WiMAX là giải pháp băng rộng không dây yêu cầu các chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản với tính linh hoạt để đảm bảo các lựa chọn hiệu quả và các yêu cầu dịch vụ tiềm năng. Một số đặc điểm nổi bật và chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản của WiMAX được liệt kê dưới đây:
Lớp vật lý dựa trên OFDM: Lớp vật lý WiMAX dựa trên OFDM, đây là sơ đồ khắc phục tốt truyền lan đa đường và cho phép WiMAX hoạt động trong
các điều kiện NLOS (Non–Line-Of-Sight). Ngày nay OFDM được thừa nhận như
là một phương pháp khả thi cho truyền dẫn đa đường vô tuyến băng rộng.
Các tốc độ dữ liệu đỉnh rất cao: WiMAX có thể hỗ trợ các tốc độ dữ liệu đỉnh rất cao. Trong thực tế, tốc độ dữ liệu PHY đỉnh có thể đạt tới 74 Mbps khi hoạt động sử dụng độ rộng phổ 20 MHz. Trường hợp thông dụng hơn là hoạt
động ở phổ tần 10 MHz sử dụng sơ đồ TDD (Time Division Duplex) với tỉ lệ
đường xuống trên đường lên là 3:1, thì tốc độ dữ liệu PHY đỉnh đường lên và đường xuống tương ứng khoảng 25 Mbps và 6,7 Mbps. Cũng có thể đạt được
những tốc độ dữ liệu PHY đỉnh này khi sử dụng điều chế 64QAM (Quadrature
Amplitude Modulation) với mã sửa lỗi tỉ lệ 5/6. Khi điều kiện dữ liệu tốt thì có thể đạt được tốc độ dữ liệu đỉnh cao hơn bằng cách sử dụng nhiều anten và ghép kênh không gian.
Hỗ trợ tốc độ dữ liệu và độ rộng băng thông thay đổi được: WiMAX có một cấu trúc lớp vật lý có thể thay đổi được cho phép tốc độ dữ liệu tỉ lệ một
trong chế độ OFDMA, với kích thước FFT có thể thay đổi dựa trên độ rộng kênh có sẵn. Ví dụ như một hệ thống WiMAX có thể sử dụng FFT 128 bit, 512 bit, hoặc 1048 bit FFT tương ứng dựa trên hoặc độ rộng băng thông 1,25 MHz, 5 MHz, hoặc 10 MHz. Sự thay đổi này có thể được thực hiện động để hỗ trợ người dùng roaming qua các mạng có những định vùng độ rộng băng thông khác nhau.
Mã hoá và điều chế thích nghi AMC (Adaptive Modulation and
Coding): WiMAX hỗ trợ một số sơ đồ điều chế và mã hoá sửa lỗi hướng đi FEC (Forward Error Correction) và cho phép thay đổi sơ đồ điều chế và mã hoá đối với cùng một dữ liệu người sử dụng và trên mỗi cơ sở khung tuỳ thuộc vào các điều kiện kênh. AMC là một cơ cấu hiệu quả để tối đa hoá thông lượng trong một kênh thay đổi theo thời gian. Thuật toán thích nghi một cách điển hình thông báo cho việc sử dụng sơ đồ mã hoá và điều chế cao nhất, sơ đồ này có thể được hỗ trợ bởi tỉ lệ tín hiệu trên tạp âm và nhiễu tại máy thu sao cho mỗi người sử dụng được cung cấp tốc độ dữ liệu cao nhất có thể.
Việc truyền lại lớp liên kết: Đối với các kết nối yêu cầu khả năng đáng
tin cậy cao, WiMAX hỗ trợ các yêu cầu truyền lại tự động ARQ (Automatic
Retransmission Request) tại lớp liên kết. Các kết nối cho phép ARQ yêu cầu mỗi gói được phát lại được xác nhận bởi máy thu; các gói không được xác nhận sẽ được kết luận là bị mất và được phát lại. WiMAX cũng hỗ trợ khả năng lựa chọn ARQ lai là một sự kết hợp hiệu quả giữa FEC và ARQ.
