第9章无线城域接入技术课件

1 1接入网技术接入网技术第第9章章 无线城域接入技术无线城域接入技术 2008 2008年春年春 lxmlxm2 2教学重点与要求教学重点与要求n教学重点教学重点n介绍无线固定宽带接入概念、特点介绍无线固定宽带接入概念、特点n介绍早期技术介绍早期技术LMDSn重点强调无线城域技术重点强调无线城域技术802.16n标准演进、技术特点、接入系统结构、业务、技术要点标准演进、技术特点、接入系统结构、业务、技术要点n要求要求n掌握无线固定宽带接入概念、特点掌握无线固定宽带接入概念、特点n了解了解LMDS特点及局限性特点及局限性n掌握掌握802.16 接入的系统结构及其特点接入的系统结构及其特点n理解理解802.16的技术要点的技术要点 2008 2008年春年春 lxmlxm3 3教学内容教学内容n9.1 引言引言n9.2 固定无线接入网概述固定无线接入网概述n9.3 早期技术早期技术LMDSn9.4 802.16 标准概要标准概要n9.5 802.16 MAC层层n9.6 802.16 物理层物理层 2008 2008年春年春 lxmlxm4 49.1 引言引言 nBWA技术正在蓬勃发展技术正在蓬勃发展n无线接入不再是有线接入的简单补充无线接入不再是有线接入的简单补充n802.16标准的发布标准的发布n将极大推动无线城域接入的发展将极大推动无线城域接入的发展nBWA的诸多优势的诸多优势n形成对有线接入技术的竞争形成对有线接入技术的竞争 2008 2008年春年春 lxmlxm5 59.2 固定无线接入网概述固定无线接入网概述n概念概念n无线接入：用户终端到网络节点之间的传输设施，部无线接入：用户终端到网络节点之间的传输设施，部分或全部采用无线传输分或全部采用无线传输n固定无线接入：用户终端位置基本固定的无线接入固定无线接入：用户终端位置基本固定的无线接入n特点特点n用户终端不具备移动性用户终端不具备移动性n对某一特定地域的固定用户提供接入对某一特定地域的固定用户提供接入n没有越区切换和漫游的功能没有越区切换和漫游的功能n工作频率高，在微波波段工作频率高，在微波波段n提供高的传输容量和多业务提供高的传输容量和多业务 2008 2008年春年春 lxmlxm6 69.2 固定无线接入网概述固定无线接入网概述n基本结构基本结构n一般采用有中心的结构，中心站称为基站一般采用有中心的结构，中心站称为基站n中心站控制所有用户站的接入，同时接入有线网中心站控制所有用户站的接入，同时接入有线网n所有用户站之间不能直接通信，必须通过基站转发所有用户站之间不能直接通信，必须通过基站转发用用户户终终端端用用 户户单单 元元基基 站站运营商运营商网络网络 2008 2008年春年春 lxmlxm7 79.2 固定无线接入网概述固定无线接入网概述 典型的固定无线接入技术典型的固定无线接入技术n早期技术早期技术nLMDS(Local Multipoint Distribution Service）n号称号称“无线光纤无线光纤”n覆盖覆盖3-5km,向密集小区或大厦提供高速无线接入向密集小区或大厦提供高速无线接入nMMDS（Multichannel Multipoint Distribution Service）n覆盖约覆盖约50km,向城郊的向城郊的分散用户分散用户提供无线接入提供无线接入n高轨卫星接入高轨卫星接入n覆盖广阔的地域，为偏远地区的用户提供无线接入覆盖广阔的地域，为偏远地区的用户提供无线接入n最新技术最新技术n802.16（重点介绍）（重点介绍）2008 2008年春年春 lxmlxm8 89.3 早期技术早期技术LMDSnLMDS系统概要系统概要nLMDS系统结构系统结构nLMDS技术特点技术特点nLMDS系统的局限系统的局限 2008 2008年春年春 lxmlxm9 9 