WiMAX

WiMAX (weltweite Interoperabilität für den Mikrowellenzugriff)

Weltweite Interoperabilität für den Mikrowellenzugriff (WiMAX) ist eine Familie von Drahtloses Breitbandnetzwerk Kommunikationsstandards basierend auf dem IEEE 802.16 Satz von Standards, die physikalische Schicht (Phy) und liefern Media Access Control (Mac) Optionen.

Das WiMAX -Forum wurde im Juni 2001 gegründet, um Konformität und Interoperabilität zu fördern, einschließlich der Definition von Systemprofilen für kommerzielle Anbieter.^[1] Das Forum beschreibt WiMAX als "eine standardbasierte Technologie, die die Bereitstellung von ermöglicht letzte Meile drahtloser Breitbandzugriff Alternative zu Kabel und DSL".^[2] IEEE 802.16m oder drahtlosem Anzug war ein Kandidat für 4gim Wettbewerb mit dem LTE Fortgeschrittene Standard.

WiMAX wurde zunächst so konzipiert, dass 30 bis 40 Megabit-pro-Sekunden-Datenraten bereitgestellt werden.^[3] Mit dem Update von 2011, das bis zu 1 Gbit/s bietet^[3] für feste Stationen.

WiMAX Release 2.1, im Volksmund bezeichnet als WiMAX 2+, ist ein rückwärtskompatibler Übergang von früheren WiMAX-Generationen. Es ist kompatibel und interoperabel mit Td-lte.

Terminologie

WiMAX bezieht sich auf interoperable Implementierungen der IEEE 802.16 Familie von drahtlosen Networks-Standards, die vom WiMAX-Forum ratifiziert wurden. (Ähnlich, W-lan bezieht sich auf interoperable Implementierungen der IEEE 802.11 Wireless LAN -Standards, die von der zertifiziert sind Wi-Fi-Allianz.) Die Zertifizierung von WiMAX -Forum ermöglicht es Anbietern, feste oder mobile Produkte als WiMAX -Zertifizierung zu verkaufen, wodurch ein Maß an Interoperabilität mit anderen zertifizierten Produkten gewährleistet ist, solange sie das gleiche Profil entsprechen.

Der ursprüngliche IEEE 802.16 -Standard (jetzt als "fester WiMax" bezeichnet) wurde 2001 veröffentlicht. WiMAX übernahm einen Teil seiner Technologie aus Wibro, ein in Korea vermarktetes Dienst.^[4]

Mobile WiMAX (ursprünglich basierend auf 802.16E-2005) ist die Überarbeitung, die in vielen Ländern eingesetzt wurde und die Grundlage für zukünftige Revisionen wie 802.16m-2011 ist.

WiMAX wurde manchmal als "Wi-Fi auf Steroiden" bezeichnet.^[5] und kann für eine Reihe von Anwendungen verwendet werden, einschließlich Breitbandverbindungen, zellular Backhaul, Hotspotsusw. Es ist ähnlich wie Langstrecken-Wi-Fi, aber es kann die Verwendung in viel größeren Entfernungen ermöglichen.^[6]

Verwendung von WiMAX

Die skalierbare physikalische Schichtarchitektur, mit der die Datenrate mit der verfügbaren Kanalbandbreite und der WiMAX -Reichweite problemlos skaliert werden kann, macht sie für die folgenden potenziellen Anwendungen geeignet:

• Bereitstellung tragbarer mobiler Breitbandkonnektivität in verschiedenen Städten und Ländern über verschiedene Geräte.
• Bereitstellung einer drahtlosen Alternative zu Kabel und Digitale Abonnentenlinie (DSL) für "letzte Meile" Breitband Anschluss.
• Bereitstellung von Daten, Telekommunikation (VoIP) und Iptv Dienstleistungen (Dreifachspiel).
• Bereitstellung der Internetkonnektivität als Teil von a Geschäftskontinuität planen.
• Smart Grids und Messung.

Internet Zugang

WiMAX kann zu Hause oder Handy bereitstellen Internet Zugang In ganzen Städten oder Ländern. In vielen Fällen hat dies zu einem Wettbewerb in Märkten geführt, die in der Regel nur über einen vorhandenen amtierenden DSL -Betreiber (oder ähnlichen) Zugang hatten.

Darüber hinaus angesichts der relativ niedrigen Kosten, die mit der Bereitstellung eines WiMAX -Netzwerks verbunden sind (im Vergleich zu mit 3g, HSDPA, XDSL, HFC oder Fttx)) Es ist jetzt wirtschaftlich tragfähig, Breitband-Internetzugang in letztem Meilen an entfernten Standorten zu bieten.

Backhaul der Mittelmeile zu Glasfasernetzwerken

Mobile WiMax war ein Ersatzkandidat für Handy Technologien wie GSM und CDMA, oder kann als Overlay verwendet werden, um die Kapazität zu erhöhen. Festes WiMAX wird auch als drahtlos angesehen Backhaul Technologie für 2g, 3g, und 4g Netzwerke sowohl in entwickelten als auch in Entwicklungsnationen.^[7][8]

In Nordamerika wird Backhaul für städtische Operationen in der Regel über einen oder mehrere bereitgestellt Kupferkabel Linienverbindungen, während entfernte zelluläre Operationen manchmal über Satelliten rückgängig sind. In anderen Regionen wird in der Regel städtische und ländliche Backhauls von bereitgestellt Mikrowellenverbindungen. (In der Ausnahme wird das Netzwerk von einem Amtsinhaber mit einem referenzierenden Zugriff auf das Kupfernetzwerk betrieben.) WiMAX hat eine erheblichere Anforderungen an die Bandbreite von Backhauls als Legacy -Mobilfunkanwendungen. Infolgedessen steigt die Verwendung von drahtlosen Mikrowellen -Backhauls in Nordamerika und vorhandene Mikrowellen -Backhaul -Verbindungen in allen Regionen werden verbessert.^[9] Kapazitäten zwischen 34 mbit/s und 1 gbit/s^[10] werden routinemäßig in der Reihenfolge von 1 ms mit Latenzen eingesetzt.

