无线通信技术(下册)

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1、无线通讯技术7.2WiMAX关键技术Wimax是采用无线方式代替有线实现“最后一公里”接入的宽带接入技术。Wimax的优势主要体现在这一技术集成了WIFI无线接入技术的移动性与灵活性以及XDSL等基于线缆的传统宽带接入技术的高带宽性，其关键技术主要包括OFDM和OFDMA、多输入多输出等以下几项技术：7.2.1OFDM和OFDMA技术　　在802.16d/16e中均引进了正交频分复用(OFDM)和正交频分复用多址(OFDMA)技术，在未来的物理层技术演进中，OFDM和OFDMA仍然是主要的关键技术之一。1、正交频分复用　　OFDM的主要思想是：将信道分成若干正交子信道

2、，将高速数据信号转换成并行的低速子数据流，调制到每个子信道上进行传输。正交信号通过接收端采用相关技术分开，可以在一定条件下减少子信道间干扰(ICI)。每个子信道上的信号带宽小于信道的相关带宽，因此每个子信道可看作平衰落信道，从而消除了符号间干扰(ISI)。由于每个子信道的带宽仅仅是原信道带宽的一小部分，信道均衡变得相对容易。OFDM技术之所以越来越受关注，是因为OFDM有很多独特的优点：u频谱利用率很高。u抗多径干扰与频率选择性衰落能力强。u采用动态子载波分配技术能使系统达到最大比特率。u通过各子载波的联合编码，可具有很强的抗衰落能力。u基于离散傅立叶变换(DFT)的

3、OFDM有快速算法，OFDM采用快速傅里叶变换(FFT)和逆快速傅里叶变换(IFFT)来实现调制和解调，易用数字信号处理器(DSP)实现。除上述优点以外，OFDM也有3个较明显的缺点：n对频偏和相位噪声敏感。n峰均功率比(PAPR)大，导致发送端放大器功率效率较低。29广东南方电信规划咨询设计院有限公司无线通讯技术n自适应的调制技术使系统复杂度有所增加。2、正交频分复用多址在OFDMA系统中，将频带分为很多个子信道，子信道之间依次正交排列且频谱可重叠，实现多用户信号的复接和分接，用户仅仅使用所有的子载波中的一部分，如果同一个帧内的用户的定时偏差和频率偏差足够小，则系统

4、内就不会存在小区内的干扰，比码分系统更有优势。　　由于OFDMA可以把跳频技术和OFDM技术相结合，因此可以构成一种更为灵活的多址方案，此外由于OFDMA可以灵活地适应带宽要求，可以与动态信道分配技术结合使用来支持高速的数据传输。在未来的物理层技术演进中，OFDMA仍然会作为一种非常重要的关键技术继续保留。OFDMA技术特点：更细的分配粒度，多一维“频率”自由度。下行可以按子信道化功控，远距离用户可获得一定功率增益。各个子载波之间相互正交，彼此重叠。无需保护频带，可提高频谱利用率。OFDMA技术与OFDM技术相比，每个用户可以选择信道条件较好的子信道进行数据传输，而不

5、像OFDM技术在整个频带内发送，从而保证了各个子载波都被对应信道条件较优的用户使用，获得了频率上的多用户分集增益。7.2.2帧结构IEEE29广东南方电信规划咨询设计院有限公司无线通讯技术802.16e物理层定义了几种双工方式：TDD、FDD和HFDD。这几种方式都使用突发数据传输格式，这种传输格式支持自适应的突发业务数据，传输参数(调制方式、编码方式、发射功率等)可以动态调整，但是需要媒体访问控制(MAC)层协助完成。在TDD模式下，每个物理帧长度固定，上下行的切换点可以自适应调整，下行在先，上行在后，这样杜绝了上行方向的竞争。同时，上下行和下上行子帧之间可以插入收

6、发时隙，以留出必要的保护间隔。资源的调度和分配可以在基站(BS)上集中控制，使得信道可以灵活地全部用于上行或下行。另外，针对不同的应用场景，在帧结构中定义了多种排列方式，提高频谱利用率以及克服多径衰落。802.16e还采用了128/512/1024/2048个可变子载波的OFDMA方式，使设备信道带宽可在1.75MHz～20MHz间灵活调配，从而使其具备更强的信道均衡能力和抗快衰落能力，以保证Wimax终端在移动环境中的使用。未来帧结构，必须增强对多天线的各种应用模式简单高效的调度，支持各种物理层关键技术的演进。7.2.3多天线技术频率资源的使用是有限的，无论在时域、

7、频域还是码域上处理信道容量均不会超过山农限。多天线的使用使得不同用户的信号可以用不同的空间特征来表征，使得空域资源的使用成为可能。空域处理可以在不增加带宽的情况下成倍地提升信道容量，也可以改善通信质量、提高链路的传输可靠性。未来的多天线技术应用模式必将是灵活多变的，主要多天线的应用模式包括：1、接收分集（单输入多数出）由于部分终端受尺寸大小、发射功率和成本等的影响，通常在发送端只有1根天线，基站使用多根接收天线，实现接收分集，理想情况下可获得10logNr(dB)的增益，Nr为基站接收天线的个数。容量随着接收天线的个数对数增加。应用场景如图7-3所示