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最近，IEEE 802.16b PHY(Physical Layer)研究小組在不同的接入方式（OFDM/OFDMA）下，分別為系統(tǒng)選擇了幾種不同點數的FFT,現在公認的觀點是這種選擇還可以改進。物理層基于OFDM（Orthogonal Frequency-Division Multiple）調制，支持TDMA和OFDMA(OFDM ACCESS)。在OFDM中，信息通過并行發(fā)送的多個載波加載到（通信）介質。在TDMA中，一個OFDM符號的所有載波都加到一個傳送器中傳送；而在OFDMA中多載波被分成幾個子信道。當OFDMA概念應用到上行鏈路時，它允許用戶使用較小功率的功放，其代價是降低突發(fā)數據速率；另一方面，它使用戶可以動態(tài)地分配到更大的帶寬而不超出鏈路預算。當應用到下行鏈路中時，OFDMA允許將既定的數據流并行地傳送給多個用戶；而且，它通過給處于劣勢的用戶的子信道分配更大部分的下行鏈路傳輸功率來改善他們的鏈路預算。
載波間的頻率間隔由FWA(固定無線接入)系統(tǒng)所用信道的多徑特性決定。由于信道的傳播特性依賴于區(qū)域的地形和小區(qū)半徑，因此為了提高系統(tǒng)性能應增加載波的數量和FFT的點數，或者減小帶寬。當以FFT算法實現調制時，通常使用的模式是64256點或者2048點FFT。另一個控制多徑緩沖性能的參數開銷是時域保護間隔。保護間隔的大小在1/32――1/4的FFT間隔持續(xù)時間里是可調的。
本文探討的是OFDM模式下使用2048點FFT的優(yōu)越性及其對802.16b系統(tǒng)的益處。
一、支持的FFT和保護間隔的長度
上行和下行鏈路都可以使用不同的FFT長度。使用不同的FFT長度可以有效控制多徑衰落和信道信號變化速率。長的FFT可以用來避免多徑信道中的長時延，短的FFT可以用于傳播路徑較少的近距系統(tǒng)。多徑信道吞吐量的減少由保護間隔大小決定，以下表格就概括了在幾種不同信道帶寬下不同FFT長度下的保護間隔持續(xù)時間（這個時間決定了極端情況下時延擴散的處理，時延擴散大約是極端情況的1/4，這個參數可以達到幾個微秒——一般僅考慮2.5微秒以上）。
另一個采用大長度FFT的優(yōu)點是發(fā)射信號可以獲得更好的頻譜形狀。使用2048點FFT損耗將比64點FFT低15dB,這將使得多系統(tǒng)可以更好地共存。
二、功率集中和自適應功率控制
OFDMA在下行和上行鏈路都有很多優(yōu)勢。除了符號長度大外，最大的優(yōu)勢是使功率集中成為可能。功率集中通過僅給已分配的子信道發(fā)送功率來實現。因此，用戶能量只在選定的載波上傳輸而不是在所有載波上。通過這個技術用戶和基站可以控制不同子信道的能量大小。當從用戶傳送時，相對于在所有信道上都發(fā)送的情況，這種功率集中可以在每個載波上獲得15dB增益。在一個子信道使用了53個載波時，聯合后向自動功率控制可獲得最佳的性能。
基站同樣可以控制不同子信道中的功率，并且獲得多達6dB的增益。這種技術被成為前向功率控制，它被用來調整下行鏈路中的用戶功率。
功率集中有以下幾個優(yōu)勢：
（1） 覆蓋性能更好
（2） 對大的小區(qū)提供更大的自動功率控制范圍
（3） 提供優(yōu)越的重用因子
（4） 信道可用性更高
（5） 可使用更簡單、更廉價的功放
（6） 傳送的信號獲得更佳的信噪比（SNR）
（7） 系統(tǒng)的有效覆蓋更廣，相同等效全向輻射功率（Equivalent Isotropic Radiated Power）下具有更優(yōu)越的覆蓋。
三、抗干擾性能優(yōu)越
如使用以下參數來計算系統(tǒng)的半徑：
（1）20MHz信道帶寬
（2）16QAM調制
（3）一個子信道傳輸
（4）接收器NF=4dB
（5）功率發(fā)射30 dBm
（6）在SS中使用30°天線，基站使用60°天線
（7）簡單的傳播方式的直射傳播LOS（Line－of－sight）和非直射傳播NLOS（non－LOS）。
使用參考文獻[2]中的信道模式，在郊區(qū)獲得以下的結果(參考文獻[3])，在市區(qū)可能會壞一些。
64 OFDM:～2.5Km for LOS, ～300m for NLOS
2k OFDM: ～ 14.5Km for LOS, ～715m for NLOS
可見 OFDMA系統(tǒng)具有極大的優(yōu)勢。
四、共存
共存問題僅限于討論OFDMA比已應用的常規(guī)技術的優(yōu)越之處，諸如DFS技術之類的問題由于在FFT中較常見本文不予詳述。
1．減少已存在的干擾
在城域網環(huán)境中的干擾可歸納為
（1）窄帶干擾
（2）部分頻帶干擾
（3）脈沖干擾
（4）其他在運行系統(tǒng)的干擾和IEEE 802.11a，HiperLAN2共存干擾。
1.1 窄帶干擾
窄帶干擾可以用下幾種方式來抑制：
（1）對符號使用時間成形再進行均衡（用越多點數的FFT，獲得的符號波形越佳）。
（2）使用干擾檢測和智能電子耦合控制（ECC，Electron Coupling Control），可以去除壞碼。在任何情況下，特別是在OFDMA中，與使用小點數的FFT相比，使用大點數的FFT可以有效的抑制對基站的干擾（歸功于FFT濾波），并且使更少的載波受到損壞。
1.2 部分頻帶干擾
壞碼檢測使用智能ECC來去除壞碼，從而能夠抑制部分頻帶干擾。2k 模式的OFDMA可以對寬帶干擾或802.11a，HiperLAN2干擾獲得15dB的處理增益。
1.3 脈沖干擾
使用時域數據交錯可限制短時干擾。子信道時間交錯、短分組長度實現了簡單的時域交錯和更佳的多路統(tǒng)計復用性能。
1.4其他系統(tǒng)的干擾及其和IEEE 802.11a，HiperLAN2共存
當使用大點數的FFT時802.16b PHY和IEEE802.11a、HiperLAN2共存是最佳的。當使用大點數FFT，載波帶寬大約有10kHz(而64點FFT需300KHz以上)，這個帶寬差值使我們獲得15dB的處理增益，而且，FFT濾波器至少可以使所有干擾都減少13dB，當兩個系統(tǒng)工作在相同的發(fā)射功率時考慮所有上述情況，那么TG4可以對IEEE 802.11a、HiperLAN2 信號干擾有28dB的抑制增益；當使用小點數的FFT時，優(yōu)越性會有所降低。
1.5 其它的抗干擾和系統(tǒng)共存方法
有很多的方法可以使兩個系統(tǒng)同時運行而互不干擾：
使用定向天線
使用自適應陣列與無人操縱技術
上述都是基于天線的技術，它們可以去除或抑制干擾。
五、結論
本文舉例試圖證明OFDMA改善了802.16b的系統(tǒng)性能。隨著802.16寬帶無線接入城域網標準的制定，可以預見OFDMA在不久的將來會有非常廣闊的應用前景。
摘自《通訊世界》
