WiMAX的技术亮点和市场策略

ITU在宣布批准WiMAX 802.16e成国际标准时表示，IMT-2000中的所有技术标准并不是独立的，IMT-2000所属的其他技术标准同样能够应用在基于WiMAX标准的网络，进一步说明了WiMAX的通用性和兼容性。WiMAX成功进入IMT-2000标准系列，其基本要素还在于它的技术优势和市场策略。
 
1 WiMAX来势如潮

1.1 WiMAX论坛成员数增长快速

2001年6月成立WiMAX论坛，成员单位7家。至2007年8月达486家。其中芯片与器件供应商83家，系统设备提供商117家，运营商146家，业务应用与内容提供商129家。预计到年底可发展为510家。由成员成份可见以下特点：包罗完整产业链的各个环节；运营商占最大比率；有强大的业务应用与内容提供商支持。这样的组成非常有利于WiMAX的技术进步和市场的开拓。
 
1.2 WiMAX的知识产权分散

截至2007年8月，WiMAX共有专利1550项，拥有者330公司。23家公司持有超过10%的专利，其中74%是WiMAX论坛成员，它们中的82%拥有11项或更多的专利。

WiMAX的知识产权分散特点源于它的标准建立机制的非垄断性。WiMAX标准仍在发展中，更多的参与者都有创造自己知识产权的机会。
 
1.3 运营网发展迅速

移动WiMAX运营先行者的韩国WiBro，是全球第一个移动WiMAX运营网，也是一个地区性网络。显然这个网仍然带有试验网的性质。

美国Ciearwire被称为WiMAX先驱，2004年成立，是一家专营WiMAX网络的公司。得到Inter和Motorola投资超过11亿美元，专用于WiMAX网络建设。目前提供的服务包括固定、移动数据接入和移动VoIP。

美国Sprint Nextel是WiMAX最大的赌家。投资30亿美元与Ciearwire共建覆盖全美的WiMAX网络。Sprint Nextel负责65%的网络覆盖。两家公司共享频谱资源，共用WiMAX服务品牌，互为对方客户提供漫游服务。移动WiMAX能满足用户平均2Mb/s~4Mb/s的用户数据需求。

目前有超过275个运营商在65个国家和地区建网，其中规模最大的当数美国。
 
1.4 标准演进发展很快，未来规划清晰

标准演进发展很快，几年来，年年有重大推进。2001年12月802.16固定微波宽带接入标准；2003年1月固定/游牧/便携微波宽带接入标准802.16a；2004年10月固定/游牧/便携微波宽带接入标准802.16d；2005年11月移动微波宽带接入标准802.16e（2005.11）移动速度120km/h。

2007年10月，802.16e 被ITU接受成为IMT-2000（即3G）补充标准。正在发展中的标准有IEEE 802.16j移动多跳（mesh）宽带接入标准，计划于2008年2季度颁布宽带接入标准。还有瞄准IMT-Adv。（4G）目标的IEEE 802.16m，按照ITU的进度要求将于2009年3季完成。
 
1.5 ITU批准WiMAX成国际标准的推动力
 
联合国国际电信联盟(International Telecommunication Union-ITU)于今年10月19日正式宣布，批准WiMAX“微波接入全球互通”(Worldwide Interoperability for Microwave Access)技术成为全球范围内的IMT-2000（3G）标准。并且，WiMAX将有望成为ITU未来4G计划的一部分。

英特尔将会在2008年推出WiMAX专用芯片，让笔记本电脑和手机等移动设备获得高速的WiMAX和Wi-Fi无线网络连接。而三星电子、摩托罗拉、诺基亚已经明确表示将会在最快的时间内推出内置WiMAX芯片的手机设备，并与电信运营商合作，进一步完善WiMAX无线网络，使WiMAX无线标准在未来3年内进入到实际应用阶段。
 
高性能网络对手机等终端设备的开发有着巨大的推动作用，因此WiMAX成为国际无线标准之后，三星电子、摩托罗拉、诺基亚等手机制造商已经明确表示将会在最快的时间内推出内置WiMAX芯片的手机设备，并与电信运营商合作，进一步完善WiMAX无线网络，使WiMAX无线标准在未来3年内进入到实际应用阶段
 
2 WiMAX 16e的技术和服务亮点

WiMAX所代表的IEEE 802.16系列标准技术从2001年12月建立IEEE 802.16开始，已经制定有16、16a、16c、15d、16e、16f、16g系列标准。当前影响最大的是16 e，其可对比的对象是既往的3G蜂窝移动通信标准。下面我们来看看WiMAX 16e的技术亮点，也就是与既往的3G蜂窝移动通信标准相比，其所具有的技术特点。
 
