
- •Оглавление
- •Перечень сокращений
- •Введение
- •1. Общие принципы построения сетей WiMAX
- •1.1. Стандарты IEEE 802.16. Форум WiMAX
- •1.2. Сетевой уровень систем WiMAX
- •1.2.1. Архитектура сетей WiMAX IEEE 802.16
- •1.2.2. Базовая модель сетей WiMAX IEEE 802.16-2009
- •Рис. 1.5. Базовая модель сети WiMAX
- •Рис. 1.7. Модель взаимодействия сетей доступа и сетей подключения различных провайдеров
- •Рис. 1.8. Модель взаимодействия операторов сервисных сетей WiMAX IEEE 802.16, сетей доступа и абонентов
- •1.2.4. Качество обслуживания в сетях WiMAX IEEE 802.16-2009
- •1.2.5. Специальные службы WiMAX
- •1.3. Вид сигналов в системах WiMAX. Сигналы с OFDM
- •1.3.1. Временные характеристики сигналов с OFDM
- •1.3.2. Спектральные характеристики случайной последовательности сигналов с OFDM
- •1.3.3. Полоса занимаемых частот и спектральные маски сигналов c OFDM
- •1.3.4. Формирование сигналов с OFDM
- •1.3.5. Прием сигналов с OFDM
- •1.4. Многоантенные системы передачи данных MIMO
- •1.4.1. Актуальность применения технологии MIMO
- •1.4.2. Основные понятия. Схемы передачи. Стратегии приема
- •1.4.3. Пространственно-временное кодирование
- •1.4.4. Пространственно-временное блочное кодирование. Схема Аламоути
- •1.5. Вопросы для самопроверки
- •2. Физический уровень сетей WiMAX
- •2.1. Сигнал физического уровня. Основные параметры
- •2.2. Структура кадра
- •2.2.2. Структура кадра в режиме временного дуплекса
- •2.2.3. Структура преамбулы
- •2.2.4. Сообщения DLFP и FCH
- •2.3. Группирование частот в логические подканалы
- •2.3.1. Зона с PUSC в нисходящем канале
- •2.3.2. Зона c PUSC в восходящем канале
- •2.4. Модуляция и кодирование
- •2.4.1. Скремблирование
- •2.4.2. Помехоустойчивое кодирование
- •2.4.3. Перемежение
- •2.4.4. Манипуляция
- •2.4.5. Кодирование повторением
- •2.4.6. Поддержка HARQ
- •2.4.7. Сводные данные по процедурам модуляции и кодирования
- •2.5. Поддержка многоантенных систем
- •2.5.1. MISO в нисходящем канале
- •2.5.2. Пространственное уплотнение сигналов в восходящем канале
- •2.6. Общие вопросы приема сигналов WiMAX
- •2.6.1. Тактовая синхронизация
- •2.6.2. Реализация эквалайзеров
- •2.6.3. Декодирование сверточного турбокода WiMAX
- •2.7. Вопросы для самопроверки
- •3. Уровень доступа к среде сетей WiMAX
- •3.1. Подуровни стандарта IEEE 802.16
- •3.2. Общий подуровень доступа к среде
- •3.2.2. Виды сообщений MAC-уровня
- •3.2.3. Управляющие сообщения подуровня МАС
- •3.2.4. Формирование и передача пакетов данных подуровня МАС (МАС PDU)
- •3.2.5. Механизм ARQ
- •3.3. Подуровень безопасности
- •3.3.1. Архитектура подуровня безопасности WiMAX
- •3.3.2. Формирование зашифрованных пакетов данных
- •3.3.3. Методы криптографической защиты
- •3.3.4. Аутентификация и авторизация
- •3.3.5. Управление ключами
- •3.4. Вопросы для самопроверки
- •Библиографический список
- •Приложение. Пример сети WiMAX

скорости передачи для абонентов, расположенных недалеко от БС, выделяются все три сегмента.
2.2.3. Структура преамбулы
Первый OFDMA-символ кадра в нисходящем канале является преамбулой. Поднесущие преамбулы модулируются посредством ФМ-2 специальной псевдослучайной последовательностью, зависящей от используемого БС сегмента и значения переменной IDcell. OFDMA-символ преамбулы состоит из поднесущих, на которых передаются биты ПСП, поднесущих, составляющих защитный интервал и поднесущих с нулевой амплитудой. В каждом сегменте с номерами n = 0, 1, 2 применяется определенный набор поднесущих. Используется каждая третья поднесущая P{k,n} с начальным сдвигом равным n:
P |
n 3k , |
(2.2) |
{k ,n} |
|
|
где n — номер набора пилотных поднесущих, k = 0, 1, …, 283 для 1024ОБПФ. В сегменте 0 амплитуда поднесущей, соответствующей нулевой частоте, принимается равной нулю. Структура преамбулы в частотной области при Nfft = 1024 представлена на рис. 2.10.
