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IEEE 802.16系列标准情况介绍

浏览:10950  来源:通信人在线  日期:2022-08-09

一、引述

1999IEEE成立了IEEE 802.16工作组,来专门研究宽带固定无线接入技术(BWABroadband Wireless Access)规范,后又引入了移动性接入,目标就是要建立一个全球统一的宽带无线接入标准,主要应用于无线城域网(WMAN)的组网。IEEE 802.16工作组经过近20年来不断努力,研究制定了一系列的标准,大大地推动了宽带无线接入(BWA)技术在全球的发展。然而,由于受到数字蜂窝移动通信技术的飞速发展的影响,尤其是4G5G技术的快速演进,IEEE 802 LAN/MAN标准委员会宣布,IEEE 802.16工作组在201839日停止活动并进入了休眠状态。但其所发布的系列标准有些仍然有效。

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1802.16标准编号

IEEE 802.16工作组所研究、制定并发布的标准统一以“IEEE 802.16”为根编号,不同类别的标准在其后加其后缀,其后缀的使用情况比较复杂,情形较多,将在下述分类介绍时分别予以说明。

2802.16标准的类型

IEEE 802.16工作组成立之初,计划有三个工作子组受特许制定相应的标准,即:IEEE 802.16.1负责制定频率为10~66GHz的无线空中接口标准;IEEE 802.16.2负责制定宽带无线接入系统共存方面的标准;IEEE802.16.3负责制定频率范围在2~11GHz间获得频率使用许可的应用的无线空中接口标准。最初设想,三个工作子组将各产生一个独立的标准编号标准,即802.16.1系列、802.16.2系列和802.16.3系列,但在开发过程中由于第一个和第三个子工作组的任务显著相关,另外考虑到标准的其它应用,于是最终把IEEE 802.16标准分为四个类型:空中接口类、一致性类、共存类和网络性能测量类。

3802.16标准的特点

IEEE 802.16也是由一系列标准组成,它的后续演进的标准有许多是要代替前期的标准的,这一点它与IEEE 802.11WLAN)标准有些不同的(802.11标准是不同演进阶段共存的)。802.16标准其中有些标准被撤销,有的标准被终止。

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二、空中接口类标准情况

1、概述

IEEE 802.16的空中接口类标准是IEEE 802.16标准的首要内容,其它类型的标准应是为空中接口所服务的标准内容。空中接口是指用户终端(UT)和无线接入网络(RAN)之间的接口,它是任何一种移动通信系统的关键模块之一,也是其移动性的集中体现。对于WMAN的宽带无线接入(BWA)技术,它即是用户站(SS)与基站(BS)间的接口,它是对无线传输通道的媒体接入控制(MAC)和物理层(PHY)的规范。因此,IEEE 802.16的空中接口类标准在不断的修订演进中,其过程中标准数量最多。IEEE 802.16的空中接口类标准又分为两种情况:一种是空中接口的主标准,它的标准编号是根编号802.16后缀制定或修订的发布年号,如IEEE 802.16-2001IEEE 802.16-2017等。另一种是对主标准的功能或性能的补充、扩展或修正案,这里称之为“辅标准”,它的标准编号是根编号802.16后缀一位小写英文字母,再后缀其发布年号,如IEEE 802.16a-2003IEEE 802.16e-2005IEEE 802.16s-2017等。

2、主标准情况

IEEE 802.16的空中接口类的第1个主标准发布于200248日,即:IEEE 802.16-2001 IEEE Standard for Local and metropolitan area networks Part 16: Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems。可知,第1版本标准IEEE 802.16-2001规范的是固定宽带无线接入(FBWA)的空中接口。后来经过2004年、2009年、2012年和2017年的四次修订。目前现行有效的是IEEE 802.16-2017IEEE 802.16-2017也是IEEE 802.16工作组休眠前的最后一个版本。IEEE 802.16的空中接口类主标准的基本情况汇总于下表2-2中,包括标准编号与名称、批准时间与发布时间等。有表可知,从2009年版本开始,其空中接口规范是包括固定和移动的接入。

2-2IEEE 802.16的空中接口类主标准的基本情况

需要特别说明的是:2012年版的IEEE 802.16-2012,是在前期版本的基础上专门为ITUIMT- Advanced提交的无线传输技术(RTT)候选方案而制定的一个专门标准版本,它的标准名称与其它版本是大不同的。严格意义上说802.16-2012不应该算做是802.16的一次修订。而802.16-2017才应该是802.16的第四次修订,只不过修订时也包括了802.16-2012的内容。实际上,IEEE 802.16在提交给ITU的方案时,其标准编号变为IEEE 802.16.1-2012,在标准内容上IEEE 802.16.1-2012IEEE 802.16-2012是等同的。