LMDSLMDS系统概要系统概要LMDS：Local Multipoint Distribution Service本地多点分配业务本地多点分配业务n采用点到多点微波传输技术采用点到多点微波传输技术传输频段：微波范围传输频段：微波范围 20GHz20GHz40GHz40GHz带宽：带宽：1.3GHz1.3GHz，享有享有“无线光纤无线光纤”之称之称覆盖：覆盖：3 35km5km（单基站覆盖半径）单基站覆盖半径）多址方式：多址方式：FDMAFDMA、TDMATDMA调制方式：调制方式：QPSKQPSK、16QAM16QAM、64QAM64QAM通信速率：通信速率：n64Kbpsn64Kbps155Mbps155Mbps支持业务：话音、数据、视频、多媒体综合业务支持业务：话音、数据、视频、多媒体综合业务 2008 2008年春年春 lxmlxm1010LMDSLMDS系统结构系统结构系统结构：是一种蜂窝通信结构系统结构：是一种蜂窝通信结构n将提供业务的地区划分为若干服务区将提供业务的地区划分为若干服务区n每个服务区内设立基站作为中心站每个服务区内设立基站作为中心站n基站通过点到多点无线链路与区内用户站通信基站通过点到多点无线链路与区内用户站通信n基站不提供跨服务小区用户的切换基站不提供跨服务小区用户的切换n系统组成：用户站、基站系统组成：用户站、基站n基站位于服务区中央，覆盖服务区用户基站位于服务区中央，覆盖服务区用户n基站上联基站上联LMDS中心局、再连接到业务网中心局、再连接到业务网n点对多点无线链路点对多点无线链路n上行信道：多用户共享，需要上行信道：多用户共享，需要MAC机制机制用户站用户站基站基站LMDS中心局中心局PSTNInternet用户站用户站基站基站传输传输骨干网骨干网 2008 2008年春年春 lxmlxm1111 系统结构频率复用系统结构频率复用n基站的频率复用基站的频率复用n作用：提高频率利用率，扩大系统容量作用：提高频率利用率，扩大系统容量n方法：扇区划分、多载波、正交极化方法：扇区划分、多载波、正交极化n正交极化：正交极化：n同一载频的正交极化技术可隔离多个载波的相互干扰同一载频的正交极化技术可隔离多个载波的相互干扰n可用于同一基站的不同扇区和不同基站的相邻扇区可用于同一基站的不同扇区和不同基站的相邻扇区n可大大提供频谱资源利用率可大大提供频谱资源利用率n多载波多载波n同一扇区内使用邻频多载波，可大大提高系统容量同一扇区内使用邻频多载波，可大大提高系统容量n基站的扇区数可为：基站的扇区数可为：n24、16、12、8、6、4n相应的天线覆盖角为：相应的天线覆盖角为：n150、22.50、300、450、600、900 2008 2008年春年春 lxmlxm1212LMDSLMDS系统结构基站覆盖系统结构基站覆盖（a a）单扇区基站单扇区基站 （b b）多扇区基站多扇区基站 2008 2008年春年春 lxmlxm1313LMDSLMDS系统结构系统结构用户站接入用户站接入n一个一个LMDS用户站可为多个用户终端提供业务用户站可为多个用户终端提供业务n n如一幢楼的所有用户终端如一幢楼的所有用户终端如一幢楼的所有用户终端如一幢楼的所有用户终端n用户站设备含：天线、收发信机、网络接口单元用户站设备含：天线、收发信机、网络接口单元NIU网络接口单元网络接口单元收发信机收发信机HUBP BX用户端设备用户端设备中中心心站站空中接口空中接口空中接口空中接口PSTNPSTNPSTNPSTNATMATMATMATMIPIPIPIPE1E1E1E1POSTPOSTPOSTPOST10Base-T10Base-T10Base-T10Base-TATMATMATMATM用用户户站站接入示意图接入示意图 2008 2008年春年春 