移动WiMAX技术初级评估

IEEE802.16e又称为移动WiMAX技术,包含很多优秀的无线通信传输技术。介绍了802.16e的评估背景,详细阐述了评估的参数设计,并对评估结果进行了分析。

一、评估背景

IEEE802.16e又称为移动WiMAX技术,包含很多目前普遍认为性能表现良好的无线通信传输技术,如OFDMA、MIMO、频率复用(FrequencyReuse)等。也正是由于这种原因,在2006年,WiMAX论坛在Intel、北电及三星电子等国际大公司的推助下,展开了全球部署计划。

而第三代移动通信系统最早于1985年由国际电信联盟(ITU)提出,当时称为未来公众陆地移动通信系统(FPLMTS),1996年更名为IMT-2000,意即该系统工作在2000MHz频段,最高业务速率可达2000kbit/s,预期在2000年左右得到商用。从1997年开始,由于第二代移动通信系统的巨大成功,用户的高速增长与有限的系统容量和业务之间的矛盾渐趋明显,第三代移动通信的标准化工作从1997年开始进入实质阶段。

在经过详细的技术评估、研究分析及大量的协调和融合工作之后,在2000年5月,ITU-R2000年全会(RA-2000)批准、通过了IMT-2000的无线接口技术规范(RSPC)建议,它分为CDMA和TDMA两大类共五种技术,其中主流技术为以下三种CDMA技术:WCDMA、cdma2000和TD-SCDMA。

虽然时至今日距IMT-2000的标准出炉已有7年的时间,但是WiMAX的支持者们仍希望移动WiMAX(IEEE802.16e)能够成为IMT-2000的标准之一,使移动WiMAX在更多国家可以得到频谱牌照,获得更加合法的身份。

2006年11月,在美国德克萨斯州达拉斯召开的全体会议上,美国IEEE802委员会的执行委员会正式向ITU-R提出要将IEEE802.16e技术作为IMT-2000的一种标准方案的请求。2007年2月,ITU-RWP8F工作组发出通函,希望展开对IEEE 802.16e是否能够成为IMT-2000的标准之一的评估工作。

二、IEEE802.16e评估系统参数的设计

笔者很荣幸全程参与了本次中国评估小组(CHEG:ChineseEvaluationGroup)对802.16e的评估工作。基于ITU-R组织规定的评估准则和一些802.16e支持者提供的技术资料,CHEG通过三个月的集中技术评估,对仿真场景予以实现,并对该系统进行了全面的评估。最后收集、整理评估性能结果,在进行相应的分析后输出评估报告。

评估主要分为三个部分进行,第一部分是参数的设计,其中包括链路级信道调制编码等所采用的技术和参数的设定,系统级功率控制、干扰计算等参数的设计。除此之外,我们还对传播信道模型环境、业务模型和天线类型进行了规定。作的第二、三部分的工作,主要是逐一实现仿真架构、方法以及仿真详细流程和系统性能输出。

三、IMT-2000的技术需求和评估结果分析

经过上面的一系列工作流程,以及移动WiMAX支持公司提供的相应技术信息,我们作出了相应的评估意见,并对表示怀疑的问题做了相应的解释。下面将从技术需求、普遍性需求和主观需求三个方面提出IMT-2000系统的标准要求和评估结果分析。

可以看到,对于多数的功能需求,CHEG的观点和支持者的观点是相符合的,移动WiMAX技术能够满足IMT-2000系统的性能要求,但是也存在一定数量的不满足的功能需求项。

从技术需求及目标的满足状况看,移动WiMAX技术存在较多的不满足情况。例如,通过仿真我们发现,IEEE802.16e无法应用于超大小区的通信场景。端到端的时延也不能完全满足所有应用的传输时延都小于40ms。
 
   又比如,在IMT-2000系统的一般需求以及目标中,由于IEEE802.16e的帧结构和IMT-2000通信系统的帧结构不同、双工方式在不同系统中也不尽相同,所以也无法确认IEEE802.16e可以完美实现同IMT-2000通信系统的无缝切换。

另外,从CHEG的评估输出IOT曲线中显示,系统平均IOT=9.1dB。

要高出3GPP2给出的5~7dB的一般通信系统IOT性能参考值,这说明系统中的干扰状况比较严重。

基于以上各方面的叙述,可以看到移动WiMAX技术还是具有相当的应用价值,不过在有些方面还需要进一步的完善,以满足IMT-2000通信系统的要求。


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