一、概述

1、關(guān)于IEEE 802.20工作組

移動(dòng)寬帶無(wú)線接入（MBWA，Mobile Broadband Wireless Access）系統(tǒng)最初是由IEEE 802.16工作組在2002年3月提出，2002年7月IEEE明確MBWA與IEEE 802.16定位于不同的市場(chǎng)應(yīng)用，2002年9月MBWA執(zhí)行委員會(huì)提議成立新的工作組，2002年12月11日提議得到批準(zhǔn)，于是被命名為IEEE 802.20的工作組（WG）成立。然而，在2016年6月15日，IEEE -SA標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)突然宣布，暫停IEEE 802.20工作組的一切活動(dòng)。無(wú)奈使IEEE 802.20標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)MBWA技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范（尤其是空中接口（MAC與PHY）規(guī)范）中途夭折，其夭折的原因也很是無(wú)奈，具體請(qǐng)見(jiàn)下附錄1-1。

附錄1-1：IEEE 802.20工作組停止的原因

2、關(guān)于MBWA技術(shù)的定位

2002年12月，在IEEE 802.20的項(xiàng)目授權(quán)請(qǐng)求（PAR，Project Authorization Request）文檔中，對(duì)MBWA技術(shù)項(xiàng)目的名稱命名為：“局域網(wǎng)和城域網(wǎng)-支持車(chē)輛移動(dòng)性的移動(dòng)寬帶無(wú)線接入系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)空中接口-物理和媒體接入控制層規(guī)范”。同時(shí)定義了基于802.20的MBWA系統(tǒng)的主要范圍和主要技術(shù)特點(diǎn)：“空中接口的PHY/MAC層規(guī)范，適用于可互操作的移動(dòng)寬帶無(wú)線接入（MBWA）系統(tǒng)，工作于3.5GHz以下的licensed頻段，最優(yōu)化IP數(shù)據(jù)傳輸，每用戶峰值速率超過(guò)1Mbps，支持城域（MAN）范圍內(nèi)高達(dá)250Km/h的各種車(chē)載移動(dòng)性，在頻譜效率、持續(xù)用戶數(shù)據(jù)速率和活動(dòng)用戶數(shù)等方面比現(xiàn)有移動(dòng)系統(tǒng)性能有顯著提高。”還給出了如表1-2-1所示的MBWA技術(shù)的兩大開(kāi)發(fā)目標(biāo)；其MBWA技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的任務(wù)與范圍匯總與下表1-2-2中。

表1-2-1：MBWA技術(shù)的兩大開(kāi)發(fā)目標(biāo)

表1-2-2：MBWA技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的任務(wù)與范圍

另外，在2002年的11月，IEEE在確定成立802.20工作組時(shí)，結(jié)合802.11和802.16技術(shù)情況以及市場(chǎng)應(yīng)用情況，給出了MBWA技術(shù)研發(fā)的5項(xiàng)準(zhǔn)則，簡(jiǎn)要的匯總于下表1-2-3；更具體的內(nèi)容可詳見(jiàn)下表附件1-2。

表1-2-3：MBWA技術(shù)研發(fā)的5項(xiàng)準(zhǔn)則簡(jiǎn)介

附件1-2：MBWA技術(shù)研發(fā)的5項(xiàng)準(zhǔn)則（802.20-PD-03）

二、MBWA的技術(shù)特性

實(shí)際上，自IEEE 802.20工作組成立后，經(jīng)過(guò)幾年的工作，其需求文件已經(jīng)基本完成，在需求文件中，達(dá)成一致的內(nèi)容包括工作頻段、移動(dòng)速率、上下行傳輸速率等指標(biāo)。關(guān)于802.20 工作組所開(kāi)發(fā)的MBWA技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)特性，可歸納為如下表2-0所示的內(nèi)容，共14項(xiàng)。

