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北京邮电人学企业管理专业硕士论文 w i m a x 网络在中国的市场机会及发展策略研究 摘要 2 0 0 7 年1 0 月1 9 日，国际电信联盟( i t u ) 批准w i 成为3 g 标准中i m t - 2 0 0 0 家族的一名正式成员，与w c d m a 、c d m a 2 0 0 0 、 t d s c d m a 并列，成为全球第4 大3 g 标准。w i m a x 技术的发展吸 引了许多产业界、政府官员、学术界的目光，同时传统电信业正面临 市场饱和、低价竞争、利润下滑，因此寻找新的业务来开拓新的市场 已经迫在眉睫。由于性能和服务优势，w i m a x 在中国势必是一个很 好的机会。 然而由于国家政策、产业链成熟度等相关因素的影响，w i m a x 网络在中国的市场机会和未来的发展趋势并不明朗。在中国电信业又 一次面临重新洗牌的今天，w i m a x 网络在中国的市场部署机会和发 展策略成为整个通信行业关心的一个热门话题。 本论文采用信息数据采集方法采集信息，使用p e s t 分析法、 s w o t 分析法等定性分析法，通过对w i m a x 网络在国内外的发展现 状进行比较研究，关注其在国内的市场机会，首次将w i m a x 在中国 的市场定位提到了研究的层面。通过定性分析与定量分析相结合的方 法，定性分析w i 懒网络在中国的发展环境、产业链成熟度等的同 时，建立w i m a x 在中国的市场机会评估模型，结合专家综合评价并 打分的模糊层次分析法，定量的研究w i m a x 在中国的市场机会优 劣。最后，通过分析w i m a x 网络应用在中国的部署方式和国内运营 商、厂商的w i m a x 战略，从而提出w i m a x 网络在中国的发展策略 建议，供政府部门、运营商及厂商参考。 本文的主要结论是：w i m a x 网络具有其天然的成本和移动性优 势，然而由于国家政策对其他3 g 技术的保护和其自身存在的如产业 链成熟度等的影响，其在中国的市场机会相对比较渺茫，目前来说， w i m a x 网络在短期内不可能成为中国通信市场的主流技术。因此， w i m a x 网络在中国的发展应该另辟蹊径，定位于与3 g 相互补充的 非主流技术，在性能和价格方面采取适量的折中，方才具备一定的竞 争力。 关键词：w i m a x 、中国、市场机会、发展策略 北京邮电大学企业管理专业硕上论文 t h em a r k e to p p o r t u n i t ya n dd e v e l o p i n gs t r a t e g ya n a l y s i so f w i m a xi nc h i n a a b s t r a c t o c t o b e r1 9 ，2 0 0 7 ，t h ei n t e r n a t i o n a lt e l e c o m m u n i c a t i o nu n i o n ( i t u ) a p p r o v e dw i m a x t ob eo n eo fi m t - 2 0 0 0f a m i l yo f3 gs t a n d a r d ，af u l l m e m b e r ，w i t h t h e w c d m a ，c d m a 2 0 0 0 ，t d s c d m a ，t o g e t h e r ， b e c a m et h ew o r l d sn o 43 gs t a n d a r d t h ed e v e l o p m e n to fw i m l 呕 t e c h n o l o g ya t t r a c t sal o to fe y e sf r o mi n d u s t r y ，g o v e r n m e n to f f i c i a l sa n d a c a d e m i c sw h i l et h et r a d i t i o n a lt e l e c o mi n d u s t r yi si nt h ef a c eo fm a r k e t s a t u r a t i o n ，l o w - p r i c e dc o m p e t i t i o n ，o p e r a t i n gp r o f i t sf e l l ，t h er e s e a r c hf o r n e wb u s i n e s st o o p e nn e wm a r k e t si sa r o u n dt h ec o m e r a st h e p e r f o r m a n c ea n ds e r v i c ea d v a n t a g e s ，w i m a xi nc h i n as e e m st o b ea v e r yg o o dc h a n c e h o w e v e r ，d u et on a t i o n a lp o l i c y ，t h em a t u r i t yo ft h ei n d u s t r yc h a i n a n do t h e rr e l a t e df a c t o r s 。