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1、1 1第第5章章 无线城域网无线城域网主讲主讲 林科林科2 2第第5章章 无线城域网无线城域网v5.1 5.1 无线城域网概况无线城域网概况无线城域网概况无线城域网概况v5.2 802.165.2 802.16协议体系协议体系协议体系协议体系v5.3 802.165.3 802.16的物理层的物理层的物理层的物理层v5.4 802.165.4 802.16的的的的MACMAC层层层层v5.5 MAC5.5 MAC层的链路自适应机制层的链路自适应机制层的链路自适应机制层的链路自适应机制v5.6 802.165.6 802.16系统的系统的系统的系统的QoSQoS架构架构架构架构v5.7 802.
2、165.7 802.16系统的移动性系统的移动性系统的移动性系统的移动性v5.8 WiMAX5.8 WiMAX与其他技术的比较与其他技术的比较与其他技术的比较与其他技术的比较3 35.1 无线城域网概况无线城域网概况5.1.1 5.1.1 无线城域网技术的形成无线城域网技术的形成无线城域网技术的形成无线城域网技术的形成v无线城域网技术是因宽带无线接入无线城域网技术是因宽带无线接入无线城域网技术是因宽带无线接入无线城域网技术是因宽带无线接入(BWA)(BWA)的需求而来的需求而来的需求而来的需求而来v19991999年，年，年，年，IEEE 802IEEE 802局域网局域网局域网局域网(LAN
3、)/(LAN)/城域网城域网城域网城域网(MAN)(MAN)成立了成立了成立了成立了802.16802.16工作组来专门研究宽带无线接入标准工作组来专门研究宽带无线接入标准工作组来专门研究宽带无线接入标准工作组来专门研究宽带无线接入标准vIEEE 802.16.1IEEE 802.16.1负责制定频率范围在负责制定频率范围在负责制定频率范围在负责制定频率范围在1066GHz1066GHz的无线接的无线接的无线接的无线接口标准口标准口标准口标准 vIEEE 802.16.2IEEE 802.16.2负责制定宽带无线接入系统共存方面的负责制定宽带无线接入系统共存方面的负责制定宽带无线接入系统共存方
4、面的负责制定宽带无线接入系统共存方面的标准标准标准标准vIEEE 802.16.3IEEE 802.16.3负责制定频率范围在负责制定频率范围在负责制定频率范围在负责制定频率范围在211GHz211GHz之间无线之间无线之间无线之间无线接口标准接口标准接口标准接口标准 vWiMAXWiMAX论坛成立，在全球范围内推广论坛成立，在全球范围内推广论坛成立，在全球范围内推广论坛成立，在全球范围内推广802.16802.16协议协议协议协议4 45.1.2 WiMAX5.1.2 WiMAX论坛论坛论坛论坛v在借鉴和学习在借鉴和学习在借鉴和学习在借鉴和学习WLANWLAN的的的的Wi-FiWi-Fi联盟
5、成功经验的基础上，联盟成功经验的基础上，联盟成功经验的基础上，联盟成功经验的基础上，20012001年年年年4 4月由业界领先的通信设备公司及器件公司共同月由业界领先的通信设备公司及器件公司共同月由业界领先的通信设备公司及器件公司共同月由业界领先的通信设备公司及器件公司共同成立世界微波接入互操作性论坛成立世界微波接入互操作性论坛成立世界微波接入互操作性论坛成立世界微波接入互操作性论坛WiMAX(Worldwide WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)Interoperability for Microwave Access
6、)。v该论坛旨在对基于该论坛旨在对基于该论坛旨在对基于该论坛旨在对基于IEEE802.16IEEE802.16标准和标准和标准和标准和ETSI HiperMANETSI HiperMAN标标标标准的宽带无线接入产品进行准的宽带无线接入产品进行准的宽带无线接入产品进行准的宽带无线接入产品进行一致性一致性一致性一致性和和和和互操作性认证互操作性认证互操作性认证互操作性认证。WiMAXWiMAX使用与使用与使用与使用与Wi-FiWi-Fi联盟推动无线局域网行业发展的相联盟推动无线局域网行业发展的相联盟推动无线局域网行业发展的相联盟推动无线局域网行业发展的相同方法进行定义和互操作性测试，加快符合同方法
