簡介
IEEE802.16-2005是一種低成本、高效能的寬頻無線存取設計之標準，又稱為802.16e，也常被稱為行動式WiMAX標準。WiMAX（Worldwide Interoperability for Microwave Access；全球互通的微波存取)，從應用上來說，是像DSL及Cable moden一樣的寬頻聯機技術，只不過WiMAX 是透過無線傳輸的方式，不需要挖路佈線，也就是「最後一哩」的無線化。
隨著市場需求的變化，使得固定寬頻接取服務和行動服務在技術和業務上呈現融合的趨勢，寬頻行動化和行動寬頻化逐漸成為兩個領域技術發展的趨勢，並互為補充、互相促進。在行動寬頻化方面，3GPP/3GPP2已經制定了1xEV-DO、HSDPA/HSUPA等技術標準，在行動環境下實現寬頻資料傳輸。在寬頻行動化方面，IEEE802工作小組先後制定了WLAN和WiMAX等技術規範，意圖能沿著固定、漫遊、行動這樣的演進路線逐步實現寬頻行動化，其中IEEE 802.16 WiMAX是寬頻行動的重要里程碑，促進了行動寬頻的演進和發展。
背景
20世紀90年代以來，隨著網路的普及化，戶外上網的需求日益增高，利用手機在戶外快速上網的技術受到全球消費者及系統業者的矚目。寬頻無線接取的技術發展迅速，無線技術的市場產業並沒有像人們預期的那樣進一步繁榮壯大，一個重要的原因就是沒有統一的全球性寬頻無線接取標準。
1999年，IEEE成立了802.16工作組來專門研究寬頻無線接取技術規範，目標是要建立一個全球統一的寬頻無線接取標準。目前IEEE802.16主要提及兩個標準︰一是802.16-2004即802.16d固定寬頻無線接取標準；二是802.16e支持行動特性的寬頻無線接取標準。
IEEE 802.16d標準於2004年10月1日發佈，它規範了固定接取下用戶終端與基地台系統之間的無線介面，主要定義無線介面的物理層和MAC層。802.16e標準的最大特點在於對行動性的支持。該標準規定了可同時支援固定和行動寬頻無線接取系統，工作頻段在小於6GHz適宜於行動性的許可頻段，可支援用戶終端以車輛速度行動，同時802.16d規定的固定無線接取用戶能力並不因此受到影響。
IEEE 802.16工作組主要針對Wireless MAN的物理層和MAC層制定規範和標準。為了形成一個可營運的網路，IEEE 802.16技術必然需要其他部分的支撐，所以WiMAX論壇應運而生。WiMAX論壇成立於2001年4月，最初該組織旨在對基於IEEE 802.16標準和ETSI HiperMAN標準的寬頻無線接取產品進行一致性和互操作性認證，透過WiMAX認證的產品會擁有"WiMAX CERTIFIED"標識。隨著802.16e技術和規範的進展，該組織的目標也逐步擴展，不僅要建立一整套基於IEEE 802.16標準和ETSI HiperMAN標準的認證體系，同時還致力於可運營的寬頻無線接取系統的研究、需求的分析、應用模式的探索、市場的拓展等一系列大力促進寬頻無線接取市場發展的工作。通常認為，IEEE 802.16工作組是IEEE802.16 WiMAX無線介面規範的制訂者，而WiMAX論壇是技術和產業鏈的推展者。
技術應用場景
WiMAX論壇定義出WiMAX技術的5種應用場景，即固定(Fixed access)、遊牧(Nomadic access)、可攜(Portability)、簡單行動(Simple mobility)和完全行動(Full mobility)，請參照表格1-1所示：
1. 固定應用場景：
固定接取業務是802.16運營網路中最基本的業務模型，包括用戶網際網路接取、傳輸承載業務及Wi-Fi熱點回程等。
2. 遊牧應用場景：
遊牧式業務是固定接取模式發展的下一個階段。終端可以從不同的接取點進入到一個運營商的網路中；在每次會話連接中，用戶終端只能進行站點式的接取；在兩次不同網路的接取中，傳輸的資料將不被保留。在遊牧式及其以後的應用場景中均支援漫遊，並應具備終端電源管理功能。
3. 可攜應用場景：
在這一場景下，用戶可以步行連接到網路，除了進行社區切換外，連接不會發生中斷。可攜式業務在遊牧式業務的基礎上進行了發展，從這個階段開始，終端可以在不同的基地台之間進行切換。當終端靜止不動時，可攜式業務的應用模型與固定式業務和遊牧式業務相同。當終端進行切換時，用戶將經歷短時間(最長為2sec)的業務中斷或者感到一些延遲。切換過程結束後，TCP/IP應用對當前IP位址進行刷新，或者重新取得IP位址。
4. 簡單行動應用場景：
在這一場景下，用戶在使用寬頻無線接取業務中能夠以步行或是慢速移動連接上網路，但當終端行動速度達到60～120km/h時，資料傳輸速度將有所下降。這是能夠在相鄰基地台之間切換的第一個場景。在切換過程中，資料包的丟失將控制在一定範圍，最差的情況下，TCP/IP會談層不中斷，但應用層業務可能有一定的中斷。切換完成後，QoS將重建到初始級別。簡單行動和全行動網路需要支援Sleep模式、Idle模式和尋呼模式。行動資料業務是行動場景(包括簡單行動和全行動)的主要應用，包括目前被業界廣泛看好的行動E-mail、串流媒體、視訊電話、行動線上遊戲、行動語音通話VoIP等業務，同時它們也是佔用無線資源較多的業務。
5. 完全行動應用場景：
在這一場景下，用戶可以在行動速度為120km/h甚至更高的情況下無中斷地使用寬頻無線接取業務，當沒有網路連接時，用戶終端模組將處於低功耗模式。
優勢與阻力