t h em a r k e t o p p o r t u n i t i e s a n df u t u r e d e v e l o p m e n tt r e n do fw i m a x n e t w o r ki nc h i n ai su n c e r t a i n t o d a y t h e t e l e c o m m u n i c a t i o n si n d u s t r yi si nt h ef a c eo fr e s t r u c t u r i n gc h a n g e sa g a i n ， t h em a r k e td e p l o y m e n to p p o r t u n i t i e sa n d d e v e l o p m e n ts t r a t e g i e s o f w i m 匕埙n e t w o r ki nc h i n ab e c o m eah o tt o p i ci nc o m m u n i c a t i o n s i n d u s t r y i nt h i sp a p e r ，w eu s ei n f o r m a t i o n d a t ac o l l e c t i o nm e t h o d st oc o l l e c t i n f o r m a t i o n ，u s eq u a l i t a t i v ea n a l y s i so fl a w ，s u c ha sp e s ta n a l y s i s ， s w o ta n a l y s i sm e t h o da n ds oo n t h r o u g hac o m p a r a t i v es t u d yo ft h e w i m a xn e t w o r kd e v e l o p m e n ts t a t u sq u oa th o m ea n da b r o a d ，t op a y a t t e n t i o nt oi t sd o m e s t i cm a r k e to p p o r t u n i t i e s m a k et h ew i m l 垅m a r k e t p o s i t i o ni nc h i n ar e f e r r e dt ot h er e s e a r c hl e v e lt h ef i r s tt i m e t h r o u g h q u a l i t a t i v ea n a l y s i sa n dq u a n t i t a t i v ea n a l y s i so fc o m b i n a t i o no fm e t h o d s ， q u a l i t a t i v ea n a l y s i s o fw i m a xn e t w o r ki nc h i n a s d e v e l o p m e n t e n v i r o n m e n t ，t h em a t u r i t yo ft h ei n d u s t r yc h a i n ，e t c a tt h es a m et i m e ，t h e 北京邮电大学企业管理专业硕士论文 e s t a b l i s h m e n to fw i m a xm a r k e ti nc h i n at h eo p p o r t u n i t yt oa s s e s st h e m o d e l ，c o m b i n e dw i t he x p e r te v a l u a t i o na n ds c o r i n gf a h p ，q u a n t i t a t i v e r e s e a r c hw i m b 垅m a r k e to p p o r t u n i t i e si nc h i n aa d v a n t a g e sa n d d i s a d v a n t a g e s f i n a l l y b ya n a l y z i n gt h ea p p l i c a t i o no fw i m _ a x n e t w o r k d e p l o y m e n ti nc h i n aa n dd o m e s t i co p e r a t o r s m a n u f a c t u r e r so fw i m a x s t r a t e g y w h i c hp r o p o s e dw i m a xn e t w o r ki n c h i n a s d e v e l o p m e n t s t r a t e g yr