《WiMAX基本原理與關(guān)鍵技術(shù)ISSUE》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《WiMAX基本原理與關(guān)鍵技術(shù)ISSUE（43頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,Copyright 2006 Huawei Technologies Co.,Ltd.All rights reserved.,Page,*,謝謝,WiMAX 基本原理與關(guān)鍵技術(shù),前 言,WiMAX（Worldwide Interoperability for Microwave Access）,WMAN(Wireless Metropolitan Access Network)technology,培訓(xùn)目標(biāo),學(xué)完本課程后，您應(yīng)該能：,了解OFDM技術(shù)的基本原理,了解WiMAX無線接入網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù),目 錄,

2、OFDM/OFDMA,基本原理,2.,WiMAX,物理層關(guān)鍵技術(shù),目錄,OFDM/OFDMA,基本原理,1.1,OFDM,原理,1.2 OFDMA,原理,FDMA系統(tǒng)演進(jìn),Single Carrier,OFDM：,Orthogonal Frequency Division Multiplexing,正交頻分復(fù)用,frequency,Multi-carrier,frequency,OFDM,frequency,實現(xiàn)機理：,將高速串行數(shù)據(jù)流進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換，得到N路并行的數(shù)據(jù)流,將每一路調(diào)制到相互正交的子載波上，子載波頻譜可以重疊,OFDM,的系統(tǒng)實現(xiàn),S,f,0,f,N-1,P/S,IFFT,頻譜利

3、用率高抗,克服頻率選擇性衰落,克服多徑干擾（碼間串?dāng)_）,信道估計與均衡實現(xiàn)簡單,易于與其他技術(shù)相結(jié)合,OFDM技術(shù)特點,對時間同步的要求比較高,對頻率偏移特別敏感,PAPR(Peak to Average Power Ratio)值較大,克服頻率選擇性衰落,Fading,Transmit Signal,Received Signal,f,f,P(f),P(f),寬帶系統(tǒng),窄帶系統(tǒng),Fading,Transmit Signal,Received Signal,f,f,P(f),P(f),多徑環(huán)境,Received,signal,Transmitted,signal,time,time,克服多徑干

4、擾,在OFDM系統(tǒng)中，加入CP可以克服多徑干擾的影響,時域同步的重要性,頻域同步的重要性,目錄,OFDM/OFDMA,基本原理,1.1,OFDM,原理,1.2 OFDMA,原理,什么是OFDMA？（1）,OFDMA:Orthogonal Frequency Division Multiple Access,OFDMA,是,一種資源分配粒度更小的多址方式，同時支持多個用戶,Frequency,Time,OFDM,OFDMA,Output Power,Frequency,OFDM,OFDMA,Frequency,Subcarrier-N,Subcarrier-1,Time,Bandwidth,Su

5、bcarrier-2,Subcarrier-3,Subcarrier-4,Guard Time,OFDM Slot/Frame,IFFT,IFFT,IFFT,S,1,S,2,S,3,S,4,S,5,S,6,S,7,S,N,S,N+1,S,N+2,S,N+3,S,N+4,OFDM Symbol,(FTT duration),S,2N,OFDMA 是4G技術(shù)的基礎(chǔ)!,什么是OFDMA？（2）,目 錄,1.,OFDM/OFDMA基本原理,2.,WiMAX物理層關(guān)鍵技術(shù),目錄,2.,WiMAX系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù),2.1 WiMAX通信系統(tǒng)模型,2.2 信道編碼,2.3,AMC,2.4 HARQ,2.5 多天

6、線技術(shù),通信系統(tǒng)基本模型,信源解碼,信源編碼,Interleaving,deinterleaving,調(diào)制,解調(diào),發(fā)射,接收,無線信道,信道解碼,和,信道解交織,信道編碼和 信道交織,WiMAX 系統(tǒng)通信模型,FEC,（RS,BTC,CTC）,調(diào)制映射,隨機化,IFFT,添加,循環(huán),前綴,交織,下行無理層處理過程,上行無理層處理過程,去除,循環(huán),前綴,FFT,頻域均衡,解調(diào)制,解映射,Viterbi&,RS Decoder,去隨機化,去交織,數(shù)據(jù)送至,MAC 層,來源于,MAC 層,的數(shù)據(jù),射頻,發(fā)射,基帶,射頻,接收,基帶,目錄,2.,WiMAX系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù),2.1 WiMAX通信系統(tǒng)模型,

7、2.2 信道編碼,2.3,AMC,2.4 HARQ,2.5 多天線技術(shù),信道編碼,定義：在發(fā)送端被傳輸?shù)男畔⑿蛄猩细郊右恍┍O(jiān)督碼元，這些多余的碼元（冗余信息）與信息碼元之間以某種確定的規(guī)則互相關(guān)聯(lián)（約束）；接收端按照既定的規(guī)則檢驗信息碼元與監(jiān)督碼元之間的關(guān)系，一旦傳輸過程中發(fā)生錯誤，則信息碼元與監(jiān)督碼元之間的關(guān)系將受到破壞，從而可以發(fā)現(xiàn)錯誤，乃至糾正錯誤,編碼效率：k/n,WiMAX中用到的信道編碼的類型：,CC：卷積碼，目前支持的編碼格式為1/2，2/3，3/4，5/6,CTC：卷積Turbo碼，迭代譯碼比經(jīng)典Turbo碼性能更優(yōu)，譯碼復(fù)雜度低，目前支持的編碼格式為1/2，2/3，3/4，5

