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無(wú)線城域網(wǎng)技術(shù)中的IEEE802.16和WiMAX( 二 )

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圖1 802.16的BWA應(yīng)用
　
８０２．１６ａ、８０２．１６ＲｅｖＤ和８０２．１６ｅ這三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的物理層（ＰＨＹ）和媒體接入控制層（ＭＡＣ）是相同的 。目前它們所選定的物理層規(guī)范是２５６點(diǎn)ＦＦＴ ＯＦＤＭ ＰＨＹ（與ＥＴＳＩ ＮｉｐｅｒＭＡＮ相同） 。其他物理層規(guī)范將在今后市場(chǎng)需要時(shí)再制定 。
選用ＯＦＤＭ是由于它在保持高頻譜效率、最大限度利用可用頻譜的同時(shí)還具備支持非視距性能的能力 。在ＣＤＭＡ的情況下 ， 為了保證處理增益能夠克服干擾 ， 射頻帶寬必須比數(shù)據(jù)吞吐量大許多 。這對(duì)低于１１ ＧＨｚ的寬帶無(wú)線顯然是不切實(shí)際的 ， 因?yàn)榧偃鐢?shù)據(jù)速率高達(dá)７０ Ｍｂｉｔ／ｓ ， 就需要射頻帶寬超過(guò)２００ ＭＨｚ才能提供相應(yīng)的處理增益和非視距能力 。
為了在各種信道環(huán)境下提供可靠的性能 ， ８０２．１６物理層還具備以下一些特點(diǎn)：靈活的信道寬度、自適應(yīng)突發(fā)信號(hào)輪廓、采用Ｒｅｅｄ－Ｓｏｌｏｍｏｎ與卷積級(jí)聯(lián)碼的前向糾錯(cuò)、任選的先進(jìn)天線系統(tǒng)（ＡＡＳ）（可改善距離／容量）、動(dòng)態(tài)頻率選擇（ＤＦＳ）（可幫助減小干擾）、空時(shí)編碼（ＳＴＣ）（通過(guò)空間分集提高在衰落環(huán)境下的性能） 。表１給出了ＩＥＥＥ ８０２．１６標(biāo)準(zhǔn)的一些物理層特點(diǎn) 。
表1 802.16的物理層特點(diǎn)
　
上述特點(diǎn)對(duì)室外ＢＷＡ的基本運(yùn)行是必要的要求 ， 非凡是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)要想真正適應(yīng)世界各國(guó)的情況 ， 就需要靈活的信道寬度 。這是因?yàn)閷?duì)設(shè)備可以工作在什么頻率以及使用什么寬度的信道各國(guó)的治理辦法并不相同 。在需要牌照的頻譜上 ， 運(yùn)營(yíng)商必須為每一ＭＨｚ付錢(qián) ， 因此所建的系統(tǒng)一定要把所分配的頻譜用足 ， 并具有適應(yīng)蜂窩結(jié)構(gòu)或單基站結(jié)構(gòu)的靈活性 。假如運(yùn)營(yíng)商獲得１４ ＭＨｚ頻譜 ， 并為此付了錢(qián) ， 它們就不希望系統(tǒng)的信道寬度為６ ＭＨｚ ， 因?yàn)檫@將浪費(fèi)２ ＭＨｚ的頻譜 。它們希望系統(tǒng)可以采用７ ＭＨｚ、３．５ ＭＨｚ ， 甚至１．７５ ＭＨｚ的信道來(lái)建網(wǎng) 。
由于各種無(wú)線網(wǎng)基本上都是工作在共享媒體上 ， 必然需要一種控制用戶單元接入媒體的機(jī)制 。８０２．１６的ＭＡＣ層使用由基站安排的ＴＤＭＡ協(xié)議在點(diǎn)到多點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲薪o用戶分配容量 。采用這種ＴＤＭＡ接入機(jī)制以后 ， ８０２．１６系統(tǒng)不僅能夠提供具有服務(wù)水平協(xié)定（ＳＬＡ）的高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) ， 而且還能提供對(duì)時(shí)延敏感的業(yè)務(wù)（如話音、視像或數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)等） ， 并具備ＱｏＳ控制能力 ， 不僅僅是控制優(yōu)先等級(jí) ， 而且所設(shè)計(jì)的ＭＡＣ層還能適應(yīng)雜亂的物理層環(huán)境 ， 即在室外工作時(shí)碰到的干擾、快衰落和其他現(xiàn)象（見(jiàn)表２） 。
表2 802.16的MAC層特點(diǎn)
　
二、IEEE 802.16與IEEE 802.11的比較
表３列出了ＩＥＥＥ ８０２．１６與ＩＥＥＥ ８０２．１１的比較 。從中可以看出 ， 其最大差別在于覆蓋、可擴(kuò)展性和ＱｏＳ 。下面分別加以敘述 。
表3 IEEE 802.16與IEEE 802.11的比較
　
１． 覆蓋
８０２．１６標(biāo)準(zhǔn)是為在各種傳播環(huán)境（包括視距、近視距和非視距）中獲得最優(yōu)性能而設(shè)計(jì)的 。即使在鏈路狀況最差的情況下 ， 也能提供可靠的性能 。ＯＦＤＭ波形在２～４０ ｋｍ的通信距離上支持高頻譜效率（ｂｉｔ／ｓ／Ｈｚ） ， 在一個(gè)射頻內(nèi)速率可高達(dá)７０ Ｍｂｉｔ／ｓ ?？梢圆捎孟冗M(jìn)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌ňW(wǎng)狀網(wǎng)）和天線技術(shù)（波束成形、ＳＴＣ、天線分集）來(lái)進(jìn)一步改善覆蓋 。這些先進(jìn)技術(shù)也可用來(lái)提高頻譜效率、容量、復(fù)用以及每射頻信道的平均與峰值吞吐量 。此外 ， 不是所有的ＯＦＤＭ都是相同的 。為ＢＷＡ設(shè)計(jì)的ＯＦＤＭ具有支持較長(zhǎng)距離傳輸和處理多徑或反射的能力 。

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