行動式WiMAX新一代遠距離無線寬頻存取技術與現有無線寬頻存取技術相比，能以較經濟的方式傳輸大量頻寬，並提供企業及消費者不間斷地存取各種高速頻寬應用，具有經濟效益優勢與大幅提升系統效能的潛力。WiMAX的發展驅動力歸納如下：
* WiMAX可提供高傳輸速率及大範圍的覆蓋。
* WiMAX的核心網路為all-IP架構，且提供QoS功能。
* Intel的大力支援。
802.16e可以同時支持固定式和行動式無線接取，其行動速率目標為行車速率行動(可以達到120km/hr)。在不同的載波頻寬和調變模式下可以獲得不同的接取速率。以10MHz載波頻寬為例，若採用OFDM-64QAM調變模式，除去損耗，則單載波頻寬可以提供約30Mbit/sec的有效接取速率。IEEE802.16e標準並未規定載波頻寬，適用的載波頻寬範圍從1.75MHz到20MHz。在城域覆蓋範圍方面，802.16e覆蓋範圍在幾公里量級。以802.16e規範之理論NLOS距離1.6km~5km的最短距離1.6km計算，平均每8平方公里只需布建ㄧ處BST即可。802.16e系統將接取基於IP協定的核心網，主要面向個人用戶提供資料接取業務，也可以提供VoIP業務。
WiMAX的發展阻力有以下幾點：
* 晶片與設備成本過高：
802.16-2004 CPE產品形式在2006年時將走向數據機，價格約為200-250美元，比起15美金的ADSL價格高出許多。此外，Intel宣稱將於2007年推出802.16-2005的晶片，因此預計2007年將會有802.16-2005模組，其價格約為80-100美元，此價格對於500-1000美元的主流筆記型電腦出貨價格而言，成本比重仍然偏高。依照現有WiMAX規格與價格，WiMAX比較適合當作WSP (Wireless Service Provider)的骨幹使用，但不宜作為終端設備之應用。
* CPE耗電過高：
基本上，WiMAX的基頻晶片耗電量應與WiFi相近，但WiMAX的覆蓋範圍比WiFi大很多，因此WiMAX CPE需要較高的發射功率，相對地功率消耗也較高，這對筆記型電腦或掌上型裝置而言是極大的問題。
* 頻譜爭議問題：
WiMAX Forum初步以3.5 GHz及5.8 GHz作為802.16-2004的使用頻段，至於802.16-2005則尚未宣佈使用的頻段，但很有可能是以2.3 GHz及2.5 GHz作為使用頻段。由於WiMAX使用的頻譜全球仍未統一，將造成全球漫遊的困擾，以及因多頻帶裝置導致製造成本增加的問題。
* 競爭技術相當成熟：
WiMAX算是起步較晚的技術，許多設計與測試都還在進行中，與3G的商業運作相比，在市場佈局與競爭方面將處於劣勢。
技術分析比較
目前，IEEE 802.16標準主要包括IEEE 802.16d和IEEE 802.16e。802.16d的初衷是統一固定無線接取的無線介面。該標準可以應用於2～11CHz非視距(NLOS)傳輸和10～66GHz視距(LOS)傳輸。而IEEE 802.16e的目標是能夠向下相容IEEE802.16d，為了支持行動特性，在IEEE802.16d的基礎上加入了切換(Handoffs)、QoS、安全性等新的特性。
802.16d/e標準支援全IP網路層協定，802.16d/e設備可以作為一個路由器接取現有的IP網路。802.16d/e的MAC層支援多種QoS等級以適應VoIP、視訊電話、串流媒體、線上遊戲、流覽、下載等不同的服務類型，包括UGS、rtPS、nrtPS和BE，其中最後一種為競爭接取的調度機制。802.16e增加了節電模式的內容，以支援行動終端，除正常工作狀態外，還支援Idle狀態和Sleep狀態。
WiMAX與3G的比較
WiMAX與目前各行動通訊公司所推廣的3G應用服務為主要的技術競爭對手。3G是英文3rd Generation的縮寫，指第三代通訊技術，其乃是相對於第一代模擬制式手機(1G)、第二代GSM、CDMA等數位手機(2G)而言的。一般來說，3G是指將無線通訊與網際網路等多媒體通訊結合的新一代通訊系統。它能夠處理圖像、音樂、視頻流等多種媒體形式，提供包括網頁流覽、電話會議、電子商務等多種資訊服務的系統。
在1990年代末期，各國的電信業者無不看好3G的發展，也因此紛紛投入大量資金，建置3G網路系統設備，並購買各國可供3G服務的頻譜。但是，伴隨之後的景氣反轉，3G服務無法吸引消費大眾的使用，同時也缺乏足夠的手機樣式下，一直無法如預期般有效地增加普及率。
WiMAX，最早是IEEE 802 16 Working Group為了能將使用微波頻段傳遞的無線寬頻傳輸技術標準化，而於2000年附近開始發展的，其主要頻譜為10-66GHz，提供32-134Mbps的傳輸速率。但是隨著3G服務無法有效的普及，也因此開始有廠商組成了WiMAX Forum，試圖將其由微波頻段的無線傳輸技術(802.16/16a)，演進為能使用頻段低於11GHz，傳輸速率約為75Mbps的固定式無線寬頻(802.16d)，並進而擴展成使用頻段低於6GHz，提供15Mbps傳輸速率的行動式無線寬頻技術(802.16e)。
雖然WiMAX的聲勢，在Intel、Nokia、Sprint等公司的帶領之下，似乎情勢大好，但是要建置並提供WiMAX服務時仍有潛藏的問題，這些問題包括了：無線頻譜的取得、基地台的建置與管理、與電信系統端設備的搭配、終端設備的多樣性、與既存服務業者的競爭關係等。不論HSDPA是否真能在近期開始商業運轉，由於WiMAX採用智財權(IPR）Free的概念來發展，且未來WiMAX也將與既有電信網路形成互補，以終端產品業者的角度來看，開發WiMAX將較IPR複雜的HSDPA技術勢必來得有利。