e c o m m e n d a t i o n sf o rt h er e f e r e n c eo p e r a t o r t h em a i nc o n c l u s i o ni s ：w i m l 气xn e t w o r kh a si t sn a t u r a la d v a n t a g e s o fc o s ta n dm o b i l i t y ，b u ta sar e s u l to fn a t i o n a lp o l i c i e sf o rt h ep r o t e c t i o n o t h e r3 gt e c h n o l o g y ，a n dt h eo t h e rf a c t o r s ，s u c ha st h em a t u r i t yo f i n d u s t r i a lc h a i na n ds oo n ，t h e i rm a r k e t o p p o r t u n i t i e s i nc h i n ai s r e l a t i v e l y l i t t l e a t p r e s e n t w i 懈n e t w o r ki n c h i n a t e l e c o m m u n i c a t i o n sm a r k e tc a nn o tb e c o m et h em a i n s t r e a mt e c h n o l o g y i nt h en e a rf u t u r e t h e r e f o r e 。t h ew i m a xn e t w o r kd e v e l o p m e n ti nc h i n a s h o u l de x p l o r ed i f f e r e n t a v e n u e s ，p o s i t i o nw i t h3 gc o m p l e m e n t a r y n o n - m a i n s t r e a mt e c h n o l o g ya n dt a k et h er i g h ta m o u n to fc o m p r o m i s ei n t e r m s o f p e r f o r m a n c ea n dp r i c e ，w i m a xn e t w o r ki u s th a v es o m e c o m p e t i t i v e n e s si nc h i n a k e yw o r d s ：w i m a x 、c h i n a 、m a r k e td e v e l o p m e n t 、d e v e l o p i n g s t r a t e g y 独创性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他 教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任 何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 本人签名： 海是蘸 日期： 驾：兰：! ! i 、 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即： 研究生在校攻读学位期问论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借 阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它 复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书。非保密论 文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 本人签名： 聋叁酸 日期： 幽：至! ! 至 导师签名： 2 ，馥日期：2 幽圣：! 王 北京邮电 学企n 管理专业颂论文 11w i m a x 简介 第一章绪论 w i m a x ( w o r l d w i d ei n t e r o p c r a b i l i t yf o rm i c r o w a v ea c c e s s ，微波接入全球互 通) 是一项基于 e e e8 0 2 1 6 标准的宽带无线接入城域网技术。w i m a x 亦常被 成为i e e e w i r e l e s s m a n ，其基本目标是提供一种在城域网一点对多点的多厂商 环境下可有效地互操作的宽带无线接入手段。它是一项新兴的无线通信技术， 能提供面向互联网的高速连接。w i m a x 的无线信号传输距离最远可达5 0 公里 其网络覆盖是3 g 基站的1 0 倍沱正迅速发展并将在无线城域网中扮演重要角色。 w i m a x 技术作为世界无线通信协议家庭中的重要一员，在整个无线通信标准中 所处位置如图1 所示。 