Chuẩn 802.16-2001 là chuẩn đầu tiên trong chuẩn WiMax, được phê chuẩn vào tháng 12 năm 2001 và công bố vào ngày 08/04/2002, chuẩn này ứng dụng truy nhập không băng rộng cố định. Định nghĩa đặc tả kỹ thuật giao diện không gian WirelessMAN cho các mạng vùng đô thị. Chuẩn này hộ trợ các truy nhập không dây băng rộng cố định trong mô hình điểm-điểm (PTP) và điểm _ đa điểm (PMP). Chuẩn sử dụng điều chế sóng mang trong phạm vi tần số 10GHz và sử dụng hai phương pháp ghép kênh phân chia theo thời gian (TDD: Time Division Duplexing) và kép kênh phân chia theo tần số (FDD: Frequency Division Duplexing). Các sơ đồ điều chế được sử dụng là QPSK, 16_QAM, 64_QAM, khả năng thay đổi theo phương pháp điều chế và phương pháp sửa lỗi trước cho phép mạng thích nghi với sự bất thường của thời tiết do đó đáp ứng chất lượng dịch vụ cho người sử dụng.
Chuẩn IEEE 802.11 dựng phương pháp truy nhập nhạy cảm sóng mang có cơ chế tránh xung đột (Carier Multiple Access With Collision Avoidance – CSMA/CA) để cho phép khi nào một node trên mạng được phép truyền dữ liệu, thì lớp MAC của IEEE. 802.16_2001 sử dụng một mô hình hoàn toàn khác nhau để điều khiển sự truyền dẫn trên mạng. Trong thời gian truyền dẫn, phương pháp điều chế được ẩn định bởi BS và chia sẻ tất cả các node trong mạng thông tin broadcast cho cả đường truyền lên và đường truyền xuống, bằng việc lập định cho việc truyền dẫn, vấn đề các node ảo đã được loại trừ. Thuê bao chỉ cần nghe tín hiệu từ BS và sau đó là từ các node trong phạm vi phủ sóng của trạm BS đó. Ngoài ra, thuật toán lập lịch có thể thay đổi khi xảy ra quá tải hoặc khi số thuê bao tăng lên quá nhiều.
Các trạm thuê bao (Subscriber Stations: SS) có thể thuận về độ rộng dải tần được cấp phát trong một bursttro-burst cơ bản, cung cấp một lịch truy nhập mềm dẻo. Các phương pháp điều chế được định nghĩa bao gồm: PSK, 16-QAM và
QAM. Chúng có thể thay đổi từ khung này sang khung khác, hay từ SS này sang SS khác tùy thuộc vào tình tạng của kết nối. Các thuê bao khác nhau có thể sử dụng các sơ đồ điều chế khác nhau. Các sơ đồ điều chế được lựa chọn phải đáp ứng được mục đích cuối cùng là đảm bảo sự kết nối ổn định và chất lượng của kết nối. Một số đặc tính quan trọng của 802.16-2001 là khả năng cung cấp dịch vụ QoS khác nhau ở lớp vật lý. Khả năng hỗ trợ chất lượng dịch vụ được xây dựng dựa trên theo khái niệm về lưu lượng dịch vụ (Service Flow ID), nó được xá định một cách vừa đủ bởi một ID lưu lượng dịch vụ. Những lưu lượng dịch vụ này được mô tả bởi các tham số QoS của chúng như thời gian trễ tối đa và lượng Jitter cho phép. Lưu lượng dịch vụ là đơn hướng và có thể được tạo ra bởi BS hoặc SS. Đóng vai trị cốt lõi trong việc bảo mật của chuẩn IEEE.802.16 là lớp con riêng biệt (Privacy sublayer). Mục đích của lớp con riêng biệt là cung cấp sự bảo mật trên các kết nối không dây của mạng. Nó được thực hiện thông qua việc mã hóa dữ liệu gửi BS và SS. Để ngăn cản việc trộm dịch vụ, SS có thể được nhận qua chứng chỉ số X.509, chứng chỉ này bao gồm khóa công khai của SS và địa chỉ MAC.