WiMAX详解－第3部分

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图1：一个用于移动WiMAX的TDD帧结构示例

在如何将多个用户和数据包在同一个帧复用这一点上，WiMAX是非常灵活的。一个下行帧可能会包含多个不同大小和种类的突发。从2ms到20ms，帧的大小也是会改变的，而每个突发都会包含多个来自更高层的固定或不固定大小的互连数据包或数据包片段。但是，至少在最初阶段，所有的WiMAX设备都只能支持5ms的帧。

上行链路帧是由多个来自不同用户的上行链路突发构成的。一部分上行链路子帧被预留出来，用于各个领域中进行竞争式存取。这个子帧主要被用作一个测距信道，来在网络进入当时及之后周期性地调整闭环频率、时间和功率。测距信道还可用于用户站或移动站（SS/MS）中发出上行链路带宽请求。此外，尽力型数据也可能会在这个竞争式信道上传输，尤其是当数据量太小而不足以要求一个专用信道时。除了测距信道和数据量突发，上行链路子帧还有一个面向用户站的信道质量指示信道（CQICH），用于反馈信道质量信息；这个质量信息可以用作基站（BS）调度器和确认（ACK）信道，让用户站反馈下行链路的确认信息。

为了应付时间变化，WiMAX还可选择性地更频繁支持重复前导符号。在上行链路

中，短的前导符号－称为中间码，可能会在8、16或32个符号之后使用；在下行链路中则会在每个突发之初插入一个短的前导符号。据估计，如果每隔10个符号插入一个中间码，就可以实现150kmph的移动性。

WiMAX中的自适应调制和编码

WiMAX支持各种调制和编码方案，并可根据信道情况，让方案可以在每个链路上改变。利用信道质量反馈指示器，移动站可以给基站提供有关下行链路信道质量的反馈。对于上行链路，基站可以根据接收到的信号质量估算信道质量。基站调度器可以考虑到每个用户上行和下行链路的信道质量，分配一个能针对现有信噪比将吞吐量最大化的调制和编码方案。自适应调制和编码让每个链路的吞吐量和可靠性之间能够实现实时的平衡，从而大大提升了系统的整体性能。这个问题将在第六章中有更详细的描述。

表格2.4列出了WiMAX支持的各种调制和编码方案。在下行链路上，无论是固定WiMAX还是移动WiMAX，QPSK、16 QAM和6? QAM都是必需的；在上行链路中，6? QAM则是可选的。利用卷积编码的FEC编码也是必需的。在OFDM-PHY的下行链路中，卷积编码和一个外部里德所罗门码相结合。WiMAX还能以各种码率选择性地支持Turbo码，以及低密度奇偶校验码。WiMAX标准规定了52组调制和编码方案作为突发配置。第八章对突发配置作了更详细的讲解。

物理层数据率

由于WiMAX的物理层非常灵活，数据率也会由于工作参数的不同而有差异。信道带宽和调制与编码方案是对物理层数据率影响很大的参数。其它参数，例如子信道数量、OFDM保护时间和过采样率等，也对其有一定的影响。

表格2.5列出了采用不同信道带宽和调制及编码方案的物理层数据率。其中所示的数据率是假设采用了TDD方案，下行－上行带宽比为3:1的条件下，所有用户共享的总的物理层数据率。在该表格中，帧大小为5ms，OFDM保护间隔余度为12.5%，并采用了一个PUSC副载波置换方案，而且所有可用的OFDM数据符号都能用于用户通信，只有一个用于下行链路帧开销。但该表格并未假设利用多个天线在发射器或者接收器上进行了空间多工，以便进一步提高多路径信道中的峰值数据率。

表格2.4 WiMAX中支持的调制和编码

表格2.4