In vielen Fällen aggregieren Betreiber Websites mit der drahtlosen Technologie und präsentieren dann den Verkehr in Glasfasernetzwerken, wo sie bequem sind. WiMAX in dieser Anwendung konkurriert mit Mikrowellenradio, E-line und einfache Erweiterung des Glasfasernetzwerks selbst.

Triple-Play

WiMAX unterstützt direkt die Technologien, die herstellen Triple-Play Serviceangebote möglich (wie z. Servicequalität und Multicast). Diese sind dem WiMAX -Standard inhärent, anstatt als hinzugefügt zu werden Träger -Ethernet ist zu Ethernet.

Am 7. Mai 2008 in den USA, Sprint Nextel, Google, Intel, Comcast, Helles Haus, und Time Warner kündigte eine Bündelung von durchschnittlich 120 MHz Spektrum an und fusionierte mit Clearwire Um den Service zu vermarkten. Das neue Unternehmen hoffte, von kombinierten Dienstleistungsangeboten und Netzwerkressourcen als Sprungbrett zu profitieren, die seine Wettbewerber vorbeikommen. Von den Kabelunternehmen wurde erwartet, dass sie Mediendienstleistungen anderen Partnern anbieten und gleich Mobiler virtueller Netzwerkbetreiber Triple-Play-Dienste bereitstellen.

Einige Analysten der drahtlosen Industrie wie Ken Dulaney und Todd Kort von Gartner waren skeptisch, wie das Geschäft funktionieren würde: Obwohl die Konvergenz mit festem Mobile ein anerkannter Faktor in der Branche gewesen war, hatten frühere Versuche, Partnerschaften zwischen drahtlosen und Kabelunternehmen zu formen, allgemein im Allgemeinen Nicht zu erheblichen Vorteilen für die Teilnehmer. Andere Analysten von IDC bevorzugten den Deal und wiesen darauf hin, dass es im Laufe der drahtlosen Bandbreite unweigerlich direkter mit Cable, DSL und Faser konkurriert und die Konkurrenten zur Zusammenarbeit inspiriert. Da drahtlose Breitbandnetzwerke dichter werden und sich die Nutzungsgewohnheiten verschieben, beschleunigte sich die Notwendigkeit einer erhöhten Backhaul- und Mediendienste.

Luftfahrt

Das Aeronautical Mobile Airport Communication System (AeroMACS) ist ein drahtloses Breitbandnetz für die Flughafenoberfläche, mit dem die Steuerung, das Flugzeug und die Anlagevermögen in Verbindung gebracht werden sollen. Im Jahr 2007 erhielt Aeromacs eine weltweite Frequenzzuweisung im 5 -GHz -Luftfahrtband. Ab 2018 gab es in 8 Ländern 25 Aeromacs -Einsätze, wobei mindestens weitere 25 Einsätze geplant waren.^[11]

Unterstützung für TDD und FDD

IEEE 802.16REVD- und IEEE 802.16E -Standards unterstützen beide Zeitdivision Duplexing und Frequenzdivision Duplexing Dies ermöglicht eine halbe Duplex -FDD, die eine kostengünstige Implementierung ermöglicht.

Verbinden

Geräte, die Konnektivität zu einem WiMAX -Netzwerk bieten Abonnentenstationen (SS).

Zu den tragbaren Einheiten gehören Handys (ähnlich wie zellular Smartphones); PC -Peripheriegeräte (PC -Karten oder USB -Dongles); und eingebettete Geräte in Laptops, die jetzt für Wi-Fi-Dienste verfügbar sind. Darüber hinaus wird der Betonungsbetreiber auf Unterhaltungselektronikgeräten wie Gaming -Konsolen, MP3 -Player und ähnlichen Geräten stark im Vordergrund stehen. WiMAX ist Wi-Fi ähnlicher als mit anderen 3g Zelluläre Technologien.

Die Wimax Forum -Website enthält eine Liste der zertifizierten Geräte. Dies ist jedoch keine vollständige Liste der verfügbaren Geräte, die als zertifizierte Module verfügbar sind, in Laptops, Mitten (Mobile Internetgeräte) und andere privatbezeichnete Geräte.

Gateways

Wimax Gateway -Geräte sind sowohl als Innen- als auch als Außenversion von Herstellern erhältlich Vecima -Netzwerke, Alvarion, Airspan, Zyxel, Huawei, und Motorola. Das Liste der WiMAX -Netzwerke und WiMax Forum^[12] Stellen Sie mehr Links zu bestimmten Anbietern, Produkten und Installationen bereit. Viele der WiMAX-Gateways, die von solchen Herstellern angeboten werden, sind eigenständige eigene Inneneinheiten. Solche Geräte sitzen normalerweise in der Nähe des Fensters des Kunden mit dem besten Signal und bieten:

• Ein integrierter Wi-Fi-Zugang, um die WiMAX-Internetkonnektivität für mehrere Geräte im gesamten Haus oder Geschäft bereitzustellen.
• Ethernet Ports, um direkt an einen Computer herzustellen, Router, Drucker oder DVR in einem lokalen Kabelnetzwerk.
• Ein oder zwei Analoges Telefon Jacks, um ein Landlinientelefon zu verbinden und VoIP zu nutzen.

Innengateways sind bequem, aber Radioverluste bedeuten, dass der Abonnent möglicherweise wesentlich näher an der Wimax -Basisstation sein muss als mit professionell installierten externen Einheiten.

Außeneinheiten haben ungefähr die Größe eines Laptop -PCs, und ihre Installation ist vergleichbar mit der Installation eines Wohnsitzes Satellitenschüssel. Ein höheres-gewinnen Die Richtungseinheit im Freien führt im Allgemeinen zu einer stark erhöhten Reichweite und dem Durchsatz, jedoch mit dem offensichtlichen Verlust der praktischen Mobilität der Einheit.