WiMAX與xDSL的比較
xDSL技術按上行和下行的速率是否相同可分為速率對稱型和速率非對稱型兩種。速率對稱型的xDSL有IDSL、HDSL、SDSL(Single line DSL)、HDSL2等多種形式，非對稱型的xDSL有ADSL(Asymmetric DSL)、G.lite ADSL和VDSL(Very high bit rate DSL)等。目前使用最廣泛的是ADSL技術。
ADSL是一種新的在一對雙絞線上同時傳輸電話業務與資料訊號的技術，它屬於速率非對稱型銅線接取網技術，並且可以在一對用戶線上進行上行達640Kbit/s，下行達1.5~8Mbit/s速率的傳輸。另外，ADSL採用了先進的數位訊號處理技術來減少線路損傷對傳輸性能的影響。
雖然ADSL採用先進的數位訊號處理技術、編碼調變技術和糾錯技術，但是在推展ADSL業務時，用戶線路的許多特性，包括線路上的背景噪音、脈波噪音、線路的插入損耗、線路間的串擾、線徑的變化、線路的橋接抽頭、線路接頭和線路絕緣等元素都將影響高速率傳輸業務的性能。
HDSL是目前眾多DSL技術中較為成熟的一種，它的特點是利用兩對雙絞線實現資料傳輸，支援N×64Kbit/s各種速率，最高可達雙向2Mbit/s速率。HDSL無需借助中繼放大器即可實現3.6公里以內的正常資料傳輸。與傳統T1/E1技術相比，HDSL最突出的優勢是成本低廉、安裝簡便，是數位中繼介面T1/E1較為理想的替代技術之一。SHDSL是HDSL(高比特率DSL)單線版本的升級技術，也就是說可以節省一對雙絞線，傳輸速率更快，傳輸距離更遠，因此安裝更為方便。SHDSL能提供上下行同為2.3Mbit/s的頻寬，滿足商務用戶的特殊需求。更具市場價值的是，SHDSL設備與ADSL設備的相容性可以使得不同的設備在同一平臺提供不同的服務，減少了運營商在現有ADSL系統上增加的設備投資和安裝成本。電信運營商採用SHDSL技術可以為用戶提供廉價方便的專線服務，提升利用DSL技術在寬頻接取市場的競爭力。
VDSL技術將雙絞線的傳輸速率推進到極高層次，VDSL要求在相對短的距離上實現極高的資料傳輸速率，最高可以實現58Mbit/s的傳輸速率。從技術角度而言，VDSL實際上可視作ADSL的下一代技術，其平均傳輸速率可比ADSL高出5至10倍。VDSL可採用對稱式與非對稱式的傳輸模式，並支援ATM和STM的傳輸，提供語音和視頻會議及數位影像。對於電信業者而言，VDSL是進入視頻服務的最佳解決方案。作為DSL技術的終極技術，VDSL在接取速率上確實存在著無與倫比的優勢，特別的是利用現已鋪設好的電話線作為傳輸媒介。
對比WiMAX技術與DSL技術，顯然各有自己的優勢所在。從使用環境上講，WiMAX技術用於無線接取，而DSL技術用於有線接取，WiMAX技術比DSL技術在組網應用中具有更強的靈活性是必然的。從傳輸速率上講，WiMAX技術的最高速率可以達到30Mbit/s，DSL技術的理論最高速率可以達到58Mbit/s，但是DSL較易受到用戶線路特性的影響，實際上的速率可能會有所下降。從覆蓋範圍方面比較，WiMAX最遠可以達到6英里，而DSL最遠只能覆蓋3.6公里(2.2356英里)。儘管DSL技術與WiMAX技術相比存在明顯的弱勢，但是DSL技術是基於現有的銅線基礎之上的，成本上明顯低於WiMAX，不過隨著時間的推移，一旦WiMAX技術的發展使成本大幅度下降，DSL技術將面臨被WiMAX技術淘汰的威脅。
WiMAX與FTTH的比較
ADSL是藉由電話線連結ISP機房，提供非對稱式上傳下載速率服務的一種技術，由於線路獨立，因此頻寬不會分流，唯一缺點是有距離限制，在偏遠地區(如山區)，即便有線路連接，會因距離造成訊號遞減衰弱，無法達成寬頻使用目的；而光纖到府(Fiber to the Home，FTTH)則是利用能折射光線的玻璃纖維，將資料轉換成光源藉折射傳送，通常價格昂貴，但由於極少訊號衰減，一般可輕易達到20km以上的傳輸距離，且擁有超高頻寬，然而FTTH在實行時就已經有不少困難：
* 管線佈設涉及中央及地方路權單位眾多，於各直轄市、縣市布建接取網路及用戶回路時，申請管線挖埋不易，或僅開放部份路段供業者申請，造成業者網路路由不連續。
* 建置FTTH網路，投資成本高(材料以及鋪設)，影響推行的速度。
* FTTH因被視為電信事業，而受限於電信法，限制了業者進入FTTH服務市場，無法加速市場成長。
* 國內設備業者的產品無法及時符合固網業者設備採購規範及需求。
* 產品缺乏實測環境，使得光通訊業者進入固網業者的網路困難度高。
目前固定式WiMAX應用不僅是達到Last mile的應用，甚至可以直接當成 First mile使用，因此在臺灣，對於ADSL長期具有負面爭議、FTTH妾身未明的情況下，具有高頻寬、長距離優勢的固定式WiMAX的確是另外一個務實選項，即便是目前ADSL在台為最大宗，但由於臺灣幅員並不像國外廣大，相對不需要大量基地臺布建，即可將全台納入服務範圍之內；相對于FTTH布建線路成本以及相關問題(路權，法律)，WiMAX看來是比較有競爭優勢，在最近幾年內可能是共存(指ADSL，WiMAX)，但等到WiMAX在頻寬、服務範圍與價格競爭力提升後，極有可能取代固有有線接取式網路。
