本部分对WiMAX802.16e系统三个重要指标--系统吞吐量、覆盖范围、移动性--进行分析。

　　2.1 WiMAX 802.16e系统吞吐量分析

　　WiMAX 802.16e系统吞吐量S的计算公式如下：

　　(2)

　　式(2)中，Nb为1帧中的信息比特数，Tf为帧长。

　　以带宽为5MHz的WiMAX 802.16e系统为例，系统帧长Tf=5ms。只要算出1帧中的信息比特数，通过式(2)就能得到系统的吞吐量。

　　根据IEEE802.16-2005规范，1个OFDM符号的周期为100.8μs（其中OFDM循环前缀CP＝1/8），1个5ms的帧中共有49个OFDM符号；1个OFDM符号包含384个数据子载波；每个子载波承载一个经过编码的QAM符号。

　　WiMAX 802.16e系统支持的最高调制阶数为64QAM、最高编码效率为3/4。这时1个数据子载波承载的数据比特数为：  个。

　　容易得到1个OFDM符号承载的数据比特数N1=384×4.5=1728个。

　　WiMAX 802.16e典型帧结构如图5所示。

　　从图5可见，802.16e帧的下行开销包括Preamble（前同步头）、FCH（帧控制头）、DL_MAP、UL_MAP（上下行MAP消息）合计约3个OFDM符号；上行开销包括ACK（应答）、CQI（信道质量指示）、Ranging（测距）合计约2个OFDM符号，那么1帧中用于传输有用户数据信息的共有44个OFDM符号。

　　容易得到1帧中的信息比特数Nb=44×1728=76032个。根据式（2）得到5MHz带宽的WiMAX 802.16e系统的理论最大吞吐量S=76032 bits/5×10-3 s=15.2Mbps。

　　2.2 覆盖能力分析

　　众所周知，无线覆盖取决于链路预算。不妨将WiMAX 802.16e系统配置为：基站采用8阵元天线，每阵元输出功率为1W（30dBm），基站天线增益为18dBi；终端类型为CPE，发射功率250mW（24dBm），CPE天线增益为8dBi。系统上下行的链路预算如下表所示。

　　表1 WiMAX 802.16e系统典型链路预算

　　通过上表可以得出，上下行允许的最大路径损耗分别为167dB和162dB。扣除对数阴影衰落裕量8dB以及与室内覆盖间建筑物穿透损耗10dB，WiMAX 802.16e系统的上下行链路预算分别为149dB和144dB。即，在采用固定式CPE终端的条件下，WiMAX 802.16e系统的链路预算约为144dB，比3G系统约高15dB，其基站覆盖范围比3G基站大。

　　需要指出的是，如果针对移动手持终端（天线增益减少10dB，发射功率减少3dB），那么WiMAX 802.16e系统的链路预算与3G系统相当。如果像3G那样建设覆盖全城的WiMAX 802.16e移动网络的话，基站覆盖范围可能与3G相当。

　　2.3 移动性分析

　　IEEE802.16-2005已经定义了WiMAX空中接口的物理层和MAC层，其中也定义了支持移动性的各种MAC消息流程。全移动能力光有空中接口部分是不够的，还需要高层协议和核心网的支持，而WiMAX 802.16e MAC层之上采用的协议以及核心网部分尚待完善，暂时还不能构成一个完整的移动通信系统。

　　三、小结

　　WiMAX采用了OFDM/OFDMA以及MIMO等先进技术，无线频率利用率较高（3bps/ Hz），能够在有限的带宽内提供较高的数据吞吐量（15Mbps/5MHz）。网络进行热点覆盖时，基站能够覆盖较大的范围，而且网络可以提供部分的移动性。

　　从OFDM技术本身来看，不支持高速移动，加上WiMAX 802.16e移动网络结构还有待完善，因此近期还不能提供全移动模式下的各种应用。采用OFDM和MIMO技术的手持型终端的推出也面临功耗和成本的挑战。就目前来看，WiMAX提供的主要业务应该是具有一定移动性的宽带数据业务，最初的终端类型为室内/室外型CPE以及PC卡，手机和PDA终端的推出可能还需要一段时间。