2024年5月21日发(作者：撒贞芳)
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商、运营商等都积极地开展了ＩＰｖ６的研究
与开发。我国于２００３年启动了ＣＮＧＩ项
战。在对当前技术和市场需求了解以及对
ＩＰｖ６、３Ｇ等技术发展趋势深刻把握的基础
目，以进一步推动ＩＰｖ６网络的商用建设。
据信息产业部２００５年底的统计数字表
上，我们需要在建设ＩＰｖ６商用网之前，积累
足够的ＩＰｖ６网络建设和运营经验，以便为
移动互联网向ＩＰｖ６迁移做好准备。同时，
Ｐｖ６的３Ｇ网络和顺利将现有的
明，我国的移动电话用户数已突破３．９亿
建设基于Ｉ
户，可以想象，如果中国的移动用户在开始
使用３Ｇ服务时，需要的Ｐ地址数量将是如
何的巨大。因此，中国在建设３Ｇ时，使用
ＩＰｖ６将是最好的选择。
但是，移动ＩＰｖ６的应用还面临多方面
我们还应该时刻关注ＩＰｖ６的发展动态，进
行多方合作。包括与设备制造商、家电厂商、
应用开发商、国外相关组织、制造商和运营
商等等进行良好的合作，以开发出最适应
ＩＰｖ６发展的应用。
因素（如技术、成本、经济、应用等等）的挑
ＩＥＥＥ８０２系列宽带无线接入标准简介
李 拮 宋旭刚 陈 霞
（北京交通大学现代通信研究所 北京 １０００Ａ．Ａ．－）
摘要：随着Ｉｎｔｅｍｅｔ、和数据通信产业的迅速发展，宽带无线接入（ＢＷＡ）成为当前通信业
界的讨论热点。本文结合最新的技术发展状况，重点介绍ＩＥＥＥＳ０２系列宽带无线接入标
准，并从覆盖范围、工作频率、移动性等六个方面对进行比较。
关键字：宽带无线接入，蓝牙，ＵＷＢ，ＷｉＭＡＸ，异构无线网
１、引言
业务接入的可能，缩短了工程项目的时间，
节约了管道线路的投资，还可以同时解决多
随着Ｉｎｔｅｍｅｔ的迅速发展和个人对数
的发展呈现三大趋势：无线化、宽带化和Ｐ
据通信需求的快速增长，全球通信产业技术
种业务的接入，并且可以根据业务量的大小
灵活调整带宽，方便进行扩容和改造。对用
户来说，不管身在何处，只要有宽带无线接
务。
２、ｍ 系列宽带无线接入标准
・
化，宽带无线接入（ＢＷＡ）技术自然也成为
无线接入不需要专门进行管道线路的铺设，
为一些无法铺设光缆或电缆的区域提供了
当前业界的讨论热点。对运营商来说，宽带 入网覆盖，就能享受其提供的高速，低价服
６９・
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在ＩＥＥＥ８０２协议家族中，涉及宽带无
线接入的有８０２．１ｌ、８０２．１５、８０２．１６和８０２．
到１００ｍ以内，再到城市范围覆盖，再到极
大范围覆盖。下面按覆盖范围从小到大逐
２０。以覆盖范围的大小进行区分（如图ｌ
一
进行比较。
所示），这四个子标准覆盖范围由１０ｍ以内
图１ ＩＥＥＥ８０２系列宽带无线接入标准
２．１短距无线通信ＩＥＥＥ８０２．１５ 网络。
准确地说，ＩＥＥＥ８０２．１５致力于个人区
ＩＥＥＥ８０２．１５．３ ＵＷＢ标准的目标在于
域网络（ＰＡＮ）的标准化，其目的是使人们 更高的数据传输速率，低成本和低电能消
的便携装置随时接入网络。８０２．１５协议分
耗，同时还与蓝牙兼容。ＵＷＢ使用３．
为５个标准：８０２．１５．１是蓝牙标准；８０２．
１ＧＨｚ一１０．６ＧＨｚ这一宽频段，用上升沿和
１５．２解决了蓝牙与ｗｉ—Ｆｉ共存于２．４Ｇ频
下降沿都很陡的基带脉冲直接通信，所以又
段的互干扰问题；８０２．１５．３是超宽带
称为基带传输（Ｂａｓｅｂａｎｄ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）或无
（ＵＷＢ）标准；８０２．１５．４是特别的节点技术 载波（Ｃａｒｒｉｅｒｌｅｓｓ）技术。由于其宽广的频
和低复杂度方案（ＺｉｇＢｅｅ）；８０２．１５．５定位
谱，ＵＷＢ可用于精确测距、金属探测、新一
在Ｍｅｓｈ网的ＭＡＣ层，具体标准还在制定
代ＷＬＡＮ和无线通信。ＩＥＥＥ８０２．１５．３
中。
ＵＷＢ设备的发射功率不到１ｍｗ，有效距离
ＩＥＥＥ８０２．１５．１标准是由ＩＥＥＥ与蓝牙
ｌＯｒｅ，传输速度达到５４０Ｍｂｐｓ。低发射功率
ＳＩＧ合作共同完成的。源于蓝牙ｖ１．１版的
意味着设备的低能耗，并且使得发射功率降
ＩＥＥＥ ８０２．１５．１标准已于２００２年４月１５日
低到背景噪声的水平，可以与其它无线系统
由ＩＥＥＥ的标准部门（ＩＥＥＥ—ＳＡ）批准成为
互不干扰地并存。
一
个正式标准，它可以同蓝牙ｖ１．１完全兼
ＺｉｇＢｅｅ是一组基于ＩＥＥＥ８０２．１５．４无
容。ＩＥＥＥ ８０２．１５．１在２．４Ｇ频段上提供 线标准研制开发的有关组网、安全和应用软
７２０ｋｂｐｓ的速率，支持点对点和点对多点连