全球无线标准 图卜l 仝球不同覆盖范围的主要无线通信标准 w i m a x 支持非视距传播条件下的无线宽带接入，它致力于为无线网络提供 低时延、高质量的语音和数据服务。近两年来，w i m a x 技术正在迅速发展，其 发展进程如图卜2 所示。 北京邮电大学企业管理专业硕士论文 2 1 每2 0 0 4 空中接口标准获得批准 8 0 2 1 6 和h i p e r m a n 标准融合 8 0 2 1 6 d 实验室鉴定完成 2 1 6 0 空中接口标准获得批准 8 舱16 d 产品通过验证 8 0 2 1 6 e 第一版本系统联架确定 8 0 2 1 6 e 第一版本联架通过验证 2 1 6 e 实验室鉴定完成 在韩国开通w i b r o 服务 8 0 2 16 e 产品通过验证 图1 - 2w i m a x 技术发展的时间袁 从2 0 0 1 年1 0 月i e e e 制定第一个版本的8 0 2 1 6 标准到2 0 0 4 年6 月的 8 0 2 1 6 d ( 现称为i e e e 8 0 2 1 6 2 0 0 4 ) 均为固定的无线接入方式，不支持移动性。直 到2 0 0 5 年底i e e e 发布8 0 2 1 6 _ e 标准，w i m a x 才拥有性能比较好的移动性，移 动w i m a x 也因此引起了更多设备制造商和电信运营商的兴趣和关注。 1 2 国内外研究进展情况 w i m a x 技术是2 0 0 3 年1 月批准的8 0 2 1 6 标准的通称。w i m a x 类似于 w i f i ，但性能更强，在5 0 公里范围内的数据传输速度可达每秒7 0 兆字节，可 用于无线城域网，也是i n t e l 重金打造的又一无线新兴技术。 从w i m a x 技术及标准的研究进展来看，目前i e e e8 0 2 1 6 工作组有两个正 在进行的项目：8 0 2 1 6r e v 2 和8 0 2 1 6 m 。8 0 2 1 6r e v 2 是i e e e8 0 2 1 6 的近 期演进版本，而8 0 2 1 6 m 是i e e e8 0 2 1 6 的长期演进版本。研究指出，w i m a x 产业正面临着一个极好的市场机会，因为它是目前唯一进入商用的进入m i m o o f d m 的系统。i e e e8 0 2 1 6 e - 2 0 0 5 的开发先于其他后3 g 标准，如3 g p p 的l t e 和3 g p p 2 的u m b 。i e e e8 0 2 1 6 系统可以在一些关键的地方加以改进，从而使 系统性能得到提升。 8 0 2 1 6r e v 2 项目的启动不仅是为了整合所有的修订项，而且也是为了明 确这些关键的技术。基于8 0 2 1 6r e v 2 的系统有望于2 0 0 9 - 2 0 1 0 年实现商用， 而这仍然比l t e 的商用时间要早。 i e e e8 0 2 1 6 的m 任务工作组( t a s kg r o u pm ，t g m ) 正在开发8 0 2 1 6 m ， 以显著提升系统性能，满足w i m a x 产业的长远需求。8 0 2 1 6 m 基于i e e e 2 北京邮电大学企业管理专业硕士论文 8 0 2 1 6 e - 2 0 0 5 ，其吞吐率有望比现有w i m a x 系统提高两倍。8 0 2 1 6 m 系统必须 能平滑演进，以支持原有的w m a n o f d m a 设备，包括移动台和基站。同时， 8 0 2 1 6 m 系统必须支持绿色节能，以消除原来的高耗能模式。 w i m a x 无疑是3 g 甚至4 g 时代的一个发展强劲的标准之一，得到了国际 上很多电信设备制造商、运营商、标准组织、学术界甚至像i n t e l 这样的芯片制 造商的青睐。 然而目前国内外对w i m a x 的研究大部分限于接入速率、移动性、频谱资源 等技术方面的分析和实验，而从管理学和市场营销的角度出发，对于w i m a x 网 络的市场机会尤其是在中国的部署机会有多大，w i m a x 网络在中国的发展策略 是什么，能够对运营商带来什么，却很少有研究。 北京邮电大学教授吕延杰表示：“3 g 是不可逾越的，单纯发展w i m a x 是不 可取的。3 g 和w i m a x 绝不是互相替代的关系，而是互相补充的关系。这在 一定意义代表了大多数业内人士对于w i 蚴笼统的市场定位。 1 3 研究内容和意义 2 0 0 7 年1 0 月1 9 日，国际电信联盟( i t u ) 批准w i m a x 成为3 g 标准中 i m t 2 0 0 0 家族的一名正式成员，与w c d m a 、c d m a 2 0 0 0 、t d s c d m a 并列， 成为全球第4 大3 g 标准。w i m a x 成为3 g 标准家族的一员之后，运营商部署 网络将更加方便。 然而无线宽带接入属于新兴产业，w i m a x 的产业化发展也还处于起步阶 段。我国无线宽带接入产业还要与中国的具体国情相结合，不但包括新技术发展 到一定阶段的系统成熟度的问题，还有国家对于我国自主研发标准的扶持问题， 这些都要对这个行业进行探讨并寻找适合中国发展的解决途径。 