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ieee 802.16 mesh网络中跨层带
宽分配算法
IEEE 802.16 Mesh网络是一种无线局域网技术，它利用TDMA/TDD来实现支持多节点的连接。
为了提高网络性能，IEEE 802.16 Mesh网络中采用带宽分配算法。
跨层带宽分配算法是IEEE 802.16 Mesh网络中最常用的带宽分配算法之一。
他的主要思想是在不同的层次上共享带宽资源，即在上行和下行层面上都能够分配带宽资源。
在跨层带宽分配算法中，上行层次和下行层次的传输数据速率是可调节的，并可以根据应用的不同而进行调整。
当网络中的节点需要上传或下载数据时，跨层带宽分配算法将根据该节点的数据传输率和网络中剩余可用带宽资源自动调节带宽分配。
通过调整上行带宽，可以使得下行带宽得到相应的增加，以满足网络中其他节点的数据传输需求。
此外，跨层带宽分配算法还支持预留带宽技术，可以根据应用需求预先分配固定的带宽资源，从而保证应用的服务质量。
IEEE802.16宽带无线接入系统的信道编解码
IEEE802.16宽带无线接入系统的信道编解码当今通信的宽带化发展趋势越来越引起人们的关注。
尤其是宽带无线接入(BWA),已成为解决“最后一公里”问题(从客户网到核心网间的接入瓶颈)的有效方法和研究热点。
为此,IEEE制订了新的协议标准IEEE802.16,为宽带无线接入定义了无线城域网(WMAN)的空中接口规范,以期望提供统一的业界标准。
本文着重研究
IEEE802.16系统中的信道编译码。
文中首先介绍了宽带无线接入系统的组成以及IEEE802.16参考模型,描述了IEEE802.16协议规定的物理层及其编码方案。
级联码可以同时纠正随机错误和突发错误,因此确定采用RS码与卷积码级联的编码方式。
然后,详细阐述了RS码、卷积码、分组卷积码的编译码算法,对Viterbi算法进行改进得出了分组卷积码(BCC)的译码算法。
接着,以Simulink为仿真平台对级联码的性能进行仿真,并对编译码性能进行分析比较。
最后给出了基于FPGA的BCC编码器和译码器的设计。
移动宽带无线接入技术IEEE 802.16e 综述- 2007-10-29 15:35:04 来源：解放军理工大学通信工程学院柯贤文张艳摘要：介绍了实现移动宽带无线接入的关键技术、IEEE 802.16e移动无线宽带接入标准及其物理层与MAC 层技术，并与IEEE 802.20移动无线宽带接入标准进行了简单比较。
关键词：移动无线宽带接入媒质接入控制层物理层1 移动宽带无线接入技术简介1.1 什么是宽带无线接入宽带无线接入是一种能够在无线空间环境中提供高速连接的技术，它使得用户终端通过无线的方式以与有线接入技术相近的数据传输速率和通信质量接入核心网络。
宽带无线接入是由基站和多用户终端组成的一种点到多点的通信网络，基站与各用户终端之间并不需要物理连线，而是通过户外天线与各用户终端进行高速的语音和数据通信。
现在发展的宽带无线接入技术可以支持的用户终端构成小规模的具有无中心、自组织、动态拓扑、多跳路由特性的Ad Hoc 网络，因此，宽带无线接入技术在高速Internet接入、信息家电联网、移动办公、军事、救灾、空间探险等领域具有非常广阔的应用空间。
1.2 移动宽带无线接入根据ITU-R 的M.1034-1 建议，无线接入可以分为：静止、步行、典型车速和高速车速四类，移动宽带无线接入(MBWA）就是能够为在典型车速和高速车速状态下提供无线宽带接入的系统，即上述分类中的后两类的系统。
与此相反，固定和游牧无线接入要求用户终端使用的时候保持静止，也称为便携性系统。
除了移动性分类的区别，移动无线和固定无线还有其他很多的区别，例如，使用的载波、技术支持、频谱分配、数据传输速率、应用业务、用户服务类别和设备等。
移动无线应用的典型频谱是为移动性分配的3.5GHz 以下专用许可频段，而固定无线系统典型应用的是非许可频段或分配给固定无线服务的许可频段。
1.3 移动无线宽带接入的关键技术空中接口部分需要解决的关键技术有：在高速数据传输方面主要有多天线、分集和波束成形技术、多用户检测和干扰抵消技术、自适应调制等；在高频传输的可靠性方面主要有纠错编码(Turbo 编码或LDPC 编码等)、自适应编码、重传机制；在非对称的多址接入和双工方面，由于其存在非对称性问题，可以考虑的双工方式主要有频分双工和时分双工两种模式；业务量和QoS 的MAC 层设计方面主要有业务量设计与QoS 保障的结合。
0、引言802.16/WiMax（World Interoperability for Microwave Access，全球通用微波接入）如何组网是商用的关键问题之一，有必要进一步仔细探究。