頻譜分配策略
目前WiMAX可分為兩大類，一是以IEEE802.16-2004標準為主的固定式WiMAX，主要在3.5GHZ及5.8GHZ頻譜運作；另一種則是以IEEE802.16-2005標準為主的行動式WiMAX，初期將在2.5GHZ頻段操作，同時提供更高速的傳輸速率，讓使用者可以隨時隨地地享受行動上網的便利。
交通部電信總局在94年7月27日召開「無線寬頻接取應用管理小組」第一次會議中，已對我國無線寬頻接取應用做出初步規劃建議，研擬開放2.5-2.69 GHz及3.4-3.7GHz兩頻段。並且重申將主動積極發展無線寬頻接取技術，並以WiMAX技術所提供的業務與3G服務為正面互補性而非負面替代性的原則進行規劃。
客觀而言，WiMAX採用之頻段，計共有下列五個頻段：
1. 608-680MHz、686～710MHz
此頻段目前做為改善收視不良地區使用、高畫質數位元電視或新增數位元電視頻道使用及供廣播電視，但仍可做為WiMAX實驗之用。以頻譜特性而言，此頻段最適合用於Mobility環境，然而該頻段目前並非WiMAX國際主要標準，須俟2010年收回該頻段後，再依科技發展、國際標準及市場需求進行實際規劃。
2. 3G TDD頻段
3G TDD頻段(1915～1920MHz 及2010～2025MHz) ，可供3G行動業者進行WiMAX試驗。目前已由各3G業者運用於其申請頻段，相形之下此頻段已不夠充裕，故不建議規劃使用。
3. 2.5～2.69GHz頻段
為配合WiMAX開放，本頻段亦可視需要規劃供WiMAX使用。目前先規劃30MHz立即供實驗使用，並規劃此為未來之商用頻段。該頻段尚有經濟部所轄臺灣電力公司、水利署及軍方等單位電臺仍在使用中，預計於2006年底完成頻率騰讓、清理與發照工作。此頻段亦屬於IEEE802.16e規劃主要使用範圍，未來將使用於相容802.16e的手持裝置上。
4. 3.4~3.7GHz
經電信總局與中華電信協調後，已先行規劃釋出40MHz(3407 ~ 3447MHz)。連同7MHz未分配頻段，共有47MHz可供固網業者使用。中新1號(ST-1)衛星，設計壽齡為12年(1998~2010)，其C-Band轉頻器下鏈頻段涵蓋3.4~3.7GHz頻段，且衛星上之轉頻器頻段固定，移頻不可行。已有既設電臺及固定衛星服務(FSS)下鏈使用，唯經協調可和諧共用部分可依『固定通信業務管理規則』開放供固定通信網路經營者申請使用，固定通信網路經營者可運用WiMAX技術建設最後一哩(Last Mile)之無線用戶回路(WLL)。此頻段亦為IEEE802.16-2004規範標準適用頻段，目前大部分固定式WiMAX設備皆以此頻段為設計考量，實地布建使用亦已於世界各地獲得認同，故應以此頻段為規劃主軸。
5. 免使用執照頻段
依ITU規劃免使用執照之頻段，分別為2.4GHz及5.8GHz。以2.4Ghz為例，由於目前WLAN(802.11b/g)已經使用頻繁致使此頻段相當擁擠，加上電磁爐等電器用品會對此頻段造成干擾，整體而言，干擾問題將超越頻譜廉價的優勢，成為此頻段的致命傷。以WiMAX布建之原意勢不能受此負麵條件局限，故不建議以此頻段為規劃重點，。
IEEE802.16e標準化工作進展情況
當前IEEE 802.16標準化中最受矚目的是802.16e標準的進展情況，請參照表格1-4。802.16e協議旨在802.16d標準的基礎上支持行動業務、小區間切換和多區域組織網路。因此，該協定的大部分內容用於加強對行動性的支持。對切換的支持包括︰定義切換(包括Soft Handoffs)過程，明確定義切換的MAC層訊息，增加基於多天線的Soft Handoffs功能等。
對行動終端的支援包括︰確定了省電模式，增加了低複雜度、低延遲的LDPC頻道編碼。為了適應多變的行動頻道環境，增加的功能包括︰支持靈活的頻寬使用，增強了HARQ、AMC、智慧型天線和空時槽的功能。
不論是點對點或點對多點布建，可選擇在須執照頻段或免執照的頻譜中操作，端視用戶對服務層級的需求而定。WiMAX的最大傳輸距離約50公里，在20MHz的頻寬上，資料傳輸速率逼近70Mbps。在低頻寬區段、靠近訂戶基地站，NLOS的傳輸品質更好。若在最大傳輸距離三十英里那端，唯有視距傳輸LOS(line-of-sight)可派上用場。NLOS固定寬頻無線上網服務的基地覆蓋範圍是三至五英里，端視頻段而定。
未來展望
行動式WiMAX已經獲得全球許多網路業者的認可與採用，對於全球大多數國家的終端用戶而言，不論是在稠密的都會區或是人口稀少的農村及偏遠地區，都將發揮更顯著的效益。
現階段的WiMAX標準，在無線通訊領域仍無法取代既有手機系統的地位，然而即使進入通訊的領域，英代爾強調WiMAX主要扮演資料傳送的角色，而非行動電話網絡的語音通訊地位。
相較於3G無線網路的重點仍在影音服務，且成本較高，行動式WiMAX不但融合了Wi-Fi與3G的特色與優點；透過電信業者提供的服務，其費率僅為3G無線網路的十分之一，MIMO行動式WiMAX更可提供快三倍的速度及加倍的用戶容量，通訊範圍更大、所能應用的領域也更為寬廣。
業界普遍認為行動式WiMAX手機將會是行動式WiMAX成功的關鍵，以低廉的通訊成本取代部份現有的電話語音服務市場。不管是3G/HSDPA或是WiMAX無線網路技術，預料都將走向一個整合的結果，雙方都得吸收對方的優點，才能在未來的無線網路通訊市場獲得更大的重視，帶領大家進入行動化的新時代。