Externe Modems

USB kann Konnektivität zu einem WiMax -Netzwerk über a liefern Dongle. Im Allgemeinen sind diese Geräte mit einem Notebook- oder Netzbuchcomputer verbunden. Dongles haben typischerweise omnidirektionale Antennen, die im Vergleich zu anderen Geräten geringeren Gewinn haben. Daher werden diese Geräte am besten in Bereichen mit guter Berichterstattung verwendet.

Mobiltelefone

HTC kündigte den ersten fähigen WiMAX an Handy, das Max 4gam 12. November 2008.^[13] Das Gerät stand nur für bestimmte Märkte in Russland auf dem zur Verfügung Yota Netzwerk bis 2010.^[14]

HTC und Sprint Nextel Veröffentlicht das zweite WiMAX -fähige Mobiltelefon, das HTC EVO 4G, 23. März 2010 auf der CTIA -Konferenz in Las Vegas. Das Gerät, das am 4. Juni 2010 verfügbar gemacht wurde.^[15] ist sowohl zu EV-DO (3G) als auch zu WiMax (Pre-4G) sowie gleichzeitigen Daten- und Sprachsitzungen. Sprint Nextel gab auf der CES 2012 bekannt, dass es aufgrund finanzieller Umstände zusammen mit seinem Netzwerkpartner keine Geräte mehr mit der WiMAX -Technologie anbieten wird Clearwire, Sprint Nextel hat ein 4G Lte 4G -Technologie stattdessen.

Technische Information

Der IEEE 802.16 Standard

WiMAX basiert auf IEEE 802.16e-2005,^[16] Genehmigt im Dezember 2005. Es ist eine Ergänzung zum IEEE STD 802.16-2004,^[17] und so ist der tatsächliche Standard 802.16-2004 in der von 802.16E-2005 geänderten geändert. Somit müssen diese Spezifikationen zusammen berücksichtigt werden.

IEEE 802.16E-2005 verbessert sich bei IEEE 802.16-2004 um:

• Hinzufügen von Unterstützung für Mobilität (weiche und harte Übergabe zwischen Basisstationen). Dies wird als einer der wichtigsten Aspekte von 802.16E-2005 angesehen und ist die Grundlage für mobiles WiMAX.
• Skalierung des Schnelle Fourier-Transformation (FFT) zur Kanalbandbreite, um den Trägerabstand konstant über verschiedene Kanalbandbreiten (typischerweise 1,25 MHz, 5 MHz, 10 MHz oder 20 MHz) zu halten. Der konstante Trägerabstand führt zu einer höheren Spektrum -Effizienz in breiten Kanälen und zu einer Kostensenkung in engen Kanälen. Auch als skalierbares Ofdma (Sofdma) bekannt. Andere Banden, die nicht mehrfach 1,25 MHz sind, sind im Standard definiert, aber da die zulässigen FFT -Unterträgerzahlen nur 128, 512, 1024 und 2048 sind, haben andere Frequenzbänder nicht genau den gleichen Trägerabstand, was für Implementierungen möglicherweise nicht optimal ist. Der Trägerabstand beträgt 10,94 kHz.
• Fortschrittlich Antennenvielfalt Pläne und Hybrid automatische Wiederholungsantrieb (Harq)
• Adaptive Antennensysteme (Aas) und Mimo Technologie
• Die dichtere Unterkanalisierung, wodurch die Inneneinspannung verbessert wird
• Intro und Paritätsprüfung mit niedriger Dichte (LDPC)
• Einführung der Downlink-Unterkanalisierung, damit Administratoren die Deckung gegen Kapazität handeln oder umgekehrt
• Ein Extra hinzufügen Servicequalität (QoS) Klasse für VoIP -Anwendungen

Sofdma (verwendet in 802.16E-2005) und OFDM256 (802.16d) sind nicht kompatibel, daher müssen die Geräte ersetzt werden, wenn ein Bediener zum späteren Standard (z. B. festes WiMAX an mobilem WiMAX) wechseln soll.

Physische Schicht

Die Originalversion des Standards, auf dem Wimax basiert (IEEE 802.16) Angaben eine physische Schicht, die im Bereich von 10 bis 66 GHz arbeitete. 802.16a, der 2004 bis 802.16-2004 aktualisiert wurde, fügte Spezifikationen für den 2 bis 11-GHz-Bereich hinzu. 802.16-2004 wurde 2005 von 802.16E-2005 aktualisiert und verwendet skalierbar Orthogonale Frequenz-Division-Mehrfachzugriff^[18] (Sofdma) im Gegensatz zum Festen orthogonales Frequenz-Division-Multiplexing (OFDM) -Version mit 256 Unterträgern (von denen 200 in 802.16d verwendet werden). Fortgeschrittenere Versionen, einschließlich 802.16E, bringen auch mehrere Antennenunterstützung durch Mimo. (Sehen Wimax Mimo) Dies bringt potenzielle Vorteile in Bezug auf Deckung, Selbstinstallation, Stromverbrauch, Frequenzwiederverwendung und Bandbreiteneffizienz. WiMAX ist die energieeffizienteste Pre-4G-Technik unter Lte und Hspa+.^[19]

Medienzugriffssteuerungsschicht

Der Wimax Mac verwendet a Planungsalgorithmus für die die Abonnentenstation nur einmal um den ersten Eintritt in das Netzwerk konkurrieren muss. Nachdem der Netzwerkeintrag erlaubt ist, wird der Abonnentenstation von der Basisstation einen Zugangsfenster zugewiesen. Der Zeitfenster kann sich vergrößern und verziehen, bleibt jedoch der Abonnentenstation zugeordnet, was bedeutet, dass andere Abonnenten ihn nicht verwenden können. Der Planungsalgorithmus kann nicht nur unter Überlastung und Übersubskription stabil sind, sondern auch mehr Bandbreite effizient. Der Planungsalgorithmus ermöglicht es der Basisstation auch, QoS-Parameter zu kontrollieren, indem die Zeitschlitzzuweisungen zwischen den Anwendungsanforderungen der Abonnentenstation ausgeglichen werden.

