WiBro技术

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  　WiBro技术Wibro的名称来源于Wireless Broadband access service的英文简称，它最初是由韩国电子通信协会(ETRI)、三星电子和韩国主要运营商发起的HPI(High speed Portable Internet)项目发展而来的。2002年2月，韩国政府将100兆赫频率光谱分配给了2.3GHz带宽；2004年1月开始制订标准，命名为WiBro(Wireless Broadband)，韩国信息通信部明确WiBro技术方向，决定WiBro要完全符合802.16e标准，并开始与802.16e标准进行协调；协调的结果是将WiBro标准融合到802.16e标准之中；2004年6月，WiBro的相位1实现了标准化。WiBro可以提供高达20到30Mbps的累积数据输出量，并且WiBro网络基站可以覆盖1---5公里的半径；在2005年釜山APEC韩国大会上，三星和韩国电信公司展示了WiBro服务经过充分扩展的覆盖率；2005年底，韩国开发的无线宽带网络技术“WiBro”（Wireless Broadband Internet）正式成为国际标准。2006年6月30日，韩国第一个被称为“WiBro”的商用移动WiMax网络正式开始投入运营，它成为全世界第一个商用移动WiMax网络。据悉，这个WiBro网络由韩国电信公司KT和SK联合建设并运营，目前已经覆盖了首都首尔的一部分区域。到2006年年底之外，该网络将会覆盖首尔和郊区，覆盖韩国全国的时间是2008年。WiBro是一项韩国本土标准， 以移动WiMAX技术为基础，与移动WiMAX技术(IEEE 802.16e标准)紧密相关，是一项用于在移动环境中，随时随地提供高数据速率通讯的服务，可提供比无线局域网（WLAN） 更广泛的覆盖范围，以及比第三代移动电话技术更快的连接速度，可以在高达120公里/小时的时速状态下使用。可以说WiBro与WiMax是基于802.16标准的不同版本，Wibro将成为下一代移动通信领域当中的核心技术。WiBro的定位首先让我们先了解WiBro的发起用意及定位，WiBro是在众多通信价值取向中，介于3G手机与WLAN间的补强者，严格说WiBro是以LAN、WLAN这一发展轴线的再延伸，一方面让WLAN获得更远的传输与更广的覆盖率，以及比WLAN更具移动通讯性，另一方面在数据传输率上又比3G手机快，且收费更便宜。
  　反过来说，WiBro的传输覆盖率、移动通讯性虽胜过WLAN，但却逊于3G，同时数据传输率、服务费率虽优于3G，但仍无法与WLAN相比拟。至此或许有人会认为：此种在多项表现中求取折衷的「产物」，一旦3G或WLAN有新的发展突破，WiBro必然第一个受压受胁，确实是如此，但同样反过来看，WiBro本来就是要充当补土角色，WiBro除了扮演「移动宽频」的角色外，也能提供3G、WiBro、WLAN三网间的平顺漫游，使通信服务达到最广、最连贯的效果。
    另外WiBro的折衷性也包括QoS，手机的QoS最佳（交换式传输，而非封包式传输），现有11b、11g则无QoS机制，而WiBro居中。
  WiBro的技术细节
1、WiBro的通信频段为2.3GHz～2.4GHz即是在2.4GHz ISM频段之前的100MHz范围。此100MHz的频宽资源被规划成9个通信频道（Channel），每频道占用9MHz频宽，虽然各频道并未像IEEE 802.11b般的互叠，但各频道间也不全然都有保护频段（Guard Band；GB），而是每3个通道间才有一个保护频段，且GB占用频宽稍有差别，频道123与频道456间为4.5MHz，频道456与频道789间也是4.5MHz，但频道789与2.4GHz ISM间则有较大的保护距离，为10MHz，而每连续的3个频道虽不重迭但也相互紧邻。
2、双向传输（Duplex）的实现方式与多方存取（Multiple Access）的实现方式WiBro选择分时双向（TDD）而非分频双向（FDD）。而多方存取方面，WiBro并不是采用传统GSM的FDMA（分频）、TDMA（分时），也不是采用3G的CDMA（分码），而是OFDMA（正交分频）[事实上WiMAX（IEEE 802.16d）与Mobile WiMAX（IEEE 802.16e）也都支持OFDMA]。WiBro弃FDD就TDD的理由，是在于能让保护频段的占用降至最小，以此增加频谱利用率。WiBro选择OFDMA的原因，主要是为了让多径干扰（Multi-Path Interference）的影响降至最低，同时也是为了增加频谱利用率。
3、传输的调变方式WiBro可采用三种调变，包括QPSK、16QAM、64QAM等。而信道编码（Channel Coding）上使用CTC（Convolution Turbo Code）法，相对的WiMAX可用的信道错编码方式比较多样，除CTC外也可选择BTC（Block Turbo Code）法，或RS（Reed-Solomon）法、FEC（Forward Error-Correcting）法。WiBro选择使用CTC信道编码法是在于此种编码法的数据量少，能降低传输占量（Overhead），进而提升实质数据传输率。　