IEEE802.16-2005是一種低成本、高效能的寬頻無線存取設計之標準，又稱為802.16e，也常被稱為行動式WiMAX標準。WiMAX（Worldwide Interoperability for Microwave Access；全球互通的微波存取)，從應用上來說，是像DSL及Cable moden一樣的寬頻聯機技術，只不過WiMAX 是透過無線傳輸的方式，不需要挖路佈線，也就是「最後一哩」的無線化。
隨著市場需求的變化，使得固定寬頻接取服務和行動服務在技術和業務上呈現融合的趨勢，寬頻行動化和行動寬頻化逐漸成為兩個領域技術發展的趨勢，並互為補充、互相促進。在行動寬頻化方面，3GPP/3GPP2已經制定了1xEV-DO、HSDPA/HSUPA等技術標準，在行動環境下實現寬頻資料傳輸。在寬頻行動化方面，IEEE802工作小組先後制定了WLAN和WiMAX等技術規範，意圖能沿著固定、漫遊、行動這樣的演進路線逐步實現寬頻行動化，其中IEEE 802.16 WiMAX是寬頻行動的重要里程碑，促進了行動寬頻的演進和發展。
背景
20世紀90年代以來，隨著網路的普及化，戶外上網的需求日益增高，利用手機在戶外快速上網的技術受到全球消費者及系統業者的矚目。寬頻無線接取的技術發展迅速，無線技術的市場產業並沒有像人們預期的那樣進一步繁榮壯大，一個重要的原因就是沒有統一的全球性寬頻無線接取標準。
1999年，IEEE成立了802.16工作組來專門研究寬頻無線接取技術規範，目標是要建立一個全球統一的寬頻無線接取標準。目前IEEE802.16主要提及兩個標準︰一是802.16-2004即802.16d固定寬頻無線接取標準；二是802.16e支持行動特性的寬頻無線接取標準。
IEEE 802.16d標準於2004年10月1日發佈，它規範了固定接取下用戶終端與基地台系統之間的無線介面，主要定義無線介面的物理層和MAC層。802.16e標準的最大特點在於對行動性的支持。該標準規定了可同時支援固定和行動寬頻無線接取系統，工作頻段在小於6GHz適宜於行動性的許可頻段，可支援用戶終端以車輛速度行動，同時802.16d規定的固定無線接取用戶能力並不因此受到影響。
IEEE 802.16工作組主要針對Wireless MAN的物理層和MAC層制定規範和標準。為了形成一個可營運的網路，IEEE 802.16技術必然需要其他部分的支撐，所以WiMAX論壇應運而生。WiMAX論壇成立於2001年4月，最初該組織旨在對基於IEEE 802.16標準和ETSI HiperMAN標準的寬頻無線接取產品進行一致性和互操作性認證，透過WiMAX認證的產品會擁有"WiMAX CERTIFIED"標識。隨著802.16e技術和規範的進展，該組織的目標也逐步擴展，不僅要建立一整套基於IEEE 802.16標準和ETSI HiperMAN標準的認證體系，同時還致力於可運營的寬頻無線接取系統的研究、需求的分析、應用模式的探索、市場的拓展等一系列大力促進寬頻無線接取市場發展的工作。通常認為，IEEE 802.16工作組是IEEE802.16 WiMAX無線介面規範的制訂者，而WiMAX論壇是技術和產業鏈的推展者。
技術應用場景
WiMAX論壇定義出WiMAX技術的5種應用場景，即固定(Fixed access)、遊牧(Nomadic access)、可攜(Portability)、簡單行動(Simple mobility)和完全行動(Full mobility)，請參照表格1-1所示：
1. 固定應用場景：
固定接取業務是802.16運營網路中最基本的業務模型，包括用戶網際網路接取、傳輸承載業務及Wi-Fi熱點回程等。
2. 遊牧應用場景：
遊牧式業務是固定接取模式發展的下一個階段。終端可以從不同的接取點進入到一個運營商的網路中；在每次會話連接中，用戶終端只能進行站點式的接取；在兩次不同網路的接取中，傳輸的資料將不被保留。在遊牧式及其以後的應用場景中均支援漫遊，並應具備終端電源管理功能。
3. 可攜應用場景：
在這一場景下，用戶可以步行連接到網路，除了進行社區切換外，連接不會發生中斷。可攜式業務在遊牧式業務的基礎上進行了發展，從這個階段開始，終端可以在不同的基地台之間進行切換。當終端靜止不動時，可攜式業務的應用模型與固定式業務和遊牧式業務相同。當終端進行切換時，用戶將經歷短時間(最長為2sec)的業務中斷或者感到一些延遲。切換過程結束後，TCP/IP應用對當前IP位址進行刷新，或者重新取得IP位址。
4. 簡單行動應用場景：
在這一場景下，用戶在使用寬頻無線接取業務中能夠以步行或是慢速移動連接上網路，但當終端行動速度達到60～120km/h時，資料傳輸速度將有所下降。這是能夠在相鄰基地台之間切換的第一個場景。在切換過程中，資料包的丟失將控制在一定範圍，最差的情況下，TCP/IP會談層不中斷，但應用層業務可能有一定的中斷。切換完成後，QoS將重建到初始級別。簡單行動和全行動網路需要支援Sleep模式、Idle模式和尋呼模式。行動資料業務是行動場景(包括簡單行動和全行動)的主要應用，包括目前被業界廣泛看好的行動E-mail、串流媒體、視訊電話、行動線上遊戲、行動語音通話VoIP等業務，同時它們也是佔用無線資源較多的業務。
5. 完全行動應用場景：
在這一場景下，用戶可以在行動速度為120km/h甚至更高的情況下無中斷地使用寬頻無線接取業務，當沒有網路連接時，用戶終端模組將處於低功耗模式。
優勢與阻力
