WiMAX物理层关键技术及其演进解决方案

4 混合自动重传

HARQ是一种新的将自动重传(ARQ)和前向差错编码结合的物理层技术，主要分为3类。I型HARQ，只是把FEC和ARQ简单地结合起来，虽然在一定程度上解决了FEC和ARQ本身的缺陷，但是由于每次只是简单地把出错数据分组丢弃，要求发端重传该数据组，没有充分利用出错的数据分组当中的有用信息，导致整体数据传输效率不高。II型HARQ，在I型的基础上，以码合并产生解码增益的思想充分利用了每次发送的数据分组当中包含的有用信息，但是在II型HARQ当中重发的数据分组包含新增的冗余信息(将有用信息合并在一起产生的新的数据分组)，而并不包含原始数据信息，因此不具备自解码能力，如果原始数据分组被破坏严重或丢失，那么无论重传多少次也无法正确解码，这是II型一个很大的缺点。III型HARQ，为了克服II型HARQ的缺点，III型HARQ无论是原始数据包还是重传数据包都包含原始数据信息，仅通过对重发数据包进行解码就能够恢复出原始数据信息。灵活采用III型HARQ中单冗余版本，可以更好地提升系统的性能。

5 自适应调制编码

自适应调制编码(AMC)的基本思路就是根据信道条件分配传输功率和码率，以提高传输速率或系统吞吐量。自适应技术有两个步骤：

(1)传输信道参数的测量。

(2)在优化预先指定的代价函数的基础上，选择一种或多种传输参数。

但是有一个假设前提，信道变化不能很快，否则选择的信道参数很难与信道实际情况相匹配。所以自适应技术只适用于多普勒扩展不是很大的情况。自适应技术在室内环境中具有很明显的优势，因为在室内环境中传播时延很小，发射机和接收机间的相对速度也很慢。在这种情况下，自适应技术可以逐帧使用。主要的自适应调整技术包括：自适应调整功率级别，调整星座图大小，调整码速，同时调整功率级别和星座图大小，同时调整星座图大小和符号速率，同时调整功率和传输速率，同时调整码速、符号速率和星座图大小。
6 信道编码

信道编码技术在无线通信中是必不可少的，通过信道编码(纠错码)实现差错控制是高速通信中的关键技术之一。802.11d/e标准采用了RS分组码、卷积编码、卷积Turbo码、分组Turbo码、低密度稀疏检验矩阵码(LDPC)等纠错编码技术，Woven卷积码已经被中国通信标准化协会写入新一代无线通信空中接口技术纲要。

其中RS分组码、卷积编码、卷积Turbo码、分组Turbo码等在文献[5]中有详细的描述。LDPC作为一种新的纠错编码的方法，是一类可以用非常稀疏的奇偶校验矩阵定义的线性分组码，已经成为了下一代卫星数字视频广播标准(DVB-S2)的一项关键技术。如果在WiMAX中应用LDPC码，由于LDPC码有很好的抗衰落性，编码增益很高，接收机在较低的信噪比情况下仍然可以拥有较低的误码率，可以使覆盖范围得到提升。尽管在目前增强无线联盟(EWC)的草案中，LDPC码仍然是一个可选(非强制)实施的编码方法，但是有理由相信LDPC码将在未来的802.16系列标准中扮演重要角色。

1997年Host、Johannesson等人提出了Woven卷积码[6]。Woven码借助了"编织"的概念将多个卷积成员码巧妙地结合起来，因此它不仅继承了卷积码的很多特性并具有了较大的自由距离，而且其系统结构可完全包容传统分组码、卷积码以及各类Turbo码，Woven码是对以卷积码为分量码的串行级联码的扩展，相信Woven卷积码在未来的标准演进中将会得到广泛的应用。

7 结束语

WiMAX已作为一种宽带网络解决方案得到了很多运营商的认可。在WiMAX领域内已经诞生了802.16d/e标准，不久的将来802.16m也将应运而生，该标准使用了当前无线通信领域中的多项先进技术，其产品将拥有高速数据传输能力和较大的覆盖区域，容易和其他无线通信网络融合。

WiMAX标准将对无线宽带网市场产生巨大的推动力。随着网上多媒体技术的日益应用发展，传输速率更高的无线网络设备将会涌现，无线宽带网设备和服务的投资前景将会非常乐观。在在无线宽带网用户和国际众多运营商的双重推动下，未来几年内，高速WiMAX网络的应用将会成为未来网络的技术主流之一。