802．16／wimax组网关键技术探析

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1、802．16／WiMax组网关键技术探析802.16/WiMax组网关键技术探析【徐世龙杨济安】l_圜主要分析802-16/WiMax组网关键技术,提出并阐述基于oFDM技术小区规划I的频率复用问题,分析了其媒体访问机制和资源分配策略,对移动性管理及入网_与初始化的问题也进行探讨.并在此基础上,指出组网时应该注意的问题和对发徐世龙重庆邮电大学通信学院硕士研究生,专业方向为通信与信息系统,主要研究无线网络协议分析,B3G,4G中的无线资源管理及宽带无线接入.杨济安1967年毕业于北京邮电学院无线系,重庆邮电大学通信学院教授,硕士生导师.主要研究领域为数字信号处理,通信,电路分析与设计以及遥感

2、技术.引言Service,服务质量)要求,便于计费,认证和鉴权【2】.同80216,wiMax(wdlnter0perabilityf0rMicr0wave时这也是目前研究的热点问题.Access,全球通用微波接入)如何组网是商用的关键问题之主要针对上述问题对802'16,wiMax组网关键技术进一,有必要进一步仔细探究.到目前为止,IEEE80216行讨论和分析,重点讨论基于OFDM技术的小区规划方案标准及相应的测试规范主要还是针对无线空中接口技术,及频率复用技术,并详细分析其媒体访问机制和资源分配所明确内容也只是涉及开放系统互连(OsI)模型中的物理策略,当然也包括其移动性管理的内容.

3、本文的第3部分层(PHY),媒体访问控制(MAc)层,并没有明确802.16/对组网的方案进行了分析和展望.最后,是对全文的总WiMax网络的组网技术和方案.就现在的情况,802.16/结.wiMax组网牵涉到的问题主要有:如何通过网络和小区规1802.16/WiMax组网关键技术划来提高频率复用率;如何把802-16,wiMax系统的空中802.16,wiMax作为分组数据的补充网络,同时随着接口网络和基于IP技术的核心网络有机结合在一起;如何它对移动性有较好的支持,可能会实现单独组网并全网更好的支持无缝移动性管理'保证用户的Q.s(Qualityof覆盖.其网络参考架构可以分成终端,接

4、入网和核心网3802.16/WiMax组网关键技术探析f个部分,如图1所示.图1中,802.16/WiMax终端包括固定,漫游和移动3种类型终端;802.16/WiMax接入网主要为无线基站,支持无线资源管理等功能;802.16/WiMax核心网主要是解决用户认证,漫游等功能及802.16,WiMax~络与其他网络之间的接口关系川.图1802.16/WiMax网络参考架构在标准中提供的PMP(PointtoMulti-Point,点到多点模式)工作模式是通信系统中的基础模式,整个小区由一个BS(BaseStation,基站)角色管理,所有的SS(SubscriberStation,终端)的

5、通信都需要BS的调度,况且由于移动性的引入,移动用户要在不同的BS覆盖区间移动并实施通信链路的切换,需要为移动用户提供无缝的网络覆盖以便保障用户的QoS.由此分析得出,802.16,WiMax网络组网关键技术包括基于OFDM频率复用技术的小区规划方案,媒体访问机制,入网与初始化,资源分配策略,认证计费和移动性管理等方面.1.1基于OFDM频率复用技术的小区规划方案对于频率资源比较紧缺的802.16/WiMax组网而言,OFDM技术虽然具有高频谱利用率及抗多径干扰的能力,而且在NLOS(NonLineofSight,非视距)环境下可以采用OFDM,OFDMA及其他先进技术来克服较差的无线传输

6、环境.但是,用户只能通过时I'~(TDMA)或子信道(OFDMA)来区分,使用相同频率的相邻小区将会对本小区的通信产生严重的同频干扰.因此网络规划应基于频率分配,合理分配并复用有限的频段,从而达到减少小区间,信道问的干扰,并且进一步提高802.16/WiMaxl~频谱效率,增加网络的容量.为了减小干扰,尽量保证小区的频率复用因子为1,其网络频率规划方案应该服从如下原则:(1)除非距离达到5—7个倍程,或者两者之间有较好的阻挡物,否则相邻站点不允许出现相同方向的同频复用.如果要复用,可以采用不同的极化方向以获得2OdB的额外隔离度.(2)同一站点,同一扇区,尽可能不使用邻频进行组网,尽可能地

7、使其错开一个角度,以保证服务扇区内的注册频点为最佳.(3)同一站点,同一扇区,不可以使用同频.(4)同一站点,相邻扇区,不可以使用同频.在采用高性能天线的情况下,如果终端的位置不在相邻两个扇区交叠边缘,可以使用同频交叉极化的方式.(5)同一站点,相背扇区,在基站天线前后隔离度满足30dB的要求时,可用相同极化的同频.联系802.16/WiMax组网的频率资源较为紧缺的实际情况,通常采用扇区技术,无线资源管理机制和先进天线