任何一种新的无线技术从最初的概念到标准采纳再到实用产品似乎都有一个很长的过程。在经历了3G蜂窝电话、蓝牙、ZigBee、超宽带(UWB)和Wi-Fi(包括802.11n)技术的漫长发展周期之后，你必须思考是否系统的某个环节出现了什么问题。

当你深入研究之后，你会发现WiMAX正在顺利地向前发展。虽然它目前还不是一种完美的技术，但它填补了城域网(MAN)无线接入这一缝隙市场。如果WiMAX技术继续稳步向大量普及的方向发展，那么它肯定能找到与许多已部署的互补性无线和非无线系统共存的一席之地。

回归WiMAX

WiMAX微波接入的弱点是全球互操作性，但它是一种城域网技术，它可以在一个很大的物理区域内提供无线高速数据接入。WiMAX非常类似于Wi-Fi，关键的区别是：WiMAX的最大工作距离可达数英里，而Wi-Fi只有几百英尺。

WiMAX基于IEEE 802.16 MAN标准。早期版本的WiMAX技术主要用于10GHz-66GHz波段的视距(LOS)系统，该系统数据速率可达34到134Mbps，采用正交相移键控(QPSK)、16QAM(正交调幅)或64QAM，最远传输距离约3英里。而最近的版本更多的是基于802.16a，它们都定义了正交频分复用(OFDM)物理层，具有256个或2,048个子载波和1个单载波。

后来这些版本在2004年9月针对2GHz-11GHz范围非视距(NLOS)目标进行了修改和升级，并成为用于固定无线服务的802.16-2004标准。2005年12月批准的802.16e-2005标准主要针对移动服务，采用的是正交频分多址(OFDMA)技术，在3英里范围内最高的移动数据速率可达15Mbps。

图1：微型基站或微微基站(BX-3000)是Adaptix用于虚拟移动网络的WiMAX架构的核心。基带部分通过光缆与几个带MIMO天线的RF单元连接，BX-3000通过一条快速以太网链路与接入路由器后向连接。

起初WiMAX主要应用于高速互联网接入，它与有线电视和DSL供应商的已占主导地位的宽带系统有着直接的竞争关系，不过WiMAX最终胜出的可能性很高。基于WiMAX技术的宽带无线接入(BWA)以及类似的宽带无线系统已触手可及。

WiMAX还可作为一种可选的3G移动互联网接入技术，对于蜂窝电话基站或Wi-Fi接入点而言WiMAX是一种很好的低成本回传技术，有可能成为无线T1线路的一种更低成本的替代技术。

固定版本的WiMAX已经推出好几年了，但普及率仍很低，至少在美国是这样。WiMAX芯片和设备在全球其它地区卖得更多，不过这种状况有望发生改变。发展中国家以及仍有许多地区需要高速互联网覆盖的国家都在准备启用WiMAX。

这是因为WiMAX相比架空电缆或地下电缆，是一种传输速度更快、成本更低的宽带连接方法。建立于更多传统的有线本地服务之上且基于WiMAX的VoIP电话系统正越来越多。有许多国家正在利用WiMAX提供高速互联网接入，而且还提供电话服务，印度就是其中之一。

美国希望通过WiMAX向有线电视和DSL提供商未覆盖到的偏远乡村和小镇提供宽带服务，现在已经在一些地区开始实施了。南方贝尔正在密西西比州、田纳西州、路易斯安那州、乔治亚州的乡村对服务进行测试。

WiMAX设计用于2GHz-6GHz微波范围内的服务，在该范围内存在许可的和无需许可的频谱。其最高能力是在30英里范围内提供75Mbps的数据速率，不过实际使用中能否达到这种速率还不能确定。事实上，一般是通过建立一个覆盖半径为2-6英里的基站网络来部署WiMAX。总速度将在许多用户之间分享，大多数用户可获得1-3Mbps的固定数据速率，商业用户可以根据需要付费获得更快的速度。

WiMAX使用256 OFDM和自适应调制(二进制PSK、QPSK、16QAM和64QAM，具体取决于传输距离、噪声、多径条件等)，并在不同条件下提供不同的带宽(1.25MHz-20MHz)和数据速率。

就频谱而言，WiMAX没有具体规定，它可以使用当地任何可用的频谱。在全球范围内3.5GHz频段是最通用的，但在美国这一频段却被军方占用。因此在美国最可能使用的WiMAX频段是2.5GHz，在该频段内有很多可用的许可频段。虽然也可以用无需许可的5.8GHz频段，但这一频谱更多地是用于一些回传应用。

图2：Redline Communications公司的RedMAX WiMAX产品由RedMAX SU-I室内用户单元(左)、SU-0室外用户单元(右上角)和AN-100U基站(右下角)组成。该系列产品中适用于固定操作的产品已经通过了WiMAX论坛的认证。

移动WiMAX

移动版WiMAX是其最新版本，IEEE802.16e-2005于2005年12月获得批准。固定版本的WiMAX适用于客户终端调制解调器固定的应用场合，例如处于某个固定位置的机顶盒或笔记本电脑。移动版针对便携和移动设备。