目前国内外对w i m a x 网络的研究大多集中于技术及标准的研究，而对于 w i m a x 网络的市场机会及发展策略研究是少之甚少。而在中国这样一个特殊的 市场环境下去研究w i m a x 网络的部署机会及发展趋势更是凤毛麟角。 本论文使用p e s t 分析法、s w o t 分析法等定性分析法，通过对w i m a x 网 络在国内外的发展现状进行比较研究，关注其在国内的市场机会，首次将其在中 国的市场定位提到了研究的层面。通过定性分析与定量分析相结合的方法，定性 分析w i m a x 网络在中国的发展环境、产业链成熟度等的同时，建立w i m a x 在中国的市场机会评估模型，结合专家综合评价并打分的模糊层次分析法，定量 的研究w i m a x 在中国的市场机会优劣。最后，通过分析w i m a x 网络应用在 中国的部署方式和国内运营商、厂商的w i m a x 战略，从而提出w i m a x 网络 在中国的发展策略建议，供政府、运营商及厂商参考。 3 北京邮电人学企业管理专业硕士论文 第二章w i m a x 的技术与业务特点概述 2 1w i m a x 技术的特点及地位 2 0 0 5 年底i e e e 发布了w i m a x8 0 2 1 6 e 标准，使之拥有性能比较好的移动 性，为w i m a x 网络的商用奠定了坚实的技术基础。我们将w i m a x 8 0 2 1 6 e 标 准称为“移动w i m a x 。由于直到移动w i m a x 的出现，其较之其他3 g 技术 的性能优越性方才得到很好的显现，引起了更多设备制造商和电信运营商的兴趣 和关注，因此下文将主要介绍移动w i m a x 技术的特点及地位。 2 1 1w i m a x 技术的特点 1 w i m a x 技术物理层特点 为了使w i m a x 技术具有更好的性能和更广阔的应用前景，移动w i m a x 网络物理层设计颇具特点，其主要特点具体如下： ( 1 ) 所使用的频段 i e e e8 0 2 1 6 d 所推荐使用的频段是2 1 1g h z ，它综合考虑了世界无线电频 谱占用情况和移动及非视距传播需求，8 0 2 1 6 e 为了支持移动性推荐其频率范围 为6 g h z 以下。鉴于我国2 - 6 g h z 频率的使用情况，移动w i m a x 使用3 3 g h z 和3 5 g h z 的可能性较大，不过国家无线电管理部门还未正式对其分配频段。 ( 2 ) 0 f d m o f d 工a o f d m ( o r t h o g o n a lf r e q u e n c yd i v i s i o nm u l t i p l e x i n g ) ，即正交频分复用技术是 一种无线环境下的高速传输技术，适合在多径衰落和多普勒频移的无线信道中传 输高速数据，它将是以后4 g 中的核心技术之一。o f d m 通过将频率选择性多 径衰落信道在频域内转换为平坦信道，减小了多径衰落的影响。 在w i m a x 系统中，o f d m 技术为物理层技术，主要应用的方式有两种， 即o f d m 物理层和o f d m a 物理层。w i m a x 的o f d m 物理层采用o f d m 调 制方式，o f d m 正交载波集由单一用户产生，为单一用户并行传送数据流。支 持t d d 和f d d 双工方式，上行链路采用t d m a 多址方式，下行链路采用t d m 复用方式，可以采用s t c 发射分集以及a a s 自适应天线系统。 w i m a x 的o f d m a 物理层采用o f d m a 多址接入方式，支持t d d 和f d d 双工方式，可以采用s t c 发射分集以及a a s 。o f d m a 系统可以支持长度为2 0 4 8 ， 1 0 2 4 ，5 1 2 和1 2 8 的f f r 点数，通常向下数据流被分为逻辑数据流。这些数据流 4 北京邮电大学企业管理专业硕上论文 可以采用不同的调制及编码方式以及以不同信号功率接入不同信道特征的用户 端。向上数据流子信道采用多址方式接入，通过下行发送的媒质接入协议( m a p ) 分配子信道传输上行数据流。 2 w i m a x 技术接入层特点 i e e e8 0 2 1 6 e 标准可以在同一信道中支持视频、音频数据流，同时支持突发 性的高速率数据需求。m a c 算法分配给单个终端用户的资源可以从一个时隙到 整个帧，这样在任何时间都可以根据需求向某一个特定的用户终端提供动态范围 非常大的吞吐量。 移动w i m a x 接入层的特点主要表现在以下3 个方面： ( 1 ) q o s ( 网络服务质量) 在不对称的上下行容量、良好的资源划分方式和灵活的资源分配机制下，移 动w i m a x 可以提供有o o s 保障的数据服务和应用并根据需求不同提供不同 q o s 的服务。移动w i r a x 根据需求不同提供不同q o s 的服务，详细情况参见表 2 1 。 