硕专一甲.

1WiMAXINTRODUCTION碩專一甲指導教授：陳偉業學生：陳椒苓學號：N95900012參考文獻1.李彥輝、陳世揚、林義能、林盈達，WiMAX與Wi-Fi的比較。2.甘傑英，WiMAX標準與認證簡介，系統晶片002期。3.雷震洲（2006），IEEE802.16和WiMAX，泰爾網。4.郭文興譯（2005/08/01），WiMAX的真實面貌，Taiwan.CNET.com。5.林穎舜（2005∕02），WiMAXINTRODUCTION，。3一、名詞解釋BS（BaseStation，基地臺），指訊號發射端。SS（SubscriberStation，接收端），有室內、戶外型，必須轉接才能連到一般設備。CPE（CustomerPremiseEquipment，客戶端接收器），內建在設備上，不用像SS還要轉接裝置。RS（RelyStation，中繼器），在802.16j（MobileMulti-hopRelay）制定，能延伸BS訊號，能智慧型轉發訊號。PTP（PointtoPoint，點對點模式），1臺BS對應1臺SS。PMP（PointtoMultiple，點對多點模式），1臺BS可對應多臺SS。LicenseBand及Un-LicenseBand（License-Exempt），前者為特許營運頻帶，必須有營運執照才能使用，例如2.5GHz及3.5GHz，後者為非特許營運頻帶，不需執照，一般皆可使用，例如5.8GHz。LOS（Line-of-sight）及NLOS（Non-Line-of-sight），前者是指設備間沒有任何障礙物，視為直視距離，後者則是兩端間有障礙物，視為非直視距離。4WhatisWiMAXWorldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess；全球互運的微波存取。WirelessMAN(WMAN)LastMileaccess從應用上來說，是像xDSL及Cablemoden一樣的寬頻連線技術，只不過WiMAX是透過無線傳輸的方式，不需現存的一些寬頻環境必須挖路佈線，所以也就是這「最後一哩」的無線化。5三、WiMAXForumWiMAXForum是IEEE802.16技術的推廣者。首要任務是聯合全球大量的參與者，包括晶片製造商、軟體開發商、設備商和服務供應商來支援IEEEWirelessMAN標準。組織已包括440個成員，分布在125個國家，具有完整的上、下游供應鏈。成員中包括：Alcatel、AT&T、英國電信、富士通(Fujitsu)、NOKIA、MOTO、Intel、SAMSUNG、LG，大陸的華為科技、中興通訊等。WiMAXForum將2005年訂為”TheYearofWiMAX”。6四、802.16主要標準比較standard802.16802.16a802.16-2004802.16e應用模式固定式應用(取代寬頻設備)移動式應用應用方向LastMile&BackhaulMobileDevice頻段10~66GHz2~11GHz2~6GHz傳輸條件LOSNLOSNLOS傳輸速率32~134Mbps75Mbps15Mbps調變技術QPSK、16QAM、64QAMQPSK、16QAM、64QAM（採256SubcarrierOFDM）QPSK、16QAM、64QAM（採257SubcarrierOFDM）移動性固定性固定性移動性傳輸距離1~3Mile4~6Mile(最大30Mile)1~3Mile註：1mile＝1.6KmLOS(LineofSight)：可直視範圍的直線傳輸7五、802.16主要標準比較（續）除了以上幾個標外，另外還有3個重標準：IEEE802.16c：它是IEEE802.16的增補，它詳細規定了工作於10~66GHz頻段的IEEE802.16系統在實現上的一系列特性和功能。IEEE802.16f：它定義了IEEE802.16系統MAC層及實體層的管理信息庫（MIB）以及相關的管理流程。IEEE802.16g：規定了IEEE802.16系統管理流程和接口，從而實現IEEE802.16設備的互操作性和對網路資源、移動性和頻譜的有效管理。8六、IEEE802.16技術應用演進資料來源：Intel,20049七、IEEE802.16協定模型匯聚子層(CS)公共部份子層(CPS)加密子層(PS)傳輸層(TSC)單載波調變(SCM)正交分頻多工(OFDM)MAC層PHY層10八、IEEE802.16協定模型（續）IEEE802.16的實體層規範：根據兩種調變方式：單載波調變〔SCM〕：１．針對10~66GHz頻段的無線接入系統。２．採用的調制方式有QPSK、16QAM和64QAM。正交分頻多工〔OFDM〕：１．針對2~11GHz頻段的無線接入系統。２．採用的調變方式有OFDM及OFDMA技術。根據兩種傳輸模式：１．分時雙工（TDD）。２．分頻雙工（FDD）。11九、IEEE802.16協定模型（續）IEEE802.16實體層特性特點好處256點FFTOFDM波形內含解決室外LOS和NLOS環境中multipath問題的能力不同的距離使用不同的信號調變技術802.16可以支援由近到遠64QAM、16QAM、QPSK及BPSK等信號調變。