WiMAX空中接口支持话音业务能力分析

这种排列方式进行广播的，本文只研究这种排列方式。

4、几个关键流程

4.1　MAC层流程

（1）自适应编码

自适应编码和信道测量AMC技术即根据信道的变化采用最合适的调制方式和编码速率。当信道条件较好时，可以采用高阶调制方式和较高的编码速率以实现较高的传输速率；当信道条件恶化时，则可以采用低阶调制和较低的编码速率以保证传输链路的质量。

对于OFDM系统中采用的AMC技术可以采用两种方式：采用频率特定（frequency-specific）的AMC和均匀（frequency-common）的AMC。

◆频率特定的AMC，即可以对分配给一个用户的不同频率资源采用不同的AMC配置，这种方法可以更好地适应频率选择性衰落，理论上可以实现最大的系统容量。但这种方法需要额外的信令开销（对每个频道分别反馈CQI），并增加系统的复杂度。

◆均匀的AMC即对一个用户的所有频道都采用相同的AMC配置，只估计并反馈所有频道的平均CQI。这种方法虽然忽略一个用户的不同频率资源之间的频率选择性衰落，但可以尽量减小信令开销和系统复杂度。

采用上述两种AMC方法中的哪一种，需要对它们带来的性能增益和反馈开销进行综合评估，然后做出选择。通常来讲，一个用户占有的频带越宽，频率特定的AMC取得的性能增益也越大。

在下行链路中，QPSK、16QAM和64QAM是必选的，在上行链路中64QAM是可选的。另外支持不同编码速率的CC（Convolutional Code）和CTC（Convolutional Turbo Code）及不同的重复编码速率。

（2）Ranging

在移动系统中，上行信道中需要保留Ranging信道的位置。WiMAX规定在PUSC中Ranging信道是由1组或多组6个相邻的子信道组成，对所占的symbol长度没有明确。在每一帧中，BS根据UL-MAP消息中的ranging allocation IEs（UIUC 12）分配上行的Ranging信道，BS能分配三种Ranging信道，一个用于初始ranging和切换ranging，一个用于带宽请求和周期性ranging，一个用于被寻呼MS的初始ranging。

4.2　物理层流程

（1）同步

移动WiMAX是TDD系统，所有SS必须获取和调整它们的定时使得满足上行同步。由于OFDMA调制的特性，OFDMA符号持续时间比较长，WiMAX要求SS到达BS的时间都要重合落在最小保护间隔的±25%内或更好。因此WiMAX不需类似TD-SCDMA系统的复杂上行同步技术，只需通过初时Ranging和周期Ranging来维护与BS的同步。

（2）功率控制

功率控制包括开环功控和闭环功控。WiMAX forum要求必选支持闭环功控。

闭环功控是针对上行进行，由BS根据对上行的测量结果，在通过下行广播消息FPC，控制MS调制上行发射功率。注意针对UIUC=O，UIUC=12，或UIUC=14的上行连接，BS不进行上行功率控制，MS需要自己调整这些上行链路的发射功率。

MS要向BS报告可以达到的最大的功率以及归一化后的当前发射功率，这些参数被BS用来合理的分配调制编码方式和子载波资源，具体算法由厂家决定。这些参数由SBC-REQ消息报告。如果MS收到REP-REQ消息中指示上报当前发射功率指示位被设置，则当前发射功率由REP-RSP报告。

（3）HARQ支持

HARQ是将传统的ARQ和前向纠错编码结合起来的一种混合自动重传机制。传统的ARQ具有高可靠性、低复杂度的特点，但它的效率低、时延大；FEC则有效性较高，但可靠性比ARQ低，而且复杂度也较高；将二者结合起来，优势互补，就产生了混合型ARQ，即HARQ技术。HARQ可以基于FEC码流进行重传，由FEC解码纠正大多数误码，而由ARQ来解决FEC解码失败的情况。

在802.16e中采用了的HARQ分为两种类型：Chase合并（Chase Combing）HARQ和增量冗余（Incremental Redundancy）HARQ。但WIMAX profile中可选支持CTC的CC-HARQ。CC-HARQ类型的HARQ即重传的数据包和第一次传输的相同。接收机将重传的数据包和原先传输的数据包合并，通过累加接收数据包的能量获得合并增益，提高FEC的解码成功率。这种合并可以在符号级或比特级完成，符号级合并对存储空间的需求较小，特别在高阶调制情况下。

5、VoIP业务的覆盖要求

移动VoIP业务要求覆盖的连续性。为了适应IP灵活的业务要求，WiMAX的空中接口技术是非常灵活的，但这也给WiMAX系统带来了麻烦。因为用户数据信息是通过DL-MAP和UL-MAP广播的，而为了得到DL-MAP和UL-MAP消息，必须正确解调FCH。如果前面的任何一个广播消息解调失败，终端和基站就不可能传递用户数据。这也是将FCH通过4倍重复编码的方式进行保护的原因。如图1所示：

图1　WiMAX数据解调过程

文献[7]详细分析了广播MAP消息的覆盖能力，如图2所示。

图2　MAP消息覆盖范围

从图2中可以，当采用不同的重复编码次数，MAP消息的覆盖范围是不一致的。如CTC 1