7、进行定义和互操作性测试，加快符合同方法进行定义和互操作性测试，加快符合同方法进行定义和互操作性测试，加快符合IEEE 802.16IEEE 802.16技术标准的宽带无线接入设备的上市速度。技术标准的宽带无线接入设备的上市速度。技术标准的宽带无线接入设备的上市速度。技术标准的宽带无线接入设备的上市速度。5 55.1.3 WiMAX5.1.3 WiMAX系统的关键技术系统的关键技术系统的关键技术系统的关键技术vvOFDM/OFDMAOFDM/OFDMA技术技术技术技术该技术具有抗衰落、抗多径能力强，特别适合移动环境该技术具有抗衰落、抗多径能力强，特别适合移动环境该技术具有抗衰落、抗多径能力强，特
8、别适合移动环境该技术具有抗衰落、抗多径能力强，特别适合移动环境vv先进的多天线技术先进的多天线技术先进的多天线技术先进的多天线技术AASAAS空间分集技术和空间复用技术空间分集技术和空间复用技术空间分集技术和空间复用技术空间分集技术和空间复用技术vv链路自适应技术链路自适应技术链路自适应技术链路自适应技术ARQARQ和和和和HARQHARQvv面向连接的面向连接的面向连接的面向连接的MACMAC层协议及层协议及层协议及层协议及QoSQoS服务服务服务服务vv动态分配带宽技术动态分配带宽技术动态分配带宽技术动态分配带宽技术在在在在TDMA+OFDM/OFDMATDMA+OFDM/OFDMA多址方
9、式下工作多址方式下工作多址方式下工作多址方式下工作vv提供安全性保障提供安全性保障提供安全性保障提供安全性保障在在在在MACMAC层中定义了一个保密子层层中定义了一个保密子层层中定义了一个保密子层层中定义了一个保密子层 6 65.2 802.16协议体系协议体系5.2.1 5.2.1 概述概述概述概述vIEEE802.16IEEE802.16又称为又称为又称为又称为IEEE WMANIEEE WMAN空中接口标准，是空中接口标准，是空中接口标准，是空中接口标准，是适用于适用于适用于适用于266GHz266GHz频段的空中接口规范。频段的空中接口规范。频段的空中接口规范。频段的空中接口规范。v规
10、定的无线接入系统覆盖范围可达规定的无线接入系统覆盖范围可达规定的无线接入系统覆盖范围可达规定的无线接入系统覆盖范围可达50km50km，每个基站，每个基站，每个基站，每个基站提供的总数据速率最高可达提供的总数据速率最高可达提供的总数据速率最高可达提供的总数据速率最高可达280Mbps280Mbps。v符合符合符合符合802.16802.16标准的设备可以在标准的设备可以在标准的设备可以在标准的设备可以在“最后一公里最后一公里最后一公里最后一公里”宽带宽带宽带宽带接入领域替代接入领域替代接入领域替代接入领域替代Cable ModemCable Modem、xDSLxDSL和和和和T1/E1T1/
11、E1。v在用户终端和基站之间允许非视距的宽带连接。在用户终端和基站之间允许非视距的宽带连接。在用户终端和基站之间允许非视距的宽带连接。在用户终端和基站之间允许非视距的宽带连接。v一个基站可支持数百甚至上千个用户。一个基站可支持数百甚至上千个用户。一个基站可支持数百甚至上千个用户。一个基站可支持数百甚至上千个用户。7 75.2.1 5.2.1 概述概述概述概述v最终制定的最终制定的最终制定的最终制定的802.16802.16系列标准协议栈按照系列标准协议栈按照系列标准协议栈按照系列标准协议栈按照两层两层两层两层体系结体系结体系结体系结构组织，主要对构组织，主要对构组织，主要对构组织，主要对网络的
12、低层网络的低层网络的低层网络的低层，即，即，即，即MACMAC层层层层和和和和物理层物理层物理层物理层进进进进行了规范。行了规范。行了规范。行了规范。v主要包括：主要包括：主要包括：主要包括：MACMAC层，物理层，毫米波频率范围层，物理层，毫米波频率范围层，物理层，毫米波频率范围层，物理层，毫米波频率范围点对多点（点对多点（点对多点（点对多点（PMPPMP）拓扑结构）拓扑结构）拓扑结构）拓扑结构网格网（网格网（网格网（网格网（MeshMesh）拓扑结构）拓扑结构）拓扑结构）拓扑结构用户站（用户站（用户站（用户站（SSSS）和基站（）和基站（）和基站（）和基站（BSBS）8 85.2.1 5.