lxmlxm1414LMDS技术特点技术特点n集中控制，便于用户接入管理（基站控制）集中控制，便于用户接入管理（基站控制）n上下行不对称上下行不对称n下行带宽为下行带宽为1GHz，上行为上行为300MHzn提供提供QoS保证，根据业务保证，根据业务QoS，申请并分配带宽，申请并分配带宽n双工通信双工通信:FDDTDDn多路访问：多路访问：TDM/TDMA、FDM/FDMAn系统容量大：带宽大（系统容量大：带宽大（1.3GHz），），提供容量大提供容量大n可扩容性强：可扩容性强：n可增加每个扇区的载波数（最多可容纳可增加每个扇区的载波数（最多可容纳5个载频）个载频）n可增加扇区的数量，最多可划分可增加扇区的数量，最多可划分24个扇区个扇区 2008 2008年春年春 lxmlxm1515中国的中国的LMDS技术技术n系统技术标准制定单位：信息产业部系统技术标准制定单位：信息产业部n接入网技术要求：接入网技术要求：26GHz本地多点分配系统本地多点分配系统(LMDS)n频率分配频率分配n无线电管理委员会：无线电管理委员会：2001652号号n关于发布关于发布26GHz频段频段FDD方式本地多点分配业务方式本地多点分配业务（LMDS）频率规划的通知）频率规划的通知n下行频率：下行频率：24.50725.515GHz，带宽，带宽1.008GHzn上行频率：上行频率：25.75726.765GHz，带宽，带宽1.008GHzn信道带宽：信道带宽：28MHz、14MHz、7MHz、3.5MHznFDD双工间隔：双工间隔：1.250GHz 2008 2008年春年春 lxmlxm1616LMDS系统局限性系统局限性n频段为频段为2040GHz，各个国家根据情况制定，各个国家根据情况制定n要求视距传输要求视距传输n受雨衰影响大受雨衰影响大n技术实现成本相对较高技术实现成本相对较高n没有被广泛接受的标准，发展受挫没有被广泛接受的标准，发展受挫n各家产品很难互联互通各家产品很难互联互通n制约了规模发展制约了规模发展n为为802.16标准的出台提供了良好的技术准备标准的出台提供了良好的技术准备n802.16借鉴了借鉴了LMDS的部分基本思想的部分基本思想n系统结构、上下行技术、频段系统结构、上下行技术、频段 2008 2008年春年春 lxmlxm17179.4 802.16 标准概要标准概要9.4.1 概要概要9.4.2 标准及演进标准及演进9.4.3 系统结构系统结构9.4.4 业务业务9.4.5 协议模型协议模型 2008 2008年春年春 lxmlxm18189.4.1 概要概要n802.16工作组成立于工作组成立于1999年年n负责开发宽带无线城域接入规范负责开发宽带无线城域接入规范n以固定城域接入为主以固定城域接入为主n旨在提供电信级的服务和旨在提供电信级的服务和QoS保证保证n目前最新版本：目前最新版本：802.16-2004n规范主要内容：规范主要内容：n1066GHz频段频段MAC层和物理层层和物理层n旨在为集团用户提供固定无线城域接入旨在为集团用户提供固定无线城域接入n多接入用户共享接入设备、室外型定向天线多接入用户共享接入设备、室外型定向天线n211GHz频段频段MAC层和物理层层和物理层n希望能支持个人用户和游牧用户的接入希望能支持个人用户和游牧用户的接入n希望个人用户独享接入设备（手持设备）希望个人用户独享接入设备（手持设备）2008 2008年春年春 lxmlxm19199.4.2 标准及演进标准及演进n802.16-2001和和802.16c-2002n802.16-2001：10GHz66GHz规范规范n802.16c-2002：对：对802.16-2001修订修订n需视距传输，设备成本相对较高需视距传输，设备成本相对较高n802.16a-2003n2GHz11GHz规范规范n超视距传输，设备成本相对较低超视距传输，设备成本相对较低n规范了新的物理层规范了新的物理层n新增技术新增技术nOFDM、OFDMA、mesh技术等技术等 