件方面的技术。ＩＥＥＥ８０２＋１５．４仅处理低级
接，一台主机可以与七个从设备通信，若干
物理层和ＭＡＣ层协议，而ＺｉｇＢｅｅ联盟对其
个蓝牙网络以平等散布网络形式互连，网间 网络层协议和ＡＰＩ（应用程序接口）进行了
设备以主从方式工作。ＩＥＥＥ ８０２．１５．１设
标准化。ＺｉｇＢｅｅ使用８６８ＭＨｚ／９１５ＭＨｚ／２．
备的发射功率小于ｌＯＯｍＷ且成本较低，很
４ＧＨｚ频段，只需要 Ｗ级的发射功率，低功
容易内嵌到电子设备中去，有利于组建家庭 耗状态下的设备可以凭两节ＡＡ型５号电
・
７０・
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池工作６个月。ＺｉｇＢｅｅ传输速度为２０Ｋｂｐｓ
一
２５０Ｋｂｐｓ，虽然不算快，但传送距离可远达
７５ｍ。一个ＺｉｇＢｅｅ网可以挂接２５６台设备，
远大于蓝牙的８台，支持点对点连接也支持
点对多点连接，还可以采用集群和网状网
络。
２．２无线局域网ＩＥＥＥ８０２．１１
ＩＥＥＥ ８０２．１ １是在１９９７年由许多局域
网和计算机专家审定通过的标准。ＩＥＥＥ
８０２．１１无线局域网工作在２．４ＧＨｚ频段，这
一
频段在全球被定义为扩频使用频段。
１９９９年８月，８０２．１１标准得到了进一步的
完善和修订，包括用一个基于简单网管协议
（ＳＮＭＰ）的管理信息库（ＭＩＢ）来取代原来
基于ＯＳＩ协议的ＭＩＢ，采用直接序列扩频
（ＤＳＳＳ）和跳频扩频技术（ＦＨＳＳ）。另外还
增加了两项内容，一是８０２．１ｌａ标准，它扩
充了标准的物理层，频段为５ＧＨｚ，传输速率
为６Ｍｂｐｓ￣５４Ｍｂｐｓ，采用正交频分复用
（ＯＦＤＭ）技术，可提供２５Ｍｂｐｓ的无线ＡＴＭ
接口和１０Ｍｂｐｓ的以太网无线帧结构接口，
并支持语音、数据、图像业务。这样的速率
完全能满足室内、室外的各种应用场合。另
一
种是８０２．１ １ ｂ标准（Ｗｉ—Ｆｉ），在２．４ＧＨｚ
频段，采用直接序列扩频（ＤＳＳＳ）技术和补
偿编码键控（ＣＣＫ）调制方式。该标准可提
供１１Ｍｂｐｓ的数据速率，还能够根据情况的
变化，在１１ Ｍｂｐｓ、５．５Ｍｂｐｓ、２ Ｍｂｐｓ、１Ｍｂｐｓ
之间自动切换。８０２．１ｌｂ从根本上改变无
线局域网设计和应用现状，扩大了无线局域
网的应用领域，现在，大多数厂商生产的无
线局域网产品都基于该标准。由于８０２．
１１ａ与８０２．１１ｂ不兼容，所以８０２．１１ｇ出现
了，它可以实现ｌ１Ｍｂｐｓ传输速率，保持对
８０２．１ １ ｂ兼容，又可以实现５４Ｍｂｐｓ高传输
速率。８０２．１１系列标准比较如表１。
２００６年１月，高速下一代Ｗｉ—Ｆｉ标准
８０２．１１ｎ草案通过。８０２．１１ｎ协议标准大大
提高了无线网络的传输速度，ＥＷＣ（增强无
线联盟）声明，新标准利用多输人多输出
（ＭＩＭＯ）技术使传输速度达到６００Ｍｂｐｓ。
该标准还适用ＩＰ电话和视频播放这类大量
消耗带宽的服务。２００６年１月２３日，有线
和无线宽带通信半导体世界领先厂商
Ｂｒｏａｄｃｏｍ宣布新的无线局域网Ｉｎｔｅｎｓｉ—ｆｉ
（ｔｍ）系列芯片组投入市场，这是第一款经
过精心设计并遵循ＩＥＥＥ ８０２．１ １ ｎ草案规范
的产品。２００６年３月７日，全球成长型商
用网络专家与无线网络先锋美国网件
（ＮＥＴＧＥＡＲ（ｒ））宣布，公司将推出基于
ＩＥＥＥ ８０２．１１ｎ草案规范的无线局域网产
品。这些新产品预计将于２００６年上半年上
市。
２．３无线城域网ＩＥＥＥ８０２．１６
ＩＥＥＥ ８０２．１６标准定义了ＩＥＥＥ Ｗｉｒｅ—
ｌｅｓｓ ＭＡＮ空中接口规范，由于它所规定的
无线系统覆盖范围在公里（ｋｍ）量级，因此
主要应用于城域网（ＭＡＮ）。
根据使用频段的不同，８０２．１６系统应
用可分为视距（ＬＯＳ）和非视距（ＮＬＯＳ）两
种。其中，ＮＬＯＳ使用２—１１ ＧＨｚ许可和免
许可频段，该频段波长较长，适合非视距传
播，但会存在较强的多径效应，而且免许可
频段还存在干扰问题，所以系统采用了在抵
抗多径效应、频率选择性衰落和窄带干扰上
有明显优势的ＯＦＤＭ调制，多址方式为
ＯＦＤＭＡ。而１０－－－６６ＧＨｚ许可频段采用单载
波调制，由于频段较高，故工作波长短，可以
忽略多径效应，能够允许使用较大的带宽，
有能力在上下行信道提供非常高的容量，应
・
７１・
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用于视距范围传输。
表１ ８０２．１１系列标准
８０２．１ｌ ８０２．１ｌ盘 ８Ｏ２．１ｌｂ ８０２．１ｌｇ
使用频段 ２．４Ｉ钮ｚ ５（ｍｚ ２．４（ｍｚ ２．４ＧＨｚ
信道问隔 ２５ⅫｚＤＳＳＳ ２０Ｍ ２５Ⅻｚ ２５瑚ｚ
ｌＭ口｝Ｉｚ阳ＳＳ
最大速率 ２Ｍｂｐｓ ５４Ｍｂｐｓ １１Ｍｂｐｓ ５４Ｍｂｐｓ