13、2.1 概述概述概述概述MACMAC层层层层vIEEE802.16IEEE802.16实现了实现了实现了实现了OSIOSI模型中的数据链路层的大部模型中的数据链路层的大部模型中的数据链路层的大部模型中的数据链路层的大部分功能，从上到下包括：分功能，从上到下包括：分功能，从上到下包括：分功能，从上到下包括：会聚子层会聚子层会聚子层会聚子层：与业务相关，是与高层之间的接口，它基于：与业务相关，是与高层之间的接口，它基于：与业务相关，是与高层之间的接口，它基于：与业务相关，是与高层之间的接口，它基于ATMATM和分组，接收来自各个上层协议数据，空中接口为和分组，接收来自各个上层协议数据，空中接口为和
14、分组，接收来自各个上层协议数据，空中接口为和分组，接收来自各个上层协议数据，空中接口为每个终端的不同连接提供不同的每个终端的不同连接提供不同的每个终端的不同连接提供不同的每个终端的不同连接提供不同的QoSQoS支持。支持。支持。支持。公共部分子层公共部分子层公共部分子层公共部分子层：MACMAC层的核心，提供系统接入、带宽分层的核心，提供系统接入、带宽分层的核心，提供系统接入、带宽分层的核心，提供系统接入、带宽分配、连接建立和连接维护配、连接建立和连接维护配、连接建立和连接维护配、连接建立和连接维护加密子层（安全子层）加密子层（安全子层）加密子层（安全子层）加密子层（安全子层）：可选，用于提供
15、认证、密钥交：可选，用于提供认证、密钥交：可选，用于提供认证、密钥交：可选，用于提供认证、密钥交换和加解密处理。换和加解密处理。换和加解密处理。换和加解密处理。9 95.2.1 5.2.1 概述概述概述概述MACMAC层层层层vMACMAC层为各种应用层业务的实现提供了保证层为各种应用层业务的实现提供了保证层为各种应用层业务的实现提供了保证层为各种应用层业务的实现提供了保证v主要功能：主要功能：主要功能：主要功能：实现高层业务数据和各种信令的分段、打包实现高层业务数据和各种信令的分段、打包实现高层业务数据和各种信令的分段、打包实现高层业务数据和各种信令的分段、打包实现用户的接入过程实现用户的接
16、入过程实现用户的接入过程实现用户的接入过程实现对用户共享无线介质的控制实现对用户共享无线介质的控制实现对用户共享无线介质的控制实现对用户共享无线介质的控制根据业务需求合理动态地分配无线信道根据业务需求合理动态地分配无线信道根据业务需求合理动态地分配无线信道根据业务需求合理动态地分配无线信道对用户到基站提供按需分配的多路寻址和时分多对用户到基站提供按需分配的多路寻址和时分多对用户到基站提供按需分配的多路寻址和时分多对用户到基站提供按需分配的多路寻址和时分多址相结合的技术址相结合的技术址相结合的技术址相结合的技术适应恶劣的物理层环境（如雨衰、多径传播等）适应恶劣的物理层环境（如雨衰、多径传播等）适
17、应恶劣的物理层环境（如雨衰、多径传播等）适应恶劣的物理层环境（如雨衰、多径传播等）10105.2.1 5.2.1 概述概述概述概述物理层物理层物理层物理层v802.16802.16系列协议中各协议的系列协议中各协议的系列协议中各协议的系列协议中各协议的MACMAC层功能基本相同，层功能基本相同，层功能基本相同，层功能基本相同，差别主要体现在物理层上。差别主要体现在物理层上。差别主要体现在物理层上。差别主要体现在物理层上。v物理层协议主要解决与工作频率、带宽、数据传输物理层协议主要解决与工作频率、带宽、数据传输物理层协议主要解决与工作频率、带宽、数据传输物理层协议主要解决与工作频率、带宽、数据传
18、输率、调制方式、纠错技术以及收发信机同步有关的率、调制方式、纠错技术以及收发信机同步有关的率、调制方式、纠错技术以及收发信机同步有关的率、调制方式、纠错技术以及收发信机同步有关的问题。问题。问题。问题。v物理层负责对物理层负责对物理层负责对物理层负责对MACMAC层的协议数据单元进行汇聚、编层的协议数据单元进行汇聚、编层的协议数据单元进行汇聚、编层的协议数据单元进行汇聚、编码、调制，最后形成无线帧，送入物理信道。码、调制，最后形成无线帧，送入物理信道。码、调制，最后形成无线帧，送入物理信道。码、调制，最后形成无线帧，送入物理信道。v802.16802.16支持时分双工（支持时分双工（支持时分双
