有關(guān)支撐WiMAX系統(tǒng)的六大關(guān)鍵技術(shù)簡(jiǎn)介

WiMAX系統(tǒng)具有可擴(kuò)展性、安全性的特點(diǎn)，可以提供具有QoS保障的業(yè)務(wù)，提供高數(shù)據(jù)速率和較高的移動(dòng)性支持。IEEE 802.16標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，物理層可支持1.25MHz～20MHz頻段寬帶。這種帶寬需求可以適應(yīng)世界各地的帶寬需求，方便系統(tǒng)頻譜規(guī)劃，并且允許靈活的頻率復(fù)用和網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃。為增強(qiáng)無(wú)線傳輸系統(tǒng)安全性，IEEE 802.16在MAC層中定義了一個(gè)保密子層來(lái)提供安全保障。WiMAX系統(tǒng)可以提供數(shù)據(jù)、語(yǔ)音、視頻各類服務(wù)，是與其作為支撐的關(guān)鍵技術(shù)的支持分不開(kāi)的。這些支撐技術(shù)主要包括正交頻分復(fù)用（OFDM/OFDMA）技術(shù)、自適應(yīng)天線系統(tǒng)、自適應(yīng)編碼調(diào)制技術(shù)、快速資源調(diào)度技術(shù)等。

1.OFDM/OFDMA技術(shù)

WiMAX支持單載波和OFDM/OFDMA三種物理層結(jié)構(gòu)。其中，OFDM/OFDMA技術(shù)具有抗衰落、抗多徑能力強(qiáng)，頻譜效率高（碼速率最高可達(dá)100MHz）以及成本低等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是特別適合移動(dòng)通信系統(tǒng)的一種技術(shù)。

通過(guò)指定每個(gè)用戶可以使用OFDM所有子載波中的一個(gè)(或一組)，我們就得到了一種新的多址方式——OFDMA。OFDMA類似于常規(guī)的頻分復(fù)用( FDMA) ,但它不需要FDMA中必不可少的保護(hù)頻帶,從而避免了頻帶的浪費(fèi)，提高系統(tǒng)容量。此外，OFDMA的分配機(jī)制非常靈活，它可以根據(jù)用戶業(yè)務(wù)量的大小動(dòng)態(tài)分配子載波的數(shù)量（與TDMA中動(dòng)態(tài)分配時(shí)隙數(shù)相似），并且可以在不同的子載波上使用不同的調(diào)制制式及發(fā)射功率，因而可以達(dá)到很高的頻譜利用率。OFDM/OFDMA技術(shù)作為4G移動(dòng)通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)之一，已經(jīng)得到業(yè)界普遍共識(shí)。

2.先進(jìn)的多天線技術(shù)

寬帶無(wú)線接入系統(tǒng)的一個(gè)主要先決條件就是能夠在保持高性能運(yùn)行狀態(tài)的同時(shí)，可以在視距（LOS）與非視距（NLOS）條件下正常運(yùn)行。WiMAX支持各種先進(jìn)的天線技術(shù)，主要可分為三類：自適應(yīng)波束成型技術(shù)、空間分集技術(shù)與空間復(fù)用技術(shù)。

3.鏈路自適應(yīng)技術(shù)

除了以O(shè)FDM/OFDMA及多天線為代表的先進(jìn)物理層技術(shù)，在WiMAX的MAC層還采用了一系列先進(jìn)技術(shù)，確保系統(tǒng)性能：WiMAX采用自動(dòng)重傳請(qǐng)求（ARQ）和混合自動(dòng)重傳請(qǐng)求（HARQ）機(jī)制來(lái)快速應(yīng)答和重傳糾錯(cuò)；采用了自動(dòng)功率控制技術(shù)來(lái)降低信道間干擾；采用了自適應(yīng)調(diào)制編碼技術(shù)來(lái)提高傳輸速率。

4.面向連接的MAC層協(xié)議及QoS服務(wù)

WiMAX采用時(shí)分多址方式，可以是TDD模式或FDD模式。其MAC層提供面向連接的業(yè)務(wù)。這種方式將數(shù)據(jù)包分成業(yè)務(wù)流，業(yè)務(wù)流通過(guò)邏輯鏈路傳送。WiMAX系統(tǒng)定義了業(yè)務(wù)流的服務(wù)質(zhì)量參數(shù)集，提供面向鏈接的QoS保障。WiMAX支持固定速率、實(shí)時(shí)可變比特率（VBR）、非實(shí)時(shí)可變比特率、盡力而為四種業(yè)務(wù)類型，這種差異化服務(wù)可以很好提供QoS服務(wù)。

5.動(dòng)態(tài)帶寬分配

在TDMA+OFDM/OFDMA多址方式下工作，WiMAX可按用戶需要?jiǎng)討B(tài)分配傳輸帶寬，在多用戶、多業(yè)務(wù)的情況下提高了頻譜和設(shè)備的利用率。

6.安全性保障

為增強(qiáng)無(wú)線傳輸系統(tǒng)安全性，IEEE 802.16在MAC層中定義了一個(gè)保密子層來(lái)提供安全保障。保密子層主要包括兩個(gè)協(xié)議：數(shù)據(jù)加密封裝協(xié)議和密鑰管理協(xié)議（PKM）。