2.1技术亮点

（1）以互联网为支承

WiMAX 16e标准与早先的IEEE 802系列标准一样，都是接入网体制，其支承网是互联网。由此，可以引伸出一系列的亮点。

互联网又依托于强大的电信网基础设施。通过VoIP实现不受限制的语音通信是电信产业的发展大趋势。

峰值速率达到下行8Mb/s，上行256kb/s，提供高速互联网数据链接。

提供移动电视、移动游戏，提供移动办公等先进的服务。

（2）OFDM/OFDMA的应用

FDMA的特点为：

不需FDMA中必不可少的保护频带；

允许频谱重叠使用；

相邻子载波间隔很小。

OFDMA的应用有以下特点：

每个用户可以使用OFDM所有子载波中的一个（或一组）；

OFDMA的分配机制非常灵活动态分配子载波的数量；

可以对不同的子载波使用不同的调制方式及发射功率。

OFDM/OFDMA技术与以CDMA技术为支撑的3G技术相比，具有频谱效率高、带宽扩展性强、频域资源分配方便、有利于改善射频功率峰均比的优点，同时也具有抗多径衰落和易与MIMO技术联合运用的优点。射频功率峰均比的改善，既可舒缓射频设备设计压力，又能够减小对邻近链路的干扰。

（3）先进的天线技术——自适应天线与MIMO

自适应天线（AAS）可以实现系统参数自动调整，获得信噪比（SNR）增益，减少同频干扰。自适应天线利用数字信号处理技术，产生空间定向波束，使天线主波束对准期望信号到达方向，同时对干扰形成零陷，抑制干扰，实现期望信号的最佳接收。采用AAS技术可以提高系统容量、扩大覆盖范围、提高通信的可靠性、降低运营成本等。AAS在实现时既可以采用多波束选择的方式，也可以采用自适应的方式。

MIMO技术利用在基站和终端使用多天线来抑制信道衰落，大幅度地提高了信道的容量、覆盖范围和频谱利用率。根据收发天线的数量，MIMO还可以包括单输入多输出（SIMO）和多输入单输出（MISO），多输入多输出（MIMO）。802.16协议支持的MIMO模式分为3种：空时发射分集模式、空间复用模式和分集与复用相结合模式。

移动WiMAX还支持各种MIMO模式之间的自适应MIMO转换(AMS)，这也叫做智能MIMO。

（4）汇集多种类型的编码技术

WiMAX 系统设计中继承了以往移动通信设备研究有关编码技术的诸多成果，如AMC、空时码、卷积码、块Turbo码、卷积Turbo码、LDPC码，以及多电平调制和编码等。

MIMO还可与空时编码相结合，利用空间和时间上的编码实现一定的空间分集和时间分集，从而降低信道误码率，或增大系统容量。

（5）Mesh

WiMAX16j为无线Mesh 网标准，是一种多跳中继组网技术。标准中定义了两类结点：中继站和移动无线基站。定义了三种应用模式：固定基础设施应用模式、楼内应用模式、移动平台应用模式。通过Mesh方式，可以有效地增强接入网覆盖。通过中继站结点可以消除网络中一些SNR非常低的点。这项标准对解决WiMAX 802.16e系统全覆盖问题起着非常重要的作用。
 
2.2 服务亮点

（1）移动互联网服务

不受限制的话音通信（unlimited voice）、高速互联网服务（high-speed internet）、移动电视（mobile TV）、游戏和博客（gaming & blogging）、移动办公（mobile office）等。

（2）服务能力

◆最大用户数/基站(subs/ site)

数据量：1582GB/site/month，若2GB/sub/month, 最大可承载791用户（sub）

分类业务：基站能力比特率为3*10Mb/s，用户数据率15/512 kb/s，最大可承载878用户。

◆小区覆盖

小区覆盖因天线配置和移动性而异，基站天线高度城区30m，郊区40m，乡村80m最大覆盖范围在乡村，可达25km，最大基站用户数在城区，可达500用户。

◆用户速率配置灵活

（3）服务成本

以下因素决定WiMAX可以有低的服务成本：

◆依托于骨干网。因此需要大量投资的交换与传输设施建设费用可以节省。

◆系统的易扩展性。WiMAX系统的易扩展性可以节省网络扩建的投资。

◆高频谱效率。WiMAX有十倍于3G的高频谱效率。用户的资源分担费用大大减輕。

◆减轻了射频设计压力。这是由于OFDM系统的射频功率峰均比得以改善的原因。

◆最佳的频谱配置给用户应用的灵活性。使频谱资源的应用更加经济。
 
2.3 疑虑尚存

（1）新体制有待验证——WiMAX作为接入网，在局域网应用时是成功的，当用来实现相当于广域蜂窝移动通信，满足全覆盖要求时，效能如何，还有人担忧。

（2）投资决心有待考验——尽管WiMAX相对蜂窝移动通信有成本优势。但蜂窝移动通信的更新换代是演进式的。WiMAX建网属于全新的系统建设，需要一次性投资巨大。Sprint公司自2005年8月收购Nextel以来，又建设全球第一个WiMAX商用网络，计划2008年覆盖1 亿人口，巨大投资正是Sprint面临的最大困难之一。

