摘要
IEEE 802.20是一种最新的移动宽带无线接入技能，它是移动性与峰值速率之间的完美结合。依据IEEE 802.20的功能方针，剖析了它在移动性、频谱功率、体系掩盖和体系架构等方面的优势，并侧重评论了该规范与其它无线宽带接入技能和移动通讯技能之间的互补性与竞赛性，终究介绍了其规范化的最新开展。
传统的蜂窝移动通讯体系可支撑高的移动性，但数据传输速率低，难以应对高速下载和实时多媒体的使用。而无线局域网（WLAN）等宽带无线接入体系，尽管具有较高的数据传输速率，但其移动功能差，只能用于牧游式的无线接入。IEEE 802.20技能恰恰能够有效地处理移动性与传输速率彼此对立的问题，使用户能够在高速移动中享用宽带接入带来的趣味。
IEEE 802.20技能，即移动宽带无线接入（MBWA：Mobile Broadband Wireless Access），也被称之为Mobile-Fi。这个概念开端是由IEEE 802.16作业组于2002年3月提出的，并成立了相应的研讨组，其方针是为了完结在高速移动环境下的高速率数据传输，以补偿IEEE 802.1x协议族在移动性上的下风。随后，由于在方针商场定位上的不合，该研讨组脱离IEEE 802.16作业组，并于同年9月宣告成立IEEE 802.20作业组。现在，IEEE 802.20规范还处于拟定阶段，其开端版别估计于2006年12月公布。
一、技能特性
IEEE 802.20作业组的方针是拟定一种适用于高速移动环境下的宽带无线接入体系的空中接口规范。在技能的拟定时刻上，IEEE 802.20远远晚于3G，因此能够充沛发挥它的后发优势：在物理层技能上，以OFDM和MIMO为中心，充沛发掘时域、频域和空间域的资源，大大进步了体系的频谱功率；在规划理念上，依据分组数据的纯IP架构应对突发性数据事务的功能也优于现有的3G技能，与3.5G（HSDPA、EV-DO）功能适当；别的，在完结、布置本钱上也具有较大的优势。
IEEE 802.20的首要技能特性如下：全面支撑实时和非实时事务，在空中接口中不存在电路域和分组域的区别；能坚持持续的连通性；频率一致，可复用；支撑小区间和扇区间的无缝切换，以及与其它无线技能（802.16、802.11等）间的切换；融入了对QoS的支撑，与中心网等级的端到端QoS相一致；支撑IPv4和IPv6等具有QoS确保的协议；支撑内部状况快速改变的多种MAC协议状况；为上下行链路快速分配所需资源，并依据信道环境的改变主动挑选最优的数据传输速率；供给终端与网络间的认证机制；与现有的蜂窝移动通讯体系能够共存，下降网络布置本钱；包含各个网络间的开放型接口。
1.体系功能方针
表1和表2分别给出了IEEE 802.20所提出的体系功能方针以及在不同场景下的频谱功率的方针。
表1 IEEE 802.20体系功能方针
表2 不同场景下的频谱功率
从功能方针中，咱们能够看出：
（1）在移动性上，802.20比较于802.16具有很大的优势——可支撑的最高速率为250 km/h，现已到达了传统移动通讯技能（如2G和3G）的功能。可见，它将是IEEE步入移动通讯范畴的柱石。
（2）在频谱功率上，802.20远远高于当时的干流移动技能。举例来说，关于下行链路中的频谱功率，CDMA 2000 1x最高为0.1 bit/s/Hz/cell，EV-DO最高为0.5 bit/s/Hz/cell，而802.20却大于1 bit/s/Hz/cell。因此，关于运营商来说802.20的到来是个福音——花相同价钱买来的频谱资源，却能够供给更高速率的接入服务。这既是802.20本身强有力的“卖点”，更是移动通讯技能开展的大势所趋。
（3）关于非视距（NLOS）环境下的体系掩盖，802.20的单小区掩盖半径为15 km，归于广域网技能；而802.16的单小区掩盖半径小于5 km，归于城域网技能。这说明802.20与802.16的方针商场不同，它们不存在直接的竞赛。直接与802.20构成竞赛的是WCMDA等3G技能和HSDPA等3G演进技能。
