Vào tháng 1 năm 2003, IEEE đưa ra chuẩn không dây 802.16a để cung cấp khả năng truy cập băng rộng không dây ở đầu cuối và kết nối băng tần 2-11GHz với khoảng cách tối đa có thể đạt tới 50km trong trường hợp kết nối điểm – điểm và từ 7-10km trong trường hợp kết nối từ điểm- đa -điểm, tốc độ truy nhập có thể đạt tới 70Mbps. Trong khi, với dải tần 10-66GHz chuẩn 802.16 phải yêu cầu tầm nhìn thẳng thì với dải tần 2-11GHz, chuẩn 802.16a cho phép kết nối mà không cần thỏa mãn điều kiện tầm nhìn thẳng, tránh được tác động của các vật cản trên đường truyền như cây cối, nhà cửa. Chuẩn này sẽ giúp ngành viễn thông có các giải pháp như cung cấp băng thông theo yêu cầu, với thời gian thi công ngắn hay băng thông rộng cho hộ gia đình mà công nghệ thuê bao số hay mạng có dây không tiếp cận được.
Với những khả năng trên đó đưa ra nhiều thách thức cho 802.16a ở lớp vật lý, đó là việc thay đổi lớp vật lý sao cho đáp ứng được sự hoạt động của dải tần 2GHz-11GHz. Do vậy các phương pháp điều chế đưa ra ở chuẩn 802.16 sửa đổi còn đưa ra 3 dạng vật lý:
Single carrer
256 point FFT OFDM
2048 point FFT OFDMA
Để đáp ứng tương thích với các chuẩn hiện có WiMax mới đưa ra hai dạng lớp vật lý single carier và 256 point FFT OFDM vào các sản phẩm, còn dạng thứ 3 sẽ được triển khai khi thị trường yêu cầu. Các khung OFDM được lựa chọn khả năng ưu việt hơn so với công nghệ CDMA vì nó có thể hoạt động trong môi trường không cần tầm nhìn thẳng trong khi đó vẫn đạt được hiệu suất phổ lớn nhất. Trong môi trường CDMA, băng thông RF phải lớn hơn thông lượng dữ liệu để chống giao thoa.
Nếu sử dụng công nghệ CDMA để thực hiện băng rộng không dây dưới tần số 11GHz và tốc độ lên tới 70Mbps thì băng thông yêu cầu phải đạt 200Mbps để có thể hoạt động trong môi trường không cần tầm nhìn thẳng. Bên cạnh đó còn một vài đặc tính của lớp vật lý cũng được nêu ra như độ rộng kênh mềm dẻo, dạng búp thích hợp và hệ thống anten thích ứng để cải thiện về phạm vi dung lượng, sự lựa chọn tần số động giúp làm giảm tối thiểu giao thoa, mật mã hóa không gian giúp nâng cấp sự thực hiện trong môi trường Fading nhờ mật độ không gian dày đặc.
Các đặc tính trên là rất cần thiết cho ứng dụng truy nhập băng rộng không dây ngoài trời, đặc biệt có thể triển khai rộng rãi, bởi ở mỗi nước băng tần là khác nhau, kích thước kênh cũng khác nhau. Trong khi đó ở băng tần cấp phép các nhà vận hành mạng phải trả cước phí cho từng MHz vì sẽ lãng phí 2MHz mà họ muốn hệ thống của mình phải triển khai được các kênh với độ rộng là 7MHz, 3.5MHz hay thậm chí là 1.75MHz để tận dụng hết giải tần.