19、工（支持时分双工（TDDTDD）和频分双工（）和频分双工（）和频分双工（）和频分双工（FDDFDD）两种双工模式两种双工模式两种双工模式两种双工模式 。11115.2.1 5.2.1 概述概述概述概述物理层物理层物理层物理层v物理层特点物理层特点物理层特点物理层特点灵活的信道宽度灵活的信道宽度灵活的信道宽度灵活的信道宽度Reed-SolomonReed-Solomon码与卷积级联码的前向纠错码与卷积级联码的前向纠错码与卷积级联码的前向纠错码与卷积级联码的前向纠错自适应天线系统自适应天线系统自适应天线系统自适应天线系统 AASAAS：可改善通信距离，提高：可改善通信距离，提高：可改善通信距离，提
20、高：可改善通信距离，提高系统容量系统容量系统容量系统容量动态频率选择动态频率选择动态频率选择动态频率选择DFSDFS：可帮助减小干扰：可帮助减小干扰：可帮助减小干扰：可帮助减小干扰空时编码空时编码空时编码空时编码STCSTC：通过空间分集提高在衰落环境下：通过空间分集提高在衰落环境下：通过空间分集提高在衰落环境下：通过空间分集提高在衰落环境下的性能的性能的性能的性能12125.2.2 5.2.2 标准化进程（标准化进程（标准化进程（标准化进程（1 1）标准号标准号标准号标准号相对应的技术领域和频段相对应的技术领域和频段相对应的技术领域和频段相对应的技术领域和频段状态状态状态状态空中空中空中空中
21、接口接口接口接口标准标准标准标准802.16-802.16-200120011066GHz1066GHz固定宽带无线接入系固定宽带无线接入系固定宽带无线接入系固定宽带无线接入系统空中接口，视距传输，速率统空中接口，视距传输，速率统空中接口，视距传输，速率统空中接口，视距传输，速率可达可达可达可达134Mbps134Mbps2002.42002.4802.16a802.16a211GHz211GHz固定宽带接入系统空固定宽带接入系统空固定宽带接入系统空固定宽带接入系统空中接口，非视距传输，速率可中接口，非视距传输，速率可中接口，非视距传输，速率可中接口，非视距传输，速率可达达达达70Mbps70
22、Mbps2003.12003.1802.16b802.16b211GHz211GHz固定宽带接入系统空固定宽带接入系统空固定宽带接入系统空固定宽带接入系统空中接口，解决在中接口，解决在中接口，解决在中接口，解决在5GHz5GHz上非授权上非授权上非授权上非授权应用问题应用问题应用问题应用问题2003.42003.413135.2.2 5.2.2 标准化进程（标准化进程（标准化进程（标准化进程（2 2）标准号标准号标准号标准号相对应的技术领域和频段相对应的技术领域和频段相对应的技术领域和频段相对应的技术领域和频段状态状态状态状态空中空中空中空中接口接口接口接口标准标准标准标准802.16c802
23、.16c1066GHz1066GHz固定宽带接入系统的兼固定宽带接入系统的兼固定宽带接入系统的兼固定宽带接入系统的兼容性，解决系统互操作问题容性，解决系统互操作问题容性，解决系统互操作问题容性，解决系统互操作问题2002.122002.12802.16d802.16d266GHz266GHz固定宽带接入系统空中固定宽带接入系统空中固定宽带接入系统空中固定宽带接入系统空中接口接口接口接口(对对对对802.16802.16，802.16a802.16a，802.16c802.16c的修订的修订的修订的修订)，WiMAXWiMAX的基础，支持的基础，支持的基础，支持的基础，支持高级天线系统高级天线系
24、统高级天线系统高级天线系统(MIMO)(MIMO)2004.52004.5802.16e802.16e26GHz26GHz固定和固定和固定和固定和移动移动移动移动宽带无线接入宽带无线接入宽带无线接入宽带无线接入系统空中接口管理信息库，扩展系统空中接口管理信息库，扩展系统空中接口管理信息库，扩展系统空中接口管理信息库，扩展后提供的移动服务，包括对时变后提供的移动服务，包括对时变后提供的移动服务，包括对时变后提供的移动服务，包括对时变传输环境的快速自适应传输环境的快速自适应传输环境的快速自适应传输环境的快速自适应2005200514145.2.2 5.2.2 标准化进程（标准化进程（标准化进程（标
25、准化进程（3 3）标准号标准号标准号标准号相对应的技术领域和频段相对应的技术领域和频段相对应的技术领域和频段相对应的技术领域和频段状态状态状态状态空中空中空中空中接口接口接口接口标准标准标准标准802.16f802.16f主要定义固定宽带无线接入系统主要定义固定宽带无线接入系统主要定义固定宽带无线接入系统主要定义固定宽带无线接入系统空中接口空中接口空中接口空中接口(MAC(MAC层和物理层层和物理层层和物理层层和物理层)的的的的管管管管理信息库理信息库理信息库理信息库(MIB)(MIB)及相关的管理流及相关的管理流及相关的管理流及相关的管理流程，扩展后能支持网状网要求的程，扩展后能支持网状网要