Spezifikationen

Als Standard, der die Bedürfnisse von Datennetzwerken der nächsten Generation erfüllen soll (4g), WiMAX, unterschieden sich durch seine dynamische Burst -Algorithmusmodulation, die an die physikalische Umgebung adaptiv ist, durch die das RF -Signal gelangt. Die Modulation wird als spektral effizienter ausgewählt (mehr Bits pro OFDM/Sofdma Symbol). Das heißt, wenn die Bursts ein Hoch haben Signalstärke und ein Hoch Träger zum Lärm Plus Interferenzverhältnis (CINR) können sie leichter mithilfe von Dekodierung verwenden digitale Signalverarbeitung (DSP). Im Gegensatz dazu führt das System in weniger günstigen Umgebungen für die HF -Kommunikation automatisch auf einen robusteren Modus (Burst -Profil), was weniger Bit pro OFDM/SOFDMA -Symbol bedeutet. Mit dem Vorteil, dass die Leistung pro Bit höher ist und daher eine einfachere genaue Signalverarbeitung durchgeführt werden kann.

Burst -Profile werden inverse (algorithmisch dynamisch) zur Abschwächung niedriger Signal verwendet. Die Bedeutung des Durchsatzes zwischen Kunden und der Basisstation wird weitgehend von der Entfernung bestimmt. Die maximale Entfernung wird durch die Verwendung der robustesten Burst -Einstellung erreicht. Das heißt, das Profil mit dem größten Kompromiss der Mac-Rahmenzuweisung, das mehr Symbole (ein größerer Teil des Mac-Rahmens) erfordert, um eine bestimmte Datenmenge zu übertragen, als wenn der Client näher an der Basisstation wäre.

Der Mac -Frame des Clients und deren individuellen Burst -Profile sind sowohl als die spezifische Zeitzuweisung definiert. Selbst wenn dies automatisch erfolgt, sollte die praktische Bereitstellung hohe Störungen und Multipath -Umgebungen vermeiden. Der Grund dafür ist offensichtlich, dass zu viel Einmischung das Netzwerk schlecht funktioniert und auch die Fähigkeit des Netzwerks falsch darstellt.

Das System ist komplex für den Einsatz, da es notwendig ist, nicht nur die Signalstärke und CINR zu verfolgen (wie in Systemen wie GSM)) aber auch, wie die verfügbaren Frequenzen dynamisch zugeordnet werden (was zu dynamischen Änderungen der verfügbaren Bandbreite führt). Dies kann zu überfüllten Frequenzen mit langsamen Reaktionszeiten oder verlorenen Rahmen führen.

Infolgedessen muss das System zunächst im Konsens mit dem Produktteam der Basisstation konzipiert werden, um die Verwendung, Störung und allgemeine Produktfunktionalität genau zu projizieren.

Die asiatisch-pazifische Region hat die nordamerikanische Region in Bezug auf 4G-Breitband-drahtlose Abonnenten übertroffen. In Asien gab es in Asien rund 1,7 Millionen Kunden vor der WiMAX und WiMAX-29% des Gesamtmarktes-im Vergleich zu 1,4 Millionen in den USA und Kanada.^[20]

Integration mit einem IP-basierten Netzwerk

Das WiMAX -Forum hat eine Architektur vorgeschlagen, die definiert, wie ein WiMAX -Netzwerk mit einem IP -basierten Kernnetzwerk verbunden werden kann, das normalerweise von Betreibern ausgewählt wird, die als Internetdienstanbieter (ISP) dienen. Dennoch bieten die WiMAX -BS nahtlose Integrationsfunktionen mit anderen Architekturen, wie sie mit Paket -Switched Mobile Networks.

Der Vorschlag des WiMAX -Forums definiert eine Reihe von Komponenten sowie einige der Verbindungen (oder Referenzpunkte) zwischen diesen, die mit R1 bis R5 und R8 gekennzeichnet sind:

• SS/MS: Die Abonnentenstation/Mobile Station
• ASN: Das Access Service Network^[21]
• BS: Basisstation, Teil des ASN
• ASN-GW: Das ASN-Tor, Teil des ASN
• CSN: Das Connectivity Service Network
• HA: Home Agent, Teil des CSN
• AAA: Authentifizierung, Autorisierung und Buchhaltung Server, Teil des CSN
• NAP: Ein Netzwerkzugriffsanbieter
• NSP: Ein Netzwerkdienstleister

Es ist wichtig zu beachten, dass die funktionale Architektur eher in verschiedene Hardwarekonfigurationen als in feste Konfigurationen ausgelegt werden kann. Beispielsweise ist die Architektur flexibel genug, um Fern-/Mobilstationen unterschiedlicher Skalierung und Funktionalität sowie Basisstationen unterschiedlicher Größe zu ermöglichen - z. Femto, Pico und Mini BS sowie Makros.

Spektrumallokation

Es gibt kein einheitliches globales lizenziertes Spektrum für WiMAX. Das WiMAX -Forum veröffentlichte jedoch drei lizenzierte Spektrumprofile: 2,3 GHz, 2,5 GHz und 3,5 GHz, um die Standardisierung zu steuern und die Kosten zu senken.

In den USA lag das größte verfügbare Segment bei etwa 2,5 GHz,^[22] und ist bereits zugewiesen, vor allem zu Sprint Nextel und Clearwire. An anderer Stelle auf der Welt werden die verwendeten Bands das Forum genehmigt sein, wobei 2,3 GHz in Asien wahrscheinlich am wichtigsten sind. Einige Länder in Asien mögen Indien und Indonesien Verwendet eine Mischung aus 2,5 GHz, 3,3 GHz und anderen Frequenzen. Pakistan's Wateen Telecom verwendet 3,5 GHz.