表2 - 1 移动w i m a x 根据需求不同提供不同q o s 的服务 o o s 类型 应用场合o o s 服务 非请求带宽分配业 v o l p 提供稳定的宽带传输；最小的延时；最小的抖 务( u g s ) 动 实时轮询业务 视频或音频流服最小的预留资源；较为稳定的宽带传输；较小 ( r t p s ) 务的延时：优先算法 扩展的实时轮询业 具有活动性检测最小的预留资源；较为稳定的宽带传输；较小 务( e r t p s )的v o l p 业务的延时；较小的抖动：优先算法 非实时轮询业务 f r p 最小的预留资源；较为稳定的宽带传输：较小 ( m t p s )的延时；优先算法 尽力而为的业务数据传输，w e b ， 较为稳定的宽带传输；优先算法 ( b e )浏览等服务 ( 2 ) 移动性管理 对于移动通信而言，电池的寿命和越区切换是两个关键的因素。移动 w i m a x 在这两方面都做了精心设计。 首先，移动w i m a x 有良好的功率管理机制。移动w i m a x 技术支持睡眠 和空闲两种省电模式：睡眠模式在移动台与基站失去联系的情况下启用，在睡眠 模式下移动台的功率和对基站空中接口资源地使用都将最小化；空闲模式是指在 移动台穿越被多个基站重叠覆盖的区域时周期性的接收广播信道的消息而不在 某个基站进行注册，这样对于移动台可以避免进行频繁越区切换而对于基站可以 减少空中接口资源和越区切换通信量。 5 北京邮电大学企业管理专业硕士论文 其次，i e e e8 0 2 1 6 e 定义了3 种越区切换方式，即硬切换、快速b s 切换和 宏分集切换。其中，硬切换是必须支持的切换方式，快速b s 切换和宏分集切换 是两种可选的模式。移动台可以通过当前的服务b s 广播的消息获得相邻小区的 信息，或者通过请求分配扫描间隔或者是睡眠间隔来对邻近的基站进行扫描和测 距的方式获得相邻小区信息，对其评估，寻找潜在的目标小区。切换既可以由 m s 决策发起，也可以由b s 决策发起。在进行快速基站切换( f b s s ) 时，m s 只 与a n c h o r b s 进行通信。所谓快速是指不用执行h o 过程中的步骤就可以完成从 一个a n c h o r b s 到另一个a n c h o r b s 的切换。支持f b s s 对于m s 和b s 来说是 可选的。进行宏分集切换( m d h o ) 时，m s 可以同时在多个b s 之间发送和接收 数据，这样可以获得分集合并增益以改善信号质量。支持m d h o 对于m s 和 b s 来说是可选的。 ( 3 ) 安全性 移动w i m a x 使用了当今最为先进的安全性技术，因此它的安全性能也十分突 出，它主要使用的技术包括以下几个方面： 码字管理协议版本2 ( p r i v a c ya n dk e ym a n a g e m e n tp r o t o c 0 1 ) 是i e e e 8 0 2 1 6 e 加密的基础，其它诸如通信量加密编码、切换键交换以及多播和广播 安全信息等加密措施均以它为基石。 用户和设备鉴权：移动w i m a x 使用了i e t f 廿协议来提供基于s i m 卡、数字认证、用户名密码等多种用户和设备鉴权方式。 通信量加密编码：a e s c c m 可以在移动w i m a x 的m a c 层接口保护所 有的用户数据。e a p 鉴权系统产生码字来开启密码。通信量加密编码有周期性 的码字更新机制，系统能持续不断地转换码字从而更加提高了系统的安全性。 消息控制协议：通过基于c m a c 的a e s 或是基于m d 5 的h m a c 算法 控制数据。 快速切换支持：移动w i m a x 支持3 种握手算法来优化重新验证机制以 达到支持快速切换的目的。 2 1 2w i m a x 的技术地位 1 w i m a x 与3 g 的技术比较 移动w i m a x 具备启动资金少、初期投入少、建设周期短、提供服务快速、 发展灵活性大、可按用户需求动态分配系统资源、系统维护成本低等诸多优势， 而其高速接入速率也为发展宽带数据综合业务提供了可能。近年来，随着信息技 术的快速发展、市场需求的日益增长及电信市场竞争重心的转移，宽带无线接入 技术在中国逐步兴起，市场规模迅速扩大，产业链雏形初步显现，有着非常广 6 北京邮电大学企业管理专业硕士论文 阔的市场发展机遇。 w i m a x 是在3 g 之外通向无线宽带领域的另一条便捷通道。w i m a x 、3 g 二者演化的方向均为宽带的、无线的信息时代，而w i m a x 在诸多方面又具有 3 g 无法比拟的优势。 ( 1 )移动w i m a x 与3 g 系统参数的比较 l xe vd o 和h s d p a ，h s u p a 是主流3 g 标准的演进方向，它们最初构想是 以移动语音业务为主要的网络提供数据服务。l xe vd o 和h s p d a h s p a 在继 承3 g 标准优点的同时也受到3 g 标准局限性的限制。而w i m a x 最初是为固定 宽带无线接入和最优化的宽带数据服务而发展的，正因为如此w i m a x 也曾面临 着不断增加移动性需求的挑战。表2 - 2 对3 g 标准系统参数以及移动w i m a x 系 统参数进行了比较。 