关键技术 ＤＳＳＳ／ＦＨＳＳ ＯＦＤＭ ＤＳＳＳ／ＣＣＫ ＯＦＤｈ ＣＫ，王’ＢＣＣ
（ＰＢＣＣ：分组二进制卷积码）
根据是否支持移动特性，８０２．１６标准
２００６年２月２８日，形成了最终出版物。
又可分为固定宽带无线接入空中接１３标准
ＩＥＥＥ８０２．１６的后续系列协议如８０２．
（主要指ＩＥＥＥＳ０２．１６ｄ）和移动宽带无线接
１６ｆ、８０２．１６ｇ还在草案发展过程中，８０２．
人空中接１３标准（主要指ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ）。
１６ｈ、８０２．１６ｉ也处在前草案阶段。８０２．１６
８０２．１６ｄ是２００３年１月颁布的８０２．
系列空中接口特征比较如表２。
１６ａ的增强。８０２．１６ａ主要是为工作在２～
ＷｉＭｈＸ（全球微波接入互操作性）是基
１１ＧＩ－Ｉｚ频段的非视距宽带固定接入系统设
于ＩＥＥＥ８０２．１６技术的，最高可以提供
计的，覆盖范围通常为１０公里以内，最远可
７４Ｍｂｐｓ的传输速率，单基站覆盖范围最大
达５０公里。另外，８０２．１６ａ的ＭＡＣ层提供
可达４８ｋｍ。ＷｉＭＡＸ组织成立于２００１年４
了ＱｏＳ保证机制，可支持语音和视频等实
月９日，是一个由业界领先的通信产品及设
时性业务。而８０２．１６ｄ对１０－－－６６ＧＨｚ频段
备公司共同建立的非盈利组织。该组织旨
和＜１１ＧＩ－Ｉｚ频段的固定宽带无线接人空中
在对基于ⅢＥＥ ８０２．１６标准和ＥＴＳＩ Ｈｉｐｅｒ－
接口的物理层和ＭＡＣ层进行了详细规定，
ＭＡＮ标准的宽带无线接入产品进行一致性
定义了支持多种业务类型的固定宽带无线
和互操作性认证。通过ＷｉＭＡＸ认证的产
接入系统的ＭＡＣ层和相对应的多个物理层
品会拥有“ＷｉＭＡＸ Ｃｅｒｔｉｉｆｅｄ”标识。ＷｉＭＡＸ
标准。理论上，８０２．１６ｄ在２０ＭＨｚ载波内
组织与ＩＥＥＥ８０２．１６之间有着非常紧密的
速率最高可达７５Ｍｂｐｓ。８０２．１６ｄ标准于
联系与合作，同时又有着分工的不同，后者
２００４年６月２３日正式通过。
是标准的制定者，而前者是标准的推动者。
ＩＥＥＥＳ０２．１６ｅ支持１２０ｋｍ／ｈ移动车速，
２．４ ＩＥＥＥ８０２．２０
同时向下兼容８０２．１６ｄ。８０２．１６ｅ标准规定
ＥＥＥ８０２．２０是由ＩＥＥＥ８０２标准委员会
了支持基站或扇区间高层切换的功能，其
于２００２年１２月成立的关于移动宽带无线
ＭＡＣ层对移动性的支持很好。制定８０２．
接入技术的标准制定工作组，致力于为移动
１６ｅ标准的目的，是希望能够提出一种既能
用户开发一个支持在３ＧＩ－Ｉｚ频段进行高速、
提供高速数据业务又使用户具有移动性的
高可靠性无线数据传输的标准。ＩＥＥＥＳ０２．
宽带无线接入解决方案。２００５年１０月１４
２０工作组给出了面向高效口报文传输业
日，最新发布了８０２．１６ｅ草案１２，并于２００５
务的移动宽带无线接入空中接１２规范，包括
年ｌ２月７日被ＩＥＥＥ标准委员会批准。
物理层和ＭＡＣ层标准。
・
７２・
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表２ ８０２．１６系列各空中接口标准特征
８０２．１６ ８０２．１６ａ ８０２．１６ｄ ８０２．１６ｅ
标准情况
使用频段
２００１．１２正式发布
１０
—
２００３．１正式发布
＜１１ＧＨＺ
２００４．６．２３获批
１０ ６６ＧＨｚ
＜１１ＧＨｚ
２００６．２．２８发布
＜６ＧＨｚ ６６ＧＨｚ
信道条件
固定／移动
信道带宽
视距
固定
２５／２８Ｍ＿Ｈｚ
非视距
固定
１．２５～２ＯＭＨｚ
视距＋非视距
固定
１．２５～２ＯＭＨｚ
非视距
移动＋漫游
１．２５—２０ＭＨｚ
传输速率 ３２—１３４Ｍｂｐｓ
（带宽２８ＭＨｚ）
约７５Ｍｂｐｓ
（带宽２０ＭＨｚ）
约７５Ｍｂｐｓ
（带宽２０ＭＨｚ）
约１５ Ｍｂｐｓ
（带宽５ＭＨｚ）
额定小区半径 ＜５ｋｍ ５～１０ｋｍ ５—１５ｋｍ 几ｋｍ
ＩＥＥＥ８０２．２０工作在３．５ＣＨｚ以下许可
不问断的Ｉｎｔｅｍｅｔ连接，并能够在ＷＭＡＮ和
ＷＬＡＮ之间漫游和切换，支持ＩＰｖ４和ＩＰｖ６，
频段，是一种基于ＩＰ数据包的接入网络，适
合于移动无线Ｉｎｔｅｍｅｔ分组ＩＰ数据传输的
移动宽带无线接人系统，支持的用户数据速
率和有效用户数以及频谱效率均大于现有
可以提供核心网级别的端对端ＱｏＳ保障，
各个网路实体之间的接口也是公开的，用户
可以在不同小区和扇区间实现无缝切换。
３、几种标准的比较
移动通信系统，覆盖范围也到了广域网，支
持２５０ｋｍ／ｈ高移动性车载通信。ＩＥＥＥ８０２．
２０初步设计为具有很高频谱效率，可以对
实时业务和非实时业务实现透明传输，提供