2008 2008年春年春 lxmlxm20209.4.2 标准及演进标准及演进n802.16-2004n合并了先前的版本合并了先前的版本n266GHz频段规范频段规范n现行最新标准现行最新标准n802.16e-2005n旨在使用户能在旨在使用户能在802.16基站之间自由切换基站之间自由切换nWiMAXnWiMAX（World Interoperability for Microwave Access，全球微波接入互操作性，全球微波接入互操作性n推动推动802.16标准的制定标准的制定n对不同厂商的芯片和设备进行标准化认证对不同厂商的芯片和设备进行标准化认证n帮助推动与保证设备的兼容性和互操作性帮助推动与保证设备的兼容性和互操作性 2008 2008年春年春 lxmlxm21219.4.3 系统结构系统结构n两种结构两种结构n点到多点：点到多点：PMPn网格状：网格状：mesh 2008 2008年春年春 lxmlxm2222PMP结构结构n组成组成n一个或多个基站一个或多个基站BS、可选的中继站、可选的中继站RS，多个用户站，多个用户站SS，内部链路等，内部链路等n通过通过G接口连接数据终端，接口连接数据终端，F接口连接核心网络接口连接核心网络n一个基站控制多个用户站一个基站控制多个用户站n用户站只能直接与基站（或中继站）通信用户站只能直接与基站（或中继站）通信n用户站之间的通信必须经过基站转发用户站之间的通信必须经过基站转发(通常用户站之间不通信通常用户站之间不通信)下行：下行：BS是唯一的发送者是唯一的发送者上行：上行：多个多个SS共享信道，共享信道，需要需要MAC协议协议单跳无线网络单跳无线网络 2008 2008年春年春 lxmlxm2323PMP结构结构n基站基站BSn蜂窝结构、一个或多个扇区蜂窝结构、一个或多个扇区n一个一个802.16系统可有多个系统可有多个BS（扩大范围）（扩大范围）n用户站用户站SSn用户侧接入设备，可由多个用户终端共享用户侧接入设备，可由多个用户终端共享n多个多个SS共享到共享到BS的无线信道的无线信道n中继站中继站RSn可选，目的是扩大覆盖范围可选，目的是扩大覆盖范围n接口接口nG接口：连接接口：连接SS与与TE，如以太接口等，如以太接口等nF接口：连接接口：连接802.16网络与核心网网络与核心网 2008 2008年春年春 lxmlxm2424mesh 结构结构n无线无线mesh 网络网络n多跳无线网络结构多跳无线网络结构n网络节点功能网络节点功能n路由路由n存储与转发存储与转发 2008 2008年春年春 lxmlxm2525802.16 mesh 结构结构n各各SS之间有直接通信的无线接口之间有直接通信的无线接口nSS具有中继具有中继/转发功能转发功能nSS之间通过无线链路形成之间通过无线链路形成mesh结构结构n接入范围明显增大，尽量避免接入孤点接入范围明显增大，尽量避免接入孤点n 但但802.16并没有就并没有就 如何实现如何实现mesh进行进行 规范规范n无线无线mesh是目前研是目前研 究热点究热点n 802.16留有留有mesh接口，为今后发展打接口，为今后发展打下了基础下了基础 2008 2008年春年春 lxmlxm26269.4.4 业务业务n主动授权业务主动授权业务UGS nUGS：Unsolicited Grant Servicen固定速率，时延敏感业务固定速率，时延敏感业务n如：如：T1/E1以及没有静默压缩的以及没有静默压缩的VoIP等。等。