隨著多媒體通信的發展，人們需要一種更高速率、更大覆蓋率以及具有移動性的無線寬帶接入方式，WiMAX技術的出現正好滿足了人們對于無線Internet的需求。如果說無線局域網技術解決了“一百米”的接入問題，那么WiMAX技術則是“一公里”接入的解決方案。

      1、WiMAX技術

　　全球微波接入互操作性（WiMAX）是一項無線城域網（WMAN）技術，有著數據傳輸速率更高，部署更靈活，配置伸縮性更強更安全，覆蓋面積更廣等特點。WiMAX網絡的優勢決定了它將是未來無線通信網的重要組成部分。

　　未來WiMAX與其他無線網絡技術很可能是共存于市場，就如同今天移動通信的GSM和CDMA制式共存一樣。WiMAX在組網結構上可以采用與Wi-Fi/3G相同的組網模式，可以采用分等級的、扁平的、Mesh網絡結構以及三者結合的靈活的組網方式。在未來無線通信領域，必將是各種無線接入技術并存，各種移動通信系統互相兼容和合作的格局。

　　2、TD-SCDMA與WiMAX的混合組網

　　第三代移動通信技術主要有WCDMA、cdma2000、TD-SCDMA等，以語音通信為主，雖然可以在高速移動下保持通信，但數據傳輸率只有2 Mbit/s，無法滿足移動城市的要求。WiMAX適合在局部熱點地區提供高數據速率，而3G能實現廣域覆蓋。因此，3G和WiMAX注定是兩類互補的技術，它們的融合具有十分重要的意義。

　　WiMAX移動通信系統主要定位于分組數據的業務傳輸，其峰值數據傳輸速率可達到75 Mbit/s，比3G系統要高出很多，但其主要應用為固定、便攜或者低速移動的用戶接入，在網絡建設初期和中期階段并不支持高速移動下的無縫漫游。而3G移動通信系統具有支持快速漫游以及可以提供全網覆蓋的通話業務功能的優點。如果在組網時將WiMAX和3G兩大系統結合起來，WiMAX重點實現寬帶無線化，滿足熱點地區的高速數據業務的需求，而3G重點實現移動通信的語音通信高質量和無縫漫游要求，可以實現兩大系統的取長補短、優勢互補。從而能節省二者的投資成本，達到共贏的局面，并且能滿足用戶一卡多用的需求[1]。雖然兩者在技術上有較大的差異，但是在空中接口部分TD和WiMAX都是利用TDD方式，這就給TD借鑒WiMAX空中接口技術提供了可能，TD可以在保持自己優勢的同時，借鑒WiMAX空中接口的技術發展TDD-OFDM技術，使自身能更好的向B3G甚至未來的4G演進。因此3G和WiMAX聯合組網是可行的，而且是一種很有優勢的混合組網體制。

　　TDD（TD-SCDMA）單獨組網存在的弱點：

　　（1）收發信道同頻，無法借助頻率選擇性進行干擾隔離。

　　（2）為實施與FDD不同網絡間共存電磁兼容，一般需預留的較大保護帶影響了整體頻譜的利用效率。

　　（3）尚無全球TDD大規模組網經驗。

　　（4）全球漫游服務仍面臨較大的挑戰[4]。

　　也就是說TD從信道計算和基站建設方面考慮，要建設高質量高速率的數據無縫覆蓋要求小區半徑不能太大，否則投資規模太大，并且從經濟效益上來說也不適合支持熱點地區的數據業務覆蓋。而WiMAX技術正好能解決這些問題。理想的聯合組網方案是：利用WiMAX對高速數據業務的支持能力，用WiMAX覆蓋高速數據業務密集城區，而利用TD-SCDMA支持快速漫游以及可提供全網覆蓋的通話業務的優勢實現語音和低速數據的連續覆蓋，并且還可以利用WiMAX系統提供E1接口實現TD基站的互聯，見圖1。如此則可以實現兩大系統的優勢互補。具體來說則是，對于3G的用戶，WiMAX與3G的聯合組網可以提供更高速的寬帶數據業務以及更為便宜的寬帶接入價格；對于WiMAX用戶，WiMAX與3G的聯合組網則可以提供更廣域的無線接入服務，以及更好的移動性能。另外，WiMAX技術與3G的融合有助于降低3G網絡的建設和運營成本，并提高移動和無線寬帶業務的服務質量。

圖1　TD-SCDMA與WiMAX混合組網[4]