Analoge Fernsehbänder (700 MHz) können verfügbar sein, erwarten jedoch die gesamte Digitalfernseher Übergangund andere Verwendungen wurden für dieses Spektrum vorgeschlagen. In den USA die FCC Auktion für dieses Spektrum begann im Januar 2008 und infolgedessen ging der größte Anteil des Spektrums an Verizon Wireless und der nächstgrößte an AT & T.^[23] Beide Unternehmen gaben ihre Absicht an, zu unterstützen Lte, eine Technologie, die direkt mit WiMax konkurriert. EU -Kommissar Viviane Reding hat vorgeschlagen, eine Neuzuordnung von 500–800 MHz-Spektrum für die drahtlose Kommunikation, einschließlich WiMAX, vorgeschlagen.^[24]

WiMAX -Profile definieren die Kanalgröße, Tdd/fdd und andere notwendige Attribute, um interoperierende Produkte zu haben. Die aktuellen Fixprofile sind sowohl für TDD- als auch für FDD -Profile definiert. Zu diesem Zeitpunkt sind alle mobilen Profile nur TDD. Die Fixprofile haben Kanalgrößen von 3,5 MHz, 5 MHz, 7 MHz und 10 MHz. Die mobilen Profile sind 5 MHz, 8,75 MHz und 10 MHz. (Hinweis: Der 802.16 -Standard ermöglicht eine weitaus breitere Vielfalt von Kanälen, aber nur die oben genannten Teilmengen werden als WiMax -Profile unterstützt.)

Seit Oktober 2007 hat der Funkkommunikationssektor der International Telecommunication Union (ITU-R) beschlossen, die WiMAX-Technologie in die IMT-2000-Standards zu aufzunehmen.^[25] Dadurch können Spektrumbesitzer (insbesondere im 2,5–2,69-GHz-Band zu diesem Zeitpunkt) WiMAX-Geräte in jedem Land verwenden, das den IMT-2000 anerkennt.

Inhärente Einschränkungen

WiMAX kann nicht 70 liefernMbit/s über 50 km (31 mi). Wie alle drahtlosen Technologien kann WiMax bei höheren Bitraten oder über längeren Strecken, aber nicht beides arbeiten. Der Betrieb mit einem maximalen Bereich von 50 km (31 mi) erhöht sich Bit Fehlerrate und führt somit zu einer viel niedrigeren Bitrate. Durch die Reduzierung des Bereichs (auf weniger als 1 km) kann ein Gerät bei höheren Bitraten arbeiten.

Ein städtischer Einsatz von WiMAX in Perth, Australien zeigten, dass Kunden in der Zellkante mit einem Innenraum Kundendehörer Ausrüstung (CPE) erhalten typischerweise Geschwindigkeiten von rund 1–4 Mbit/s, wobei Benutzer näher an der Zellstelle erhalten, die Geschwindigkeiten von bis zu 30 Mbit/s erhalten.

Wie bei allen drahtlosen Systemen wird die verfügbare Bandbreite zwischen den Benutzern in einem bestimmten Funksektor geteilt, sodass sich die Leistung bei vielen aktiven Benutzern in einem einzigen Sektor verschlechtern kann. Mit einer angemessenen Kapazitätsplanung und der Verwendung von WiMAX -QoS kann jedoch ein minimaler garantierter Durchsatz für jeden Abonnenten eingesetzt werden. In der Praxis haben die meisten Benutzer eine Reihe von 4–8 MBit/s -Diensten, und zum Basisstation werden zusätzliche Radioskarten hinzugefügt, um die Anzahl der Benutzer zu erhöhen, die möglicherweise nach Bedarf bedient werden.

Siliziumimplementierungen

Eine Reihe von spezialisierten Unternehmen produzierte Basisband -ICs und integrierte RFICs für WiMAX -Abonnentenstationen in den Bändern 2,3, 2,5 und 3,5 GHz (siehe oben). Diese Unternehmen umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, Beceem, Sequans und Picochip.

Vergleich

Vergleiche und Verwirrung zwischen Wimax und W-lan sind häufig, da beide mit drahtloser Konnektivität und Internetzugang zusammenhängen.^[26]

• WiMAX ist ein Langstrecken -System, das viele Kilometer abdeckt und lizenziertes oder nicht lizenziertes Spektrum verwendet, um eine Verbindung zu einem Netzwerk zu schaffen, in den meisten Fällen im Internet.
• Wi-Fi verwendet die 2,4-GHz- und 5-GHz-Funkfrequenzbänder, um Zugriff auf ein lokales Netzwerk zu gewährleisten.
• Wi-Fi ist in Endbenutzergeräten weitaus beliebter.
• Wi-Fi läuft auf der Media Access Control's CSMA/ca Protokoll, das verbindungslos und konkurrenzhaft ist, während WiMAX einen verbindungsorientierten Mac ausführt.
• WiMAX und Wi-Fi haben ganz unterschiedliche QoS-Mechanismen:
  • WiMAX verwendet einen QoS -Mechanismus, der auf Verbindungen zwischen der Basisstation und dem Benutzergerät basiert. Jede Verbindung basiert auf bestimmten Planungsalgorithmen.
  • Wi-Fi verwendet Streit Zugriff - alle Abonnentenstationen, die Daten über a übergeben möchten WLAN-Zugangspunkt (AP) konkurrieren auf zufällige Interruptbasis um die Aufmerksamkeit des AP. Dies kann dazu führen, dass Abonnentenstationen, die vom AP entfernt sind, wiederholt durch engere Stationen unterbrochen werden, was ihren Durchsatz erheblich verringert.
• Beide IEEE 802.11, einschließlich Wi-Fi und IEEE 802.16, einschließlich WiMax, definieren Peer-to-Peer (P2P) und drahtlose Ad -hoc -Netzwerke, wo ein Endbenutzer auf einen anderen mit Benutzern oder Servern kommuniziert Lokales Netzwerk (LAN) mit seiner Zugangspunkt oder Basisstation. 802.11 unterstützt jedoch auch direkte Ad -hoc oder Peer -to -Peer -Netzwerke zwischen Endbenutzergeräten ohne Zugriffspunkt, während 802.16 -Endbenutzergeräte im Bereich der Basisstation liegen müssen.