ＩＥＥＥ８０２系列宽带无线接人标准比较
如表３所示。
表３ ＩＥＥＥ８０２系列宽带无线接入标准比较
ＩＥＥＥ８０２．１１ ＩＥＥＥ８０２．１５ ＩＥＥＥ８０２．１６ｄ ＩＥＥＥ８Ｏ２．１６ｅ ＩＥＥＥ８０２．２０
覆盖范围 １５０ｍ（１ｌｂ） ＜ｌＯｒｅ
１００
ｍ（１ｌａ）
２．４ＧＨｚ ２．４ＧＨｚ（蓝牙）
５
—
１５ｋｍ 几ｋｍ 十几ｋｍ
２－１ＩＧＨｚ许可 ＜６ＧＨｚ许可频 ＜３．５ＧＨｚ许
工作频率 ５ＧＨｚ
移动性 无
个人用户
企业用户
暂不具备
３，１—１０．６ＧＨｚ免许 或免许可频段 段
可频段（ＵＷＢ）
无
个人用户
可频段
业务定位
ＱｏＳ支持
无 车速 ２５０ｋｍ／ｈ
中小企业数据 个人用户 高速移动数
接入，无线传输 宽带移动数据 据业务
业务为主
８０２．１５．１ａ添Ｑｏｓ 具备 具备 具备
大部分已制 大部分仍在制定 ２００４年６月，标 ２００６年２月２８ 制定过程中
标准化程度 定，少部分制 中，蓝牙协议完成 准化 日形成最终出
定中 版物
７３・
・
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从上表可以看出，ＩＥＥＥ８０２系列宽带无
商业运营奠定基础。
线接入标准在不同的覆盖范围内发挥着不
４、总结
同的作用。ＷＬＡＮ目前应用较多，也比较成 宽带无线接入是近一段乃至未来一段
熟，如公司、校园基本上都有ＷＬＡＮ的覆
时间的研究热点。除开上面讨论的
盖，现在正朝着更高速率的方向迈进。低功
ＩＥＥＥ８０２系列标准，还有多种宽带无线接人
率、低成本ＷＰＡＮ适合内嵌到很多的终端
技术，诸如多路微波分配系统（ＭＭＤＳ）、本
设备中，组建家庭网络，作为ＷＬＡＮ的有效
地多点分配系统（ＬＭＤＳ）、无线光接人
补充。而随着ＷＬＡＮ热点的快速增加，用
（ＦＳＯ）、卫星接入等。可以预见的是，随着
户通常希望在离开热点区后延伸服务连接， ＩＰ技术的进一步推广、固定网络分组化进
８０２．１６ｅ的出现就是解决这类用户的需求， 程的推动、固定网络和无线网络升级换代需
使其离开家中或办公场所得ＷＬＡＮ热点地 求的增加，各个标准宽带无线接人技术将演
区后仍可以保持与无线ＩＳＰ网络的连接，甚
进并相互渗透，逐渐实现接人网的融合。但
至可以方便地接入另一个城市的另一家无 在各个网络融合之前，必将经历网络异构的
线ＩＳＰ。而８０２．２０与８０２．１６ｅ虽然都是具
过程，ＩＥＥＥ８０２．２１工作组的任务就是制定
有移动性的宽带无线接人，有相似性，但是
上述异构网之间的切换和互操作标准。如
８０２．２０能达到更高的移动速率，能提供比
何在异构网络体系结构上找到或者构造出
８０２．１６ｅ更好的接人功能，而８０２．２０的市
共有的通信层次，如何在异构无线网中保证
场定位与３Ｇ相似。预期８０２．１６ｅ会比
ＱｏＳ，以及如何在异构无线网中进行移动性
８０２．２０更快的投入商用，为今后８０２．２０的
管理都是下一步研究的课题。
参考文献
１．Ｎｉｃｏｌａｓ Ｆｏｕｒｔｙ，Ｔｈｉｅｒｒｙ Ｖａｌ，Ｐｈｉｌｉｐｐｅ Ｆｒａｉｓｓｅ，Ｊｅａｎ—Ｊａｃｑｕｅｓ Ｍｅｒｃｉｅｒ，“Ｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅ ａ—
ｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｎｅｗ ｈｉ．ｇｈ ｄａｔａ ｒａｔｅ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｐｉｅｓ￣Ｆｒｏｍ Ｗｉ—Ｆｉ ｔｏ ＷｉＭＡＸ ，
ＩＣＡＳ—ＩＣＮＳ ２ｏｏ５．
２．Ｃ．Ｅｋｌｕｎｄ，ｅｔ ａ１．，“ＩＥＥＥ Ｓｔａｎｄａｒｄ ８０２．１６：Ａ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｏｖｅｒｖｉｅｗ ｏｆ ｔｈｅ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ．
ＭＡＮ”Ａｉｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｆｏｒ Ｂｒｏａｄｂａｎｄ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ａｃｃｅｓｓ，”ＩＥＥＥ Ｃｏｍｍｕｎ．Ｍａｇ．，Ｊｕｎｅ ２００２，９８—
１０７．
３．Ｇ．Ｒｏｂｅｒｔｏ Ａｉｅｌｌｏ ａｎｄ Ｇｅｒａｌｄ Ｄ．Ｒｏｇｅｒｓｏｎ，“Ｕｌｔｒａ—ｗｉｄｅｂａｎｄ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｓｙｓｔｅｍｓ”，ＩＥＥＥ
Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ｍａｇａｚｉｎｅ，Ｖｏ１．４，Ｉｓｓｕｅ ２，Ｊｕｎｅ ２００３，３６—４７．
４．王硕，“宽带无线接入技术”，《信息技术与标准化》，２００３年９月．
５．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｅｅｅ８０２．ｏｒｇ
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2024年5月21日发(作者：撒贞芳)
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商、运营商等都积极地开展了ＩＰｖ６的研究
与开发。我国于２００３年启动了ＣＮＧＩ项
战。在对当前技术和市场需求了解以及对
ＩＰｖ６、３Ｇ等技术发展趋势深刻把握的基础
目，以进一步推动ＩＰｖ６网络的商用建设。
据信息产业部２００５年底的统计数字表
上，我们需要在建设ＩＰｖ６商用网之前，积累
足够的ＩＰｖ６网络建设和运营经验，以便为
移动互联网向ＩＰｖ６迁移做好准备。同时，
Ｐｖ６的３Ｇ网络和顺利将现有的
明，我国的移动电话用户数已突破３．９亿
建设基于Ｉ
户，可以想象，如果中国的移动用户在开始
使用３Ｇ服务时，需要的Ｐ地址数量将是如
何的巨大。因此，中国在建设３Ｇ时，使用
ＩＰｖ６将是最好的选择。
但是，移动ＩＰｖ６的应用还面临多方面
我们还应该时刻关注ＩＰｖ６的发展动态，进
行多方合作。包括与设备制造商、家电厂商、
应用开发商、国外相关组织、制造商和运营
商等等进行良好的合作，以开发出最适应
ＩＰｖ６发展的应用。
因素（如技术、成本、经济、应用等等）的挑
ＩＥＥＥ８０２系列宽带无线接入标准简介
李 拮 宋旭刚 陈 霞
（北京交通大学现代通信研究所 北京 １０００Ａ．Ａ．－）
摘要：随着Ｉｎｔｅｍｅｔ、和数据通信产业的迅速发展，宽带无线接入（ＢＷＡ）成为当前通信业
界的讨论热点。本文结合最新的技术发展状况，重点介绍ＩＥＥＥＳ０２系列宽带无线接入标
准，并从覆盖范围、工作频率、移动性等六个方面对进行比较。
关键字：宽带无线接入，蓝牙，ＵＷＢ，ＷｉＭＡＸ，异构无线网
１、引言
业务接入的可能，缩短了工程项目的时间，
节约了管道线路的投资，还可以同时解决多
随着Ｉｎｔｅｍｅｔ的迅速发展和个人对数
的发展呈现三大趋势：无线化、宽带化和Ｐ
据通信需求的快速增长，全球通信产业技术
种业务的接入，并且可以根据业务量的大小
灵活调整带宽，方便进行扩容和改造。对用
户来说，不管身在何处，只要有宽带无线接
务。
２、ｍ 系列宽带无线接入标准
・
化，宽带无线接入（ＢＷＡ）技术自然也成为
无线接入不需要专门进行管道线路的铺设，
为一些无法铺设光缆或电缆的区域提供了
当前业界的讨论热点。对运营商来说，宽带 入网覆盖，就能享受其提供的高速，低价服
６９・
维普资讯
在ＩＥＥＥ８０２协议家族中，涉及宽带无
线接入的有８０２．１ｌ、８０２．１５、８０２．１６和８０２．
到１００ｍ以内，再到城市范围覆盖，再到极
大范围覆盖。下面按覆盖范围从小到大逐
２０。以覆盖范围的大小进行区分（如图ｌ
一
进行比较。
所示），这四个子标准覆盖范围由１０ｍ以内
图１ ＩＥＥＥ８０２系列宽带无线接入标准
２．１短距无线通信ＩＥＥＥ８０２．１５ 网络。
准确地说，ＩＥＥＥ８０２．１５致力于个人区
ＩＥＥＥ８０２．１５．３ ＵＷＢ标准的目标在于
域网络（ＰＡＮ）的标准化，其目的是使人们 更高的数据传输速率，低成本和低电能消
的便携装置随时接入网络。８０２．１５协议分
耗，同时还与蓝牙兼容。ＵＷＢ使用３．
为５个标准：８０２．１５．１是蓝牙标准；８０２．
１ＧＨｚ一１０．６ＧＨｚ这一宽频段，用上升沿和
１５．２解决了蓝牙与ｗｉ—Ｆｉ共存于２．４Ｇ频
下降沿都很陡的基带脉冲直接通信，所以又
段的互干扰问题；８０２．１５．３是超宽带
称为基带传输（Ｂａｓｅｂａｎｄ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）或无
（ＵＷＢ）标准；８０２．１５．４是特别的节点技术 载波（Ｃａｒｒｉｅｒｌｅｓｓ）技术。由于其宽广的频
和低复杂度方案（ＺｉｇＢｅｅ）；８０２．１５．５定位
谱，ＵＷＢ可用于精确测距、金属探测、新一
在Ｍｅｓｈ网的ＭＡＣ层，具体标准还在制定
代ＷＬＡＮ和无线通信。ＩＥＥＥ８０２．１５．３
中。
ＵＷＢ设备的发射功率不到１ｍｗ，有效距离
ＩＥＥＥ８０２．１５．１标准是由ＩＥＥＥ与蓝牙
ｌＯｒｅ，传输速度达到５４０Ｍｂｐｓ。低发射功率
ＳＩＧ合作共同完成的。源于蓝牙ｖ１．１版的
意味着设备的低能耗，并且使得发射功率降
