WiMAX IEEE802.16技术标准 (1)

        1．背景和计划

        2006年12月，IEEE-SA标准委员会通过了IEEE802.16WG提交的16m的立项申请，l6m的具体标准工作在IEEE802.16 WG下设的TGm任务组中进行。

        IEEE802委员会之所以决定制定l6m标准，首先是因为目前16e标准在某些方面提供的能力有限，需要进一步增强。其次，是来自其他标准组织的压力和挑战：3GPP正在制定LTE标准，3GPP2已完成UMB标准的制定，两套标准也都使用0FDMA+MIM0技术；另外ITu将于2008年底、2009年初正式收集IMT?Advanced候选技术。802.16mPAR文件明确指出l6m应满足IMT?Advanced需求，并将作为最终向1TU提交的技术提案；与此同时，该标准将兼容现有802.16e，并满足NGMN需求。

        16m标准制定过程中有三个重要的文档：需求文件SRD、评估文件EVM和系统描述文件SDD。为了更清晰地介绍l6m的内容，文章将结合16m中最重要的三个文档的进展情况和讨论重点介绍16m的进展情况。

        图1为16m工作计划，可以看出整个时间表是围绕着这三个文档制定的。预计2008年第三季度完成SDD文挡，2008下半年向ITU提交IMT?Advanced候选技术，2009年下半年完成l6m正式标准。从目前工作进展来看，相对于原时间表，l6m的工作稍有滞后。

        2．需求

        16m需求文档已于2007年ll月形成basehne，主要包含后向兼容、时延、用户吞吐量、扇区吞吐量等需求。本节重点介绍16m的主要需求：

        扇区吞吐量：需求文件定义了相对于16e的扇区吞吐量和绝对吞吐量。16m系统提供的扇区吞吐量应为16e的两倍或更高，VoIP容量应为l6e的1.5倍或更高。16m提供的扇区吞吐量具体值为：下行单扇区吞吐量为2.6bit/s/Hz，上行单扇区吞吐量为1.3 bit/s/Hz，单扇区VoIP容量(激活用户)应大于30用户。

        应增强广播业务能力：对于0.5km站间距系统，频谱效率应高于4bit/s/Hz；对于1．5km站间距系统，频谱效率应高于2 bit/s/Hz。

       
        相对于l6e用户，降低用户信令开销。

        应支持与其他系统在相邻或相同频段上共存。

        需求文件指导SDD制定过程中技术点的确定，技术讨论围绕需求中的要求进行，在后续SDD阶段工作介绍中会更多的体现该研究思路。

        3．评估

        16m制定了仿真评估文档，该评估文档已于2008年1月形成baseline，主要包含以下内容：系统仿真的天线配置、仿真场景、基站和终端基本配置及OFDMA基本参数等；信道模型和链路级与系统级接口；还包含主要过程(如链路自适应、HARQ、调度、切换等)、业务模型、干扰模型等。本节将主要介绍16m相对于16e更新的评估方法，如信道模型、链路级系统级接口等内容。这些内容也是l6m评估文件制定过程中讨论最激烈的部分，文中也将对比3GPP/3GPP2的相关评估方法。

        3.1信道模型

        对信道建模主要分为两种方式：确定性和统计性。确定性模型为描述特定发射机位置、接收机位置和环境等传播信道信息的模型，适用于网络规划和部署。但很多情况下，很难在系统测试和评估过程中对特定环境进行建模，这时统计性模型更加适合。统计性模型是基于信道各种统计特性建立的信道模型，目前IMT一2000的ITU信道模型、3GPP SCM和SCME以及WINNER中的信道模型都是统计性模型。

        目前窄带信道模型主要有TDL(Topped DelavLine)模型，如ITUTU信道为6一tap的TDL模型，tap之间独立。考虑到MIM0和大带宽的信道特性，信道模型定义中需要考虑信道相关f生和更多径。为了更好地支持多天线特性和更大带宽，需要扩展以包含多发射天线和多接收天线间的相关性质和tap数。3GPP/3GPP2使用的SCME模型包含20个sub?path，这些sub?path又分组为多个multi?path。WINNER定义的CDL(clustered delay line)模型也类似。

        16m使用扩展的PB和VAITU信道模型，将6tap扩展为24tap具体的时变空间信道模型实现方法有两种：基于射线和基于相关矩阵。为了降低仿直计算量，l6m评估中使用基于相关矩阵的信道实现方法。

        3.2系统级和链路级接口

        接口映射中，为了考虑频域特性，3GPP/3GPP2使用EESM作为接口方法，EESM主要是将多个载波上的SINR通过bita值映射为有效值，根据该有效SINR查链路级曲线。16m在接口讨论中认为EESM不能精确的反映系统级到链路级的映射，提出使用交互信息有效SINR映射，即MIESM。

        MIESM分为两种：基于每个接收到符号的交互详细产生比特交互信息RBIR和直接计算比特交互信息MMIB。相对于EESM，MIESM使用的AWGN曲线只与编码速率有关，而与调制方式无关，计算的符号交互信息中包含了调制信息。RBIR中没有考虑星座映射，因而无法考虑不同的比特到符号的映射方式，MMIB考虑了不同映射方式。接口采用RBIR还是MMIB，TGm中进行了激烈的讨论，最后l6m确定使用RBIR作为系统级和链路级接口映射方法。

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