（3）不同的声音——由于对技术的理解不同、对既往投资的保护需求以及对固有利益的维护需要，新的技术大范围推广应用总会有不同的声音。有时甚至淹没了新技术，使其胎死腹中，也不奇怪。
 
3 WiMAX的市场策略

3.1组织措施——成立WiMAX论坛

WiMAX论坛于2001年4月成立。目的是促使IEEE 802.16形成可运营的网络。基本任务是为IEEE 802.16和ETSI Hiper MAN的产品一致性和互操作性认证。其下设认证工作组（CWG）、技术工作组（TWG）、频谱工作组（RWG）、市场工作组（MWG）、需求工作组（SPWG）、网络工作组（NWG）、应用研究工作组（AWG）。

WiMAX，即全球互通微波接入（Worldwide Interoperability for Microwave Access）。由这个论坛的名称，可见策划者推动全球市场的雄心。由属下的工作组名单可见WiMAX论坛的市场推进工作的广泛内涵，从技术标准，到形成产业，以至市场开拓。
 
3.2 标准策略

（1）标准互通性。在论坛的名称中突显互通性，表明策划者的最大关注。这种关注，不局限于IEEE 802.16体制内部，而且要包括欧洲的ETSI Hiper MAN。

（2）网络开放性。为了WiMAX成功，必须让与信息服务的有关方面能够平等地参与运作。网络的开放性极其重要。论坛制定了WiMAX开放接口，如图1所示，这个网络模型及所定义的接口，充分体现了WiMAX的开放性。

 
图1   WiMAX网络开放接口

图1中，MSS（Mobile Scriber Station）为移动用户台；ASN（Access Service Network）为接入业务网；CSN（Connect Service Network）为连接业务网；NAP（Network Access Provider）为网络接入提供商；NSP（Network Service Provider）为网络业务提供商；参考点R1、R2、R3、R4、R5为相关网络间的标准接口。

（3）成为移动通信主流标准

无线宽带网的移动化，必然要以进入移动通信主流标准为目标。而在上世纪90年代ITU通过的关于确定3G标准的1457号决议中曾经留下活口：2007年可以对3G空中接口作补充。据此，WiMAX论坛向ITU提出了申请，并展开游说，终于在10月得以通过。
 
3.3 市场模式

（1）互联网模式

WiMAX以移动互联网为基础。现有的电信网络因价格、业务量、商业模式等原因不能运用互联网模式，而WiMAX所具有的对应用和设备的开放性，使得互联网模式有了可能。

（2）加速推动应用。WiMAX要做到设备和预约服务可以与Cable/DSL相比拟的低成本；WiMAX要做到如有线宽带服务的透明度，可以在家庭和办公室任意使用，达到下行速率1Mb/s，上行速率1kb/s。

（3）WiMAX要做到无所不在的服务。类似于蜂窝网的覆盖，用户应该不用考虑如在汽车或街道的覆盖问题。WiMAX要做到无所不在的用户设备体验。如电话一样的接口，如PC机一样的能力。
 
3.4 WiMAX市场开发四阶段

2002~2006：技术开发（技术标准，产品定义）；

2004~2008：产品开发（技术成熟，产品达标尚未稳定）；

2008~2009：扩大市场（产品成熟，性价比提高）；

2009~2010：大规模市场（大规模生产，质量价格超优）。
 
3.5 宣传策略

市场开拓的宣传策略自然受到WiMAX重视。由论坛所推动宣传策略有两个要点：即融合策略和互补策略。

（1）融合策略：在蜂窝网主宰移动通信，甚至蜂窝网移动通信的代名词的今天，WiMAX要想打入移动通信市场，首先必须能与蜂窝网融合。并在技术上准备了融合方案。

（2）互补策略：出于同样的思考，为打消蜂窝网成规模的国家和地区接受WiMAX，特别强调WiMAX对蜂窝网的互补性。这个策略似乎对中国更有针对性。

（3）专利策略：3G移动通信发展中，高通公司的高额专理费用对全球产业所造成的伤痛依存。WiMAX专利的非拢断性是一个重要优势。WiMAX论坛甚至宣称免专利费支付的政策，确实对后产业界的后来者很有诱惑力。
 
4 结束语

WiMAX之能进入3G标准家族，有其技术上的优势，也有其成功的市场策略。还在于其能够将市场策略与技术设计成功地结合起来。

WiMAX之能进入3G标准家族，也给我们以技术进取的启迪。WiMAX没有因为3G早已定盘，似乎不可能在3G上再有作为，而放弃相关技术开发努力。

一种技术论坛的方式，推动了一个新的技术体制的成功经验，是创新型企业以小博大的非常有价值的经验。