ＩＥＥＥ ８０２．１５．１标准已于２００２年４月１５日
低到背景噪声的水平，可以与其它无线系统
由ＩＥＥＥ的标准部门（ＩＥＥＥ—ＳＡ）批准成为
互不干扰地并存。
一
个正式标准，它可以同蓝牙ｖ１．１完全兼
ＺｉｇＢｅｅ是一组基于ＩＥＥＥ８０２．１５．４无
容。ＩＥＥＥ ８０２．１５．１在２．４Ｇ频段上提供 线标准研制开发的有关组网、安全和应用软
７２０ｋｂｐｓ的速率，支持点对点和点对多点连
件方面的技术。ＩＥＥＥ８０２＋１５．４仅处理低级
接，一台主机可以与七个从设备通信，若干
物理层和ＭＡＣ层协议，而ＺｉｇＢｅｅ联盟对其
个蓝牙网络以平等散布网络形式互连，网间 网络层协议和ＡＰＩ（应用程序接口）进行了
设备以主从方式工作。ＩＥＥＥ ８０２．１５．１设
标准化。ＺｉｇＢｅｅ使用８６８ＭＨｚ／９１５ＭＨｚ／２．
备的发射功率小于ｌＯＯｍＷ且成本较低，很
４ＧＨｚ频段，只需要 Ｗ级的发射功率，低功
容易内嵌到电子设备中去，有利于组建家庭 耗状态下的设备可以凭两节ＡＡ型５号电
・
７０・
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池工作６个月。ＺｉｇＢｅｅ传输速度为２０Ｋｂｐｓ
一
２５０Ｋｂｐｓ，虽然不算快，但传送距离可远达
７５ｍ。一个ＺｉｇＢｅｅ网可以挂接２５６台设备，
远大于蓝牙的８台，支持点对点连接也支持
点对多点连接，还可以采用集群和网状网
络。
２．２无线局域网ＩＥＥＥ８０２．１１
ＩＥＥＥ ８０２．１ １是在１９９７年由许多局域
网和计算机专家审定通过的标准。ＩＥＥＥ
８０２．１１无线局域网工作在２．４ＧＨｚ频段，这
一
频段在全球被定义为扩频使用频段。
１９９９年８月，８０２．１１标准得到了进一步的
完善和修订，包括用一个基于简单网管协议
（ＳＮＭＰ）的管理信息库（ＭＩＢ）来取代原来
基于ＯＳＩ协议的ＭＩＢ，采用直接序列扩频
（ＤＳＳＳ）和跳频扩频技术（ＦＨＳＳ）。另外还
增加了两项内容，一是８０２．１ｌａ标准，它扩
充了标准的物理层，频段为５ＧＨｚ，传输速率
为６Ｍｂｐｓ￣５４Ｍｂｐｓ，采用正交频分复用
（ＯＦＤＭ）技术，可提供２５Ｍｂｐｓ的无线ＡＴＭ
接口和１０Ｍｂｐｓ的以太网无线帧结构接口，
并支持语音、数据、图像业务。这样的速率
完全能满足室内、室外的各种应用场合。另
一
种是８０２．１ １ ｂ标准（Ｗｉ—Ｆｉ），在２．４ＧＨｚ
频段，采用直接序列扩频（ＤＳＳＳ）技术和补
偿编码键控（ＣＣＫ）调制方式。该标准可提
供１１Ｍｂｐｓ的数据速率，还能够根据情况的
变化，在１１ Ｍｂｐｓ、５．５Ｍｂｐｓ、２ Ｍｂｐｓ、１Ｍｂｐｓ
之间自动切换。８０２．１ｌｂ从根本上改变无
线局域网设计和应用现状，扩大了无线局域
网的应用领域，现在，大多数厂商生产的无
线局域网产品都基于该标准。由于８０２．
１１ａ与８０２．１１ｂ不兼容，所以８０２．１１ｇ出现
了，它可以实现ｌ１Ｍｂｐｓ传输速率，保持对
８０２．１ １ ｂ兼容，又可以实现５４Ｍｂｐｓ高传输
速率。８０２．１１系列标准比较如表１。
２００６年１月，高速下一代Ｗｉ—Ｆｉ标准
８０２．１１ｎ草案通过。８０２．１１ｎ协议标准大大
提高了无线网络的传输速度，ＥＷＣ（增强无
线联盟）声明，新标准利用多输人多输出
（ＭＩＭＯ）技术使传输速度达到６００Ｍｂｐｓ。
该标准还适用ＩＰ电话和视频播放这类大量
消耗带宽的服务。２００６年１月２３日，有线
和无线宽带通信半导体世界领先厂商
Ｂｒｏａｄｃｏｍ宣布新的无线局域网Ｉｎｔｅｎｓｉ—ｆｉ
（ｔｍ）系列芯片组投入市场，这是第一款经
过精心设计并遵循ＩＥＥＥ ８０２．１ １ ｎ草案规范
的产品。２００６年３月７日，全球成长型商
用网络专家与无线网络先锋美国网件
（ＮＥＴＧＥＡＲ（ｒ））宣布，公司将推出基于
ＩＥＥＥ ８０２．１１ｎ草案规范的无线局域网产
品。这些新产品预计将于２００６年上半年上
市。
２．３无线城域网ＩＥＥＥ８０２．１６
ＩＥＥＥ ８０２．１６标准定义了ＩＥＥＥ Ｗｉｒｅ—
ｌｅｓｓ ＭＡＮ空中接口规范，由于它所规定的
无线系统覆盖范围在公里（ｋｍ）量级，因此
主要应用于城域网（ＭＡＮ）。
根据使用频段的不同，８０２．１６系统应
用可分为视距（ＬＯＳ）和非视距（ＮＬＯＳ）两
种。其中，ＮＬＯＳ使用２—１１ ＧＨｚ许可和免
许可频段，该频段波长较长，适合非视距传
播，但会存在较强的多径效应，而且免许可
频段还存在干扰问题，所以系统采用了在抵
抗多径效应、频率选择性衰落和窄带干扰上
有明显优势的ＯＦＤＭ调制，多址方式为
ＯＦＤＭＡ。而１０－－－６６ＧＨｚ许可频段采用单载
波调制，由于频段较高，故工作波长短，可以
忽略多径效应，能够允许使用较大的带宽，
有能力在上下行信道提供非常高的容量，应