（4）IEEE 802.20规则其MAC帧往复时延小于10 ms，加上无线链路操控层和使用层上发生的处理时延，足以满意ITU-T的G.114所规则的电话语音传输最大往复时延（＜300 ms）的要求，因此彻底能够依据802.20来供给优质的无线VoIP语音事务。
（5）在下行链路，802.20能够供给大于1 Mbit/s的峰值速率，远远高于3G技能的功能方针——步行环境下384 kbit/s，高速移动环境下144 kbit/s。
2.纯IP架构
IEEE 802.20秉承了IEEE 802协议族的纯IP架构。纯IP架构，与3GPP和3GPP2所提出的全IP概念有所不同——前者是中心网和无线接入网都依据IP传输，而后者只是完结了中心网的IP化。规划架构的差异使802.20与其它3G技能比较具有显着的优势：
（1）其物理层和MAC层都专为突发型分组数据事务而规划，并能够自适应无线信道环境，因此在处理突发性数据事务方面具有与生俱来的优越性。而WCMDA等3G技能尽管对语音事务能够很好地支撑，但由于其规划初衷是要坚持与GSM等2.5G技能的兼容，所以对数据事务的支撑力度显得较为单薄。
（2）组网方法灵敏简略，便于交融现有的IP网络和未来的依据IMS的中心网。
（3）可充沛利用现有的依据IP的各种协议，易于完结灵敏的事务布置。
数据事务将逐步成为未来移动使用的主体，因此与之相对应的纯IP架构将是未来移动通讯技能开展的方向。实际上，3GPP和3GPP2现已认识到他们现在的体系在供给数据事务方面的局限性，并测验在原有的体系结构根底上，在下行链路中选用分组接入技能。例如，3GPP的R5引入了HSDPA技能，以大幅进步IP数据下载速率和流媒体速率。
二、802.20与其它技能间的联系
当时，移动通讯技能规范繁复，不同的技能之间既互补又彼此竞赛。下面，咱们来具体剖析一下802.20与当时各种干流技能间的联系。
1.与802.11、802.16间的联系
IEEE 802.11规范及其子集是无线局域网的干流规范之一，也被称为Wi-Fi。该规范的拟定作业起步较早，技能相对老练，其间802.11g（峰值速率54 Mbit/s）在商用中比较遍及，802.11n（峰值速率100 Mbit/s）也现已有产品问世。
IEEE 802.16规范及其子集是针对微波和毫米波频段（2～11 GHz）提出的无线城域网（WMAN）技能规范，也被称为WiMAX。其峰值速率可达70 Mbit/s，并具有较强的移动性，因此得到了业界的遍及重视和支撑。
上述两种技能规范首要是针对牧游式的无线接入，供给步行速率的移动性。与它们不同的是，802.20的方针商场定坐落无线广域网，着重它对高速移动性的支撑。
可见，这三种技能存在很强的互补性。若将它们混合组网，扬长避短，将是一种十分好的全网掩盖处理方案，原因是：
（1）能够依据802.21（媒质无关切换：Media Independent Handover）来完结这三种技能间的无缝切换：当用户处于热门区域时，切换到802.11或802.16的网络以取得更高的接入速率；当用户脱离热门区域时，切换到802.20的网络，这样能够在确保较高接入速率的前提下，取得更好的移动性。
（2）由于这三种技能在体系架构上都是纯IP的，所以彼此间的接口简略，只需其同享的中心网是规范的IP网，就能够完结彼此间的互联。
（3）相同由于三者的纯IP架构，使得它们具有较强的类似性，所以其多模终端能够到达较高的集成度，然后下降本钱。
可是，跟着802.16e规范的提出（已于2005年12月正式发布），802.20与802.16之间的确存在着必定的竞赛联系。这是由于802.16e在802.16a的根底上增强了移动性，其用户移动速率可高达150 km/h，这使得两者的方针商场发生了必定的堆叠。但从体系掩盖的视点来看，802.20是广域网技能，而802.16是城域网技能，所以两者之间首要表现互补性。
2.与3G技能间的联系
所谓3G技能，是指以WCDMA、cdma2000和TD-SCDMA三大规范为根底的第三代蜂窝移动通讯体系。由于这三大技能规范在技能特性和功能方针上相差无几，所以将其作为一个全体，来评论它们与802.20之间的联系。
