WiMAX总结

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WiMAX总结 [复制链接]

一、WIMAX技术概念：
IEEE802.16a标准，又称WiMax，是一种广带无线接入标准（Broadband Wireless Access,BWA）。其覆盖面积可达数百公里，是3G基站的10倍，无线传输速度可以和当今传统的光缆、DSL或者T1线路相比，可提供的最高接入速度为70M，是3G所能提供的宽带速度的30倍，传输距离最远可达50公里。该技术最显著的优势在于可以通过无线媒介（如空气）快速地提供一种在城域网一点对多点的环境下,能有效进行互操作的宽带无线接入手段。具有高吞吐量，可扩展性，提供QOS服务以及增强的安全性能等特点。
二、WIMAX技术指标：
1．        工作频段：2~11GMHz。
2．        采用COFDM规范，支持非视距宽带接入（256点FFT COFDM波形，内含解决室外视距和非视距环境中多径问题的能力）。
3．        采用Reed－Solomon与卷积级联码的前向纠错。
4．        自适应突发信号轮廓（每射频突发信号自适应调制和可变纠错编码，在给每个用户单元提供最大每秒比特数的同时保证射频链路可靠）。
5．        支持TDD和FDD双工方式。
6．        动态频率选择（DFS）（帮助减小干扰）。
7．        采用空时编码（STC）（通过空间分集提高在衰落环境下的性能）。
8．        灵活的信道宽度（3.5MHz、5MHz和10MHz等）。
9．        具备QOS控制能力。
10. 支持智能天线系统。
11. 提供具有服务水平协定（SLA）的高速数据业务，而且还能提供对时延敏感的业务（如话音、视像或数据库访问等）
三、IEEE 802.16与IEEE 802.11的比较：
    在通信距离上，802.11距离小于300英尺（加接入点后覆盖距离可大一些），采用64FFT COFDM规范实施；而802.16通信距离可达300英里，典型的小区半径为4—6英里，通过256点FFT COFDM的规范，能容忍较大的多径、时延扩散（反射）。802.11室内短距离范围覆盖效果好，而802.16由于采用了室外非视距性能标准，其系统的总增益高，通过障碍物的穿透能力强，因此，传输的距离更远。通常，802.11适用于LAN，用户可从一个扩展到数十个，一个CPE对应一个用户，有20MHz的固定信道带宽，并且只能用于不需要牌照的频谱，信道数量有限，2.7bit/s/Hz的比特率。802.16却可以有效地支持一个到数百个CPE，每一个CPE后面的用户不受限制，具有灵活的信道宽度，可从1.5MHz到20MHz任选，能使用所有能用的频率，多信道支持蜂窝结构，一般为5bit/s/Hz的比特率，但在20MHz信道内时可以高达100Mbit/s/Hz的比特率。802.11的MAC层协议使用的是CSMA/CA协议，802.16则使用动态的TDMA协议，因此可以对带宽进行动态的按需分配。802.11空中接口采用WEP加密方式,不支持QOS，802.16采用DES和3DES加密,支持QOS，达到语音/视像和区分服务水平。
四、IEEE802.16e
    IEEE802.16e是IEEE 802.16的一个子标准,其技术标准与IEEE802.16a一致,只是对其作了一种扩展, 增加了终端用户的移动性功能，从而使移动终端能够在不同基站间进行切换和漫游.
目前,加拿大Redline公司基于IEEE802.16a标准,研制推出了于之相应设备:AN-100C/S以及Red-100u/su-o,这些设备主要提供网络骨干连接和”超级”接入服务,能够保证多个QOS等级,具有综合的3.5GHz申请频段,大容量,低时延,高可靠性等功能和特点.市场应用范围很广,可以运用于各运营商,ISP,以及蜂窝/移动运营商网络的网络节点连接; 扩展宽带接入到农村、海岸以及没有常规接入的地区.在企业内部,可根据自己的需要建立私有城域网,尤其是军队、政府等安全机构,提供视频会议,视频监控,远程存储镜像和数据备份,视频点播, VoIP业务.产品主要技术指标如下表:

范围        容量        可靠性        通用性
范围:超30mi/50km(qpsk)采用256 COFDM,可以工作在非视距通过,发射,折射.高频谱利用率,一般5bps/Hz,空中可达2.7-3.3bps/Hz净速率        高数据速率:37.5Mbps-45.5Mbps空中速率约为70Mbps单向延迟<4cosec        支持CIR/PIR基于标准的接口(802.1P/Q)动态自适应调制(DAM)通过加密增强安全(DES/AES)采用256 COFDM,更强的NLOS能力        TDM透明传输(E1&T1)可以工作在申请频段和非申请频段.PTP点对点模式和PMP点对多点模式安装简单迅速Backhaul能力带内或带外网管