行動式WiMAX新一代遠距離無線寬頻存取技術與現有無線寬頻存取技術相比，能以較經濟的方式傳輸大量頻寬，並提供企業及消費者不間斷地存取各種高速頻寬應用，具有經濟效益優勢與大幅提升系統效能的潛力。WiMAX的發展驅動力歸納如下：
* WiMAX可提供高傳輸速率及大範圍的覆蓋。
* WiMAX的核心網路為all-IP架構，且提供QoS功能。
* Intel的大力支援。
802.16e可以同時支持固定式和行動式無線接取，其行動速率目標為行車速率行動(可以達到120km/hr)。在不同的載波頻寬和調變模式下可以獲得不同的接取速率。以10MHz載波頻寬為例，若採用OFDM-64QAM調變模式，除去損耗，則單載波頻寬可以提供約30Mbit/sec的有效接取速率。IEEE802.16e標準並未規定載波頻寬，適用的載波頻寬範圍從1.75MHz到20MHz。在城域覆蓋範圍方面，802.16e覆蓋範圍在幾公里量級。以802.16e規範之理論NLOS距離1.6km~5km的最短距離1.6km計算，平均每8平方公里只需布建ㄧ處BST即可。802.16e系統將接取基於IP協定的核心網，主要面向個人用戶提供資料接取業務，也可以提供VoIP業務。
WiMAX的發展阻力有以下幾點：
* 晶片與設備成本過高：
802.16-2004 CPE產品形式在2006年時將走向數據機，價格約為200-250美元，比起15美金的ADSL價格高出許多。此外，Intel宣稱將於2007年推出802.16-2005的晶片，因此預計2007年將會有802.16-2005模組，其價格約為80-100美元，此價格對於500-1000美元的主流筆記型電腦出貨價格而言，成本比重仍然偏高。依照現有WiMAX規格與價格，WiMAX比較適合當作WSP (Wireless Service Provider)的骨幹使用，但不宜作為終端設備之應用。
* CPE耗電過高：
基本上，WiMAX的基頻晶片耗電量應與WiFi相近，但WiMAX的覆蓋範圍比WiFi大很多，因此WiMAX CPE需要較高的發射功率，相對地功率消耗也較高，這對筆記型電腦或掌上型裝置而言是極大的問題。
* 頻譜爭議問題：
WiMAX Forum初步以3.5 GHz及5.8 GHz作為802.16-2004的使用頻段，至於802.16-2005則尚未宣佈使用的頻段，但很有可能是以2.3 GHz及2.5 GHz作為使用頻段。由於WiMAX使用的頻譜全球仍未統一，將造成全球漫遊的困擾，以及因多頻帶裝置導致製造成本增加的問題。
* 競爭技術相當成熟：
WiMAX算是起步較晚的技術，許多設計與測試都還在進行中，與3G的商業運作相比，在市場佈局與競爭方面將處於劣勢。
技術分析比較
目前，IEEE 802.16標準主要包括IEEE 802.16d和IEEE 802.16e。802.16d的初衷是統一固定無線接取的無線介面。該標準可以應用於2～11CHz非視距(NLOS)傳輸和10～66GHz視距(LOS)傳輸。而IEEE 802.16e的目標是能夠向下相容IEEE802.16d，為了支持行動特性，在IEEE802.16d的基礎上加入了切換(Handoffs)、QoS、安全性等新的特性。
802.16d/e標準支援全IP網路層協定，802.16d/e設備可以作為一個路由器接取現有的IP網路。802.16d/e的MAC層支援多種QoS等級以適應VoIP、視訊電話、串流媒體、線上遊戲、流覽、下載等不同的服務類型，包括UGS、rtPS、nrtPS和BE，其中最後一種為競爭接取的調度機制。802.16e增加了節電模式的內容，以支援行動終端，除正常工作狀態外，還支援Idle狀態和Sleep狀態。
WiMAX與3G的比較
WiMAX與目前各行動通訊公司所推廣的3G應用服務為主要的技術競爭對手。3G是英文3rd Generation的縮寫，指第三代通訊技術，其乃是相對於第一代模擬制式手機(1G)、第二代GSM、CDMA等數位手機(2G)而言的。一般來說，3G是指將無線通訊與網際網路等多媒體通訊結合的新一代通訊系統。它能夠處理圖像、音樂、視頻流等多種媒體形式，提供包括網頁流覽、電話會議、電子商務等多種資訊服務的系統。
在1990年代末期，各國的電信業者無不看好3G的發展，也因此紛紛投入大量資金，建置3G網路系統設備，並購買各國可供3G服務的頻譜。但是，伴隨之後的景氣反轉，3G服務無法吸引消費大眾的使用，同時也缺乏足夠的手機樣式下，一直無法如預期般有效地增加普及率。
WiMAX，最早是IEEE 802 16 Working Group為了能將使用微波頻段傳遞的無線寬頻傳輸技術標準化，而於2000年附近開始發展的，其主要頻譜為10-66GHz，提供32-134Mbps的傳輸速率。但是隨著3G服務無法有效的普及，也因此開始有廠商組成了WiMAX Forum，試圖將其由微波頻段的無線傳輸技術(802.16/16a)，演進為能使用頻段低於11GHz，傳輸速率約為75Mbps的固定式無線寬頻(802.16d)，並進而擴展成使用頻段低於6GHz，提供15Mbps傳輸速率的行動式無線寬頻技術(802.16e)。
雖然WiMAX的聲勢，在Intel、Nokia、Sprint等公司的帶領之下，似乎情勢大好，但是要建置並提供WiMAX服務時仍有潛藏的問題，這些問題包括了：無線頻譜的取得、基地台的建置與管理、與電信系統端設備的搭配、終端設備的多樣性、與既存服務業者的競爭關係等。不論HSDPA是否真能在近期開始商業運轉，由於WiMAX採用智財權(IPR）Free的概念來發展，且未來WiMAX也將與既有電信網路形成互補，以終端產品業者的角度來看，開發WiMAX將較IPR複雜的HSDPA技術勢必來得有利。