n实时轮询业务实时轮询业务rtPSnrtPS：Real-time Polling Servicen可变速率实时业务可变速率实时业务n如：如：MPEG视频业务视频业务n非实时轮询业务非实时轮询业务 nrtPSnnrtPS：Non real-time Polling Servicen非周期变长分组的非实时数据流非周期变长分组的非实时数据流n如，有保证最小速率要求的如，有保证最小速率要求的Internet接入接入n尽力而为业务尽力而为业务BEnBE：Best Effortn非实时、无任何速率和时延抖动要求的分组数据业务非实时、无任何速率和时延抖动要求的分组数据业务n如如E-mail和短信等，不要求提供吞吐量和时延保证。和短信等，不要求提供吞吐量和时延保证。2008 2008年春年春 lxmlxm27279.4.5 协议参考模型协议参考模型n MAC层层n业务汇聚子层业务汇聚子层CS(Convergence Sublayer)nMAC公共子层（公共子层（MAC Command Part Sublayer）n加密子层加密子层PS（Privacy Sublayer）n 物理层物理层PHY业务会聚子层业务会聚子层MAC公共子层公共子层加密子层加密子层物理层物理层高层高层802.16协议的范围协议的范围MACCS SAPMAC SAPPHY SAP 2008 2008年春年春 lxmlxm28289.5 802.16 MAC层层9.5.1 MAC概述概述9.5.2 MAC主要特点主要特点9.5.3 MAC层要点层要点9.5.3.1 CS要点要点9.5.3.2 MAC CPS要点要点9.5.3.3 PS要点要点 2008 2008年春年春 lxmlxm29299.5.1 MAC概述概述n802.16 的宗旨是提供电信级的服务和的宗旨是提供电信级的服务和QoS保证保证nMAC协议十分精巧且复杂协议十分精巧且复杂n采用面向连接的协议保证可靠性采用面向连接的协议保证可靠性n针对不同业务采用不同的带宽分配方式，针对不同业务采用不同的带宽分配方式，保证保证QoSn采用接入认证和数据加密保证安全性采用接入认证和数据加密保证安全性nMAC层功能通过三个子层协同实现层功能通过三个子层协同实现nCS、MAC CPS、PS 2008 2008年春年春 lxmlxm30309.5.2 MAC 主要特点主要特点n提供面向连接的服务提供面向连接的服务n802.16 MAC层最显著的特征层最显著的特征n多种带宽分配机制多种带宽分配机制n非申请授予非申请授予n无竞争申请授予（单播轮询方式）无竞争申请授予（单播轮询方式）n竞争申请授予（组播竞争申请授予（组播/广播轮询方式）广播轮询方式）n冲突分解冲突分解n当竞争申请带宽冲突时，采用截断二进制指数退避当竞争申请带宽冲突时，采用截断二进制指数退避n支持支持PDU猝发猝发n一次连续发送多个一次连续发送多个MAC PDUn支持支持SDU分段分段/重装重装n发送方，将一个发送方，将一个SDU分成多个小段，由多个分成多个小段，由多个PDU传送传送n接收方，重装接收方，重装SDUn支持支持SDU拼装拼装n多个多个SDU被封装在一个被封装在一个PDU中传输中传输n认证与加密认证与加密n接入认证、数据加密接入认证、数据加密 2008 2008年春年春 lxmlxm31319.5.3 MAC 层要点层要点9.5.3.1 CS要点要点n功能功能nATM CSnPacket CS9.5.3.2 MAC CPS要点要点n功能功能n带宽请求与分配带宽请求与分配n接入初始化接入初始化9.5.3.3 PS要点要点 2008 2008年春年春 lxmlxm32329.5.3.1 CS要点要点n功能功能n通过通过CS SAP向不同的高层协议提供服务向不同的高层协议提供服务n汇聚多种不同的业务汇聚多种不同的业务n针对不同的高层业务流进行分类和映射针对不同的高层业务流进行分类和映射n根据业务流及相应的根据业务流及相应的QoS要求，将其映射到不要求，将其映射到不同的同的CID（连接标识符）（连接标识符）n两种不同的两种不同的CSnATM CSnPacket CS 2008 2008年春年春 lxmlxm33339.5.3.1 CS要点要点ATM CSn承载高层数据为承载高层数据为ATM信元信元n主要功能主要功能n将将ATM信元头部中的虚电路标识映射为相应信元头部中的虚电路标识映射为相应的连接标识符的连接标识符CID（16位）位）n对于对于VP交换，将交换，将VPI映射为一个映射为一个CIDn对于对于VC交换，将交换，将VPI/VCI映射为一个映射为一个CIDn映射的同时，隐含业务的映射的同时，隐含业务的QoS参数。