會(huì)計(jì)學(xué)1寬帶無線接入技術(shù)寬帶無線接入技術(shù)WiMAX一一WiMAX的概述的概述二二.802.16協(xié)議棧參考模型協(xié)議棧參考模型 三三.WiMAX關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)四四.WiMAX技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展與3G第1頁/共12頁 WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access：全球微波接入互操作：全球微波接入互操作)作為一種新興的寬帶無線接入作為一種新興的寬帶無線接入技術(shù)，一經(jīng)提出便受到了業(yè)界的普遍關(guān)注。它的主要技術(shù)特點(diǎn)技術(shù)，一經(jīng)提出便受到了業(yè)界的普遍關(guān)注。它的主要技術(shù)特點(diǎn)是傳輸速率高、覆蓋范圍大、支持移動(dòng)性、提供是傳輸速率高、覆蓋范圍大、支持移動(dòng)性、提供QoS保證并采保證并采用基于全用基于全I(xiàn)P的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)分組化、接入寬帶化和終的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)分組化、接入寬帶化和終端移動(dòng)化三者合一，因而具有廣泛的應(yīng)用前景。為了獲得更大端移動(dòng)化三者合一，因而具有廣泛的應(yīng)用前景。為了獲得更大的覆蓋范圍、更高的傳輸速率和更好的服務(wù)質(zhì)量，推動(dòng)與保證的覆蓋范圍、更高的傳輸速率和更好的服務(wù)質(zhì)量，推動(dòng)與保證基于基于IEEE 802.16系列標(biāo)準(zhǔn)的寬帶無線設(shè)備的兼容性和互操作性，系列標(biāo)準(zhǔn)的寬帶無線設(shè)備的兼容性和互操作性，Intel、富士通和諾基亞等公司于、富士通和諾基亞等公司于2001年共同成立了非營利性工年共同成立了非營利性工業(yè)貿(mào)易聯(lián)盟業(yè)貿(mào)易聯(lián)盟WiMAX論壇。從此論壇。從此WiMAX就成為就成為IEEE802.16系列標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)的代名詞。系列標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)的代名詞。一一WiMAX的概述的概述第2頁/共12頁二二.802.16協(xié)議棧參考模型協(xié)議棧參考模型 IEEE 802.16標(biāo)準(zhǔn)定義的空中接口由物理層MAC層組成，如下圖所示。物理層由傳輸匯聚子層(TCL)和物理媒質(zhì)依賴子層(PMD)組成，通常說的物理層主要是指PMD。TCL將收到的MAC層數(shù)據(jù)分段，封裝成TCL協(xié)議數(shù)據(jù)單元(PDU)。PMD則具體執(zhí)行信道編碼、調(diào)制解調(diào)等一系列處理過程。MAC層采用分層結(jié)構(gòu)，分為三個(gè)子層：特定服務(wù)匯聚子層(CS)、公共部分子層(CPS)和安全子層。1)CS子層負(fù)責(zé)和高層接口，匯聚上層不同業(yè)務(wù)。它將通過服務(wù)訪問點(diǎn)(SAP)收到的外部網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和映射為MAC業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元，并傳遞到MAC層的SAP。協(xié)議提供了多個(gè)CS規(guī)范作為與外部各種協(xié)議的接口，可實(shí)現(xiàn)對ATM、IP等協(xié)議數(shù)據(jù)的透明傳輸。2)CPS子層實(shí)現(xiàn)主要的MAC功能，包括系統(tǒng)接入、帶寬分配、連接建立和連接維護(hù)等。它通過MAC層SAP接收來自各種CS層的數(shù)據(jù)并分類到特定的MAC連接，同時(shí)對物理層上傳輸和調(diào)度的數(shù)據(jù)實(shí)施QoS控制。3)安全子層的主要功能是提供認(rèn)證、密鑰交換和加解密處理。該子層支持128位、192位及256位加密系統(tǒng)，并采用數(shù)字證書的認(rèn)證方式，以保證信息的安全傳輸。第3頁/共12頁IEEE 802.16協(xié)議棧參考模型協(xié)議棧參考模型第4頁/共12頁三三.WiMAX關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)(1)OFDM與與OFDMA(2)多天線技術(shù)多天線技術(shù)(3)自適應(yīng)調(diào)制編碼自適應(yīng)調(diào)制編碼(4)混合自動(dòng)重傳請求混合自動(dòng)重傳請求(H-ARQ)第5頁/共12頁 無線信道的時(shí)變和衰落特性決定了信道容量是一個(gè)時(shí)變的隨機(jī)變量，自適應(yīng)調(diào)制編碼(AMC)技術(shù)就是根據(jù)信道條件動(dòng)態(tài)調(diào)整編碼和調(diào)制方式，以提高傳輸速率或系統(tǒng)吞吐量?；痉椒ㄊ歉鶕?jù)對信道質(zhì)量的測量結(jié)果，在信道條件較好時(shí)使用高階調(diào)制和高編碼速率(例如64QAM，5/6碼率)，以實(shí)現(xiàn)更高的峰值速率；而在信道條件較差時(shí)使用低階調(diào)制和低編碼速率(例如QPSK，1/2碼率)，以保證傳輸性能。