WiMAX與xDSL的比較
xDSL技術按上行和下行的速率是否相同可分為速率對稱型和速率非對稱型兩種。速率對稱型的xDSL有IDSL、HDSL、SDSL(Single line DSL)、HDSL2等多種形式，非對稱型的xDSL有ADSL(Asymmetric DSL)、G.lite ADSL和VDSL(Very high bit rate DSL)等。目前使用最廣泛的是ADSL技術。
ADSL是一種新的在一對雙絞線上同時傳輸電話業務與資料訊號的技術，它屬於速率非對稱型銅線接取網技術，並且可以在一對用戶線上進行上行達640Kbit/s，下行達1.5~8Mbit/s速率的傳輸。另外，ADSL採用了先進的數位訊號處理技術來減少線路損傷對傳輸性能的影響。
雖然ADSL採用先進的數位訊號處理技術、編碼調變技術和糾錯技術，但是在推展ADSL業務時，用戶線路的許多特性，包括線路上的背景噪音、脈波噪音、線路的插入損耗、線路間的串擾、線徑的變化、線路的橋接抽頭、線路接頭和線路絕緣等元素都將影響高速率傳輸業務的性能。
HDSL是目前眾多DSL技術中較為成熟的一種，它的特點是利用兩對雙絞線實現資料傳輸，支援N×64Kbit/s各種速率，最高可達雙向2Mbit/s速率。HDSL無需借助中繼放大器即可實現3.6公里以內的正常資料傳輸。與傳統T1/E1技術相比，HDSL最突出的優勢是成本低廉、安裝簡便，是數位中繼介面T1/E1較為理想的替代技術之一。SHDSL是HDSL(高比特率DSL)單線版本的升級技術，也就是說可以節省一對雙絞線，傳輸速率更快，傳輸距離更遠，因此安裝更為方便。SHDSL能提供上下行同為2.3Mbit/s的頻寬，滿足商務用戶的特殊需求。更具市場價值的是，SHDSL設備與ADSL設備的相容性可以使得不同的設備在同一平臺提供不同的服務，減少了運營商在現有ADSL系統上增加的設備投資和安裝成本。電信運營商採用SHDSL技術可以為用戶提供廉價方便的專線服務，提升利用DSL技術在寬頻接取市場的競爭力。
VDSL技術將雙絞線的傳輸速率推進到極高層次，VDSL要求在相對短的距離上實現極高的資料傳輸速率，最高可以實現58Mbit/s的傳輸速率。從技術角度而言，VDSL實際上可視作ADSL的下一代技術，其平均傳輸速率可比ADSL高出5至10倍。VDSL可採用對稱式與非對稱式的傳輸模式，並支援ATM和STM的傳輸，提供語音和視頻會議及數位影像。對於電信業者而言，VDSL是進入視頻服務的最佳解決方案。作為DSL技術的終極技術，VDSL在接取速率上確實存在著無與倫比的優勢，特別的是利用現已鋪設好的電話線作為傳輸媒介。
對比WiMAX技術與DSL技術，顯然各有自己的優勢所在。從使用環境上講，WiMAX技術用於無線接取，而DSL技術用於有線接取，WiMAX技術比DSL技術在組網應用中具有更強的靈活性是必然的。從傳輸速率上講，WiMAX技術的最高速率可以達到30Mbit/s，DSL技術的理論最高速率可以達到58Mbit/s，但是DSL較易受到用戶線路特性的影響，實際上的速率可能會有所下降。從覆蓋範圍方面比較，WiMAX最遠可以達到6英里，而DSL最遠只能覆蓋3.6公里(2.2356英里)。儘管DSL技術與WiMAX技術相比存在明顯的弱勢，但是DSL技術是基於現有的銅線基礎之上的，成本上明顯低於WiMAX，不過隨著時間的推移，一旦WiMAX技術的發展使成本大幅度下降，DSL技術將面臨被WiMAX技術淘汰的威脅。
WiMAX與FTTH的比較
ADSL是藉由電話線連結ISP機房，提供非對稱式上傳下載速率服務的一種技術，由於線路獨立，因此頻寬不會分流，唯一缺點是有距離限制，在偏遠地區(如山區)，即便有線路連接，會因距離造成訊號遞減衰弱，無法達成寬頻使用目的；而光纖到府(Fiber to the Home，FTTH)則是利用能折射光線的玻璃纖維，將資料轉換成光源藉折射傳送，通常價格昂貴，但由於極少訊號衰減，一般可輕易達到20km以上的傳輸距離，且擁有超高頻寬，然而FTTH在實行時就已經有不少困難：
* 管線佈設涉及中央及地方路權單位眾多，於各直轄市、縣市布建接取網路及用戶回路時，申請管線挖埋不易，或僅開放部份路段供業者申請，造成業者網路路由不連續。
* 建置FTTH網路，投資成本高(材料以及鋪設)，影響推行的速度。
* FTTH因被視為電信事業，而受限於電信法，限制了業者進入FTTH服務市場，無法加速市場成長。
* 國內設備業者的產品無法及時符合固網業者設備採購規範及需求。
* 產品缺乏實測環境，使得光通訊業者進入固網業者的網路困難度高。
目前固定式WiMAX應用不僅是達到Last mile的應用，甚至可以直接當成 First mile使用，因此在臺灣，對於ADSL長期具有負面爭議、FTTH妾身未明的情況下，具有高頻寬、長距離優勢的固定式WiMAX的確是另外一個務實選項，即便是目前ADSL在台為最大宗，但由於臺灣幅員並不像國外廣大，相對不需要大量基地臺布建，即可將全台納入服務範圍之內；相對于FTTH布建線路成本以及相關問題(路權，法律)，WiMAX看來是比較有競爭優勢，在最近幾年內可能是共存(指ADSL，WiMAX)，但等到WiMAX在頻寬、服務範圍與價格競爭力提升後，極有可能取代固有有線接取式網路。