Obwohl Wi-Fi und WiMAX für verschiedene Situationen ausgelegt sind, sind sie komplementär. WiMAX-Netzwerkbetreiber bieten in der Regel eine WiMAX-Abonnenteneinheit an, die eine Verbindung zum Metropolitan WiMAX-Netzwerk herstellt und Wi-Fi-Konnektivität innerhalb des Hauses oder des Geschäfts für Computer und Smartphones bietet. Auf diese Weise kann der Benutzer die WiMAX -Abonnenteneinheit in den besten Empfangsbereich wie ein Fenster platzieren und den Zugang zum Datum in ganzem Grundstück haben.

Konformitätstests

TTCN-3 Die Testspezifikationssprache wird zum Zwecke der Angabe von Konformitätstests für WiMAX -Implementierungen verwendet. Die WiMAX -Testsuite wird von einer Spezialisten -Task Force bei entwickelt ETSI (STF 252).^[27]

Assoziationen

WiMAX -Forum

Das WiMAX -Forum ist eine gemeinnützige Organisation, die zur Förderung der Einführung von wiMAX -kompatiblen Produkten und Dienstleistungen gegründet wird.^[28]

Eine wichtige Rolle für die Organisation ist die Zertifizierung der Interoperabilität von WiMAX -Produkten.^[29] Diejenigen, die Konformitäts- und Interoperabilitätstests bestehen, erreichen die Bezeichnung "WiMAX Forum zertifiziert" und können diese Marke für ihre Produkte und Marketingmaterialien zeigen. Einige Anbieter behaupten, dass ihre Ausrüstung "wiMax-ready", "wiMax-konforme" oder "vor der Wimimax" ist, wenn sie nicht offiziell das WiMAX-Forum zertifiziert sind.

Eine weitere Rolle des WiMAX -Forums besteht darin, die Verbreitung von Wissen über WiMAX zu fördern. Zu diesem Zweck verfügt es über ein zertifiziertes Schulungsprogramm, das derzeit in Englisch und Französisch angeboten wird. Es bietet auch eine Reihe von Mitgliedsveranstaltungen und befürwortet einige Branchenveranstaltungen.

Wimax Spectrum Owners Alliance

WISOA war die erste globale Organisation, die ausschließlich aus Eigentümern von WiMax -Spektrum komponiert wurde und Pläne zur Bereitstellung der WiMAX -Technologie in diesen Bands bereitstellen. WISOA konzentrierte sich auf die Regulierung, Kommerzialisierung und den Einsatz von WiMax -Spektrum im 2,3–2,5 GHz- und 3,4–3,5 -GHz -Bereich. Wisoa fusionierte mit dem Drahtlose Breitbandallianz im April 2008.^[30]

Telekommunikationsbranchenverband

Im Jahr 2011 die Telekommunikationsbranchenverband Veröffentlicht drei technische Standards (TIA-1164, TIA-1143 und TIA-1140), die die Luftschnittstelle und die Kernnetzwerkaspekte von WI-Max-Hochsatz-Paketdaten (HRPD) -Systemen (HRPD) unter Verwendung eines Mobilstation/Access Terminals (MS/MS/MS/MS/MS/MS/MS/Access "abdecken Bei) mit einem einzelnen Sender.^[31]

Konkurrierende Technologien

Innerhalb des Marktplatzes stammte der Hauptwettbewerb von WiMAX von bestehenden, weit verbreiteten drahtlosen Systemen wie z. Universal Mobile Telecommunications System (UMTS), CDMA2000, bestehendes Wi-Fi, Mesh-Networking und schließlich 4G (LTE).

In Zukunft wird der Wettbewerb aus der Entwicklung der wichtigsten zellulären Standards bis hin 4g, Hochbandbreite, niedrige Latenz und All-IP-Netzwerke mit Sprachdiensten, die oben aufgebaut sind. Der weltweite Schritt zu 4G für GSM/UMTS und Verstärker/Tia (einschließlich CDMA2000) ist das 3GPP Langzeitentwicklung (LTE) Anstrengung.

Der LTE -Standard wurde im Dezember 2008 abgeschlossen, wobei der erste kommerzielle Einsatz von LTE von Telisonera in Oslo und Stockholm im Dezember 2009 durchgeführt wurde. Daher verzeichnete LTE die rasante Annahme von mobilen Fluggesellschaften auf der ganzen Welt.

Obwohl WiMAX viel früher auf dem Markt als LTE war, war LTE ein Upgrade und Erweiterung früherer 3G (GSM- und CDMA) -Standards, während WiMAX eine relativ neue und andere Technologie ohne große Benutzerbasis war. Letztendlich gewann LTE den Krieg, um der 4G-Standard zu werden, da Mobilfunkbetreiber wie Verizon, AT & T, Vodafone, NTT und Deutsche Telekom entschieden haben Technologiestandard. Es wäre für WiMAX-Netzwerkbetreiber niemals kostengünstig gewesen, mit 4G-Technologien gegen feste Breitbandnetzwerke zu konkurrieren. Bis 2009 erkannten die meisten Mobilfunkbetreiber, dass die mobile Konnektivität (nicht festgelegt 802.16E) die Zukunft war und dass LTE der neue weltweite mobile Konnektivitätsstandard werden würde. zu WiMAX.