Hỗ trợ cho TDD và FDD: IEEE 802.16-2004 và IEEE 802.16e-2005 hỗ trợ cả song công phân chia theo thời gian TDD (Time Division Duplex) và theo
tần số FDD (Frequencies Division Duplex) cũng như FDD bán song công cho
phép việc thực thi hệ thống với chi phí thấp. TDD được yêu thích hơn vì những
thực hiện trong phổ không đối xứng, và (4) ít phức tạp trong việc thiết kế máy
phát. Tất cả các cấu hình WiMAX ban đầu đều dựa trên TDD, ngoại trừ 2 cấu
hình WiMAX cố định ở băng tần 3.5 GHz.
OFDMA: WiMAX di động sử dụng OFDM như là một kỹ thuật đa truy cập, ở đó những người sử dụng khác nhau có thể được gán những tập con khác nhau của các sóng mang con OFDM. OFDMA dễ dàng triển khai phân tập tần số và phân tập đa người dùng để cải thiện đáng kể dung lượng hệ thống.
Việc gán nguồn người sử dụng linh hoạt và động: Cả việc gán nguồn đường lên và đường xuống được điều khiển bởi một bộ lập lịch trong trạm gốc. Dung lượng được chia sẻ giữa những người sử dụng tuỳ theo nhu cầu sử dụng một sơ đồ luồng TDM (Time Division Multplexing). Khi sử dụng chế độ OFDMA-PHY, ghép kênh được thực hiện bổ sung trong miền tần số bằng cách gán những tập con các sóng mang con OFDM khác nhau cho những người sử dụng khác nhau. Các nguồn có thể được gán trong miền không gian khi sử dụng
các hệ thống anten tiên tiến tuỳ chọn AAS (Advanced Antenna System). Tiêu
chuẩn này cho phép các nguồn độ rộng băng thông được gán trong miền thời gian, tần số và không gian và có một cơ chế linh hoạt để truyền đi thông tin định vị nguồn trên cơ sở từ khung này đến khung khác.
Hỗ trợ các kỹ thuật anten thích nghi: Giải pháp WiMAX có một số lượng các hook được xây dựng thành bản thiết kế lớp vật lý cho phép sử dụng các kỹ thuật đa anten như beamforming, mã không gian thời gian, và ghép kênh không gian. Các hệ thống này có thể được sử dụng để cải thiện dung lượng toàn bộ hệ thống và hiệu quả phổ bằng cách sử dụng đa anten tại máy phát và/hoặc máy thu.
kế để hỗ trợ các ứng dụng khác nhau, bao gồm thoại và các dịch vụ đa phương tiện. Các hệ thống yêu cầu hỗ trợ tốc độ bit không thay đổi, tốc độ bit thay đổi, các luồng lưu lượng thời gian thực, và phi thời gian thực, cùng với lưu lượng dữ liệu nỗ lực tốt nhất. MAC WiMAX được thiết kế để hỗ trợ một số lượng lớn người sử dụng với đa kết nối trên mỗi đầu cuối, mỗi kết nối này có một yêu cầu QoS của chính nó.
Bảo mật tốt: WiMAX hỗ trợ tốt mã hoá mật, sử dụng chuẩn mã hoá mật
tiên tiến AES (Advanced Encryption Standard) đảm bảo tính riêng tư và giao
thức quản lý cơ bản. Hệ thống này cũng yêu cầu một cấu trúc nhận thực linh hoạt dựa trên giao thức nhận thực mở rộng EAP (Extensible Authentication Protocol) tạo ra một loạt các khả năng người sử dụng như username/password, các chứng nhận số và các thẻ thông minh.
Hỗ trợ khả năng di động: Biến thể WiMAX di động của hệ thống này có các cơ chế hỗ trợ chuyển vùng kết hợp bảo mật cho các ứng dụng di động hoàn toàn bỏ qua trễ (delay-tolerant) như VoIP. Hệ thống này cũng xây dựng việc hỗ trợ các cơ chế tiết kiệm công suất để kéo dài tuổi thọ nguồn của các thiết bị mang xách người sử dụng. Việc nâng cao lớp vật lý như có nhiều hơn ước lượng kênh tần số, kênh con hoá đường lên và điều khiển công suất cũng được cụ thể hoá trong việc hỗ trợ các ứng dụng di động.
