WiMAX的自适应调制编码设计

摘要

宽带无线接入(BWA)技术因其本身应用灵活、安装速度快、建设周期短、运营成本低以及受地理环境限制小等特点，近几年已进入了快速发展阶段。为了制定一个可以实现全球漫游、提供多业务、技术相互兼容的标准，2002年4月和2003年4月，IEEE802.16工作组正式发布了宽带无线接入网——无线城域网标准IEEE802.16及其增补修改方案IEEE802.16a，2005年底IEEE发布802.16e标准，使其拥有了更好的移动性。WiMax(World Interoperability for Microwave Access，全球微波接入互操作性)是一项基于IEEE802.16标准的宽带无线接入城域网技术，具有移动性的WiMAX引起了更多制造商和运营商的关注和研发兴趣，并已成为3G的标准之一。 我们研发设计的WiMAX基站是基于802.16e标准的宽带无线接入系统，它是一个能保证QoS的IP系统，支持正交频分多址接入(OFDMA)，自适应调制编码(AMC)，多输入输出(MIMO)技术，比其它无线接入系统提供更高的上下行速率，为居民和企业用户提供固定、游牧和移动的接入。 在宽带无线通信系统中，系统的传输速率和鲁棒性之间存在着矛盾。首先，为了提高系统速率，采用速率较高的高阶调制方式和比较少的冗余纠错码，这在信噪比较好时系统的速率确实得到了的提高，但当信道的信噪比差时则无法可靠稳定地进行通信；另外，为了使通信可靠，一般采用传输速率较低的低阶调制方式和比较多的冗余纠错码，这样虽然使得系统的鲁棒性得到提高，但在信道信噪比较高时，由于传输速率较低，制约了系统吞吐量的提高。 在移动WiMAX通信系统中，特别是在密集的城市区域，无线信道环境变化较快，通信质量存在很大的波动，这使得固定的调制编码方式整体性能不佳，严重影响整个系统的经济效益。 针对这个问题，我们在WiMAX基站里研发了AMC(Adaptive Modulation Coding)传输方式，通过对包错误率(PER)与信噪比(CINR)的测量和自己研发的上下行调整算法，采用内外环方式来实时调整系统的调制方式和冗余纠错码型，在系统的吞吐量和鲁棒性之间找到平衡点，通过实际的外场测试结果证明，这种方法能很好的适应无线信道环境的快衰落，使基站的平均吞吐量得到约30％的提高。

目录

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声明

第一章绪论

1.1宽带无线接入概述

1.2宽带无线接入技术的发展

1.3本文研究的主要内容

第二章宽带无线接入的主流标准

2.1 WLAN(无线局域网)

2.1.1 IEEE 802.11系列标准

2.1.2 Home RF

2.1.3蓝牙技术

2.1.4 HiperLAN/2

2.2 LMDS

2.3 MMDS

2.4基于IEEE802.16/16E的无线城域网技术

2.4.1分层结构

2.4.2物理层

2.4.3 MAC层

2.5几大主流技术之间的性能比较

2.6本章小节

第三章IEEE802.16E基站的结构

3.1网络结构

3.2 ASN结构

3.2.1 ASN定义

3.2.2 ASN功能分解

3.3产品描述

3.4 ASN功能和软件架构

3.5控制面功能和软件设计

3.5.1功能定义

3.5.2软件结构

3.6链路自适应模块设计

3.6.1测量控制

3.6.2功率控制

3.6.3自适应调制编码

3.6.4 LA与其它模块的关系

3.6.5 LA与RRM外其他模块的关系

3.6.6 LA与RRM内其他模块的关系

3.7本章小结

第四章下行 AMC模块的设计和实现

4.1 AMC模块的概述

4.1.1模块间的关系

4.2下行AMC相关测量

4.2.1 REP-REQ/RSP

4.2.2 REP-RSP测量准确性

4.2.3下行ARQ Block

4.3下行AMC方案

4.3.1根据CINR选择MCS

4.3.2改进的下行AMC方案

4.4下行AMC现场测试结果和分析

4.4.1基站的无线性能

4.4.2下行AMC测试结果

4.5本章小结

第五章上行AMC模块设计和实现

5.1上行测量

5.2一般上行AMC方案

5.3改进的上行AMC方案

5.3.1上行配置参数

5.3.2上行MCS选择

5.4上行 AMC现场测试结果和分析

5.4.1吞吐量对比

5.4.2测试点对比

5.5本章小结

结束语

参考文献

致谢