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802.16無線城域網(wǎng)技術(shù)綜述( 二 )


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:靈活的信道寬度、自適應(yīng)突發(fā)信號輪廓、采用Reed-Solomon與卷積級聯(lián)碼的前向糾錯、任選的先進(jìn)天線系統(tǒng)(AAS)(可改善距離/容量)、動態(tài)頻率選擇(DFS)(可幫助減小干擾)、空時編碼(STC)(通過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 。
上述特點對室外BWA的基本運行是必要的要求,非凡是一個標(biāo)準(zhǔn)要想真正適應(yīng)世界各國的情況,就需要靈活的信道寬度 。這是因為對設(shè)備可以工作在什么頻率以及使用什么寬度的信道各國的治理辦法并不相同 。在需要牌照的頻譜上,運營商必須為每一MHz付錢,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 。假如運營商獲得14 MHz頻譜,并為此付了錢,它們就不希望系統(tǒng)的信道寬度為6 MHz,因為這將浪費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的信道來建網(wǎng) 。
由于各種無線網(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制 。802.16的MAC層使用由基站安排的TDMA協(xié)議在點到多點的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲薪o用戶分配容量 。采用這種TDMA接入機制以后,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),而且還能提供對時延敏感的業(yè)務(wù)(如話音、視像或數(shù)據(jù)庫訪問等),并具備QoS控制能力,不僅僅是控制優(yōu)先等級,而且所設(shè)計的MAC層還能適應(yīng)雜亂的物理層環(huán)境,即在室外工作時碰到的干擾、快衰落和其他現(xiàn)象 。
二、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)來進(jìn)一步改善覆蓋 。這些先進(jìn)技術(shù)也可用來提高頻譜效率、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)計的OFDM具有支持較長距離傳輸和處理多徑或反射的能力 。

相反,WLAN和802.11系統(tǒng)在它們的核心不是采用基本的CDMA,就是使用設(shè)計大不相同的OFDM 。它們的設(shè)計要求是低功耗,因此必然限制了通信距離 。WLAN中的OFDM是按照系統(tǒng)覆蓋數(shù)十米或幾百米設(shè)計的,而802.16被設(shè)計成高功率,OFDM可覆蓋數(shù)十公里 。
2. 可擴展性
在物理層,802.16支持靈活的射頻信道帶寬和信道復(fù)用(頻率復(fù)用),當(dāng)網(wǎng)絡(luò)擴展時,可以作為增加小區(qū)容量的一種手段 。此標(biāo)準(zhǔn)還支持自動發(fā)送功率控制和信道質(zhì)量測試,可以作為物理層的附加工具來支持小區(qū)規(guī)劃和部署以及頻譜的有效使用 。當(dāng)用戶數(shù)增加時,運營商可通過扇形化和小區(qū)分裂來重新分配頻譜 。還有,此標(biāo)準(zhǔn)對多信道帶寬的支持使設(shè)備制造商能夠提供一種手段,以適應(yīng)各國政府對頻譜使用和分配的獨特管制辦法,這是世界各地的運營商都面臨的一個問題 。IEEE 802.16標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的信道寬度為1.75~20 MHz,在這中間還可以有許多選擇 。

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