Пилотные поднесущие, сегмент 0
…...
Защитный |
Нулевые поднесущие, сегмент 0 |
Защитный |
интервал, |
|
интервал, |
86 поднесущих |
|
86 поднесущих |
Рис. 2.10. Структура преамбулы в частотной области при Nfft = 1024
Амплитуды используемых в преамбуле поднесущих формируются в соответствии с выражением (2.3):
Ak 4 2(1 / 2 ωk ) |
, |
(2.3) |
79

где Ak — амплитуда k-й используемой поднесущей, k = 0, 1, …, 283 для 1024-ОБПФ, ωk — k-й символ ПСП. Мощность преамбулы выше мощности информационных OFDMA-символов.
По преамбуле АС производит синхронизацию во временной и частотной области, находит значение параметра IDcell и номер используемого сегмента, а также определяет режим работы БС.
2.2.4. Сообщения DLFP и FCH
Сообщение FCH передается в первом OFDMA-символе после преамбулы на четырех подканалах с последовательными логическими номерами. FCH содержит сообщение DL_Frame Prefix в закодированном виде. В табл. 2.2 представлены параметры сообщения FCH.
Таблица 2.2
|
Параметры сообщения FCH |
|
|
|
|
Параметр |
|
Значение параметра |
|
|
|
Вид модуляции |
|
QPSK |
|
|
|
Количество повторе- |
|
4 |
ний |
|
|
|
|
|
Скорость кода |
|
1/2 |
|
|
|
Тип кода |
|
Обязательный сверточный код с образующими |
|
|
полиномами (171, 133) |
|
|
|
Зона |
|
PUSC |
|
|
|
DL_Frame Prefix — это сообщение, которое содержится в FCH, передается вначале каждого кадра и определяет параметры сообщений DLMAP, UL-MAP и Compressed-DL/UL-MAP. В табл. 2.3 представлен формат сообщения DL_Frame Prefix.
Таблица 2.3
|
Формат сообщения DL_Frame Prefix |
|
|
Поле |
Длина, Пояснения |
|
бит |
DL_Frame_Prefix_format
{
80
Поле |
Длина, |
Пояснения |
|
бит |
|
|
|
|
Used subchannel bitmap |
6 |
Бит 0: группа подканалов 0. |
|
|
Бит 1: группа подканалов 1. |
|
|
Бит 2: группа подканалов 2. |
|
|
Бит 3: группа подканалов 3. |
|
|
Бит 4: группа подканалов 4. |
|
|
Бит 5: группа подканалов 5. |
|
|
|
Зарезервировано |
1 |
Значение бита должно быть равно 0 |
|
|
|
Repetition_Coding_ |
2 |
0b00: в DL-MAP кодирование повто- |
Indication |
|
рением не используется |
|
|
0b01: в DL-MAP используется по- |
|
|
вторение 2 раза |
|
|
0b10: в DL-MAP используется по- |
|
|
вторение 4 раза |
|
|
0b11: в DL-MAP используется по- |
|
|
вторение 6 раз |
|
|
|
Coding_Indication |
3 |
0b000: в DL-MAP используется CC |
|
|
0b001: в DL-MAP используется BTC |
|
|
0b010: в DL-MAP используется CTC |
|
|
0b011: в DL-MAP используется ZT |
|
|
CC |
|
|
0b100: в DL-MAP используется CC с |
|
|
необязательным перемежителем |
|
|
0b101: в DL-MAP используется |
|
|
LDPC |
|
|
0b110–0b111 — зарезервировано. |
|
|
|
DL_MAP_Length |
8 |
|
|
|
|
Зарезервировано |
4 |
Значение битов должно быть равно 0 |
|
|
|
} |
|
|
|
|
|
Used subchannel bitmap — определяет, какие группы подканалов используются в первой зоне PUSC и в зонах PUSC, для которых индикатор в STC_DL_Zone_IE() ‗use all SC‘ равен 0. Значение ‗1‘ — группа подканалов
81