表2-0：MBWA技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)特性歸納

1、無(wú)線特性

IEEE 802.20標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了工作在3.5 GHz以下需要申請(qǐng)執(zhí)照的頻段，在5 MHz帶寬和移動(dòng)速度250km/h的情況下，如何實(shí)現(xiàn)每用戶峰值速率大于4Mb/s（下行）/1.2 Mb/s（上行），每小區(qū)的峰值速率大于16Mb/s（下行）/3.2Mb/s（上行）的通信連接。為此，MBWA的無(wú)線信道模型采用多入多出（MIMO）空間信道模型。描述無(wú)線信道的MIMO模型主要有3種：相關(guān)模型、放射跟蹤模型和散射模型。IEEE 802.20的物理信道采用MIMO+OFDM的信道模式。

需要說(shuō)明的是，802.20空中接口是基于IP無(wú)連接方式，提供給移動(dòng)用戶一種類似于有線接入系統(tǒng)Cable和DSL那樣的“總是在線”的體驗(yàn)。移動(dòng)終端和基站之間的連接對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)是自動(dòng)和透明進(jìn)行的。

欲詳細(xì)了解MBWA技術(shù)空中接口特性參數(shù)的請(qǐng)進(jìn)入。

2、IP體系結(jié)構(gòu)

實(shí)際上移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的演進(jìn)是從網(wǎng)絡(luò)到終端均使用基于IP的協(xié)議通信，包括結(jié)構(gòu)IP化、協(xié)議IP化、傳輸與業(yè)務(wù)IP化的全過(guò)程。IEEE 802.20標(biāo)準(zhǔn)的MBWA技術(shù)與IEEE 802.16標(biāo)準(zhǔn)的WiMAX技術(shù)的最大不同就是，MBWA技術(shù)采用了純IP體系結(jié)構(gòu)。其組成包括：IP核心網(wǎng)，含有高速路由器的基站，網(wǎng)絡(luò)調(diào)度器，鑒權(quán)、認(rèn)證和計(jì)費(fèi)（AAA）服務(wù)器以及支持各種應(yīng)用的終端設(shè)備。在純IP結(jié)構(gòu)中，基站是含有路由器的實(shí)體，能在空中接口中有效支持IP分組的傳輸。在移動(dòng)性管理上，基站采用擴(kuò)展的分層移動(dòng)IP協(xié)議以有效地支持快速越區(qū)切換和漫游功能，采用基于IP的AAA機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的安全和保密。

與3G蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)不同，802.20是基于純IP架構(gòu)的蜂窩移動(dòng)系統(tǒng)。在基于MBWA系統(tǒng)中，空中鏈路為基于數(shù)據(jù)包的無(wú)連接通信方式，不同于3G的基于連接的通信方式。這樣，在802.20空中鏈路接口上，IP數(shù)據(jù)包直接承載在空中接口的數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議之上，而不是如3G那樣需要在空中接口數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議之上用PPP協(xié)議來(lái)封裝IP包。

3、漫游和切換

另外，MBWA系統(tǒng)中漫游和切換技術(shù)也是MBWA技術(shù)能否成功的關(guān)鍵內(nèi)容。在MBWA系統(tǒng)中，不僅要實(shí)現(xiàn)MBWA本系統(tǒng)內(nèi)不同小區(qū)之間移動(dòng)時(shí)的漫游和切換支持，還要實(shí)現(xiàn)在不同技術(shù)之間的切換漫游，比如在802.20與3G、802.20與802.16/802.11間的切換漫游支持。這些切換漫游支持除了需要在IP層考慮之外，更多的需要在物理/MAC層上提供支持。在物理/MAC層上采用合適的機(jī)制來(lái)進(jìn)行切換和漫游支持，也是MBWA系統(tǒng)中需要考慮的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。