表3从方针商场和技能特色下手，对802.20和3G两种技能进行了比较。咱们从中能够看出，两者的确存在较多的类似性，也就导致了它们之间的竞赛性：
表3 IEEE 802.20与3G技能的比照
（1）两者的方针商场堆叠较大。首要，它们都是广域网技能。其次，802.20具有低时延架构，它能够依据VoIP技能来供给高质量的语音事务，也就是说它能够支撑3G所能供给的悉数事务。
（2）在物理层中心技能上802.20更为先进，因此具有更具吸引力的功能优势。
（3）802.20的纯IP架构使它在组网本钱上具有较显着的价格优势。因此在布置广域网时，性价比高的802.20将更受运营商喜爱。
尽管802.20在技能上优于3G，可是其产品的商场化还需要时日，在短期内不可能撼动3G的商场方位。别的，现在3G现已取得了实质性开展，制造商和运营商都进行了很多投入，他们不会容易抛弃3G技能。一起，电信监管部门也不会让已有的出资付诸东流。所以，从商场开展的视点来看，802.20只能作为3G的补偿，它们之间首要表现互补与协作的联系。
3.与3GPP LTE间的联系
LTE（Long Term Evolution）是世界规范化安排3GPP在2004年末提出的研讨方案，旨在进步3G技能在宽带无线接入商场的竞赛力。它分为两个阶段：研讨项目（Study Item）阶段，将在2006年中期完毕，首要完结需求的界说和候选技能的搜集、评价作业；作业项目（Work Item）阶段，将在2006年中期之前发动、2007年中期完毕，首要是评论和起草规范的细节。
LTE的商场定位是补偿3G技能在分组接入方面的缺乏，它的技能特性与802.20极为类似：都是针对广域网的移动通讯技能——LTE支撑最高的移动速率为350 km/h，而且能在15～120 km/h下供给高功能的服务；物理层技能都是依据OFDM和MIMO——频谱功率都很高，而且摆脱了高通公司的CDMA专利限制；都支撑低的时延——LTE的接入网时延在1O ms以内，操控平面时延小于100 ms；都是依据IP的架构——LTE的方针是树立一个无线接入网与固网交融的纯IP的中心网，以满意宽带无线接入的需求。
商场定位与技能特性的类似性，终究导致了802.20与LTE之间的彻底竞赛性。在规范化进程中，802.20虽占先机，但优势不显着。在业界的影响力上，LTE虽占上风，但802.20遭到高通的支撑，也不容小视。将来二者在商场上的竞赛必定反常剧烈。
三、规范化最新开展
2005年11月至2006年1月，IEEE 802.20作业组开端了规范的起草作业，并于2006年1月15日在美国夏威夷举行的会议上，就候选物理层技能进行了投票。终究，FDD形式中，高通的技能提案“MBFDD”取得经过；TDD形式中，高通和京瓷的归纳提案“MBTDD”（包含MBTDD 625k-MC）取得经过。尽管这两种提案都遭到一些阵营的激烈对立，但终究在投票成果中仍以较大优势胜出。
2006年5月，802.20作业组将再次举行会议，就规范草案进行第二轮投票。依照IEEE的规范经过流程，若支撑率到达75%以上，即视为经过。假如投票顺畅，该草案将于2006年7月被提交至局域网/城域网规范委员会（LMSC）进行发起人投票，若支撑率到达90%以上，草案将被提交至IEEE规范安排（IEEE-SA）进行终究的批阅，并发布为正式的规范。依照方案，其规范将于2006年12月正式发布。就现在的状况来看，时刻十分急迫，规范的拟定作业适当严重。
四、结语
高移动性和高吞吐量必定是未来无线通讯商场的重要需求。IEEE 802.20正是为满意这一需求而专门规划的宽带无线接入技能，并具有功能好、功率高、本钱低和布置灵敏等特色。802.20在移动性上优于802.16和802.11，在数据吞吐量上强于3G技能，其规划理念也契合下一代技能的开展方向，因此的确是一种十分有远景的无线技能。可是，它的正式规范还未出台，产业链的构成也需要时日，一起它还要面临3GPP LTE的竞赛，所以现在还很难断定它在未来商场中的方位。不过，802.20的呈现，的确在整个移动通讯职业发生了“鲶鱼效应”，有力地促进了同类技能的不断更新和开展。关于它往后的技能走向和商场化开展，咱们应该持续坚持重视。