目的是参数。目的是使使MAC CPS根据根据CID建立连接建立连接 2008 2008年春年春 lxmlxm34349.5.3.1 CS要点要点Packet CSn承载高层数据为可变长分组承载高层数据为可变长分组nEthernet 帧、帧、PPP帧帧n主要功能主要功能n将不同的高层分组业务进行分类将不同的高层分组业务进行分类n将不同的高层分组业务映射为相应的连接标将不同的高层分组业务映射为相应的连接标识符识符CIDn映射的同时，隐含业务的映射的同时，隐含业务的QoS参数。目的是参数。目的是使使MAC CPS根据根据CID建立连接建立连接 2008 2008年春年春 lxmlxm35359.5.3.1 CS要点要点Packet CSn业务流分类与映射业务流分类与映射n 每个高层数据（每个高层数据（SDU）首）首先进入分类器进行匹配先进入分类器进行匹配n 每个业务流对应一个每个业务流对应一个SFIDn 每个每个SFID对应匹配一个对应匹配一个CIDn 符合匹配关系的业务流，符合匹配关系的业务流，MAC CPS将按匹配的将按匹配的CID建立连接，建立连接，保证保证QoSn不符合匹配关系的业务流，可选不符合匹配关系的业务流，可选两种处理策略：两种处理策略：n 直接丢弃直接丢弃n 在默认的连接上传输，但不一定在默认的连接上传输，但不一定 满足满足QoS要求要求 2008 2008年春年春 lxmlxm36369.5.3.2 MAC CPS要点要点nMAC CPS是是MAC层的核心层的核心n主要功能包括：主要功能包括：n建立建立/维持维持/拆除连接拆除连接n接入控制接入控制n带宽分配与管理带宽分配与管理n动态业务流管理动态业务流管理n在特定的在特定的MAC连接上传输信息，并保证连接上传输信息，并保证QoSn传送高层数据传送高层数据n传送管理信息传送管理信息 2008 2008年春年春 lxmlxm37379.5.3.2 MAC CPS要点要点 带宽分配与管理带宽分配与管理n带宽申请由带宽申请由SS向向BS发起发起n带宽分配与管理由带宽分配与管理由BS集中控制集中控制n带宽申请与分配与业务紧密相关带宽申请与分配与业务紧密相关n带宽申请策略带宽申请策略n总带宽申请和增量带宽申请相结合总带宽申请和增量带宽申请相结合n单独带宽申请和捎带申请相结合单独带宽申请和捎带申请相结合n捎带申请只能是申请增量带宽捎带申请只能是申请增量带宽n带宽分配策略带宽分配策略n直接分配（预留，无需申请）直接分配（预留，无需申请）n先申请后分配先申请后分配 2008 2008年春年春 lxmlxm38389.5.3.2 MAC CPS要点要点 带宽分配与管理带宽分配与管理n带宽分配：非申请授予和申请授予带宽分配：非申请授予和申请授予n非申请授予非申请授予n适用于恒速率时延敏感型业务，不需申请带宽，直接适用于恒速率时延敏感型业务，不需申请带宽，直接授予（带宽预留）授予（带宽预留）n申请授予（轮询申请）申请授予（轮询申请）n单播轮询申请单播轮询申请nBS定期轮询单播轮询定期轮询单播轮询SS，SS在应答中申请带宽在应答中申请带宽n一种无竞争的申请方式一种无竞争的申请方式n适用于可变速率时延敏感型业务适用于可变速率时延敏感型业务n组播组播/广播轮询申请广播轮询申请nBS对一组或全体对一组或全体SS轮询，轮询，SS在指定时隙竞争申请带宽在指定时隙竞争申请带宽n一种有竞争的申请方式，可能碰撞一种有竞争的申请方式，可能碰撞n适用于时延不敏感的分组数据业务适用于时延不敏感的分组数据业务 