WiMAX技術(shù)介紹

圖1 802.16協(xié)議族

　　物理層關(guān)鍵技術(shù)

　　WiMAX所采用的MIMO-OFDM/OFDMA是公認(rèn)的下一代無(wú)線(xiàn)通信的基石。OFDM也稱(chēng)正交頻分復(fù)用，其基本原理是將高速數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成并行的低速數(shù)據(jù)流，并將數(shù)據(jù)流交織編碼調(diào)制到正交的子信道上進(jìn)行傳輸，因此頻譜利用率高。OFDMA又稱(chēng)正交頻分復(fù)用多址，它能夠通過(guò)下行鏈路復(fù)用傳輸?shù)蕉鄠€(gè)用戶(hù)，上行鏈路多址接入多個(gè)子信道，從而進(jìn)一步提高頻譜利用率。此外，OFDMA可以靈活地適應(yīng)帶寬要求，并通過(guò)固定子載波頻率間隔和符號(hào)時(shí)間，減少對(duì)上層的影響。

　　在3G標(biāo)準(zhǔn)中，WCDMA和cdma2000只支持FDD，TD-SCDMA只支持TDD，而WiMAX可以支持TDD和FDD。但移動(dòng)WiMAX的最初標(biāo)準(zhǔn)將只支持TDD，隨后會(huì)考慮用FDD來(lái)適應(yīng)不同國(guó)家電信體制要求。雖然TDD要求系統(tǒng)同步，但TDD能夠有效支持非對(duì)稱(chēng)業(yè)務(wù)，利用上下行信道的信息對(duì)稱(chēng)性更好地支持鏈路自適應(yīng)、MIMO和其他閉式環(huán)路技術(shù)。

　　此外，WiMAX還采用了自適應(yīng)調(diào)制和編碼(AMC)、混合自動(dòng)重傳請(qǐng)求(HARQ)及快速信道反饋(CQICH)等技術(shù)，可以得到有效的信道干擾噪聲比，計(jì)算出MIMO天線(xiàn)選擇和資源分配，使信道信息的計(jì)算可以更加準(zhǔn)確，并提高系統(tǒng)容量、擴(kuò)大覆蓋范圍。

　　MAC層關(guān)鍵技術(shù)

　　802.16標(biāo)準(zhǔn)建立的初衷是為了傳播寬帶語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、視頻流業(yè)務(wù)。因此在同一信道上，MAC層不但要支持高峰值速率要求的突發(fā)性數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，同時(shí)還要支持視頻流以及時(shí)延敏感的語(yǔ)音業(yè)務(wù)。MAC調(diào)度業(yè)務(wù)是為了能夠有效利用資源，把寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)在時(shí)變寬帶無(wú)線(xiàn)信道上傳輸。其中快速數(shù)據(jù)調(diào)度、上下行調(diào)度、動(dòng)態(tài)資源分配、面向QoS和頻率選擇性調(diào)度等特性保證了WiMAX能夠服務(wù)于寬帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

　　WiMAX可以滿(mǎn)足不同業(yè)務(wù)質(zhì)量的要求。在WiMAX的MAC層中，QoS參數(shù)定義了該業(yè)務(wù)流的傳輸順序和調(diào)度優(yōu)先級(jí)，從而保證了空口的精確控制。業(yè)務(wù)流參數(shù)可以通過(guò)MAC層消息動(dòng)態(tài)請(qǐng)求分配資源。

　　技術(shù)亮點(diǎn)

　　智能天線(xiàn)技術(shù)一般涉及到在多個(gè)天線(xiàn)上復(fù)向量或矩陣的計(jì)算，而復(fù)向量均衡器不能夠抵抗頻率選擇性衰落，因此OFDMA可以很好地支持智能天線(xiàn)?？芍С值闹悄芴炀€(xiàn)技術(shù)包括波束賦形(Beamforming)、空時(shí)碼(STC)、空間復(fù)用。

　　WiMAX可支持頻率復(fù)用因子為1的頻率復(fù)用。但是這樣會(huì)引起小區(qū)邊緣用戶(hù)的高信道間干擾(CCI)，從而降低其服務(wù)質(zhì)量。部分頻率復(fù)用(FFR)可以使小區(qū)邊緣的用戶(hù)只占據(jù)部分頻譜，從而避免了CCI，提高小區(qū)邊緣性能。

　　多播廣播業(yè)務(wù)(MBS)聯(lián)合了DVB-H，MediaFLO和3GPPE-UTRA的最佳特性，能夠使用單頻率網(wǎng)(SFN)實(shí)現(xiàn)高數(shù)據(jù)速率和覆蓋、靈活分配資源、節(jié)能、支持音頻視頻等數(shù)據(jù)廣播以及低的信道切換時(shí)間。

　　技術(shù)難點(diǎn)

　　OFDM系統(tǒng)具有較高的PAR，從而對(duì)PAR抑制技術(shù)提出了較高的要求，對(duì)功放、動(dòng)態(tài)范圍、AD/DA的設(shè)計(jì)都提出了更高的要求。WiMAX對(duì)基帶和中射頻設(shè)計(jì)也都提出了較高的需求，使得終端復(fù)雜度提高。

　　MIMO技術(shù)在蜂窩無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中的性能，需要在外場(chǎng)測(cè)試和現(xiàn)網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中進(jìn)行驗(yàn)證和優(yōu)化完善。此外，單頻網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和小區(qū)間干擾協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)需要通過(guò)外場(chǎng)測(cè)試和現(xiàn)網(wǎng)運(yùn)行來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證和優(yōu)化，部分頻率復(fù)用實(shí)現(xiàn)機(jī)制也需要驗(yàn)證和優(yōu)化。