頻譜分配策略
目前WiMAX可分為兩大類，一是以IEEE802.16-2004標準為主的固定式WiMAX，主要在3.5GHZ及5.8GHZ頻譜運作；另一種則是以IEEE802.16-2005標準為主的行動式WiMAX，初期將在2.5GHZ頻段操作，同時提供更高速的傳輸速率，讓使用者可以隨時隨地地享受行動上網的便利。
交通部電信總局在94年7月27日召開「無線寬頻接取應用管理小組」第一次會議中，已對我國無線寬頻接取應用做出初步規劃建議，研擬開放2.5-2.69 GHz及3.4-3.7GHz兩頻段。並且重申將主動積極發展無線寬頻接取技術，並以WiMAX技術所提供的業務與3G服務為正面互補性而非負面替代性的原則進行規劃。
客觀而言，WiMAX採用之頻段，計共有下列五個頻段：
1. 608-680MHz、686～710MHz
此頻段目前做為改善收視不良地區使用、高畫質數位元電視或新增數位元電視頻道使用及供廣播電視，但仍可做為WiMAX實驗之用。以頻譜特性而言，此頻段最適合用於Mobility環境，然而該頻段目前並非WiMAX國際主要標準，須俟2010年收回該頻段後，再依科技發展、國際標準及市場需求進行實際規劃。
2. 3G TDD頻段
3G TDD頻段(1915～1920MHz 及2010～2025MHz) ，可供3G行動業者進行WiMAX試驗。目前已由各3G業者運用於其申請頻段，相形之下此頻段已不夠充裕，故不建議規劃使用。
3. 2.5～2.69GHz頻段
為配合WiMAX開放，本頻段亦可視需要規劃供WiMAX使用。目前先規劃30MHz立即供實驗使用，並規劃此為未來之商用頻段。該頻段尚有經濟部所轄臺灣電力公司、水利署及軍方等單位電臺仍在使用中，預計於2006年底完成頻率騰讓、清理與發照工作。此頻段亦屬於IEEE802.16e規劃主要使用範圍，未來將使用於相容802.16e的手持裝置上。
4. 3.4~3.7GHz
經電信總局與中華電信協調後，已先行規劃釋出40MHz(3407 ~ 3447MHz)。連同7MHz未分配頻段，共有47MHz可供固網業者使用。中新1號(ST-1)衛星，設計壽齡為12年(1998~2010)，其C-Band轉頻器下鏈頻段涵蓋3.4~3.7GHz頻段，且衛星上之轉頻器頻段固定，移頻不可行。已有既設電臺及固定衛星服務(FSS)下鏈使用，唯經協調可和諧共用部分可依『固定通信業務管理規則』開放供固定通信網路經營者申請使用，固定通信網路經營者可運用WiMAX技術建設最後一哩(Last Mile)之無線用戶回路(WLL)。此頻段亦為IEEE802.16-2004規範標準適用頻段，目前大部分固定式WiMAX設備皆以此頻段為設計考量，實地布建使用亦已於世界各地獲得認同，故應以此頻段為規劃主軸。
5. 免使用執照頻段
依ITU規劃免使用執照之頻段，分別為2.4GHz及5.8GHz。以2.4Ghz為例，由於目前WLAN(802.11b/g)已經使用頻繁致使此頻段相當擁擠，加上電磁爐等電器用品會對此頻段造成干擾，整體而言，干擾問題將超越頻譜廉價的優勢，成為此頻段的致命傷。以WiMAX布建之原意勢不能受此負麵條件局限，故不建議以此頻段為規劃重點，。
IEEE802.16e標準化工作進展情況
當前IEEE 802.16標準化中最受矚目的是802.16e標準的進展情況，請參照表格1-4。802.16e協議旨在802.16d標準的基礎上支持行動業務、小區間切換和多區域組織網路。因此，該協定的大部分內容用於加強對行動性的支持。對切換的支持包括︰定義切換(包括Soft Handoffs)過程，明確定義切換的MAC層訊息，增加基於多天線的Soft Handoffs功能等。
對行動終端的支援包括︰確定了省電模式，增加了低複雜度、低延遲的LDPC頻道編碼。為了適應多變的行動頻道環境，增加的功能包括︰支持靈活的頻寬使用，增強了HARQ、AMC、智慧型天線和空時槽的功能。
不論是點對點或點對多點布建，可選擇在須執照頻段或免執照的頻譜中操作，端視用戶對服務層級的需求而定。WiMAX的最大傳輸距離約50公里，在20MHz的頻寬上，資料傳輸速率逼近70Mbps。在低頻寬區段、靠近訂戶基地站，NLOS的傳輸品質更好。若在最大傳輸距離三十英里那端，唯有視距傳輸LOS(line-of-sight)可派上用場。NLOS固定寬頻無線上網服務的基地覆蓋範圍是三至五英里，端視頻段而定。
未來展望
行動式WiMAX已經獲得全球許多網路業者的認可與採用，對於全球大多數國家的終端用戶而言，不論是在稠密的都會區或是人口稀少的農村及偏遠地區，都將發揮更顯著的效益。
現階段的WiMAX標準，在無線通訊領域仍無法取代既有手機系統的地位，然而即使進入通訊的領域，英代爾強調WiMAX主要扮演資料傳送的角色，而非行動電話網絡的語音通訊地位。
相較於3G無線網路的重點仍在影音服務，且成本較高，行動式WiMAX不但融合了Wi-Fi與3G的特色與優點；透過電信業者提供的服務，其費率僅為3G無線網路的十分之一，MIMO行動式WiMAX更可提供快三倍的速度及加倍的用戶容量，通訊範圍更大、所能應用的領域也更為寬廣。
業界普遍認為行動式WiMAX手機將會是行動式WiMAX成功的關鍵，以低廉的通訊成本取代部份現有的電話語音服務市場。不管是3G/HSDPA或是WiMAX無線網路技術，預料都將走向一個整合的結果，雙方都得吸收對方的優點，才能在未來的無線網路通訊市場獲得更大的重視，帶領大家進入行動化的新時代。