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用于视距范围传输。
表１ ８０２．１１系列标准
８０２．１ｌ ８０２．１ｌ盘 ８Ｏ２．１ｌｂ ８０２．１ｌｇ
使用频段 ２．４Ｉ钮ｚ ５（ｍｚ ２．４（ｍｚ ２．４ＧＨｚ
信道问隔 ２５ⅫｚＤＳＳＳ ２０Ｍ ２５Ⅻｚ ２５瑚ｚ
ｌＭ口｝Ｉｚ阳ＳＳ
最大速率 ２Ｍｂｐｓ ５４Ｍｂｐｓ １１Ｍｂｐｓ ５４Ｍｂｐｓ
关键技术 ＤＳＳＳ／ＦＨＳＳ ＯＦＤＭ ＤＳＳＳ／ＣＣＫ ＯＦＤｈ ＣＫ，王’ＢＣＣ
（ＰＢＣＣ：分组二进制卷积码）
根据是否支持移动特性，８０２．１６标准
２００６年２月２８日，形成了最终出版物。
又可分为固定宽带无线接入空中接１３标准
ＩＥＥＥ８０２．１６的后续系列协议如８０２．
（主要指ＩＥＥＥＳ０２．１６ｄ）和移动宽带无线接
１６ｆ、８０２．１６ｇ还在草案发展过程中，８０２．
人空中接１３标准（主要指ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ）。
１６ｈ、８０２．１６ｉ也处在前草案阶段。８０２．１６
８０２．１６ｄ是２００３年１月颁布的８０２．
系列空中接口特征比较如表２。
１６ａ的增强。８０２．１６ａ主要是为工作在２～
ＷｉＭｈＸ（全球微波接入互操作性）是基
１１ＧＩ－Ｉｚ频段的非视距宽带固定接入系统设
于ＩＥＥＥ８０２．１６技术的，最高可以提供
计的，覆盖范围通常为１０公里以内，最远可
７４Ｍｂｐｓ的传输速率，单基站覆盖范围最大
达５０公里。另外，８０２．１６ａ的ＭＡＣ层提供
可达４８ｋｍ。ＷｉＭＡＸ组织成立于２００１年４
了ＱｏＳ保证机制，可支持语音和视频等实
月９日，是一个由业界领先的通信产品及设
时性业务。而８０２．１６ｄ对１０－－－６６ＧＨｚ频段
备公司共同建立的非盈利组织。该组织旨
和＜１１ＧＩ－Ｉｚ频段的固定宽带无线接人空中
在对基于ⅢＥＥ ８０２．１６标准和ＥＴＳＩ Ｈｉｐｅｒ－
接口的物理层和ＭＡＣ层进行了详细规定，
ＭＡＮ标准的宽带无线接入产品进行一致性
定义了支持多种业务类型的固定宽带无线
和互操作性认证。通过ＷｉＭＡＸ认证的产
接入系统的ＭＡＣ层和相对应的多个物理层
品会拥有“ＷｉＭＡＸ Ｃｅｒｔｉｉｆｅｄ”标识。ＷｉＭＡＸ
标准。理论上，８０２．１６ｄ在２０ＭＨｚ载波内
组织与ＩＥＥＥ８０２．１６之间有着非常紧密的
速率最高可达７５Ｍｂｐｓ。８０２．１６ｄ标准于
联系与合作，同时又有着分工的不同，后者
２００４年６月２３日正式通过。
是标准的制定者，而前者是标准的推动者。
ＩＥＥＥＳ０２．１６ｅ支持１２０ｋｍ／ｈ移动车速，
２．４ ＩＥＥＥ８０２．２０
同时向下兼容８０２．１６ｄ。８０２．１６ｅ标准规定
ＥＥＥ８０２．２０是由ＩＥＥＥ８０２标准委员会
了支持基站或扇区间高层切换的功能，其
于２００２年１２月成立的关于移动宽带无线
ＭＡＣ层对移动性的支持很好。制定８０２．
接入技术的标准制定工作组，致力于为移动
１６ｅ标准的目的，是希望能够提出一种既能
用户开发一个支持在３ＧＩ－Ｉｚ频段进行高速、
提供高速数据业务又使用户具有移动性的
高可靠性无线数据传输的标准。ＩＥＥＥＳ０２．
宽带无线接入解决方案。２００５年１０月１４
２０工作组给出了面向高效口报文传输业
日，最新发布了８０２．１６ｅ草案１２，并于２００５
务的移动宽带无线接入空中接１２规范，包括
年ｌ２月７日被ＩＥＥＥ标准委员会批准。
物理层和ＭＡＣ层标准。
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表２ ８０２．１６系列各空中接口标准特征
８０２．１６ ８０２．１６ａ ８０２．１６ｄ ８０２．１６ｅ
标准情况
使用频段
２００１．１２正式发布
１０
—
２００３．１正式发布
＜１１ＧＨＺ
２００４．６．２３获批
１０ ６６ＧＨｚ
＜１１ＧＨｚ
２００６．２．２８发布
＜６ＧＨｚ ６６ＧＨｚ
信道条件
固定／移动
信道带宽
视距
固定
２５／２８Ｍ＿Ｈｚ
非视距
固定
１．２５～２ＯＭＨｚ
视距＋非视距
固定
１．２５～２ＯＭＨｚ
非视距
移动＋漫游
１．２５—２０ＭＨｚ
传输速率 ３２—１３４Ｍｂｐｓ
（带宽２８ＭＨｚ）
约７５Ｍｂｐｓ
（带宽２０ＭＨｚ）
约７５Ｍｂｐｓ
（带宽２０ＭＨｚ）
约１５ Ｍｂｐｓ
（带宽５ＭＨｚ）
额定小区半径 ＜５ｋｍ ５～１０ｋｍ ５—１５ｋｍ 几ｋｍ
ＩＥＥＥ８０２．２０工作在３．５ＣＨｚ以下许可
不问断的Ｉｎｔｅｍｅｔ连接，并能够在ＷＭＡＮ和
ＷＬＡＮ之间漫游和切换，支持ＩＰｖ４和ＩＰｖ６，
频段，是一种基于ＩＰ数据包的接入网络，适
合于移动无线Ｉｎｔｅｍｅｔ分组ＩＰ数据传输的
移动宽带无线接人系统，支持的用户数据速