26、求的程，扩展后能支持网状网要求的程，扩展后能支持网状网要求的多跳能力多跳能力多跳能力多跳能力20062006802.16g802.16g主要定义固定和移动宽带无线接主要定义固定和移动宽带无线接主要定义固定和移动宽带无线接主要定义固定和移动宽带无线接入系统空中接口的入系统空中接口的入系统空中接口的入系统空中接口的管理平面流程管理平面流程管理平面流程管理平面流程和服务，对移动网络提供高效转和服务，对移动网络提供高效转和服务，对移动网络提供高效转和服务，对移动网络提供高效转发和相应的发和相应的发和相应的发和相应的QoSQoS2007200715155.2.2 5.2.2 标准化进程（标准化进程（标准
27、化进程（标准化进程（4 4）标准号标准号标准号标准号相对应的技术领域和频段相对应的技术领域和频段相对应的技术领域和频段相对应的技术领域和频段状态状态状态状态一致性一致性一致性一致性标准标准标准标准802.16.1802.16.1802.16802.16一致性标准一致性标准一致性标准一致性标准第一部分：第一部分：第一部分：第一部分：uu1066GHz1066GHz无线无线无线无线MAN-SCMAN-SC空中接口空中接口空中接口空中接口的协议实现一致性说明的协议实现一致性说明的协议实现一致性说明的协议实现一致性说明(PICS)(PICS)形式形式形式形式uu说明实施的要求、能力及可选项实说明实施的
28、要求、能力及可选项实说明实施的要求、能力及可选项实说明实施的要求、能力及可选项实施的情况施的情况施的情况施的情况uu提供了协议一致性的基本方法和框提供了协议一致性的基本方法和框提供了协议一致性的基本方法和框提供了协议一致性的基本方法和框架，为测试集制定了设计步骤及架，为测试集制定了设计步骤及架，为测试集制定了设计步骤及架，为测试集制定了设计步骤及描述方法，并对测试系统的实现描述方法，并对测试系统的实现描述方法，并对测试系统的实现描述方法，并对测试系统的实现提供了指导提供了指导提供了指导提供了指导2003.62003.616165.2.2 5.2.2 标准化进程（标准化进程（标准化进程（标准化进
29、程（6 6）标准号标准号标准号标准号相对应的技术领域和频段相对应的技术领域和频段相对应的技术领域和频段相对应的技术领域和频段状态状态状态状态一致性一致性一致性一致性标准标准标准标准802.16.2802.16.2802.16802.16一致性标准一致性标准一致性标准一致性标准第二部分：第二部分：第二部分：第二部分：uu描述了基于描述了基于描述了基于描述了基于802.16802.16的的的的WirelessMAN-WirelessMAN-SC SC（1066GHz1066GHz）空中接口的基站）空中接口的基站）空中接口的基站）空中接口的基站和用户站一致性规定的测试集结构和用户站一致性规定的测试集
30、结构和用户站一致性规定的测试集结构和用户站一致性规定的测试集结构和测试目的和测试目的和测试目的和测试目的(TSS&TP)(TSS&TP)17175.2.2 5.2.2 标准化进程（标准化进程（标准化进程（标准化进程（5 5）标准号标准号标准号标准号相对应的技术领域和频段相对应的技术领域和频段相对应的技术领域和频段相对应的技术领域和频段状态状态状态状态共存共存共存共存问题问题问题问题标准标准标准标准802.16.2-802.16.2-20012001uu10-66GHz10-66GHz固定带宽无线接入系统固定带宽无线接入系统固定带宽无线接入系统固定带宽无线接入系统的共存的共存的共存的共存uu为宽
31、带无线接入系统的干扰最小为宽带无线接入系统的干扰最小为宽带无线接入系统的干扰最小为宽带无线接入系统的干扰最小化提供了指导方针化提供了指导方针化提供了指导方针化提供了指导方针uu在可接受的互干扰范围内，允许在可接受的互干扰范围内，允许在可接受的互干扰范围内，允许在可接受的互干扰范围内，允许多个不同制造商的设备共存多个不同制造商的设备共存多个不同制造商的设备共存多个不同制造商的设备共存2001.92001.9802.16.2a802.16.2a对对对对802.16.2802.16.2的修正的修正的修正的修正,211GHz,211GHz许可带许可带许可带许可带宽的系统共存宽的系统共存宽的系统共存宽的
