移动通信实验

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1、WiMAX全称为，WorldlnteroperabilityforMicrowaveAccess,即全球微波接入互操作性，是一项基于IEEE802.16标准的宽带无线接入城域网技术（Broadba ndWirelessAccessMetropolita nAreaNetwork）。目前有几种比较热门的Wimax关键技术：OFDM （正交频分复用）是一种多载波数字调制技术，它具有较高的频谱利 用率，且在抵抗多径效应、频率选择性衰落或窄带干扰上具有明显的优势。而 OFDMA是利用OFDM的概念实现上行多址接入，每个用户占用不同的子载波, 通过子载波将用户分开。OFDMA允许单个用户仅在部分子载波发

2、送，降低了对 发送功率的要求。在WiMAX系统中，OFDM技术为物理层技术，主要应用的方式有两种：OFDM物理戻和OFDMA物理戻。OFDM物理戻采用 OFDM调制方式，OFDM 正交载波集由单一用户产生，为单一用户并行传送数据流。它支持TDD和FDD 双工方式，上行链路采用TDMA多址方式，下行链路采用TDM复用方式，可以 采用STC发射分集以及AAS自适应天线系统o OFDMA物理戻采用 OFDMA多 址接入方式，支持TDD和FDD双工方式，可以采用STC发射分集以及AAS。 通常向下数据流被分为逻辑数据流，这些数据流可以采用不同的调制及编码方式 以及以不同信号功率接入不同信道特征的用户端

3、。向上数据流子信道采用多址方 式接入，通过下行发送的媒质接入协议（MAP）分配子信道传输上行数据流 虽然OFDM技术对相位噪声非常敏感，但是标准定义了 ScalableFFT，可以根 据不同的无线环境选择不同的调制方式，以保证系统能够以高性能的方式工作。HARQ （混合自动重传要求）技术因为提高了频谱效率，所以可以明显提高 系统吞吐量，同时因为重传可以带来合并增益，所以间接扩大了系统的覆盖范围。 在WiMAX技术的应用条件下（室外远距离），无线信道的衰落现象非常明显， 在质量不稳定的无线信道上运用TCP、IP协议，其效率十分低。WiMAX技术在 链路层加入了 HARQ机制，减少了到达网络层的信

4、息差错，可大大提高系统的 业务吞吐量在802.16e的协议中虽然规定了信道编码方式有卷积码（CC）、卷积Turbo 码（CTC）和低密度校验码（LDPC）编码，但是对于HARQ方式，根据目前 的协议，16e中只支持CC和CTC的HARQ方式。具体规定为：在16e协议中, 混合自动重传要求（HARQ）方法在MAC部分是可选的。HARQ功能和相关参 数是在网络接入过程或重新接入过程中，用消息SBC被确定和协商的。HARQ 是基于每个连接的，它可以通过消息DSA/ DSC确定每个服务流是否有HARQ 的功能。AMC （自适应调制编码）在WiMAX的应用中有其特有的技术要求，由于 AMC技术需要根据信

5、道条件来判断将要采用的编码方案和调制方案，所以AMC 技术必须根据WiMAX的技术特征来实现AMC功能。与CDMA技术不同的是， 由于WiMAX物理层采用的是OFDM技术，所以时延扩展、多普勒频移、PAPR 值、小区的干扰等对于OFDM解调性能有重要影响的信道因素必须被考虑到 AMC算法中，用于调整系统编码调制方式，达到系统瞬时最优性能。WiMAX 标准定义了多种编码调制模式，包括卷积编码、分组Turbo编码（可选）、卷 积Turbo码（可选）、零咬尾卷积码（ZeroTailbaitingCC）（可选）和LDPC （可选），并对应不同的码率，主要有:1/2、3/5、5/8、2/3、3/4、4