三、MBWA系統(tǒng)的基站

在MBWA系統(tǒng)中，移動(dòng)終端是IP主機(jī)；而基站也是所謂的“IP基站”，它扮演著類似于有線接入網(wǎng)絡(luò)中的接入路由器的角色。IP基站一方面利用空中接口與移動(dòng)終端相連接，另一方面通過(guò)有線鏈路與移動(dòng)核心IP網(wǎng)絡(luò)相連。從有線鏈路這一側(cè)看，IP基站與普通的接入路由器沒(méi)有本質(zhì)區(qū)別。MBWA本質(zhì)上是基于IP蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)，用移動(dòng)IP技術(shù)為基礎(chǔ)來(lái)進(jìn)行移動(dòng)性管理。對(duì)移動(dòng)用戶的移動(dòng)性管理以及認(rèn)證授權(quán)等功能由IP基站本身或者由IP基站通過(guò)移動(dòng)核心IP網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)核心網(wǎng)絡(luò)中相關(guān)服務(wù)器來(lái)完成。

由于MBWA采用純IP架構(gòu)，其移動(dòng)性管理也必然將以移動(dòng)IP技術(shù)為基礎(chǔ)，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)采用固定不變的IP地址，移動(dòng)終端在網(wǎng)絡(luò)中不同子網(wǎng)間移動(dòng)時(shí)，保持其IP地址不變，從而保證通信過(guò)程的持續(xù)進(jìn)行。

四、MBWA技術(shù)所支持的業(yè)務(wù)應(yīng)用

802.20標(biāo)準(zhǔn)要為實(shí)現(xiàn)這種無(wú)縫集成的系統(tǒng)提供一個(gè)技術(shù)基礎(chǔ)。基于MBWA的空中接口將優(yōu)化適應(yīng)基于IP的高速無(wú)線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，支持符合開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的所有業(yè)務(wù)應(yīng)用，包括視頻、全圖形化web瀏覽、沒(méi)有大小限制的文件上載和下載、IP組播、遠(yuǎn)程電信信息業(yè)務(wù)、基于位置的服務(wù)、VPN連接、即時(shí)消息和在線多人游戲等等。

作為移動(dòng)系統(tǒng)提供的話音業(yè)務(wù)來(lái)說(shuō)，MBWA提供的語(yǔ)音業(yè)務(wù)是VoIP語(yǔ)音業(yè)務(wù)，這樣802.20空中接口就需要提供相應(yīng)的如時(shí)延、時(shí)延抖動(dòng)和分組丟失率等QoS保障。此外，MBWA還采用高效利用頻譜和系統(tǒng)資源的機(jī)制支持廣播/組播業(yè)務(wù)。

由上介紹可以看出，MBWA技術(shù)的最大特征是全網(wǎng)IP化，與3G的所謂的All-IP架構(gòu)相比，MBWA技術(shù)是真正的All-IP結(jié)構(gòu)，從用戶終端到核心網(wǎng)絡(luò)之間包括空中接口在內(nèi)的每段鏈路都是以IP協(xié)議作為基礎(chǔ)承載各種上層應(yīng)用協(xié)議。無(wú)論是用戶數(shù)據(jù)平面還是信令平面，乃至OAM平面也都是以IP協(xié)議作為統(tǒng)一的承載協(xié)議。這樣一方面極大的簡(jiǎn)化了系統(tǒng)架構(gòu)、的復(fù)雜性，另一方面也符合未來(lái)網(wǎng)絡(luò)向統(tǒng)一IP承載網(wǎng)發(fā)展的方向。

MBWA技術(shù)實(shí)際上是IEEE的一種無(wú)線廣域網(wǎng)（WWAN）的標(biāo)準(zhǔn)（可支持高達(dá)250km/h的移動(dòng)性），它將與IEEE的無(wú)線城域網(wǎng)（WMAN，如WiMAX）和無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN）形成更大范圍的覆蓋。很是遺憾，802.20標(biāo)準(zhǔn)的MBWA技術(shù)，最終沒(méi)有完成，半途而廢了。如果標(biāo)準(zhǔn)完成還有可能成為第四代數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)（4G）的標(biāo)準(zhǔn)之一。

欲進(jìn)一步了解IEEE 802系列標(biāo)準(zhǔn)情況介紹的請(qǐng)進(jìn)入。