32、系统共存2003.42003.418185.2.3 IEEE 802.16d5.2.3 IEEE 802.16d协议协议协议协议vIEEE 802.16dIEEE 802.16d是目前所有标准中相对比较成熟并且是目前所有标准中相对比较成熟并且是目前所有标准中相对比较成熟并且是目前所有标准中相对比较成熟并且最具实用性的一个版本。最具实用性的一个版本。最具实用性的一个版本。最具实用性的一个版本。vIEEE 802.16IEEE 802.16协议中定义了两种网络结构协议中定义了两种网络结构协议中定义了两种网络结构协议中定义了两种网络结构(如图所示如图所示如图所示如图所示)点到多点点到多点点到多点点到
33、多点(PMP)(PMP)结构结构结构结构：一个基站为多个用户站提：一个基站为多个用户站提：一个基站为多个用户站提：一个基站为多个用户站提供服务。供服务。供服务。供服务。vv下行链路：从基站到用户站的链路下行链路：从基站到用户站的链路下行链路：从基站到用户站的链路下行链路：从基站到用户站的链路vv上行链路：从用户站到基站的链路上行链路：从用户站到基站的链路上行链路：从用户站到基站的链路上行链路：从用户站到基站的链路网格网格网格网格(Mesh)(Mesh)结构结构结构结构：业务可以通过基站和用户站：业务可以通过基站和用户站：业务可以通过基站和用户站：业务可以通过基站和用户站之间传送，也可直接在用户
34、站之间传送。之间传送，也可直接在用户站之间传送。之间传送，也可直接在用户站之间传送。之间传送，也可直接在用户站之间传送。1919网络拓扑结构网络拓扑结构网络拓扑结构网络拓扑结构 2020802.16802.16系统框架图系统框架图系统框架图系统框架图 一个完整的一个完整的一个完整的一个完整的802.16802.16系统应包含的网络实体有系统应包含的网络实体有系统应包含的网络实体有系统应包含的网络实体有uu用户设备用户设备用户设备用户设备(UE)(UE)、用户站、用户站、用户站、用户站(SS)(SS)、基站、基站、基站、基站(BS)(BS)和核心网和核心网和核心网和核心网(CN(CN)21218
35、02.16d802.16d的协议栈模型的协议栈模型的协议栈模型的协议栈模型 22225.3 802.16的物理层的物理层vIEEE 802.16IEEE 802.16的物理层既支持的物理层既支持的物理层既支持的物理层既支持单载波，单载波，单载波，单载波，又支持又支持又支持又支持多载多载多载多载波波波波（支持（支持（支持（支持OFDMOFDM技术）。技术）。技术）。技术）。基于基于基于基于单载波单载波单载波单载波的物理层规范分为：的物理层规范分为：的物理层规范分为：的物理层规范分为：vvWirelessMAN-SCWirelessMAN-SC（Service ControlService Con
36、trol，服务控制），服务控制），服务控制），服务控制）的操作频段为的操作频段为的操作频段为的操作频段为1066 GHz1066 GHz，视距，视距，视距，视距(LOS)(LOS)操作；操作；操作；操作；vvWirelessMAN-SCaWirelessMAN-SCa的操作频段低于的操作频段低于的操作频段低于的操作频段低于11GHz11GHz，非视距，非视距，非视距，非视距(NLOS)(NLOS)操作。操作。操作。操作。基于基于基于基于多载波多载波多载波多载波的物理层规范分为：的物理层规范分为：的物理层规范分为：的物理层规范分为：vvWirelessMAN-OFDM(WirelessMAN-O
37、FDM(正交频分复用正交频分复用正交频分复用正交频分复用)vvWirelessMAN-OFDMA(WirelessMAN-OFDMA(正交频分多址正交频分多址正交频分多址正交频分多址)vv基于基于基于基于OFDMOFDM多载波技术，操作频段均低于多载波技术，操作频段均低于多载波技术，操作频段均低于多载波技术，操作频段均低于11GHz11GHz。2323 IEEE 802.16 IEEE 802.16的物理层规范的物理层规范的物理层规范的物理层规范 规范名称规范名称规范名称规范名称应用频段应用频段应用频段应用频段可选技术可选技术可选技术可选技术双工方式双工方式双工方式双工方式WirelessMA