6、/5、5/6等码率MIMO （多进多出）是未来移动通信的关键技术。MIMO技术主要有两种表 现形式，即空间复用和空时编码。这两种形式在WiMAX协议中都得到了应用。 WiMAX相关协议还给出了同时使用空间复用和空时编码的形式。支持MIMO是 协议中的一种可选方案，结合自适应天线阵（AAS）和MIMO技术，能显著提 高系统的容量和频谱利用率，可以大大提高覆盖范围并增强应对快衰落的能力， 使得在不同环境下能够获得最佳的传播性能。在WiMAX标准中，MAC层定义了较为完整的QoS机制。MAC层针对每 个连接可以分别设置不同的QoS参数，包括速率、延时等指标。WiMAX系统 所定义的4种调度类型，只针

7、对上行的业务流，分别为非请求的带宽分配业务（UGS. Un solicitedGra ntService）、实时轮询业务（rtPS.RealTimePolli ngService）、非实时轮询业务（nrtPS.NonRealTimePollingService）、尽力而为业务（BE.Besteffort）。对于下行的业务流，根据业务流的应用类型只有QoS参数的限制（即不同的应用 类型有不同的QoS参数限制）而没有调度类型的约束，因为下行的带宽分配是 由BS中的Buffer中的数据触发的。这里定义的QoS参数都是针对空中接口的， 而且是这4种业务的必要参数。802.16e协议为适应移动通信系统的

8、特点，增加了终端睡眠模式：Sleep模 式和Idle模式。Sleep模式的目的在于减少MS的能量消耗并降低对ServingBS 空中资源的使用。Sleep模式是MS在预先协商的指定周期内暂时中止 ServingBS服务的一种状态。从ServingBS的角度观察，处于这种状态下的MS 处于不可用（unavailability）状态。Idle模式为MS提供了一种比Sleep模式更 为省电的工作模式，在进入Idle模式后，MS只是在离散的间隔，周期性地接收 下行广播数据（包括寻呼消息和MBS业务），并且在穿越多个BS的移动过程 中，不需要进行切换和网络重新进入的过程。Idle模式与Sleep模式的区

9、别在于： Idle模式下MS没有任何连接，包括管理连接，而Sleep模式下MS有管理连接， 也可能存在业务连接；Idle模式下MS跨越BS时不需要进行切换，Sleep模式 下MS跨越BS需要进行切换，所以Idle模式下MS和基站的开销都比Sleep 小; Idle模式下MS定期向系统登记位置，Sleep模式下MS始终和基站保持联 系，不用登记。802.16e标准规定了一种必选的切换模式，在协议中简称为HO（ha ndover）， 实际上就是我们通常所说的硬切换。除此以外还提供了两种可选的切换模式： MDHO （宏分集切换）和FBSS （快速BS切换）。移动台可以通过当前的服务 BS广播的消息获

10、得相邻小区的信息，或者通过请求分配扫描间隔或者是睡眠间 隔来对邻近的基站进行扫描和测距的方式获得相邻小区信息，对其评估，寻找潜 在的目标小区。切换既可以由MS决策发起也可以由BS决策发起。在进行快速 基站切换（FBSS）时，MS只与AnchorBS进行通信；所谓快速是指不用执行 HO过程中的步骤就可以完成从一个AnchorBS到另一个AnchorBS的切换。支 持FBSS对于MS和BS来说是可选的。进行宏分集切换（MDHO）时，MS可 以同时在多个BS之间发送和接收数据，这样可以获得分集合并增益以改善信号 质量。是否支持MDHO对于MS和BS来说是可选的。10月9日，WiMAX全球大会在美国波

11、士顿市召开，此次大会吸引了全球约4000余名 专业人士，其中大多数都是希望抢先一步进入这片新兴技术领域的厂商和服务商。英特尔首席销售营销官肖恩马洛尼在会上发表演讲时说，业内对WiMAX芯片开发、射 频和主要设备的投资推动了 WiMAX技术的飞速发展。摩托罗拉公司网络和企业事务总裁格雷戈里布朗说，从有线运营商到无线运营商，从政 府机构到各地政府，越来越多的用户开始对WiMAX技术感兴趣。他们都对WiMAX技术的高速度、低成本特性而垂涎不已。802.16d规范支持1Mbps到 5Mbps的固定点对点数据传输速度，最高甚至可以达到20Mbpso 802.16e规范将增加移动数 据传输功能。由于它要求