2008 2008年春年春 lxmlxm39399.5.3.2 MAC CPS要点要点 接入与初始化过程接入与初始化过程n扫描下行信道，建立与扫描下行信道，建立与BS的同步的同步n从从BS广播信息中获取上行广播信息中获取上行信道参数信道参数n测距测距n基本能力协商基本能力协商nSS接入准许，并交换密钥接入准许，并交换密钥n注册注册 n建立建立IP连接（连通性）连接（连通性）n建立日期建立日期/时间时间n传送运行参数传送运行参数n连接预连接连接预连接初始化完毕：初始化完毕：n SS已锁定上行和下行信道已锁定上行和下行信道n 获得了预指派的所有业务获得了预指派的所有业务 流的流的SFID、QoS参数描述参数描述 以及对应的以及对应的CIDn 获得了用于发送和接收管获得了用于发送和接收管 理信息的理信息的CID（注意上下行（注意上下行 是分开的）。是分开的）。2008 2008年春年春 lxmlxm40409.5.3.3 PS要点要点n提供提供SS与与BS之间的私密性之间的私密性 n包括：包括：n加密封装协议加密封装协议 n负责空中传输的分组数据的加密负责空中传输的分组数据的加密n只针对只针对MAC PDU中的负荷部分加密中的负荷部分加密n MAC头部及管理信息均不加密头部及管理信息均不加密n密钥管理协议密钥管理协议(PKM)n负责负责BS到到SS之间密钥的安全分发、密钥数据的同步之间密钥的安全分发、密钥数据的同步以及业务接入的鉴权以及业务接入的鉴权 2008 2008年春年春 lxmlxm41419.6 802.16 物理层物理层9.6.1 物理层概述物理层概述9.6.2 技术要点技术要点n共用技术共用技术n211GHz频段的技术特色频段的技术特色 2008 2008年春年春 lxmlxm42429.6.1 物理层概述物理层概述类别类别频段频段特点特点WirelessMAN-SC 10-66GHz许可频段许可频段 单载波调制，视距传输，单载波调制，视距传输，FDD和和TDD双工，双工，上行：上行：TDMA+DAMAWirelessMAN-SCa 11GHz 许可频段许可频段 单载波调制，非视距传输，单载波调制，非视距传输，FDD和和TDD双双工，上行：工，上行：TDMA+DAMA；可选自适应天；可选自适应天线系统（线系统（AAS）、）、ARQ和空时编码和空时编码（STC）等）等 WirelessMAN-OFDM 11GHz 许可频段许可频段256个子载波的个子载波的OFDM调制，非视距传输，调制，非视距传输，FDD和和TDD双工，可选双工，可选AAS、ARQ、Mesh模式和模式和STC等等 WirelessMAN-OFDMA11GHz 许可频段许可频段2048个子载波的个子载波的OFDM调制，非视距传输，调制，非视距传输，FDD和和TDD双工，可选支持双工，可选支持AAS、ARQ和和STC WirelessHUMAN 11GHz 免照频段免照频段可采用可采用SCa或或OFDM或或OFDMA调制，双工调制，双工TDD，必须支持动态频率选择（，必须支持动态频率选择（DFS），），可选支持可选支持AAS、ARQ、Mesh和和STC等等 2008 2008年春年春 lxmlxm4343按需分配多址(DAMA)体制INTELSAT IV卫星中采用的DAMA体制为每载波单路按需分配多址(SPADE)体制。SPADE体制特点：1.载波只受单路64 kb/s的PCM信号调制QPSK；2.信道间隔为45 kHz，一个卫星转发器的带宽可以容纳800路载波，其中留有6个载频位置空闲备用，故可提供794路载波使用；3.各载波动态地按需分配；4.