WiMAX war für einige Jahre (2005-2009) eine überlegene Technologie in Bezug auf die Geschwindigkeit (ungefähr 25mbit/s) und leistete einige neue Technologien wie MIMO. Aber die mobile Version von WiMAX (802.16M), die mit GSM- und CDMA -Technologien konkurrieren soll, war zu wenig/zu spät, um sich zu etablieren, und als der LTE -Standard im Dezember 2008 abgeschlossen wurde, wurde das Schicksal von WiMAX als Mobilfunk Die Lösung war zum Scheitern verurteilt und es war klar, dass LTE (nicht WiMax) zum neuen 4G -Standard der Welt werden würde. Clearwire, der größte drahtlose Breitbandpartner, der WiMAX nutzt, gab 2008 bekannt, dass sie mit der Überlagerung ihres bestehenden WiMax -Netzwerks mit der LTE -Technologie beginnen würden, was für ClearWire erforderlich war, um Investitionen zu erhalten, die sie benötigen, um im Geschäft zu bleiben.

In einigen Bereichen der Welt wurde die breite Verfügbarkeit von UMTs und ein allgemeiner Wunsch nach Standardisierung nicht für WiMAX zugewiesen: Im Juli 2005 wurde die EU-Wide Frequenzzuweisung für WiMAX wurde blockiert.

Harmonisierung

Frühe Wirelessman -Standards, der europäische Standard HiPerman und koreanischer Standard Wibro wurden als Teil des WiMAX harmonisiert und werden nicht mehr als Wettbewerb, sondern als komplementär angesehen. Alle Netzwerke, die jetzt in Südkorea, der Heimat des Wibrostandards, eingesetzt werden, sind jetzt WiMax.

Vergleich mit anderen mobilen Internetstandards

Die folgende Tabelle zeigt nur Spitzenraten, die möglicherweise sehr irreführend sind. Darüber hinaus werden die aufgeführten Vergleiche nicht durch physikalische Kanalgröße (d. H. Spektrum zur Erreichung der aufgelisteten Spitzenraten verwendet). Dies verschleiert die spektrale Effizienz und die Netto-Durch-Put-Funktionen der verschiedenen unten aufgeführten drahtlosen Technologien.

Vergleich der mobilen Internetzugangsmethoden

Verbreitet Name	Familie	Hauptnutzen	Radio Tech	Stromabwärts (Mbit/s)	Stromaufwärts (Mbit/s)	Anmerkungen
Hspa+	3GPP	Mobiles Internet	CDMA/Tdma/FDD Mimo	21 42 84 672	5.8 11.5 22 168	HSPA+ ist weit verbreitet. Revision 11 der 3GPP besagt, dass Hspa+ Es wird erwartet, dass eine Durchsatzkapazität von 672 Mbit/s hat.
Lte	3GPP	Mobiles Internet	Ofdma/Tdma/Mimo/Sc-fdma/Für LTE-FDD/Für LTE-TDD	100 Cat3 150 Cat4 300 Cat5 25065 Cat17 1658 CAT19 (in 20 MHz FDD) [32]	50 Cat3/4 75 Cat5 2119 Cat17 13563 Cat19 (in 20 MHz FDD)[32]	LTE-Advanced Pro Bietet mobilen Benutzern Preise von mehr als 3 Gbit/s.
WiMAX Rel 1	802.16	WLAN	Mimo-Sofdma	37 (10 MHz TDD)	17 (10 MHz TDD)	Mit 2x2 mimo.[33]
WiMAX Rel 1.5	802.16-2009	WLAN	Mimo-Sofdma	83 (20 MHz TDD) 141 (2x20 MHz FDD)	46 (20 MHz TDD) 138 (2x20 MHz FDD)	Mit 2x2 mimo.verstärkt mit 20 MHz-Kanälen in 802.16-2009[33]
WiMAX rel 2.0	802.16m	WLAN	Mimo-Sofdma	2x2 Mimo 110 (20 MHz TDD) 183 (2x20 MHz FDD) 4x4 Mimo 219 (20 MHz TDD) 365 (2x20 MHz FDD)	2x2 Mimo 70 (20 MHz TDD) 188 (2x20 MHz FDD) 4x4 Mimo 140 (20 MHz TDD) 376 (2x20 MHz FDD)	Außerdem können Benutzer mit geringer Mobilität mehrere Kanäle zusammenfassen, um einen Download -Durchsatz von bis zu 1 Gbit/s zu erhalten[33]
Blitz	Blitz	Mobiles Internet Mobilität mit 350 km/h bis zu 200 Meilen pro Stunde)	Blitz	5.3 10.6 15.9	1.8 3.6 5.4	Mobile Range 30 km (18 Meilen) Verlängerte Reichweite 55 km (34 Meilen)
HiPerman	HiPerman	Mobiles Internet	OFDM	56,9
W-lan	802.11 (11AX)	WLAN	OFDM/Ofdma/CSMA/Mimo/Mu-mimo/Halbduplex	9600 Wi-Fi 6		Antenne, RF Frontend Verbesserungen und kleinere Protokoll -Timer -Optimierungen haben dazu beigetragen P2P Netzwerke, die die radiale Abdeckung, den Durchsatz und/oder die Spektreneffizienz beeinträchtigen (Effizienz (Spektren) (310 km & 382 km)
ich platze	802.20	Mobiles Internet	HC-SDMA/Tdd/Mimo	95	36	Zellradius: 3–12 km Geschwindigkeit: 250 km/h Spektraleffizienz: 13 Bit/S/Hz/Zelle Spectrum -Wiederverwendungsfaktor: "1"
Kantenentwicklung	GSM	Mobiles Internet	Tdma/FDD	1.6	0,5	3GPP Release 7
UMTS W-CDMA Hspa (HSDPA+Hsupa))	3GPP	Mobiles Internet	CDMA/FDD CDMA/FDD/Mimo	0,384 14.4	0,384 5.76	HSDPA ist weit verbreitet. Typische Downlink -Raten heute 2 Mbit/s, ~ 200 kbit/s Uplink; HSPA+ Downlink bis zu 56 mbit/s.
UMTS-TDD	3GPP	Mobiles Internet	CDMA/Tdd	16		Gemeldete Geschwindigkeiten nach Ipwireless Verwenden einer 16QAM -Modulation ähnlich wie HSDPA+Hsupa
Ev-doRel. 0 Ev-do rev.a Ev-do rev.b	3GPP2	Mobiles Internet	CDMA/FDD	2.45 3.1 4.9xn	0,15 1.8 1.8xn	Rev B Hinweis: N ist die Anzahl der verwendeten 1,25 MHz -Träger. EV-DO ist nicht für die Stimme ausgelegt und erfordert einen Fallback auf 1xrtt, wenn ein Sprachanruf platziert oder empfangen wird.

