SCDMA希望以后
能在国际化上有所建树，就是寄希望于TD—sCDMA能
Abstract
Keywords
够弥补FDD的频率资源不足，现在WiMAX成为3G的
标准，将会较快地占据各国的TDD频率。TD—SCDMA
在未来的竞争中，不但会面临来自WiMAX的市场竞
争，同时还面临频率资源上的竞争，这对于TD—SCDMA
是一个重大打击。
在当前形势下，我们应该从两方面进行应对：一方
面通盘规划2G与3G网络建设与运营，充分利用现有的
2G网络，停止新建2．5G／2．75G等过渡性网络，集中
全国的人力、物力与财力促进中国TD—sCDMA的发
展。另一方面，中国应以TD-SCDMA作为未来4G的
基石 ，对4G投入的重点应该集中人力和资金在TDLTE
上，给TD—SCDMA创造一个面向未来的发展机会，不
但有利于现阶段TD-SCDMA健康发展，也能促进TD—
SCDMA未来的长期演进。从而达到未雨绸缪、抢占先
机的目的，真正形成自己的核心竞争力。
6 结论
随着WiMAX成为第四大3G标准，将使WiMAX获
得更大的发展空间，在全球分配的频段中运作后，将带来
相当可观的经济利益，它可以补充其他3G技术，能够进
行全球漫游并降低设备成本。这对于WiMAX这项技术、
厂商、服务提供商以及最终用户都意义深远，这也能够使
运营商在选择网络部署和提供服务时更具有灵活性。
(收稿 日期 ：2008年 4月2日)
W iMAX and Its Influence to TD—SCDM A
M iao Yanxiang
(China Mobile Group GuangDong Co．，Ltd．Qingyuan Branch，Qingyuan 5 1 1 5 1 8)
This paper gives US a brief presentation of the development of W iMAX and its~chnology characteristics，
and compares it with other three kinds of 3G standards as wel1．In the end，the influence TD—SCDMA
suffersfrom WiMAX is anNyzed．
3G，WiMAX，TD—SCDMA
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