38、N-SCWirelessMAN-SC1066GHz1066GHzTDDTDD，FDDFDDWirelessMAN-SCaWirelessMAN-SCa211GH2211GH2AASAAS，ARQARQ，STCSTCTDDTDD，PDDPDDWirelessMAN-WirelessMAN-OFDMOFDM211GH2211GH2AASAAS，ARQARQ，MeshMesh，STCSTCTDDTDD，FDDFDDWirelessMAN-WirelessMAN-OFDMAOFDMA21lGH221lGH2AASAAS，ARQARQ，STCSTCTDDTDD，FDDFDD24245.3.1 Wirel
39、essMAN-SC5.3.1 WirelessMAN-SCv支持支持支持支持时分双工时分双工时分双工时分双工（TDDTDD）和）和）和）和频分双工频分双工频分双工频分双工（FDDFDD）。）。）。）。vFDDFDD模式下支持全双工模式下支持全双工模式下支持全双工模式下支持全双工SS(SS(用户站用户站用户站用户站)和半双工和半双工和半双工和半双工SSSS。v上行方向支持上行方向支持上行方向支持上行方向支持时分多址接入时分多址接入时分多址接入时分多址接入（TDMATDMA）和）和）和）和按需分配按需分配按需分配按需分配多址接入多址接入多址接入多址接入（DAMADAMA）相结合的多址方式。）相结合
40、的多址方式。）相结合的多址方式。）相结合的多址方式。v下行信道采用下行信道采用下行信道采用下行信道采用时分复用时分复用时分复用时分复用(TDM)(TDM)，即发给各，即发给各，即发给各，即发给各SSSS的信息的信息的信息的信息都复用到单个数据流上。都复用到单个数据流上。都复用到单个数据流上。都复用到单个数据流上。v无论是上行还是下行，待发送的数据比特在发送之无论是上行还是下行，待发送的数据比特在发送之无论是上行还是下行，待发送的数据比特在发送之无论是上行还是下行，待发送的数据比特在发送之前都需要经过加扰、前都需要经过加扰、前都需要经过加扰、前都需要经过加扰、FECFEC编码和调制。编码和调制。
41、编码和调制。编码和调制。25255.3.2 WirelessMAN-SCa5.3.2 WirelessMAN-SCav它是它是它是它是WirelessMAN-SCWirelessMAN-SC的增强版本。的增强版本。的增强版本。的增强版本。v支持支持支持支持时分双工时分双工时分双工时分双工（TDDTDD）和）和）和）和频分双工频分双工频分双工频分双工（FDDFDD）。）。）。）。vFDDFDD模式下支持全双工模式下支持全双工模式下支持全双工模式下支持全双工SS(SS(用户站用户站用户站用户站)和半双工和半双工和半双工和半双工SSSS。v上行采用时分多址接入（上行采用时分多址接入（上行采用时分多址
42、接入（上行采用时分多址接入（TDMATDMA）方式。）方式。）方式。）方式。v下行采用时分复用（下行采用时分复用（下行采用时分复用（下行采用时分复用（TDMTDM）或）或）或）或TDMATDMA方式。方式。方式。方式。v非视距传输非视距传输非视距传输非视距传输：由于：由于：由于：由于BSBS与与与与SSSS之间的信号传输可能受之间的信号传输可能受之间的信号传输可能受之间的信号传输可能受到建筑物的阻挡，信道的时延扩展相对于视距情况到建筑物的阻挡，信道的时延扩展相对于视距情况到建筑物的阻挡，信道的时延扩展相对于视距情况到建筑物的阻挡，信道的时延扩展相对于视距情况更大，因此，该规范增加了更强的物理层
43、技术来保更大，因此，该规范增加了更强的物理层技术来保更大，因此，该规范增加了更强的物理层技术来保更大，因此，该规范增加了更强的物理层技术来保证信号传输的可靠性。证信号传输的可靠性。证信号传输的可靠性。证信号传输的可靠性。26265.3.2 WirelessMAN-SCa5.3.2 WirelessMAN-SCav支持的关键物理层技术包括：支持的关键物理层技术包括：支持的关键物理层技术包括：支持的关键物理层技术包括：上下行块自适应调制和上下行块自适应调制和上下行块自适应调制和上下行块自适应调制和FECFEC编码。编码。编码。编码。帧结构的设计上，改进了在帧结构的设计上，改进了在帧结构的设计上，改
44、进了在帧结构的设计上，改进了在NLOSNLOS和较大时延扩展信道和较大时延扩展信道和较大时延扩展信道和较大时延扩展信道环境下的均衡和信道估计。环境下的均衡和信道估计。环境下的均衡和信道估计。环境下的均衡和信道估计。使用里蒙使用里蒙使用里蒙使用里蒙-索罗蒙码和格形编码调制级联的索罗蒙码和格形编码调制级联的索罗蒙码和格形编码调制级联的索罗蒙码和格形编码调制级联的FECFEC编码。编码。编码。编码。FECFEC码可选择块码可选择块码可选择块码可选择块TurboTurbo码码码码(BTC)(BTC)和卷积和卷积和卷积和卷积TurboTurbo码码码码(CTC)(CTC)。可以选择不使用可以选择不使用可