Cấu trúc dựa trên IP: Diễn đàn WiMAX định nghĩa một cấu trúc mạng tham chiếu dựa trên một platform all-IP. Tất cả các dịch vụ đầu cuối tới đầu cuối được phân phối trên một cấu trúc IP (Internet Protocol) nằm trên các giao thức dựa trên IP cho việc truyền đầu cuối tới đầu cuối, QoS, quản lý phiên, bảo mật và di động. Việc dựa trên IP cho phép WiMAX điều khiển suy giảm quá trình xử
Băng tần cho WiMAX: Băng tần được diễn đàn WiMax tập trung xem xét và vận động các cơ quan quản lý tần số các nước phân bổ cho WiMax là:
- Băng 3400-3600 MHz (băng 3,5 GHz) được nhiều nước phân bổ cho hệ
thống truy cập không dây cố định FWA (Fixed Wireless Access) hoặc cho hệ
thống truy cập không dây băng rộng (WBA). Vì vậy, WiMAX Forum đã thống nhất lựa chọn băng tần này cho WiMAX. Các hệ thống WiMAX ở băng tần này sử dụng chuẩn 802.16-2004 để cung cấp các ứng dụng cố định và normadic, độ rộng phân kênh là 3,5 MHz hoặc 7 MHz, chế độ song công TDD hoặc FDD. Đối với Việt Nam, do băng tần này được ưu tiên dành cho hệ thống vệ tinh Vinasat nên hiện tại không thể triển khai cho WiMAX.
- Băng 3600-3800 MHz được một số nước châu Âu xem xét để cấp cho WBA. Tuy nhiên, do một phần băng tần này (từ 3,7-3,8 GHz) đang được nhiều hệ thống vệ tinh viễn thông sử dụng (đường xuống băng C), đặc biệt là ở khu vực châu Á, nên ít có khả năng băng tần này sẽ được chấp nhận cho WiMAX.
- Băng 3300-3400 MHz (băng 3,3 GHz) đã được phân bổ ở Ấn Độ, Trung Quốc và Việt Nam đang xem xét phân bổ chính thức. Chuẩn WiMAX áp dụng ở băng tần này là WiMAX cố định, chế độ song công FDD hoặc TDD, độ rộng kênh 3,5 MHz hoặc 7 MHz.
- Băng 2500-2690 MHz (2,5 GHz) được WiMAX Forum ưu tiên lựa chọn cho WiMAX di động do điều kiện truyền sóng của băng tần này thích hợp cho các ứng dụng di động và băng tần này có khả năng sẽ được nhiều nước cho phép sử dụng WBA bao gồm cả WiMAX. WiMAX ở băng tần này có độ rộng kênh là 5MHz, chế độ song công TDD, FDD. Với Việt Nam, Quy hoạch phổ vô tuyến điện quốc gia được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt cuối năm 2005 quy định băng tần 2500-2690 MHz sẽ được sử dụng cho các hệ thống thông tin di động
thế hệ mới. Vì vậy, có thể hiểu công nghệ WiMAX di động cũng là một đối tượng của quy định này.
- Băng 2300-2400 MHz (2,3 GHz) cũng có đặc tính truyền sóng tương tự như băng 2,5 GHz nên đây là băng tần được WiMAX Forum xem xét cho WiMAX di động. Hiện có một số nước phân bổ băng tần này cho WBA như Hàn Quốc (triển khai WiBro), Úc, Mỹ, Canada, Singapore. Đối với Việt Nam, đây cũng là một băng tần có khả năng sẽ được sử dụng để triển khai WBA/WiMAX.
- Băng 5725-5850 MHz (băng 5,8 GHz) được WiMAX Forum quan tâm vì đây là băng tần được nhiều nước cho phép sử dụng không cần cấp phép và với công suất tới cao hơn so với các đoạn băng tần khác trong dải 5GHz. Theo WiMAX Forum, băng tần này thích hợp để triển khai WiMAX cố định, độ rộng phân kênh là 10 MHz, sử dụng phương thức song công TDD.
- Băng dưới 1 GHz, với các tần số càng thấp, sóng vô tuyến truyền lan càng xa, số trạm gốc cần sử dụng càng ít nên chi phí đầu tư cho hệ thống thấp đi. Vì vậy, WiMAX Forum cũng đang xem xét khả năng sử dụng các băng tần dưới 1GHz, đặc biệt là băng 700-800MHz. Ở Việt Nam các kênh trong dải 470- 806MHz dành cho truyền hình được sử dụng dày đặc cho các hệ thống truyền hình tương tự. Hiện chưa có lộ trình cụ thể nào để chuyển đổi các hệ thống truyền hình tương tự này sang truyền hình số, nên chưa thấy có khả năng có băng tần để cấp cho WBA/WiMAX ở dải băng này.