采用移动版WiMAX的终端可以在移动速度达每小时75英里的轿车、火车或公共汽车中正常工作。为了满足移动操作要求，并提供蜂窝电话具有的漫游和自动切换功能，必须重新创建新的标准。移动版WiMAX标准以基本的固定WiMAX标准为基础，不过它采用OFDMA作为其调制/接入技术。新标准与固定WiMAX不兼容，但这似乎不是什么大问题。

任何移动无线系统都需要某种多用户接入方法。时分多址(TDMA)或码分多址(CDMA)可以与OFDM一起工作，但新标准使用的是OFDMA接入技术。多用户接入是通过给每个用户分配指定带宽中一部分或一组可用OFDM载波实现的。

在该标准中，子载波的总数量可以是128、512、1,024或2,048个。带宽中每个用户一般分配给64个子载波，也叫做一个子信道。子载波通常是连续的，但并非必须这样。如果采用类似蜂窝电话使用的3扇区基站天线，每个基站可以覆盖数百个移动用户。因为移动版本具有很强的灵活性和可靠性，一些专家认为它会成为固定或移动应用的事实性的WiMAX模式。

固定和移动WiMAX的主要问题，也是最让人担心的是这种技术能否提供它所承诺的服务。WiMAX是一种复杂的微波技术，终端间的视距非常重要，而通过使用OFDM还可以非视距情况下正常工作。当环境中存在对任何微波信号有害的多径条件时OFDM宽带调制方案也能可靠工作。

OFDM可以穿透树林吗？当环境不断快速变化时还能以适当速度保持连接吗？该标准设计时充分考虑了服务质量，因此所有人都希望它真的像宣传的那样好用。在部署时，一种2x2多输入/多输出(MIMO)特性(这是标准的一部分)有助于提供期望的可靠性。

WiMAX即将起飞

目前WiMAX处于即将被广泛采纳的阶段，相关的芯片和设备也已经准备好。不过，目前相关服务还很少见，虽然一些服务已在筹建中。

根据WiMAX论坛上的消息，在300个左右的成员中有一半是正在考虑或测试WiMAX的服务提供商。AT&T和南方贝尔已经在一些乡村地区部署WiMAX，毫无疑问他们将为当地的部分用户提供服务。

不只是贝尔公司对WiMAX感兴趣，Intel和摩托罗拉最近都宣布向Clearwire公司投入巨资。Clearwire是一家提供非WiMAX宽带无线服务的公司，现在它已经明确要转向WiMAX，在Intel的6亿美元和摩托罗拉的3亿美元资金支持下，转型应该不会太困难。该公司有望从明年开始在美国部分地区推广WiMAX。

Sprint Nextel最近也宣布了从明年开始建设一个WiMAX网络的计划。该公司将花10亿到30亿美元建设覆盖全美的移动WiMAX网络。一些分析师对Sprint公司的这一计划表示不解，因为这样做无疑会与该公司最近扩容过的3G蜂窝网络产生竞争，蜂窝网络服务与WiMAX宽带存在业务重叠。也许Sprint公司认为与自己竞争是一种更好的策略，因为它自己不这样做，别的公司也会这样做。

此外，Sprint公司在与其竞争对手，也即Cingular、Verizon和T-Mobile等公司角逐全美网络建设中也处于有利的地位，因为它之前已经拥有一些可用的2.5GHz频谱资源，而其它公司在联邦通信委员会(FCC)今年8月的频谱拍卖会上才竞标这一频谱资源。由于Sprint公司具有这方面的优势，其它公司也希望能借此机会赶上WiMAX潮流，Intel、摩托罗拉和三星将协助Sprint创建WiMAX系统。

WiMAX成功的关键

虽然有许多因素会影响WiMAX的成功，但大多数专家都认为可用频谱和竞争优势最重要。在全球大部分地区频谱资源越来越少，在美国更是紧张。3.5GHz频段除了美国外全球其它地方都是可用的，这对美国来说无疑是一个缺憾。

在2.5GHz频段内也有一些可用的频谱，这也正是Clearwire和Srpint计划使用的频谱。对大部分地区而言，该频谱是可用的，但其它一些地区禁用这一频谱，许多情况下这一频谱是空闲的。解决方案需要跟踪了解谁拥有这些频谱，然后试图买下来(或找到使用它的方法)。5.8GHz无需许可频谱也是可用的，但很少有服务提供商真正计划使用这段频谱(除了用于回传)。

WiMAX的最直接竞争来自3G蜂窝电话，包括cdma2000 EVDO和WCDMA HSDPA。这些标准只与移动版WiMAX竞争。现在用户可以购买到符合这些标准的笔记本电脑插卡，所有主要运营商都通过这种插卡向用户提供服务，但服务的价格有点贵。不过，它的确很好用，其平均速度可达700kbps-1Mbps，最高速度可达到2Mbps。

WiMAX论坛的测试表明，移动WiMAX具有更高的频谱效率，可以支持更多的用户，与目前的蜂窝电话数据服务相比，在每小时120公里(约每小时75英里)时速下可提供更高的数据速率。另外，覆盖同样面积所需要的基站数更少。