　

▲ 图说：WiBro在双向传输上选择分时双工，理由是保护频段（Guard Band；GB）的占用较分频双工少，频谱利用率较高，而图中的GT则是保护时间（Guard Time）。目前GSM、GPRS、CDMA2000、W-CDMA等都采分频双工，WiFi、WiMAX、WiBro则多采分时双工。4、WiBro的传输率
　   WiBro与ADSL相同，其上行、下行的传输速率并不对称，下行比上行快，在使用单一频道的情况下（也是最正规的用法），一个WiBro基地台的最大下行传量可达18Mbps，最大上行可达6Mbps；而对单一个WiBro用户端来看，其最大下行传量为3Mbps，最大上行传量为1Mbps。不过WiBro的上下行传速也可再进行比率调整，如2：1、1：1、5：1等。
  　虽然最尖峰时可达18.432Mbps、6.144Mbps，但就务实的平均值来看，其下行仅有5.95Mbps，上行更是只有1.53Mbps。
5、WiBro基地台
　  单一个WiBro基地台的传输覆盖率设定了三个传输等级：Pico（微微）、Micro（微）、Macro（巨）。其中Pico为100m，Micro为400m，Macro为1,000m（即1km），同一个基地台可以选择不同的传输，如此设计的用意是为了让基地台的布建规划更灵活和更容易。
    另外， WiBro的QoS设计与WiMAX相近。WiMAX将封包传输的优先权进行4种分级：UGS（Unsolicited Grant Service）非请求的频宽分配、rtPS（real time Polling Service）即时轮询服务、nrtPS（non real time Polling Service）非即时轮询服务、BE（Best Effort）尽力传送。相对WiMAX，WiBro则是分成三级，具有rtPS、nrtPS、以及BE，没有UGS。然而WiBro的QoS目前有比WiMAX更严谨的技术细节要求，以对传输时效要求最严苛的rtPS来说，基本上其延迟（Delay）不能超过600ms，更高标者则不能超过300ms，封包漏失率（Loss）基本要求不能超过5%，进阶要求不能超过1%。

    一般而言，rtPS用于视讯电话、交互式视讯游戏（在线游戏）、随选视讯等应用，次要求的nrtPS则用于高速文件传输、多媒体短信、上网等，至于最无时效要求的BE则用在电子信件、传统文字短信、低速文件传输等。　 WiBro的网络架构图如下。


▲图 WiBro的网络架构图WiBro基地台在术语上称为RAS，RAS后端的实线汇接处则是ACR，之后再与各种异质网络接轨（如WLAN、3G），以及与信息应用系统整合（如AAA）。

▲图说：WiBro的基地台：RAS在目前规划上有两种型式，即标准型与迷你型，可依据不同的服务环境来选择布建机型。

▲图 WiBro基地台内的设计主要分成两个区块，即主区块与无线射频区块，主区块负责分时多工控制、流量路径控制、警告处理等，无线射频区块则负责无线传递的各项处理，包括无线信号的转换、放大、收发等。 WiBro技术与WiMAX同样基于IEEE802.16e标准，被人们视作移动WiMAX。韩国的WiBro可以看成移动WiMAX技术的最先应用实例，因此全球都在注视着WiBro的商业化进程，以期能看到WiMAX的发展前景。

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