支持TDD和FDD雙工模式適應世界各地不同的管制辦法，有的允許一種，有的允許兩種靈活的channel寬度（例如3.5MHz、5MHz和10MHz等）提供必要的靈活性，以適應在世界各地不同Frequenceband與不同channelaccess要求情況下工作支持智慧型天線系統802.16的PHY可以設計成支援智慧型天線，這是一種主動式天線，與MIMO等其他技術配合時，可以強化信號品質並提高傳輸效率。12十、IEEE802.16協定模型（續）IEEE802.16的MAC層規範：MAC層包括三個子層：１．匯聚子層（CS:convergencesublayer）。２．MAC公共部分子層（CPS:commonpartsublayer）。３．加密子層（PS：privacysublayer）。MAC層的Qos機制１．UGS（UnsolicitedGrantService）非請求的頻寬分配。２．rtPS（realtimePollingService）即時輪詢服務。３．nrtPS（nonrealtimePollingService）非即時輪詢服務。４．BE（BestEffort）盡全力傳送。13十一、IEEE802.16協定模型（續）IEEE802.16MAC層特點特點好處TDM/TDMA讓上傳/下載在不同時間，達到雙向溝通頻寬的有效利用可從一個用戶擴展到數百個用戶允許成本有效部署，只需支持足夠的用戶即可連接導向每一個連線皆有QOS的保質保證QOS支持非請求的頻寬分配、即時輪詢服務、非即時輪詢服務、盡全力傳送低時延，適合對時延敏感的業務（TDM、話音、VoIP），數據優先等級優自動請求回覆（ARQ）ARQ若針對某個封包發送ACK，即表示在這之前的所有封包皆已收到支持多種modulation方式能根據channel的條件使數據速率達到最高，提高系統容量安全和保密保護用戶私密14十二、ComparisonsofWirelesscommunication15十三、ComparisonsofWirelesscommunicationstandardTransmitdistancePANBluetooth(IEEE802.15.1)UltraWideband(IEEE802.15.3)1~10M；(UWBdatarate較快)LANWi-Fi(802.11a/b/g)100MMANWiMAX(802.16)50KMWANMobileFi(802.20)WiMAX16十四、WiMAX優勢現有的無線通訊科技Wi-Fi(802.11n)802.11b,802.11a,802.11gGPRS(3G),HSDPA(3.5G)雙網整合WLAN速度，品質CellularNetwork範圍WiMAX802.16d,802.19a,802.16-2000(固定式)802.16e(可移動裝置)速度，品質，範圍17十五、WiMAX優勢－廣大ISP連接到用戶端(家庭或企業)通訊距離:Wi-Fi(806.11n)以公尺計WiMAX(802.16-2000)以數十公里計(理論值是50公里)覆蓋範圍和Wi-Fi最明顯的差別美國聯邦通訊委員會(FCC)的規定，功率:Wi-Fi:1~100(毫瓦)WiMax:100,000(毫瓦)18十六、WiMAX優勢－高速802.11b:11Mbps802.11a,802.11g:54Mbps802.16a:75MbpsWiMAX的優勢:更快的傳輸速度19十七、WiMAX優勢－安全Wi-Fi:WPA2標準的PEAP認證與AES加密WiMAX:3DES或AES加密，加上EAP20十八、WiMAX與WiFi比較802.11802.16技術差別通信距離小於300英尺（加接入點後覆蓋距離可大些）可達30英里，典型小區半徑為4-6英里通過256FFT的實施，802.16物理層容忍較大的多徑、時延擴散（反射）；802.11是64FFT覆蓋室內性能最優，短距離室外非視距性能標準，支持先進天線技術802.16系統的總系統增益高，通過障礙物的穿秀能力強，傳輸距離遠可擴展性用於LAN，用戶可從一個擴展到數十個，每CPE一個用戶；固定信道寬帶（20MHz）可以有效地支持一到數百個CPE，每一CPE後面的用戶不受限制；靈活channelaccess寬度，從1.5MHz到20MHz802.11中的MAC協議使用CSMA/CA協議，802.16則使用動態TDMA802.11只能用於不需牌照的頻譜，信道數量有限。802.16可以使用所有能用的頻率，多信道支持蜂窩結構Bit率2.7bit/s/Hz5bit/s/Hz，在20MHz信道內高達100Mbit/s高效調製加靈活的糾錯導致更有效的頻譜使用QoS無QoS支持QoS內含於MAC，達到話音/視像和區分服務水平802.11：基於爭用的MAC（CSMA/CA），基本上是無線以太網802.11：基於動態TDMA的MAC，帶寬接需分配21十九、WiMAX應用領域私人企業大都會多個據點，避免或降低和多家通信業者合作的不便(切換費用)寬頻網路服務客戶與中小型企業據點的傳輸服務家庭，郊區，住宅區視訊隨取需求的到來攜帶式寬頻無線行動用戶的選擇22二十、台灣WiMAX使用頻帶項目700MHz2.5MHz3.5MHz5.8MHz實際頻帶未定2.3~2.5GHz3.4~3.7G5.72~5.85GHz（可能）註解原提供改善收視不良使用，2010年完成回收臺灣將開放此頻帶，也是全球WiMAX共同使用頻帶，802.16e將利用此頻帶目前已是電信業使用非特許營運頻帶，可提供一般企業使用，以802.16d為主23二十一、台灣WiMAX發展相關計畫交大，清大，中央，暨南，中華電信所聯合建置802.16試驗平台鄉村型的暨南大學試驗網市郊型的中央大學試驗網都會型的清華交通試驗網