因此WiMAX能轻易胜出，而且目前它已经具备相当于3G花了十年才达到的功能。另外，3G无法提供与固定WiMAX相当的功能。诚然，WiMAX将会面临着一些竞争，不过它看起来更占上风，即使其它IEEE移动标准802.20在奋起直追，以及第三代移动通信伙伴项目(3GPP)在继续推进3G方面的长期演进(LTE)项目。

WiMAX还需要一年左右的时间才能迎来真正的曙光。固定WiMAX将主要用于机顶盒，而移动版WiMAX将最终完全嵌入到部分笔记本电脑、PCMCIA卡和USB软件狗中。基于WiMAX的VoIP蜂窝电话也有可能实现。这些产品和其它设备及服务将在2007年一一涌现，而2008年将是WiMAX迅猛发展的一年。

WiMAX主要供应商

Adaptix是OFDMA业务方面的先驱，因此它支持WiMAX技术是很自然的事。该公司最近发布了BX-3000 Micro基站和SX-300移动终端。Adaptix副总裁Byron Young相信，WiMAX移动基站的模型将会使用许多更低价格的微蜂窝或微微蜂窝(图1)。

BX-3000基站通过长达2km的光缆与带天线的多个RF模块连接，而移动终端(SC-300)则通过以太网连接笔记本。不久Adaptix公司还将推出更先进的MIMO用户终端。

模拟器件公司(ADI)目前还没有专门的WiMAX产品，但用不了多久你就可以看到了。另外，ADI已经开发出一种名为ADI/Q的特殊数字接口，这种数字接口位于WiMAX产品的RF前端和基带部分之间，今后可能成为一种标准。

ADI公司的目标是将模数转换器(ADC)和数模转换器(DAC)功能移植到RF芯片上，创建一个连接基带的全数字接口。该接口包括所有用于控制环路的功能，例如自动增益控制(AGC)、发送功率控制和RF校正。这样的设计可以提高互交换性和设备的易用性，并能简化实时软件控制。

Aperto公司的PacketMAX 100和300用户端设备(CPE)单元最近获得了WiMAX论坛的认证。该公司是获得这一认证的首批制造商之一。WiMAX论坛的Jeff Orr透露，目前为止只有少量产品获得了认证，不过已有许多产品在认证过程中。他预期2007年第一季度首批移动产品将得到认证。

富士通涉足WiMAX领域已经很长时间了，它的MB87M3550是一款兼容802.16-2004标准的系统级芯片(SoC)。该公司最近发布了它的移动WiMAX SoC和相关发展计划。富士通有望在2007年第一季度推出这款移动WiMAX SoC的样品。

Intel是主要的WiMAX支持者，正在WiMAX技术方面进行巨额投资。该公司也已推出用于固定WiMAX的数字基带芯片5116。Intel最近还发布了Rosedale 2芯片，可同时满足固定和移动WiMAX标准的基带要求，目前为止已经有10家重要的设备提供商在他们的下一代设备中选用了Rosedale 2。此外，值得期待的另外一款代号为Ofer的单芯片多频段Wi-Fi/WiMAX射频器件将进一步推进这两种无线技术在未来笔记本电脑中的集成。

Redline Communications公司是一家WiMAX器件和设备制造商，最近与Intel和系统集成商Nomad Digital合作在加州建设了一个WiMAX网络(图2)，该网络覆盖圣何塞到Palo Alto之间长约16英里的Caltrain通勤线。

火车上的旅客可以使用他们笔记本电脑中的Wi-Fi与一个标准的Wi-Fi路由器通信，接下来这个标准路由器利用WiMAX接入点进行回传。沿线共有7个WiMAX终端用于完成信号的切换和与服务器的后向连接。英国公司Nomad也已经成功建立了其它一些列车系统，并有望在本地和欧洲建立更多的网络。

TI公司是WiMAX芯片的主要供应商。除了TRF11xx、TRF12xx和TRF24xx等RF上/下变频器外，TI还提供TMS320TCI6482 1GHz DSP芯片和覆盖物理层功能的软件库。另外，TI还提供参考设计，并与多家合作伙伴一起提供强有力的支持。TI与Array-Comm合作支持MIMO智能天线技术，而且最近还与Wavesat合作进行5.8GHz Mini-PCI的设计。

FPGA制造商Xilinx公司也已进入WiMAX领域，其Vertex4-SX在实现WiMAX基带解决方案中很受欢迎，是WiMAX设计的灵活基础，因为目前的FPGA可以处理自适应调制/解调、前向纠错和其它编码、基站功率控制和OFDMA。Xilinx也提供参考设计。

未来展望

虽然市场上有许多的无线标准，但WiMAX弥补了一个特定的需求和缝隙市场。除了通常的互联网接入应用外，它还将在提供IPTV和VoIP等宽带业务方面取得成功，它还有可能成为一种先进的4G蜂窝电话技术。WiMAX未来将进入蜂窝电话、笔记本电脑和机顶盒等应用中。