表2 - 2 移动w i m a x 和3 g 标准系统参数的比较 3 gw i m k 垅 标准3 g p p 3 g p pi t ui e e e8 0 2 1 6 多址方式c d m a ，f d d t d d0 f d m f d dt d d 7 6 6 g h z 部分不需许可 频带 2 g h z 许可证 证 速率 2 m b p s7 0 m b p s f d d ( s m i - i z ) 无线载频 f d d ( 1 6 - 5 0 m h z ) t d d ( 1 6 m h z ) 业务话音与数据话音与数据、视频图像 覆盖宏蜂窝( ( 7 k m )宏蜂窝( ( 5 0 k m ) 移动性静止、步行、车载静止、步行、车载 容量数十以上数百以上 0 0 s4 类固定、承诺、尽力带宽 频谱利用率1 6 b p s m h z3 7 5 b p s m h z 成熟度较好较好 终端手机、p d a 、p c 卡智能信息设备、p c 卡等 商用 中等中等 ( 2 )抗多径干扰和自干扰性能的比较 在o f d m a 系统中，子信道在循环前缀窗中保持了正交性，可以有效降低 码间干扰，因此多径信号的数量不会影响系统的性能。 在c d m a 系统中，通常使用r a k e 接收机来抗多径衰落。除了多径衰落以 外，频点偏移、多普勒效应等都会使c d m a 系统受到小区内其它用户的干扰甚 至是自干扰。这些干扰可以通过时域均衡器加以减弱，但c d m a 系统不可能像 o f d m a 系统那样完全消除这些干扰。因此，在无线通信系统多径干扰十分普遍 的情况下，o f d m a 系统比c d m a 系统具有更好的健壮性和更低的复杂性。 7 北京邮电大学企业管理专业硕士论文 ( 3 )频谱利用率的比较 当今世界无线频率无疑是非常宝贵的资源，3 g 标准和w i m a x 技术都十分 关注本系统的频谱利用效率，它们都使用了频率重用技术。为了更为直观地比较 移动w i m a x ，l xe vd o 和h s d p a 频谱利用率，可作以下几点假设：第一， 所有系统每个群只有1 个基站，只有1 个频率需要被重用，每个基站有3 个扇区： 第二，每个扇区所有的通信量由1 0 个活跃用户模拟：第三，假设移动w i m a x 采 用2 x 2 的m i m o 配置。以这几点假设为前提，w i m a x 的仿真结果如表2 3 所 示。 表2 - 3 移动w i m a x 与3 g 标准频谱利用率的比较 技术特性 l x e v d 0h s d p a h s u p a移动w i m a x 基础标准c d m a 2 0 0 0 i s - 9 5 w c d m ai e e e8 0 2 1 6 e 双工方式 f d df d dt d d f d d 多址方式 c d 姒e d m ao f d m a 信道带宽( m h z ) 1 2 55 1 0 下行 1 6 72 帧大小( m s ) 5 t d d 上行 6 6 72 1 下行q p s k 8 p s k 1 6 q a mq p s k 1 6 q a mq p s k 1 6 q a m 6 4 q a m 调制方式 上行b p s k q p s k 8 p s kb p s k q p s kq p s k 1 6 q a m 编码方式 t u r b o c c ，t u r b o c c ，t u r b o 最大传输速率下行 3 11 43 2 ( 1 i b i t s )上行 1 85 84 硬切换，快速b s 切换方式虚拟软切换硬切换 切换和宏分集切换 从表2 - 3 可以看出，移动w i m a x 技术充分利用了o f d m a 和m i m o 等下一 代技术，在频谱使用效率上要明显优于现有的3 g 和3 g + 技术，最高传输速率可 以达到7 5m 1 ) s ，能够很好地适应业务宽带化的需求。 ( 4 ) 成本的比较 移动w i m a x 较之3 g ，采用全m 结构和开放式标准，提升了w i m a x 网络 与其他通信网络的互通性，统一的标准可以很好地降低设备成本。 同时，移动w i m a x 终端价格将更加成熟。目前推动移动w i m a x 的主要 因素是其价格优势和能利用家用传统消费电子的分销渠道从而进一步降低其服 务价格。下图2 - 1 显示了标准w i m a x 解决方案中的设备价格。根据所提供功能 和性能的不同，设备价格在3 0 0 - 1 ，0 0 0 美元之间变化。韩国的移动w i m a x 市场 显示其设备价格低至2 0 0 到6 0 0 美元。随着8 0 2 1 6 e 以及大量嵌入式设备的出现， 2 0 0 7 年底到2 0 0 8 年初，p c m c i a 卡的价格已降至1 0 0 2 0 0 美元，专用设备价格 会在2 0 1 0 年降至2 5 0 美元，嵌入式解决方案将会少于3 0 美元。我们认为多模 w i m a x 的终端设备在2 0 0 9 年会降至3 0 0 美元左右。2 0 0 8 2 0 1 0 年之间嵌入式 8 北京邮电火学企业管理专业硕士论文 w i m a x 方案会降低2 0 美元左右，c p e 设备有望被类似于u s b 的便携式通信设 备换。 图2 - 1w i m a x 设备价格预测 从上述分析可以看出，无论是覆盖范围、传输速度还是频谱利用率、运营成 本等方面，移动w i m a x 都是优于3 g 的。