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wimax的核心调制技术OFDM OFDM的基本原理 　　OFDM是一种无线环境下的高速传输技术。无线信道的频率响应曲线大多是非平坦的，而OFDM技术的主要思想就是在频域内将给定信道分成许多正交子信道，在每个子信道上使用一个子载波进行调制，并且各子载波并行传输。这样，尽管总的信道是非平坦的，具有频率选择性，但是每个子信道是相对平坦的，在每个子信道上进行的是窄带传输，信号带宽小于信道的相应带宽，因此就可以大大消除信号波形间的干扰。由于在OFDM系统中各个子信道的载波相互正交，它们的频谱是相互重叠的，这样不但减小了子载波间的相互干扰，同时又提高了频谱利用率。 3 OFDM的关键技术 3.1 同步技术 　　OFDM系统中，Ｎ个符号的并行传输会使符号的延续时间更长，因此它对时间的偏差不敏感。对于无线通信来说，无线信道存在时变性，在传输中存在的频率偏移会使OFDM系统子载波之间的正交性遭到破坏，相位噪声对系统也有很大的损害。 　　由于发送端和接受端之间的采样时钟有偏差，每个信号样本都一定程度地偏离它真确的采样时间，此偏差随样本数量的增加而线性增大，尽管时间偏差坏子载波之间的正交性，但是通常情况下可以忽略不计。当采样错误可以被校正时，就可以用内插滤波器来控制真确的时间进行采样。 　　相位噪声有两个基本的影响，其一是对所有的子载波引入了一个随机相位变量，跟踪技术和差分检测可以用来降低共同相位误差的影响，其次也会引人一定量的信道间干扰（ICI），因为相位误差导致子载波的间隔不再是精确的1/Ｔ了。 　　载波频率的偏移会使子信道之间产生干扰。OFDM系统的输出信号是多个相互覆盖的子信道的叠加，它们之间的正交性有严格的要求。无线信道时变性的一种具体体现就是多普勒频移，多普勒频移与载波频率以及移动台的移动速度都成正比。多普勒展宽会导致频率发生弥散，引起信号发生畸变。从频域上看，信号失真会随发送信道的多普勒扩展的增加而加剧。因此对于要求子载波严格同步的OFDM系统来说，载波的频率偏移所带来的影响会更加严重，如果不采取措施对这种信道间干扰（ICI）加以克服，系统的性能很难得到改善。 　　OFDM中的同步通常包括3方面的内容： 　　（1）帧检测； 　　（2）载波频率偏差及校正； 　　（3）采样偏差及校正。 　　由于同步是OFDM技术中的一个难点，因此，很多人也提出了很多OFDM同步算法，主要是针对循环扩展和特殊的训练序列以及导频信号来进行，其中较常用的有利用奇异值分解的ESPRIT同步算法和ML估计算法，其中ESPRIT算法虽然估计精度高，但计算复杂，计算量大，而ML算法利用OFDM信号的循环前缀，可以有效地对OFDM信号进行频偏和时偏的联合估计，而且与ESPRIT算法相比，其计算量要小得多。对OFDM技术的同步算法研究得比较多，需要根据具体的系统具体设计和研究，利用各种算法融合进行联合估计才是可行的。OFDM系统对定时频偏的要求是小于OFDM符号间隔的4%，对频率偏移的要求大约要小于子载波间隔的1%~2%，系统产生的-3dB相位噪声带宽大约为子载波间隔的0.01%~ 0.1%。 3.2 PARP的解决 　　由于OFDM信号是有一系列的子信道信号重叠起来的，所以很容易造成较大的PAPR。大的OFDM PAPR 信号通过功率放大器时会有很大的频谱扩展和带内失真。但是由于大的PARP的概率并不大，可以把大的PAPR值的OFDM信号去掉。但是把大的PAPR值的OFDM信号去掉会影响信号的性能，所以采用的技术必须保证这样的影响尽量小。一般通过以下几种技术解决： 　　（1）信号失真技术。采用修剪技术、峰值窗口去除技术或峰值删除技术使峰值振幅值简单地线性去除。 　　（2）编码技术。采用专门的前向纠错码会使产生非常大的PAPR的OFDM符号去除。 　　（3）扰码技术。采用扰码技术，使生成的OFDM的互相关性尽量为0，从而使OFDM的PAPR减少。这里的扰码技术可以对生成的OFDM信号的相位进行重置，典型的有PTS和SLM。 3.3 训练序列/导频及信道估计技术 　　接收端使用差分检测时不需要信道估计，但仍需要一些导频信号提供初始的相位参考，差分检测可以降低系统的复杂度和导频的数量，但却损失了信噪比。尤其是在OFDM系统中，系统对频偏比较敏感，所以一般使用相干检测。 　　在系统采用相干检测时，信道估计是必须的。此时可以使用训练序列和导频作为辅助信息，训练序列通常用在非时变信道中，在时变信道中一般使用导频信号。在OFDM系统中，导频信号是时频二维的。为了提高估计的精度，可以插入连续导频和分散导频，导频的数量是估计精度和系统复杂的折衷。导频信号之间的间隔取决于信道的相干时间和相干带宽，在时域上，导频的间隔应小于相干时间；在频域上，导频的间隔应小于相干带宽。实际应用中，导频的模式的设计要根据具体情况而定