Wimax物理层| OFDM Wimax物理层
Wimax物理层文章描述的OFDM物理层是按照IEEE 802.16-2004 OFDM物理层规范进行的。介绍了wimax发射机的物理层框图。
简介:本文将介绍wimax TDD框架结构、wimax发射机框图、固定wimax调制码速率表以及各发射机模块的功能。它涵盖了数据如何通过物理层模块，包括扰频器、里德所罗门编码器、卷积编码器、刺穿、交织器、数据映射(数据调制)、OFDM符号形成、256点IFFT、基带数据插入DAC之前的循环前缀(CP)插入和RF部分泵入空气。
WiMAX简介:
本文根据IEEE 802.16-2004标准，介绍了固定wimax帧和符号结构，简要介绍了固定wimax物理层或OFDM物理层的模块和功能。IEEE 802.16-2004定义了五个物理层，即SC、SCa、OFDM、OFDMA和WirelessHuman。OFDM物理层用于宽带技术即“固定wimax”，OFDMA用于移动wimax。
WiMAX TDD框架结构
在WiMAX中，帧是TDD类型或FDD类型。对于Fixed wimax案例，已经选择了TDD, wimax论坛也采用了TDD。
图-1:WiMAX OFDM框架结构
TDD帧有下行子帧和上行(UL)子帧两部分。dl子帧或下行子帧由基站发送并由用户站接收，UL子帧由多个ss发送并由基站接收。
DL子帧由序言、FCH和下行链路突发组成。序言由两个dl -子帧的符号和一个ul -子帧的符号组成(测距请求帧除外)。导语是已知的模式，主要用于接收机的同步目的，即时间、频率和信道同步。
在wimax框架中，FCH是帧控制报头，即dlfp -下行链路帧前缀，由88位组成，主要携带下行链路突发的长度(以符号为单位)和调制码速率。除此之外，它还有用于种子计算的BSID和帧数。它总是BPSK-1/2，因为模码率是已知的，它可以很容易地在用户端解调-解码，并且可以导出数据，并且可以连续地用于下行链路突发的解调-解码。所有下行和上行突发都携带由GMH、有效载荷和CRC组成的MAC PDU。GMH是通用MAC报头的缩写形式，CRC是循环冗余检查。UL子帧或上行链路子帧由多个上行链路突发组成。每个突发由用户站(SS)传输，它由前导和突发组成，后者携带MAC PDU。
根据OFDM调制的WiMAX物理层框图
物理层主要由扰频器、里德所罗门编码器、卷积编码器、刺穿、交织器、数据映射(数据调制)、OFDM符号形成、256点IFFT、基带数据插入DAC前插入循环前缀(CP)和RF部分泵入空气组成。
下图描述了用于将MAC层原始数据转换为复杂数据的wimax物理层模块。这些模块用于形成一个OFDM符号。如果Burst长度超过一个符号，则重复使用相同的模块。这些复杂的数据在通过天线传输之前要经过DAC和RF变频器。相反的情况将发生在接待处。
图2:WiMAX发射器部分物理层框图
让我们来分析一下MAC层PDU在按照OFDM规范通过这些wimax物理层模块时发生了什么。IEEE标准802.16-2004定义了调制码速率表。QPSK 3/4的参数如下所示。
调制(QPSK)-未编码块大小(36字节)-编码块大小(48字节)-总编码率(3/4)- rs码(40,36,2)- cc码率(5/6)
物理层调制码速率表
表1:物理层wimax标准中定义的调制码率
例如，如果PDU有20个字节，调制码速率为BPSK1/2，则PDU被分成12和8个字节，通过2个OFDM符号进行传输。在第二个符号中，将包含必要的填充。我们将以上面提到的QPSK 3/4为例来理解OFDM物理层中的模块，根据wimax物理层标准IEEE 802.16-2004，也称为802.16d。
➨第1步:35字节将馈送到扰频器的输入，扰频器是一个具有EX-OR门的通用线性反馈移位寄存器。输出是35字节的随机数据，其中添加了十六进制零字节。
➨第2步:36字节将作为RS编码器的输入，RS编码器将提供40字节的数据，并在另一侧的接收器上添加冗余以进行错误更正。RS编码器被BPSK1/2绕过。
➨步骤3:卷积编码器将这个输入字节翻倍，并将产生80字节的数据，因为速率是这个编码器的1 / 2。
➨步骤4:穿刺将按照标准中提到的顺序去除位，因此数据速率将增加。对于QPSK3/4，穿刺配置为5/6，如上面wimax方框图所述，总共产生48个字节。
➨步骤5:交织器由排列方程组成，它将数据分布在分布式载波上，以192个OFDM符号共256个载波的数据载波为一组，有助于纠错。
➨第6步:这48字节(即384bits)将被馈送到QPSK数据映射，这将产生192个复杂数据，这些数据将通过192个数据载体进行传输。在QPSK中，2位根据星座图转换为一个复杂数据。
➨步骤7:在嵌入先导、DC和守护载体后形成符号。WiMAX由总共256个载波的OFDM符号组成，其中包含192个数据，8个导频，1个直流，其余载波作为保护载波。
➨步骤8:这256个值被馈送到IFFT模块，它将产生时域复杂数据。
➨步骤9:在OFDM符号中添加有助于克服延迟传播影响的循环前缀。
➨步骤10:在每个符号中添加CP后，分组形成。对于Downlink子帧，Preamble和FCH在Downlink突发通过所有以上物理层模块后附加到Downlink突发。对于上行突发，将所有符号串联起来形成突发后，上行突发只附加序言。
➨相反的过程发生在wimax物理层接收器中，除了时间、频率和信道估计和均衡模块在它通过FFT、解映射、解交织、解码和解扰块之前被合并。
参考:
IEEE 802.16-2004标准章节8.3 OFDM wimax物理层
链接到WiMAX MAC层资源
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SBC REQ和SBC RSP
DSA REQ和DSA RSP
UCD,伊利诺斯,以便决定,DIUC
DLMAP和ULMAP
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