　　3、Wi-Fi與WiMAX的混合組網

　　Wi-Fi是目前發展很快的基于IP的無線網絡技術，它的特點是帶寬較高但通訊范圍小，因此主要用于小范圍的無線通訊，被定義為無線局域網，能在一定程度和范圍內滿足移動城市的要求。但Wi-Fi技術也存在著以下不足之處：

　　（1）Wi-Fi的特點決定了一個區域只能有一套系統，否則會產生干擾。而多個運營商之間的計費、漫游也成為了發展的制約因素。

　　（2）受傳輸距離小的限制，每個Wi-Fi接入點成為網絡孤島，很難覆蓋整個城市范圍。

　　（3）無法在高速移動下使用，使城鐵和公共汽車等公交系統成為了網絡盲區，無法真正實現移動城市。

　　WiMAX與Wi-Fi聯合組網，可以解決上述Wi-Fi存在的問題。WiMAX與Wi-Fi的發展是互補的趨勢，在很長的時間內兩者是共存并相互配合，并和3G協調發展的技術。WiMAX和Wi-Fi的聯合組網的切實可行的方式是利用WiMAX把Wi-Fi熱點連接起來，為WLAN AP提供E1/T1和IP雙通道無線傳輸，實現更廣范圍的高速無線接入，使Wi-Fi擺脫地域空間的限制，更好地給用戶提供數據服務。WiMAX，Wi-Fi和3G聯合組網，利用統一的管理平臺實現用戶信息的共享，可以大大提高現有網絡的性能。模型如圖2。

圖2　Wi-Fi與WiMAX混合組網[4]

　　4、NGN與WiMAX的混合組網

　　NGN是當前通信界、計算機界、廣播電視界都十分關注的熱點。它是一個關系到業務、功能體系、QoS、安全、計算等多個方面的復雜體系。IP多媒體子系統（IMS）是業界公認的NGN的核心組成部分，IMS是移動網絡向全IP發展的一個重要里程碑，由3GPP在Release 5版本及其以上版本中提出支持IP多媒體業務的子系統，其核心特點是采用SIP協議和接入的無關性。3GPP和WiMAX網絡之間的互連必須基于IMS功能實體。IMS可向用戶提供豐富的多媒體寬帶業務，向用戶提供QoS保證。

　　將IMS與WiMAX進行互聯，從而向用戶提供豐富的業務，是十分具有吸引力的。圖3為WiMAX與IMS的互聯方式。P-CSCF和策略客戶端往往處于同一設備中。P-CSCF接收用戶通過SIP發起的服務請求。通知策略客戶端，根據SIP消息中的QoS信息，發起資源預留和授權，建立端到端的QoS。

圖3　WiMAX與IMS的互聯[7]

　　5、無線網狀網絡與WiMAX的混合組網

　　無線網狀網絡（WMN）是一種多跳、具有自組織和自愈特點的寬帶無線網絡結構，即一種高容量、高速率的分布式網絡。作為一種新型網絡結構形態，Mesh結構已被納入2004年的802.16.802.16e以及即將制定的802.11s標準。

　　WiMAX為了擴展覆蓋范圍、增強遠離基站的終端通話質量和提高數據吞吐量，將Mesh結構納入到802.16系列標準中，作為對傳統點對點結構的增強和擴展。工作在高頻段上的固定寬帶無線接入系統受視距傳輸的限制，無法直接面向許多終端用戶，但卻能實現較高的系統容量。Mesh網中眾多的網關節點則需要一個連接到骨干網的接口，這一接口如果采用光纖等有線技術，在網絡規劃和網絡實施時將受到極大的限制。因此將WiMAX無線接入系統和Mesh網絡結構結合起來，模型如圖4所示，通過WiMAX無線寬帶接入基站，實現Mesh網絡中的網關節點到骨干網的接入。另一方面，基于Mesh網絡的特點，IEEE 802.16標準在2～11 GHz頻段范圍內規定在MAC層采用Mesh網絡拓撲結構進行覆蓋距離的擴展。Mesh通過基于分組數據的多跳路由技術繞過障礙、干擾和擁塞，很好的支持非視距傳輸，使得傳統的WiMAX系統得到增強。

圖4　WiMAX與Mesh混合組網[9]

        6、結語

　　WiMAX是一種新興的卻極具競爭力的無線寬帶接入技術，但目前而言，在中國的發展前景還是未為可知的。特別是在我國單獨組網是不可行的，只能利用其傳輸速率高的特點和目前的組網技術充分融合，混合組網，作為移動或固定運營商分組業務的補充，才能充分體現覆蓋范圍廣，系統容量高，組網靈活，網絡健壯性高的優勢。隨著WiMAX技術的逐步完善，它一定能在未來的高速無線通信領域做出卓越的貢獻。