率和有效用户数以及频谱效率均大于现有
可以提供核心网级别的端对端ＱｏＳ保障，
各个网路实体之间的接口也是公开的，用户
可以在不同小区和扇区间实现无缝切换。
３、几种标准的比较
移动通信系统，覆盖范围也到了广域网，支
持２５０ｋｍ／ｈ高移动性车载通信。ＩＥＥＥ８０２．
２０初步设计为具有很高频谱效率，可以对
实时业务和非实时业务实现透明传输，提供
ＩＥＥＥ８０２系列宽带无线接人标准比较
如表３所示。
表３ ＩＥＥＥ８０２系列宽带无线接入标准比较
ＩＥＥＥ８０２．１１ ＩＥＥＥ８０２．１５ ＩＥＥＥ８０２．１６ｄ ＩＥＥＥ８Ｏ２．１６ｅ ＩＥＥＥ８０２．２０
覆盖范围 １５０ｍ（１ｌｂ） ＜ｌＯｒｅ
１００
ｍ（１ｌａ）
２．４ＧＨｚ ２．４ＧＨｚ（蓝牙）
５
—
１５ｋｍ 几ｋｍ 十几ｋｍ
２－１ＩＧＨｚ许可 ＜６ＧＨｚ许可频 ＜３．５ＧＨｚ许
工作频率 ５ＧＨｚ
移动性 无
个人用户
企业用户
暂不具备
３，１—１０．６ＧＨｚ免许 或免许可频段 段
可频段（ＵＷＢ）
无
个人用户
可频段
业务定位
ＱｏＳ支持
无 车速 ２５０ｋｍ／ｈ
中小企业数据 个人用户 高速移动数
接入，无线传输 宽带移动数据 据业务
业务为主
８０２．１５．１ａ添Ｑｏｓ 具备 具备 具备
大部分已制 大部分仍在制定 ２００４年６月，标 ２００６年２月２８ 制定过程中
标准化程度 定，少部分制 中，蓝牙协议完成 准化 日形成最终出
定中 版物
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从上表可以看出，ＩＥＥＥ８０２系列宽带无
商业运营奠定基础。
线接入标准在不同的覆盖范围内发挥着不
４、总结
同的作用。ＷＬＡＮ目前应用较多，也比较成 宽带无线接入是近一段乃至未来一段
熟，如公司、校园基本上都有ＷＬＡＮ的覆
时间的研究热点。除开上面讨论的
盖，现在正朝着更高速率的方向迈进。低功
ＩＥＥＥ８０２系列标准，还有多种宽带无线接人
率、低成本ＷＰＡＮ适合内嵌到很多的终端
技术，诸如多路微波分配系统（ＭＭＤＳ）、本
设备中，组建家庭网络，作为ＷＬＡＮ的有效
地多点分配系统（ＬＭＤＳ）、无线光接人
补充。而随着ＷＬＡＮ热点的快速增加，用
（ＦＳＯ）、卫星接入等。可以预见的是，随着
户通常希望在离开热点区后延伸服务连接， ＩＰ技术的进一步推广、固定网络分组化进
８０２．１６ｅ的出现就是解决这类用户的需求， 程的推动、固定网络和无线网络升级换代需
使其离开家中或办公场所得ＷＬＡＮ热点地 求的增加，各个标准宽带无线接人技术将演
区后仍可以保持与无线ＩＳＰ网络的连接，甚
进并相互渗透，逐渐实现接人网的融合。但
至可以方便地接入另一个城市的另一家无 在各个网络融合之前，必将经历网络异构的
线ＩＳＰ。而８０２．２０与８０２．１６ｅ虽然都是具
过程，ＩＥＥＥ８０２．２１工作组的任务就是制定
有移动性的宽带无线接人，有相似性，但是
上述异构网之间的切换和互操作标准。如
８０２．２０能达到更高的移动速率，能提供比
何在异构网络体系结构上找到或者构造出
８０２．１６ｅ更好的接人功能，而８０２．２０的市
共有的通信层次，如何在异构无线网中保证
场定位与３Ｇ相似。预期８０２．１６ｅ会比
ＱｏＳ，以及如何在异构无线网中进行移动性
８０２．２０更快的投入商用，为今后８０２．２０的
管理都是下一步研究的课题。
参考文献
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ｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｎｅｗ ｈｉ．ｇｈ ｄａｔａ ｒａｔｅ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｐｉｅｓ￣Ｆｒｏｍ Ｗｉ—Ｆｉ ｔｏ ＷｉＭＡＸ ，
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ＭＡＮ”Ａｉｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｆｏｒ Ｂｒｏａｄｂａｎｄ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ａｃｃｅｓｓ，”ＩＥＥＥ Ｃｏｍｍｕｎ．Ｍａｇ．，Ｊｕｎｅ ２００２，９８—
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４．王硕，“宽带无线接入技术”，《信息技术与标准化》，２００３年９月．
５．ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｅｅｅ８０２．ｏｒｇ
・
７４－