Anmerkungen: Alle Geschwindigkeiten sind theoretische Maximums und variieren nach einer Reihe von Faktoren, einschließlich der Verwendung von externen Antennen, der Entfernung vom Turm und der Bodengeschwindigkeit (z. B. die Kommunikation in einem Zug kann schlechter sein als wenn sie still stehen). Normalerweise wird die Bandbreite zwischen mehreren Terminals geteilt. Die Leistung jeder Technologie wird durch eine Reihe von Einschränkungen bestimmt, einschließlich der Spektrale Effizienz der Technologie, der verwendeten Zellgrößen und der Menge an verfügbarem Spektrum. Weitere Informationen finden Sie unter Vergleich der drahtlosen Datenstandards.

Weitere Vergleichstische finden Sie unter Bitrate -Fortschrittstrends, Vergleich der Handystandards, Spektraleffizienzvergleichstabelle und OFDM -Systemvergleichstabelle.

Entwicklung

Der IEEE 802.16M-2011-Standard^[34] war die Kerntechnologie für WiMAX 2. Der IEEE 802.16m Standard wurde der ITU für vorgelegt IMT-Advanced Standardisierung.^[35] IEEE 802.16M ist einer der Hauptkandidaten für IMT-Advanced-Technologien von ITU. Unter vielen Verbesserungen können IEEE 802.16M -Systeme viermal schneller liefern^{[Klarstellung erforderlich]} Datengeschwindigkeit als die WiMAX -Release 1.

WiMAX Release 2 bot Rückwärtskompatibilität mit Release 1. WiMAX -Operatoren können von Release 1 auf Release 2 migrieren, indem Kanalkarten oder Software aktualisiert werden. Die Wimax 2 Collaboration Initiative wurde gebildet, um diesen Übergang zu unterstützen.^[36]

Es wurde erwartet, dass die Verwendung von 4x2 mit 4x2 Mimo Im städtischen Mikrocell -Szenario mit nur 20 MHz Tdd Kanal verfügbar System breit, das 802.16m -System kann sowohl 120 Mbit/s Downlink als auch 60 Mbit/s Uplink pro Site gleichzeitig unterstützen. Es wurde erwartet, dass die WiMAX -Release 2 im Zeitraum 2011–2012 im Handel erhältlich sein würde.^[37]

WiMAX Release 2.1 wurde Anfang 2010 veröffentlicht, die mit früheren WiMAX-Netzwerken die Kompatibilität gebrochen haben. Die erhebliche Anzahl von Betreibern ist auf den neuen Standard gewandert, der bis Ende 2010 mit TD-LTE kompatibel ist.

Interferenz

Ein im Jahr 2007 von Suirg (Satellite Users Interference Reduction Group) durchgeführter Feldtest mit Unterstützung der US -Marine, dem globalen VSAT in C-Band.^[38]

Bereitstellungen

Im Oktober 2010 forderte das WiMAX -Forum über 592 WiMAX -Netzwerke (fest und mobile) Netzwerke, die in über 148 Ländern eingesetzt wurden und über 621 Millionen Menschen abdeckten.^[39] Bis Februar 2011 zitierte das WiMAX -Forum die Berichterstattung über über 823 Millionen Menschen und schätzte die Deckung an über 1 Milliarde Menschen bis Ende des Jahres. Beachten Sie, dass die Deckung das Angebot der Verfügbarkeit von WiMAX -Service für Populationen innerhalb verschiedener Regionen bedeutet, nicht die Anzahl der WiMAX -Abonnenten.^[40]

Südkorea startete im zweiten Quartal 2006 ein WiMAX -Netzwerk. Bis Ende 2008 gab es in Korea 350.000 WiMAX -Abonnenten.^[41]

Weltweit schien WiMAX Anfang 2010 schnell zu anderen verfügbaren Technologien zu rampen, obwohl der Zugang in Nordamerika zurückbiegte.^[42] Yota, der größte Wimax -Netzwerkbetreiber der Welt im 4. Quartal 2009,^[43][44] Kündigte im Mai 2010 bekannt, dass neue Netzwerkbereitstellungen an LTE und anschließend auch seine vorhandenen Netzwerke ändern würden.

Eine im September 2010 von Blycroft Publishing veröffentlichte Studie schätzte 800 Managementverträge aus 364 WiMAX -Operationen weltweit an, die aktive Dienste anbieten (gestartet oder weiterhin im Gegensatz zu nur lizenziert und immer noch gestartet).^[45] Das WiMAX-Forum gab am 16. August 2011 bekannt, dass es weltweit mehr als 20 Millionen WiMAX-Abonnenten gab, die Hochwassermarke für diese Technologie. http://wimaxforum.org/page/news/pr/20110816_wimax_subscriptions_surpass_20_million_globally

Siehe auch

Anmerkungen

Verweise

• Ramon Ray (2009) WiMAX - Ihr schnelles und längeres WLAN ist eingetroffen. Persönliche Technologie.

Externe Links

• Offizielle Seite des WiMAX -Forums