3、辅标准情况

在每个主标准发布后,每个阶段都有针对该阶段主标准规范的空中接口的功能或性能的补充、扩展或修正案,而形成了所谓的“辅标准”。这些辅标准较多,具体情况汇总于下表2-3中,包括标准编号与名称、发布时间、概要介绍等。但这些标准目前基本上都已被替代了,也就是说,都已被随后修订的主标准的版本所吸纳。

2-3IEEE 802.16的空中接口类辅标准的基本情况

这里要将对于802.16标准发展演进过程中几个重要的辅标准做一说明:IEEE 802.16a-2003扩充了IEEE 802.16-2001的射频频率范围(802.16-2001为视距传输(LOS)频率范围10~60GHz802.16a-2003增补了2~11 GHz的非视距(NLOS)传播频段范围)。IEEE 802.16d-2003因发布了802.16-2004而被IEEE宣布被撤回了。IEEE 802.16e-2005扩充了802.16-2004的对终端移动性接入的支持,且成为了向ITUIMT-2000提交的无线传输技术(RTT)候选方案的主要标准。IEEE 802.16m-2011的发布成为了向ITUIMT-Advanced提交的无线传输技术(RTT)候选方案的主要标准,即后来的IEEE 802.16.1-2012。且IEEE 802.16.1-2012有两个“辅标准”:IEEE 802.16.1a(等同于IEEE 802.16n-2013)和IEEE 802.16.1b(等同于IEEE 802.16p-2012)。下附录是对IEEE 802.16标准对IMT(包括IMT-2000IMT-Advanced)贡献情况的介绍。

附录:IEEE 802.16标准对IMT贡献情况的介绍

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三、一致性类标准情况

所谓一致性,是指协议的形式规范和协议实现行为之间的一致,即检验协议是否符合规范的要求。协议一致性测试则是通过测试程序,检查被测实现(IUT)是否符合协议规范的要求。协议一致性测试是国际上非常关注的、也是发展较快的一个研究领域。IEEE 802.16工作组制定的一致性标准共有下述四个:IEEE 802.16/Conformance01-2003IEEE 802.16/Conformance02-2003IEEE 802.16/ Conformance03-2004IEEE 802.16/ Conformance04-2006。这些标准目前已被IEEE 802.16工作组于不同时间给撤销了,其具体基本情况详见下表3中,包括标准的编号与名称、批准时间、发布时间与撤销时间等。

3IEEE 802.16的一致性类标准的基本情况

四、共存类标准情况

对于宽带无线接入(BWA)技术,解决共存问题是推动其发展的重要因素。共存是指BWA技术的网络和其它网络可以在相同的领域使用,充分发挥其效能而互不影响的理想状况。目前,IEEE 802.16工作组制定的共存类标准是IEEE 802.16.2,其第1个版本为IEEE 802.16.2-2001,其修订版本为IEEE 802.16.2-20042004年版本在2010325日又通过了复审。其具体基本情况详见下表4中,包括标准的编号与名称、批准时间与发布时间及标准状态等。

4IEEE 802.16的共存类标准的基本情况

五、网络性能测量类

宽带移动网络的用户(包括企业和政府等)缺乏可靠、可比的数据,无法根据其评估网络性能。此类数据对于确定整体网络质量并查明特定弱点(包括部署限制)可能非常有用。因此,IEEE 802.16工作组开发了有关移动宽带网络性能测量的标准IEEE 802.16.3《体系结构和移动宽带网络性能测量要求》,将从用户角度指定用于表征已部署的移动宽带网络性能的过程。它将指定度量标准和测试过程以及通信协议和数据格式,以允许基于网络的服务器协调、管理测试操作和数据收集,最终,该标准将提供一个表征和评估各种移动宽带网络性能的框架。但在2012830日被IEEE 802.16工作组宣布,该标准于201625日终止,并未发布。

六、IEEE 802.16的现行标准

由于IEEE 802.16工作组已被IEEE 802 LAN/MAN标准委员会宣布休眠,在复活前通常不会再有标准化活动,但其BWA技术的网络(WMAN)仍在全球应用,因此,其相应的IEEE 802.16标准仍然有效。根据上述介绍,IEEE 802.16的现行标准汇总于下表6中,已供知晓。

6IEEE 802.16的现行有效标准

另外,IEEE 802.16研究组主要制定的是WiMAXBWA)系统空中接口的PHYMAC标准。而WiMAX网络架构标准由WiMAX论坛负责制定。

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