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WiMAX 簡介

WiMAX 簡介. Outline. Overview IEEE 802.16 Physical Layer. 簡介. WiMAX 全名 Worldwide Interoperability for Microwave Access ，中文譯名為「微波存取全球互通」。 具有遠距離、傳輸量大，使用 IEEE 802.16 的協定，其傳輸速度最高可達 70Mbps ，傳輸範圍最廣可達 30 英哩，對個人、家庭與企業的行動化將有很大助益為新一代的無線網路標準。. 名詞解釋. BS （ Base Station ，基地臺） ，指訊號發射端。

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Presentation Transcript

  1. WiMAX 簡介

  2. Outline • Overview • IEEE 802.16 Physical Layer

  3. 簡介 • WiMAX 全名Worldwide Interoperability for Microwave Access，中文譯名為「微波存取全球互通」。 • 具有遠距離、傳輸量大，使用IEEE 802.16的協定，其傳輸速度最高可達70Mbps，傳輸範圍最廣可達30英哩，對個人、家庭與企業的行動化將有很大助益為新一代的無線網路標準。

  4. 名詞解釋 • BS（Base Station，基地臺），指訊號發射端。 • SS（Subscriber Station，接收端），有室內、戶外型，必須轉接才能連到一般設備。 • CPE（Customer Premise Equipment，客戶端接收器），內建在設備上，不用像SS還要轉接裝置。 • RS（Rely Station，中繼器），在802.16j（Mobile Multi-hop Relay）制定，能延伸BS訊號，能智慧型轉發訊號。 • PTP（Point to Point，點對點模式），1臺BS對應1臺SS。 • PMP（Point to Multiple，點對多點模式），1臺BS可對應多臺SS。 • License Band及Un-License Band（License-Exempt），前者為特許營運頻帶，必須有營運執照才能使用，例如2.5GHz及3.5GHz，後者為非特許營運頻帶，不需執照，一般皆可使用，例如5.8GHz。 • LOS（Line-of-sight）及NLOS（Non-Line-of-sight），前者是指設備間沒有任何障礙物，視為直視距離，後者則是兩端間有障礙物，視為非直視距離。

  5. WiMAX特色 • 包含非直視性(Non-Line-of-Sight，NLOS)及直視性（Line-of-Sight，LOS）技術、傳輸距離長、網路涵蓋範圍廣。 • 高頻譜效率、高傳輸速率。 • 具彈性的系統容量。 • 支援語音、影像等服務之服務品質（QoS）需求。 • 支援多種工作頻段，可配合不同國家之頻譜指配。

  6. LOS模式與NLOS模式 • NLOS(Non Line of Sight)模式 • 速度較慢，穿透力較高，適用於都會環境 • 使用2-11GHz頻段，最大傳輸距離為10公里 • 當通道頻寬為20MHz時，最高速度約75Mbps • LOS(Line of Sight)模式 • 速度較高，穿透力差，適用於空曠的環境 • 使用10-66GHz頻段，最大傳輸距離為5公里 • 當頻寬為28MHz時，速度最高為134Mbps

  7. 應用情境

  8. 固接式WiMAX • IEEE 802.16 工作小組，最初是將寬頻點發展為多點 (PMP) 標準，以作為有線網路基礎架構的無線擴充。而第一個獲認可的空中介面，即是建立在分時多工存取 (TMDA) 通訊協定上。 • 此一介面支援分時雙工 (TDD) 與分頻雙工 (FDD)。

  9. 移動式WiMAX • 主要以2.5G頻譜為主，具有行動上網的優勢，未來汽車也將全面配備WiMAX連網設備，以便行駛間能接收網路訊息。

  10. 協定演進

  11. Outline • Overview • IEEE 802.16 Physical Layer

  12. Uplink nad Downlink • Uplink • From SS to BS • Downlink • From BS to SS

  13. TDD and FDD • Frequency Frequency-Division Duplex (FDD) • DL & UL on separate RF channels • Time Time-Division Duplex (TDD) • DL & UL time-share the same RF channel • SS does not transmit/receive simultaneously

  14. Time Time-Division Duplex (TDD)

  15. 實體層定義 • WiMAX系統為了因應各種不同使用場景，訂定了兩個使用頻段：10～66GHz與2～11GHz，及4種不同的實體層介面規範：WirelessMAN-SC、WirelessMAN-SCa、WirelessMAN-OFDM及WirelessMAN-OFDMA，其中WirelessMAN-SC屬於10～66GHz頻段，而其餘三者屬於2～11GHz頻段

  16. 使用環境 • WirelessMAN-SC及WirelessMAN-SCa適用於直視路線(Line of Sight, LOS)環境，而WirelessMAN-OFDM及WirelessMAN-OFDMA適用於非直視路線(Non-Line of Sight, NLOS)環境

  17. 效能提升方法 • WirelessMAN-SCa、WirelessMAN-OFDM及WirelessMAN-OFDMA均可採用「適應性天線系統」(Adaptive Antenna System, AAS)技術提升效能；其中Wireless MAN-Sca基本上採用的是「智慧型天線」波束形成技術，而WirelessMAN-OFDM及Wireless MAN-OFDMA則採用MIMO技術

  18. 實體層規格

  19. ‧WirelessMAN-OFDM • 本規範主要訴求在藉由OFDM有效對抗通道多重路徑效應與提高資料傳輸率。OFDM調變共有256個次載波，可支援包括QPSK、16-QAM和64-QAM的適應性調變(adaptive modulation)，根據各個次載波通道狀況決定其調變位階。多重接取採用的是分時的TDMA。為因應多路徑環境之特性，

  20. WirelessMAN-OFDMA • 本規範主要訴求在提供移動式應用。調變方式與WirelessMAN-OFDM相同，但多重接取採用的是分頻的FDMA，並支援可變(scalable)頻寬的機制，其功能為根據通道狀況改變系統頻寬與次載波數

  21. WirelessMAN-OFDMA (cont.) • OFDMA的運作原則是將所有次載波分割成若干群組，稱為次通道(subchannel)，分配給不同用戶使用，並根據傳輸環境狀況決定各個次通道的次載波數。

  22. WirelessMAN-OFDMA (end)

  23. MIMO • 多輸入多輸出(Multiple Inputs, Multiple Outputs, MIMO) • MIMO的核心概念為利用多根發射天線與多根接收天線所提供之空間自由度提升傳輸速率與改善通訊品質。

  24. MIMO功能形式 • 空間多樣(spatial diversity) • 利用發射或接收端的多根天線所提供的多重傳輸途徑來對抗通道衰落(fading)的影響 • 空間多工(spatial multiplexing) • 在發射端利用多根天線傳送不同資料序列，並在接收端利用多根天線的空間自由度將該組資料序列分別解出

  25. MIMO優點 • 系統涵蓋範圍 • 提升鏈路品質 • 提高系統容量及頻譜效率 • 與提高資料傳輸率

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