通過改變調(diào)制編碼方式而不是發(fā)射功率來改善性能，還可以在很大程度上降低因發(fā)射功率提高而引入的額外干擾。自適應(yīng)調(diào)制編碼自適應(yīng)調(diào)制編碼第6頁/共12頁 在現(xiàn)代移動(dòng)通信中，系統(tǒng)擁有多種物理層（PHY）傳輸模式可供選擇，自適應(yīng)調(diào)制編碼實(shí)際上就是根據(jù)信道條件合理的選擇PHY傳輸模式，如下圖所示，采用PHY模式1。在信道信噪比較高時(shí)，系統(tǒng)吞吐量較低；而采用PHY模式8（64-QAM調(diào)制，碼率為3/4卷積碼編碼）時(shí)，雖然在高信噪比時(shí)系統(tǒng)吞吐量很高，但當(dāng)信道處于較低信噪比時(shí)，無法進(jìn)行正常通信，而采用自適應(yīng)調(diào)制編碼技術(shù)則很好的在通信的可穩(wěn)定性與系統(tǒng)吞吐量之間取得折中，圓滿的解決了二者的矛盾。第7頁/共12頁自適應(yīng)調(diào)制編碼的突出優(yōu)點(diǎn)自適應(yīng)調(diào)制編碼的突出優(yōu)點(diǎn)第8頁/共12頁四四.WiMAX技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展與3G 從技術(shù)角度來看，從技術(shù)角度來看，3G系統(tǒng)主要以系統(tǒng)主要以CDMA技術(shù)為核心，而技術(shù)為核心，而802.16e則以正交則以正交頻分復(fù)用（頻分復(fù)用（OFDM）和多天線）和多天線MIMO（Multi-Input Multi-Output）技術(shù)為）技術(shù)為核心。核心。CDMA系統(tǒng)具有容量大、頻譜利用率高的優(yōu)點(diǎn)，在一定程度上可以系統(tǒng)具有容量大、頻譜利用率高的優(yōu)點(diǎn)，在一定程度上可以很好地克服因頻率選擇性衰落所引起的符號間干擾問題。但是，對于高速很好地克服因頻率選擇性衰落所引起的符號間干擾問題。但是，對于高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)來說，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)來說，CDMA系統(tǒng)的主要問題在于擴(kuò)頻增益與高速數(shù)據(jù)流之間的系統(tǒng)的主要問題在于擴(kuò)頻增益與高速數(shù)據(jù)流之間的矛盾。在保證相同帶寬的前提下，若對高速數(shù)據(jù)流所使用的擴(kuò)頻增益太高，矛盾。在保證相同帶寬的前提下，若對高速數(shù)據(jù)流所使用的擴(kuò)頻增益太高，就會(huì)大大限制就會(huì)大大限制CDMA系統(tǒng)噪聲平均的優(yōu)點(diǎn)，從而使得系統(tǒng)的軟容量受到一系統(tǒng)噪聲平均的優(yōu)點(diǎn)，從而使得系統(tǒng)的軟容量受到一定的影響；定的影響；OFDM技術(shù)本質(zhì)上講它是一種多載波調(diào)制技術(shù)。從頻域看，它通過把技術(shù)本質(zhì)上講它是一種多載波調(diào)制技術(shù)。從頻域看，它通過把無線通信信道劃分為多個(gè)窄帶子信道同時(shí)并行傳送，在每個(gè)子信道上使用無線通信信道劃分為多個(gè)窄帶子信道同時(shí)并行傳送，在每個(gè)子信道上使用一個(gè)子載波進(jìn)行調(diào)制。這樣，盡管總的信道特性是非平坦的，具有頻率選一個(gè)子載波進(jìn)行調(diào)制。這樣，盡管總的信道特性是非平坦的，具有頻率選擇性，但對每個(gè)子信道而言卻都是窄帶平坦信道。從時(shí)域來看，擇性，但對每個(gè)子信道而言卻都是窄帶平坦信道。從時(shí)域來看，OFDM通通過使用串并變換使得數(shù)據(jù)傳輸速率降低，符號持續(xù)時(shí)間加長，從而提高了過使用串并變換使得數(shù)據(jù)傳輸速率降低，符號持續(xù)時(shí)間加長，從而提高了對抗由于多徑時(shí)延所引起的符號間干擾的能力。對抗由于多徑時(shí)延所引起的符號間干擾的能力。第9頁/共12頁 從一些傳統(tǒng)電信運(yùn)營商的角度看來，從一些傳統(tǒng)電信運(yùn)營商的角度看來，WiMAX還還不能視為一種真正意義上的移動(dòng)通信技術(shù)，它在不能視為一種真正意義上的移動(dòng)通信技術(shù)，它在切換、漫游等方面的性能比切換、漫游等方面的性能比3G系統(tǒng)要差，例如尚系統(tǒng)要差，例如尚不能支持移動(dòng)過程中的無縫切換。另外不能支持移動(dòng)過程中的無縫切換。另外WiMAX芯片、端和設(shè)備對標(biāo)準(zhǔn)的支持能力還顯不足。為芯片、端和設(shè)備對標(biāo)準(zhǔn)的支持能力還顯不足。為此，此，WiMAX還需加快其技術(shù)演進(jìn)和終端開發(fā)的還需加快其技術(shù)演進(jìn)和終端開發(fā)的進(jìn)程，方有可能在各種同類技術(shù)的激烈競爭中及進(jìn)程，方有可能在各種同類技術(shù)的激烈競爭中及早實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)的規(guī)?；瘧?yīng)用。早實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)的規(guī)模化應(yīng)用。第10頁/共12頁第11頁/共12頁