因而，在目前中国电信业扑朔迷离的 转折口，运营商不得不重新审视3 g 的未来前景，而对于3 g 的态度也已经由 热切的企盼回归到重新定位思考上来。w i m a x 网络或许可以成为目前状况下供 运营商选择的另一条通向无线宽带信息化未来的捷径。 2 w i m a x 与w i f i 的比较 w i f i 使用不需要规划的频谱资源以很低的发射功率来处理其无线接口，在 其覆盖区域可以提供很高的时间吞吐量，w i f i 对于企业宽带市场是一个很好的 无线技术，该技术的推广很大程度上由于i n t e l 公司的推动，低成本的芯片和解 决方案以及免费的频谱资源极大的推动了其发展。 然而，移动w i m a x 技术的出现意味着一种经济的无线宽带设备的出现。 w i m a x 使用o f d m a 射频技术，能够高效的在时域和频域分配资源，尤其适用 于在1 0 m 带宽之外的应用，它与w i f i 在产品应用和技术特点上存在一定的差别。 ( 1 )应用定位与覆盖范围 w i f i 标准是针对局域网的无线接入技术制定的，而w i m a x 则定位在城域 网的无线接入。形象地说，w i f i 是解决“最后1 0 0 米”的通信接入问题，而 w i m a x 是解决“最后1 公里 的通信接入问题。 w i f i 的典型覆盖范围是小于1 0 0 米半径的业务区域，多用于企业办公区或 家庭室内信息接入场合。 9 北京邮电大学企业管理专业硕士论文 w i f i 与w i m a x 的最大覆盖范围是5 0 公里，主要用于固定无线宽带接入 ( f b w a ) 、地理位置分散的信息热点的回程传输或大业务量用户的接入。当然， w i m a x 也可以用于小批量业务用户的接入，但至少在目前，这种应用对每个用 户而言成本相当高。 ( 2 )信息容量 w i f i 系列标准中，8 0 2 1 1 的信息容量最大，信息速率可达5 4 m b p s 。而8 0 2 1 6 的信息容量更大，信道带宽2 0 m h z 时，信息速率可达1 0 0 m b p s 。 从总信息容量比较，w i m a x 比w i f i 容量要大。但是，按照w i m a x 的应 用模式，它适用于多业务场合，同时有多个用户分享无线信道，因而对末端具体 用户而言，它提供的信息传输速率不一定高于w i f i 。 ( 3 )用户规模 由于m a c 层的差别，一个w i f i 接入点只能同时接入数十个用户，而 w i m a x 的一个基站可以同时接入数百个远端用户站。而且w i m a x 可为同一用 户站提供多个业务流的传输能力，可以更大地提升实际接入用户数。 ( 4 )q o s 与差异化服务 w i f i 采用c s m a c a ( 载波监听多路访问冲突避免) 协议，这种m a c 层协 议只适合数据业务的传输，不能保证业务的q o s 要求，如时延要求，不适合视 频、话音业务。 w i m a x 的m a c 层采用t d m a 多址方式，支持面向连接的业务，提供q o s ， 提供服务等级，实现差异化服务，可以满足多类传输业务的需求，包括数据、视 频、话音( v o l p ) 业务。 w i m a x 提供差异化服务，有三种服务等级：固定带宽( c b r ) 、承诺带宽( c i r ) 、 尽力带宽( b e ) 。c b r 优先级最高，任何情况下保证用户订购的带宽。c i r 的优 先级次之，在承诺一个固定带宽的基础上，还可以根据设备带宽资源情况向用户 提供更多的传输带宽。b e 则具有更低的优先级，在系统满足其他用户较高优先 级业务的条件下，尽力为用户提供传输带宽。 ( 5 )3 - 作频宽设定 w i f i 占用固定的信道频带：2 2 h h z 或2 0 h h z 。而8 0 2 1 6 的信道带宽可根 据实际需求在1 5 h h z 2 0 h h z 范围进行调整。这至少带来如下优点： 有利于避开干扰 对于已知的干扰，窄的信道带宽有利于避开干扰。 节省频谱资源 当信息带宽需求不大时，窄的信道带宽有利于节省频谱资源。 容易规划频谱 1 0 北京邮电人学企业管理专业硕士论文 灵活的带宽调整能力，有利于运营商或用户协调频谱资源。 ( 6 )传播条件 由应用定位所决定，w i f i 只用于室内短距离环境，适合l o s ( 视距) 传播条 件。 w i m a x 作为城域网接入手段，必须应对建筑物阻挡情况下的n l o s ( 非视距) 传播条件。8 0 2 1 6 采用了多种技术，可实现n l o s 条件下的通信。但该条件下 的传输距离将大大缩短。 ( 7 )技术特点 w i f i 技术采用m a c 层采用c s m 心协议。这种m a c 模式适合突发性较 大的业务种类，如数据业务。这种模式可以提供较短的响应时间，较高的传输带 宽，但不能提供q o s 保证，如对时延的保证。 w i m a x 技术m a c 层采用的是时分多址( t d m a ) 方式，可以是t d d 双工模 式或f d d 双工模式。这种多址方式能保证传输时延，支持面向连接的业务，也 是系统提供o o