12、的网络部件较少，因此预计WiMAX技术的成本将不会超过蜂窝数 据业务的成本。马洛尼说，802.16d标准是在2005年年底制定的，到今年1月份的时候已经有150项测 试性业务在进行之中了;到7月份的时候测试性业务的数量增加到了 250项。当WiMAX支持进入消费品市场如笔记本电脑、手机和iPod播放器等产品时，服务商 们认为市场需求就会猛增的。英特尔移动部副总裁斯克特理查德森说，目前的WiMAX设备 都是独立的，但是今年市场上将会出现适用于笔记本电脑的支持WiMAX技术的PC卡，到 2008年的时候，英特尔公司还将推出同时支持WiFi技术和WiMAX技术的内部模块。马洛尼说，但是要想成功必须同

13、时满足两个条件：一、业界必须在产品集成/成本降低/ 易用性上取得一定进展;二、解决漫游的问题，使用户在不同地区之间漫游时不用换卡。wimax发展还是不错的1) 目前wimax已经列入3G标准，宽带速度均远快于前三者，技 术先进；2) CDMA核心专利,高通一家独大，收取的专利费太高:wimax专利比较分散, 大家互相授权就可以了； 3)形成规模后，本身成本较CDMA要低不少；4)产业链厂商比 较全，各厂商积极跟进，不像CDMA的终端，严重拖后腿，也跟专利授权费有关；5)应用 场景丰富，尤其适合新进入的移动运营商，wimax在非洲国家就发展的很好WiMAX技术应用及其发展前景的探讨报告人：李玲地

14、点：华中科技大学WiMAX全球微波存取兼 容 组 织(Worldwide In teroperability for MicrowaveAccess)，又叫全球微波接入互操作性，是由英特尔主 导、基于IEEE 802.16ade标准的无线城域网技术，是一个传输半径可达31英里(即50公里)覆盖范 围的、75 Mbps高速度传输的IEEE802.16a技术标准，因此被定义为无线城域网接入技术或广域无线网 解决方案(wide area wireless solution)。就频 谱而言，也叫 IEEE 802.16a/d/eWireless MAN。所以也可把WiMAX当成是一种新兴的无线协议IE

15、EE802.16标准的代名词，是专门为宽带无线接入和回程而开发的 无线宽带接入技术，其数据吞吐率可高达75Mbps，传输距离可达31英里，也即在50公里的范围最高 可提供每秒75Mbps的数据传输的速度。其论坛WMAX Forum或者某种意义上是一个唯一在无线宽带接 入领域倡导兼容性、标准化和互操作性的联盟性组织，也称宽带无线技术论坛，同时也为全球宽带无线 接入(BWA)产业协会，提供质量控制和认证，以保证成功的WiMAX标准化的部署。它由英特尔In tel牵 头，于2002年4月和支持IEEE802.16标准的众多无线通信设备和器件供应商、软件开发商、运营商成 立的一个非赢利性的工 业贸易联

16、盟组织的机构团体，旨在推广和验证基于IEEE 802.16标准的、不同供应 商提供宽带产品与解决方案的兼容性和互操作性。相比3G提供小于2M的带宽，WiMAX每个基站最多 可以划分成6个扇面，每个扇面可以提供70M独立带宽，并且基站的覆盖范围是3G基站的10倍。因 此有人认为WiMAX将取代3G,成为下一代通讯的主流技术。但事实上，WiMAX论坛从来都不认为移 动运营商是其最大的客户，而认为WiMAX技术可以作为3G网络的部署和优化。重要的是WiMAX有 WiMAX论坛这样的一个组织在背后支撑，目标就是致力于WiMAX产品的全球统一,这对于WiMAX的“生 态”系统与整体网络架构的发展将起到非常关键的作用。众多传统MMDS厂商，如摩托罗拉、奥维通和 红线通信 等，已经积极地参与到WiMAX的市场宣传和推广中来了。现在WiMAX组织包括芯片制造商（例 如英特尔）、设备供应商（例如阿尔卡特）、电信运营商（例如英国电信BT）,其产业链已经十分完整。 当然，并非仅仅移动运营商才是W