8、/6,LDPC，低密度校驗碼，其譯碼性能和Turbo碼接近，不要交織 器，單次迭代復(fù)雜度低，編碼計算量大,Questions,信道編碼效率是不是越高越好？,目錄,2.,WiMAX系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù),2.1 WiMAX通信系統(tǒng)模型,2.2 信道編碼,2.3 AMC,2.4 HARQ,2.5 多天線技術(shù),AMC：Adaptive Modulation and Coding,作用：,根據(jù)信道的質(zhì)量情況，選擇最合適的調(diào)制和編碼 方式，通過編碼和調(diào)制方式的組合，可以產(chǎn)生不同的傳輸速率,AMC,16,QAM,QPSK,64,QAM,802.16e的調(diào)制方式,QPSK 16QAM 64QAM的星座圖,WiMAX系

9、統(tǒng)支持的調(diào)制和編碼方式,Supported Code and Modulations,Modulation,DL,UL,QPSK、16QAM、64QAM,QPSK、16QAM、,64QAM,CC(Convolutional Code),1/2,2/3,3/4,5/6,1/2,2/3,3/4,5/6,CTC(Convolutional Turbo Code),1/2,2/3,3/4,5/6,1/2,2/3,3/4,5/6,Repetition,0，x2,x4,x6,0，x2,x4,x6,在其它輸入條件相同的情況下，不同的調(diào)制和編碼方式直接影響單基站容量及單用戶速率,Questions,在其它輸入

10、條件相同的情況下，計算不同的調(diào)制和編碼方式下每符號所傳輸?shù)挠行畔⒈忍?每符號所傳輸?shù)挠行畔⒈忍卣{(diào)制階數(shù)編碼效率,對比16QAM 3/4和64QAM 1/2，兩者傳輸?shù)挠行畔⒈忍厥欠裣嗟?？性能上有何區(qū)別？,當(dāng)信道環(huán)境比較復(fù)雜的時候，因反饋延遲或者反饋譯碼錯誤而造成AMC判決錯誤，會發(fā)生什么樣的后果？,目錄,2.,WiMAX系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù),2.1 WiMAX通信系統(tǒng)模型,2.2 信道編碼,2.3 AMC,2.4 HARQ,2.5 多天線技術(shù),HARQ（Hybrid Automatic Repeat reQuest）,HARQ技術(shù)是ARQ和前向糾錯(FEC)相結(jié)合的糾錯方法,ARQ重傳類型,SA

11、W：Stop-and-wait,GBN:Go-Back-N,SR：Selective Repeat,HARQ重傳類型,Type I,Type II(IR),Type III,什么是HARQ？,HARQ 的性能,HARQ的特點,優(yōu)點：,聯(lián)合信道編碼和ARQ的各自優(yōu)點，提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院拖到y(tǒng)吞吐量,HARQ基于信道條件提供精確的編碼速率調(diào)節(jié)，自動適應(yīng)瞬時信道變化，且對延遲和誤差不敏感,結(jié)合AMC使用，可以彌補錯誤AMC操作（因反饋延遲/反饋譯碼錯誤而引起）所導(dǎo)致的性能損失，提高性能,缺點：,需要反饋信道,額外控制開銷,目錄,2.,WiMAX系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù),2.1 WiMAX通信系統(tǒng)模型,2.2

12、信道編碼,2.3 AMC,2.4 HARQ,2.5 多天線技術(shù),Contents,2.5 多天線技術(shù),2.5.1,MIMO,2.5.2 AAS,MIMO：,Multiple input and multiple output,MIMO,基本原理,分集模式（Matrix A）,在不同的天線上發(fā)射相同的數(shù)據(jù),分集模式能間接的增加容量,接收天線的數(shù)目可以少于發(fā)射天線的數(shù)目,復(fù)用模式（Matrix B）,在不同的天線上發(fā)射不同的數(shù)據(jù),分集模式能直接接的增加容量,接收天線的數(shù)目不能少于發(fā)射天線的數(shù)目,MIMO,的工作模式,在802.16e協(xié)議中，MIMO是一種可選技術(shù)，在上下行都可以選擇支持該技術(shù),80

13、2.16e,對,MIMO,技術(shù)的支持,Contents,2.5 多天線技術(shù),2.5.1 MIMO,2.5.2 AAS,AAS:Adaptive/Advanced Antenna System,什么是AAS？,Omni antenna,Directional antenna,AAS,多波束型AAS特點：,多個固定波束覆蓋小區(qū)、每個波束指向固定,AAS 天線的類型,自適應(yīng)型AAS特點：,波束能夠動態(tài)跟蹤所需用戶信號,AAS能提高系統(tǒng)性能，主要體現(xiàn)在以下方面：,增加了信干噪比，提高了基站接收機的靈敏度，降低了系統(tǒng)誤碼率,提高了基站發(fā)射機的等效發(fā)射功率,降低了系統(tǒng)干擾,改進(jìn)了小區(qū)的覆蓋，增加了覆蓋距離,利用空分多址技術(shù)（SDMA），提高了頻譜利用率,AAS對移動通信系統(tǒng)性能的改善,AAS與MIMO的比較,AAS,MIMO,特征,利用不同天線信號之相關(guān)特性，天線間距近,利用不同天線信號之獨立特性，天線間距遠(yuǎn),應(yīng)用,在宏小區(qū)性能較佳，天線位置較高,在微小區(qū)、室內(nèi)等環(huán)境下性能較好,基站,通道數(shù)較多，且對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)影響較大，系統(tǒng)架構(gòu)需要專門為AAS優(yōu)化，難以兼容傳統(tǒng)系統(tǒng)架構(gòu),有2通道的，主要是基帶信號處理，對系統(tǒng)架構(gòu)影響較小，容易與傳統(tǒng)系統(tǒng)兼容平臺,終端,影響小，僅增加部分信令,影響大，要求終端支持多天線,