wimax物理层参数和帧结构剖析

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1、WiMAX物理层参数和帧结构剖析～教育资源库　　1、引言　　长期以来，AX都宣称自己是4G技术，是3G技术的终结者。但是，AX在发展的过程中也遇到了不可克服的障碍，这就是AX始终没有获得全球统一的频谱资源。这对市场目标为移动通信的AX来说，是一个致命的缺点。如果没有全球统一的频谱，就不能提供完善的漫游服务，也就不能成为一个真正的移动通信系统。　　为了解决这个问题，从2006年下半年开始，AX开始调整自己的市场策略。2007年1月，AX论坛和IEEE正式向ITU提出申请，希望ITU将AX作为一种新的3G技术，即第6种3G技术。　　如果AX能

2、够如愿成为一种新的3G技术，则AX将能够合法地使用ITU分配给3G的频段，从而解决目前发展过程中的关键瓶颈。　　需要特别指出的是，AX论坛和IEEE并没有将完整的803.16e技术提交给ITU，实际提交的技术被称为IP-OFDMA技术，有以下两个特点。　　●只包括AX的TDD部分，而不支持FDD。　　●只支持5MHz带宽和10MHz带宽，不支持韩国Hz带宽。　　本文将着重探讨IP-OFDMA技术的特点，及其与802.16e技术的区别。　　2、使用频段和带宽　　如前文所述，AX在发展的初期，根本瓶颈是频率问题。为了能够获得初期的发展空间，8

3、02.16e声称可以用于11GHz以下的所有频段，且规定了1.25MHz，3.5MHz，5MHz，8.75MHz和10MHz等多种不同的带宽。　　IEEE802.16d的这种方式虽然解决了初期的发展问题，却为进一步发展设置了障碍。采用不同频段和不同带宽的设备之间不能实现互联互通，不能漫游，阻碍了产业规模的扩大，也阻碍了成本的进一步降低。　　在这种背景条件下，主要厂商支持成立了AX论坛，共同推动AX技术的产业化过程。AX论坛的一项基本工作就是减少802.16e技术中的可选项的数量，以利于产品开发，扩大产业规模。　　表1AX论坛规定的频段和带

4、宽　　　　从表1可以看出，除了韩国AX论坛已经将目标频段确定为2.3GHz，2.5GHz和3.3～3.4GHz共三个频段，基本带宽定义为5/10MHz和3.5/7MHz两个系列。　　本次IEEE/AX论坛提交给ITU的IP-OFDMA技术并没有直接说明采用的频段。但IEEE/AX论坛提出的技术分析和宣传材料都暗示IP-OFDMA技术就是AX技术的3A特性，即2.5GHz频段上采用5/10MHz带宽。　　3、OFDMA基本参数　　表2IP-OFDMA技术采用的基本的OFDMA参数　　　　　　当采用10MHz带宽模式的时候，IP-OFDMA技

5、术使用1024点的FFT。每个子载波的带宽是10.94MHz，因此，FFT处理的带宽是11.2MHz。但是，并非所有的子载波都被真正使用了，实际上，频谱两端共有183个子载波被用于保护频带，不发射信号，所以实际占用的带宽是9.2MHz。　　当采用5MHz带宽的时候，IP-OFDMA技术使用512点的FFT，频谱两端共有保护子载波91个，实际使用带宽4.6MHz。　　在不同带宽的系统中，除了子载波数量不同以外，包括子载波带宽在内的各项参数都保持不变。这样，不同带宽的系统可以最大限度地使用相同的高层，简化了系统设计。　　4、OFDMA的符号结

6、构和子信道结构　　在IP-OFDMA技术中，所有的子载波分成三类。　　●数据子载波，用于传输用户数据和控制信令。　　●导频子载波，用于信道估计和同步。　　●空子载波，不发送信号，用于保护带宽和零子载波。　　数据子载波和导频子载波合称活动子载波。IP-OFDMA技术在下行链路上和上行链路上都将数据子载波进一步划分为不同的组，称为子信道。　　每个子信道中的子载波有两种排列方式，一是分散(Diversity)方式，一种是连续(Contiguous)方式。一般来说，分散方式能够获得频率分集增益，也有利于消除小区间干扰，对高速移动业务比较有利;而连

7、续方式对固定或者低速移动业务比较有利。　　其中分散方式又可以进一步划分为下行PUSC(部分使用子信道)，上行PUSC和下行FUSC(完全使用子信道)共三种方式。　　下行链路PUSC(部分使用子信道)方式，即每个OFDM符号有14个子载波，其中包括12个数据子载波和2个导频子载波。每一对OFDM符号构成一个群(Cluster)。群(Cluster)中的数据子载波和导频子载波分配如图1所示。每个子信道由两个群(Cluster)构成。10MHz带宽的系统共有30个子信道，而5MHz带宽的系统有15个子信道。每个子信道包括48个数据子载波。　　　

8、　图1群(Cluster)中的数据子载波和导频子载波分配　　上行链路的PUSC(部分使用子信道)方式的构成方式与下行链路类似，但具体参数有所不同。下行链路的基本单位是块(Tile)，由三个符号