城域不是指无线城域网只为市区用户提供宽带无线接入服务，而是指其覆盖区域的大小与城市规模相当，大于局域网，小于广域网。无线城域网既可替代市区的光纤和电缆为用户提供与核心网络的宽带通信连接，也可为没有敷设有线宽带通信网络的郊区和偏远地区用户提供接入核心网络的宽带通信服务。无线城域网应用场景如图1所示。无线城域网可为企业和个人消费者提供多种类型的通信服务，包括固定和移动宽带无线接入服务、无线热点回传服务以及无线网状网络服务等。

图1 无线城域网应用场景示意图

1999年，电气电子工程师学会（Institute of Electrical and Electronics Engineers，IEEE）成立了802.16宽带无线接入工作组，制定和发布命名为IEEE 802.16 WirelessMAN^®的无线城域网空中接口系列标准IEEE Std 802.16。IEEE Std 802.16无线城域网标准是一个持续演进的标准系列，表1列出了主要的标准。

2001年成立的全球微波接入互操作性（World Interoperability for Microwave Access，WiMAX）产业联盟，负责对采用IEEE 802.16 WirelessMAN^®标准的无线城域网产品进行互操作性和兼容性认证，推动无线城域网的全球商业应用。

IEEE Std 802.16无线城域网标准的分层协议参考模型如图2所示，包括数据面和管理/控制面两个部分。服务访问点（service access point，SAP）是协议层间的通信接口。数据面由物理层（physical layer，PHY）和介质访问控制（medium access control，MAC）层构成。管理/控制面由共存管理部分和管理信息库（management information base，MIB）构成，共存管理部分包括分布式共存管理信息数据库、分布式无线资源管理和共存协议（coexistence protocol，CXP）3个部分。

图2 无线城域网分层协议参考模型

介质访问控制层包括3个子层：①特定服务汇聚子层（convergence sublayer，CS），提供外部网络数据与MAC数据单元之间的变换或映射。②公共部分子层（common part sublayer，CPS），提供系统接入、带宽分配、连接建立和维护等核心MAC功能。③安全子层，提供认证、安全密钥交换和加密功能。

物理层提供基站和用户终端之间的无线传输链路。标准IEEE Std 802.16™-2012支持固定和移动点对多点宽带无线接入，包括3种物理层技术体制：①单载波。②正交频分复用。③正交频分复用多址。标准IEEE Std 802.16.1™-2012支持国际电信联盟高级国际移动通信（advanced international mobile communications，IMT-Advanced）的需求。表2给出了两个标准包含的共计4种技术体制的参数比较。

随着光纤入户和蜂窝移动通信系统的迅速发展，市区用户对IEEE Std 802.16™-2012定义的传统无线城域网的需求很小。传统无线城域网更适合于有线宽带网络和蜂窝网络敷设成本较高的偏远地区和行业领域，市场相对较小。新一代的无线城域网已经演进并融入蜂窝移动通信系统。无线城域网标准IEEE Std 802.16.1™-2012支持国际电信联盟的蜂窝移动通信系统IMT-Advanced需求，并被ITU确立为IMT-Advanced的标准之一。