用一个160 kHz带宽的公共信令信道作动态分配用，其比特率为128 kb/s，采用BPSK调制。工作原理：有公共信令信道：以固定分配的TDMA广播模式工作。每个地球站在公共信令信道内每50ms中有1ms的时隙可以用来请求或释放信道。信道分配是由所有地球站控制的。由于SPADE体制的按需分配，它的容量相当于提高到4倍，即800路的SPADE信道相当于3200路MCPC信道。2008 2008年春年春 lxmlxm44449.6.2 物理层技术要点物理层技术要点 共性技术共性技术n双工技术双工技术nFDD和和TDDn两种双工方式都采用定时长帧，猝发方式两种双工方式都采用定时长帧，猝发方式n可选的时长：可选的时长：0.5ms/1.0ms/1.5msn信号处理技术信号处理技术n随机化处理随机化处理nFECn编码编码n然后进行调制然后进行调制nQPSK或或16QAM或或64QAM（可选）（可选）nOFDM（DFDM和和OFDMA物理层）物理层）2008 2008年春年春 lxmlxm45459.6.2 物理层技术要点物理层技术要点 2-11GHz技术特色技术特色n OFDM和和OFDMA技术技术n AAS（adaptive antenna system，天线自适应，天线自适应系统）（略）系统）（略）n STC（space time coding，空时编码）（略），空时编码）（略）n 2008 2008年春年春 lxmlxm46462-11GHz技术特色技术特色OFDMn OFDM：正交频分复用：正交频分复用n一种高效的多载波调制技术一种高效的多载波调制技术n基本思想基本思想n将频带划分成多个子载波，每个子载波单独调制将频带划分成多个子载波，每个子载波单独调制n特别之处特别之处n相邻子载波正交，因此不同子载波可使用相同的频率相邻子载波正交，因此不同子载波可使用相同的频率n不仅抗干扰能力强，还大大提高频谱的利用率不仅抗干扰能力强，还大大提高频谱的利用率n802.16中使用中使用OFDM技术技术n每个子载波可根据情况采用不同的调制方式每个子载波可根据情况采用不同的调制方式nBPSK、QPSK、16QAM或或64QAM n一个一个OFDM符号采用多少子载波，哪个子载波采用何符号采用多少子载波，哪个子载波采用何种调制方式由种调制方式由BS向向SS广播广播 2008 2008年春年春 lxmlxm47472-11GHz技术特色技术特色OFDMAnOFDMA：正交频分多址：正交频分多址n采用采用OFDM调制技术调制技术n基本思想基本思想nOFDM子载波按某种规则划分子集子载波按某种规则划分子集n也称子信道（也称子信道（subchannel）n每个子集由多个子载波组成每个子集由多个子载波组成 n802.16中使用中使用OFDMAn下行采用下行采用OFDMAnBS可以有意识地指定不同的子信道用于不同组的可以有意识地指定不同的子信道用于不同组的SSn上行采用上行采用OFDMAnBS可以给一个可以给一个SS指派一个或多个子信道指派一个或多个子信道n给多个给多个SS指派同一个子信道，彼此再采用指派同一个子信道，彼此再采用TDMA共享该子共享该子信道。信道。2008 2008年春年春 lxmlxm48489.7 802.16 的应用的应用 可能的应用形式可能的应用形式n智能大厦固定用户的无线宽带接入智能大厦固定用户的无线宽带接入n大厦固定用户通过以太网互连共享用户站大厦固定用户通过以太网互连共享用户站n密集小区楼栋用户的无线宽带接入密集小区楼栋用户的无线宽带接入n楼栋用户通过以太网互连共享用户站楼栋用户通过以太网互连共享用户站n游牧用户的无线宽带接入游牧用户的无线宽带接入n802.16用户（用户（11GHz以下）在一个以下）在一个BS覆覆盖范围的慢移动接入盖范围的慢移动接入n802.16e的用户在不同的的用户在不同的BS间切换间切换 2008 2008年春年春 lxmlxm