二、关键技术比拼
WiMax和3G作为当前最受关注的两种下一代网络技术,其各自的关键技术必然有过人之处,让我们逐一来看一下。
首先,我们来看一下WiMax的关键技术:
1、高速传输技术OFDM/OFDMA
正交频分复用OFDM是一种无线环境下的高速传输技术,适合在多径传播和多普勒频移的无线移动信道中传输高速数据。它能有效对抗多径效应,消除符号间干扰,对抗频率选择性衰落,而且信道利用率高。
2、HARQ
HARQ技术因为提高了频谱效率,所以可以明显提高系统吞吐量,同时因为重传可以带来合并增益,所以间接扩大系统的覆盖范围。在16e的协议中虽然规定了信道编码方式有卷积码(CC)、卷积Turbo码(CTC)和低密度校验码(LDPC)编码,但是对于HARQ方式,根据目前的协议,16e中只支持CC和CTC的HARQ方式。
3、自适应编码调制AMC
AMC在WiMax的应用中有其特有的技术要求,由于AMC技术需要根据信道条件来判断将要采用的编码方案和调制方案,所以AMC技术必须根据WiMax的技术特征来实现AMC功能。由于WiMax物理层采用的是OFDM技术,所以时延扩展、多普勒频移、PAPR值、小区的干扰等对于OFDM解调性能有重要影响的信道因素必须被考虑到AMC算法中,用于调整系统编码调制方式,达到系统瞬时最优性能。
4、多入多出天线处理MIMO
对于未来移动通信系统而言,如何能够在非视距和恶劣信道下保证高的QoS是一个关键问题,也是移动通信领域的研究重点。MIMO技术主要有两种表现形式,即空间复用和空时编码。这两种形式在WiMax协议中都得到了应用。协议还给出了同时使用空间复用和空时编码的形式。MIMO技术能显著地提高系统的容量和频谱利用率,可以大大提高系统的性能。
5、QoS机制
在WiMax标准中,MAC层定义了较为完整的QoS机制。MAC层针对每个连接可以分别设置不同的QoS参数,包括速率、延时等指标。WiMax系统所定义的4种调度类型只针对上行的业务流。对于下行的业务流,根据业务流的应用类型只有QoS参数的限制(即不同的应用类型有不同的QoS参数限制)而没有调度类型的约束,因为下行的带宽分配是由BS中的Buffer中的数据触发的。这里定义的QoS参数都是针对空中接口的,而且是这4种业务的必要参数。
6、睡眠模式
16e协议为了适应移动通信系统的特点,增加了终端睡眠模式:Sleep模式和Idle模式。Sleep模式的目的在于减少MS的能量消耗并降低对ServingBS空中资源的使用。Sleep模式是MS在预先协商的指定周期内暂时中止ServingBS服务的一种状态。
7、切换技术
16e标准规定了一种必选的切换模式,在协议中简称为HO(handover),实际上就是我们通常所说的硬切换。除此以外还提供了两种可选的切换模式:MDHO(宏分集切换)和FBSS(快速BS切换)。WiMax16e中规定必须支持的是硬切换,协议中称为HO。
在3G中涉及到的关键技术主要包括4种:自适应编码调制、HARQ、多入多出天线处理(MIMO)、快速蜂窝选择(FCS),其中自适应编码调制、HARQ、多入多出天线处理(MIMO)在WiMax中也有,在此不再重复。
快速蜂窝选择FCS
使用FCS,UE能指示一个最好的小区用于下行链路。确定“最好的”蜂窝不仅要基于无线信号传播的条件,还要考虑在Activeset中小区的功率和码字空间的资源。一般而言,同时有很多小区处于activeset,但只有最适合的小区基站允许发送,这样可以降低干扰提高系统容量。
在离小区中心较远的边缘,每个信道质量都比较低。使用FCS策略可以选择一个服务小区使得链路的质量相对稳定。它是通过C/I和上行DCCH的小区指示信息来对各个小区进行比较的。FCS对物理层方面的要求和Release99中的选择性分集发射(SSDT)相似。
点 评:从关键技术的比拼上来看,WiMax和3G所采用的关键技术相差不大,但WiMax略胜一筹,WiMax在传输速度和覆盖范围上都要比3G大不少。