45、以选择不使用可以选择不使用FECFEC而使用而使用而使用而使用ARQARQ技术进行差错控制。技术进行差错控制。技术进行差错控制。技术进行差错控制。可以选择可以选择可以选择可以选择空时编码空时编码空时编码空时编码（STCSTC）发送分集技术。）发送分集技术。）发送分集技术。）发送分集技术。具有方便实施自适应天线系统（具有方便实施自适应天线系统（具有方便实施自适应天线系统（具有方便实施自适应天线系统（AASAAS）的参数设置和）的参数设置和）的参数设置和）的参数设置和MAC/PHYMAC/PHY消息。消息。消息。消息。27275.3.3 WirelessMAN-OFDM5.3.3 Wireless
46、MAN-OFDMv这种空中接口通过时分复用接入方式多路访问不同这种空中接口通过时分复用接入方式多路访问不同这种空中接口通过时分复用接入方式多路访问不同这种空中接口通过时分复用接入方式多路访问不同的基站。的基站。的基站。的基站。v使用使用使用使用256256点点点点变换的变换的变换的变换的OFDMOFDM（正交频分复用）调制方（正交频分复用）调制方（正交频分复用）调制方（正交频分复用）调制方式。式。式。式。v采用采用采用采用TDMATDMA（时分多址）方式接入。（时分多址）方式接入。（时分多址）方式接入。（时分多址）方式接入。v这种空中接口在该频带下强制使用许可认证。这种空中接口在该频带下强制使
47、用许可认证。这种空中接口在该频带下强制使用许可认证。这种空中接口在该频带下强制使用许可认证。v操作频段低于操作频段低于操作频段低于操作频段低于11GHz11GHz。vOFDMOFDM结合结合结合结合空时编码、分集技术、干扰抑制以及智空时编码、分集技术、干扰抑制以及智空时编码、分集技术、干扰抑制以及智空时编码、分集技术、干扰抑制以及智能天线技术，最大程度地提高物理层的可靠性能天线技术，最大程度地提高物理层的可靠性能天线技术，最大程度地提高物理层的可靠性能天线技术，最大程度地提高物理层的可靠性。2828WirelessMAN-OFDMWirelessMAN-OFDM的优点（的优点（的优点（的优点（
48、1 1）v优点优点优点优点：频谱利用率高，频谱效率比串行系统高近一倍。频谱利用率高，频谱效率比串行系统高近一倍。频谱利用率高，频谱效率比串行系统高近一倍。频谱利用率高，频谱效率比串行系统高近一倍。抗多径干扰与频率选择性衰落能力强，因为抗多径干扰与频率选择性衰落能力强，因为抗多径干扰与频率选择性衰落能力强，因为抗多径干扰与频率选择性衰落能力强，因为OFDMOFDM把数据分散到许多个子载波上，大大降低把数据分散到许多个子载波上，大大降低把数据分散到许多个子载波上，大大降低把数据分散到许多个子载波上，大大降低了各子载波的符号速率，从而减弱多径传播的影了各子载波的符号速率，从而减弱多径传播的影了各子载
49、波的符号速率，从而减弱多径传播的影了各子载波的符号速率，从而减弱多径传播的影响，若再通过采用加循环前缀作为保护间隔的方响，若再通过采用加循环前缀作为保护间隔的方响，若再通过采用加循环前缀作为保护间隔的方响，若再通过采用加循环前缀作为保护间隔的方法，甚至可以完全消除符号间的干扰。法，甚至可以完全消除符号间的干扰。法，甚至可以完全消除符号间的干扰。法，甚至可以完全消除符号间的干扰。通过各子载波的联合编码，可具有很强的抗衰落通过各子载波的联合编码，可具有很强的抗衰落通过各子载波的联合编码，可具有很强的抗衰落通过各子载波的联合编码，可具有很强的抗衰落能力。能力。能力。能力。2929WirelessMA
50、N-OFDMWirelessMAN-OFDM的优点（的优点（的优点（的优点（2 2）采用动态子载波分配技术能使系统达到最大比特采用动态子载波分配技术能使系统达到最大比特采用动态子载波分配技术能使系统达到最大比特采用动态子载波分配技术能使系统达到最大比特率。要求各子信道信息分配应遵循信息论中的率。要求各子信道信息分配应遵循信息论中的率。要求各子信道信息分配应遵循信息论中的率。要求各子信道信息分配应遵循信息论中的“注水定理注水定理注水定理注水定理”优质信道多传送，较差信道少传优质信道多传送，较差信道少传优质信道多传送，较差信道少传优质信道多传送，较差信道少传送，劣质信道不传送。送，劣质信道不传送。