到目前为止，IEEE 802.16标准及相应的测试规范主要还是针对无线空中接口技术，所明确内容也只是涉及开放系统互连（OSI）模型中的物理层（PHY）、媒体访问控制（MAC）层，并没有明确802.16/WiMax网络的组网技术和方案。
就现在的情况，802.16/WiMax组网牵涉到的问题主要有：如何通过网络和小区规划来提高频率复用率；如何把802.16/WiMax系统的空中接口网络和基于IP技术的核心网络有机结合在一起；如何更好的支持无缝移动性管理，保证用户的QoS（Quality of Service，服务质量）要求，便于计费、认证和鉴权[2]。
同时这也是目前研究的热点问题。
主要针对上述问题对802.16/WiMax组网关键技术进行讨论和分析，重点讨论基于OFDM技术的小区规划方案及频率复用技术，并详细分析其媒体访问机制和资源分配策略，当然也包括其移动性管理的内容。
本文的第 3部分对组网的方案进行了分析和展望。
最后，是对全文的总结。
1、802.16/WiMax组网关键技术802.16/WiMax作为分组数据的补充网络，同时随着它对移动性有较好的支持，可能会实现单独组网并全网覆盖。
其网络参考架构可以分成终端、接入网和核心网3个部分，如图1所示。
图1中，802.16/WiMax终端包括固定、漫游和移动3种类型终端；802.16/WiMax接入网主要为无线基站，支持无线资源管理等功能；802.16/WiMax核心网主要是解决用户认证、漫游等功能及802.16/WiM ax网络与其他网络之间的接口关系[1]。
图1 802.16/WiMax网络参考架构在标准中提供的PMP（Point to Multi-Point，点到多点模式）工作模式是通信系统中的基础模式，整个小区由一个BS（Base Station，基站）角色管理，所有的SS（Subscriber Station，终端）的通信都需要BS的调度，况且由于移动性的引入，移动用户要在不同的BS覆盖区间移动并实施通信链路的切换，需要为移动用户提供无缝的网络覆盖以便保障用户的QoS。
基于IEEE802.16标准的MIMO-OFDM研究的开题
报告
一、研究背景
随着移动通信技术的不断发展，人们对于无线宽带接入的需求越来
越高。
而IEEE802.16标准，也称为WiMAX，正是一种针对无线宽带接入的技术标准。
该标准采用了MIMO-OFDM技术，可以提高数据传输速率
和频谱利用率，适用于室内和室外场景，能够实现长距离覆盖和高速数
据传输。
因此，对基于IEEE802.16标准的MIMO-OFDM技术的研究具有重要意义，对提高无线宽带接入的质量和效率具有重要的推动作用。
二、研究内容
本次研究将针对基于IEEE802.16标准的MIMO-OFDM技术展开研究，主要包括以下内容：
1. 理论分析：通过对MIMO-OFDM技术原理的分析，探讨其在无线
宽带接入中的应用。
2. 系统设计：设计基于IEEE802.16标准的MIMO-OFDM系统，在
保证可靠性和稳定性的前提下，优化系统性能。
3. 实验验证：搭建实验平台，验证基于IEEE802.16标准的MIMO-OFDM系统的性能，并分析其在不同场景下的适用性。
三、研究意义
本次研究可以对无线宽带接入技术的发展起到积极的推动作用，通
过对MIMO-OFDM技术的研究，可以进一步提高数据传输速率和频谱利
用率。
同时，对于未来的5G技术的研究也有一定的借鉴意义。
此外，本次研究可为相关企业提供技术支持，提高其技术水平和竞争力。
IEEE 802.16技术简介
2004-08-15 作者：党梅梅
IEEE 802在无线领域针对不同的市场需求和应用模式制订了不同的标准，如应用于PAN的IEEE 802.15标准、应用于无线局域网的IEEE 802.11标准。
IEEE 802.16则是为制订无线城域网（Wireless MAN）标准成立的工作组，该工作组自1999年成立后，主要负责固定无线接入的空中接口标准，涉及MMDS、LMDS
等技术，并没有引起很大的关注。
但是自从支持移动特性的802.16e任务组成立以及很多主流设备制造商加盟WiMAX后，IEEE 802.16e吸引了越来越多的目光。
本文主要介绍IEEE 802.16的标准化进展，WiMAX与802.16的关系，并对802.16的技术特性进行了分析。
1 IEEE 802.16工作进展
IEEE 802.16的主要任务是，开发工作于2～66GHz频带的无线接入系统空中接口物理层（PHY）和媒质接入控制层（MAC）规范，同时还有与空中接口协议相关的一致性测试以及不同无线接入系统之间的共存规范。
IEEE 802.16规定的无线系统主要应用于城域网。
根据是否支持移动特性，IEEE 802.16标准可以分为固定宽带无线接入空中接口标准和移动宽带无线接入空中接口标准，其中802.16、802.16a、802.16d 属于固定无线接入空中接口标准，而802.16e属于移动宽带无线接入空中标准，相应的研究状态如表1。
表 1 IEEE 802.16空中接口相关标准
由于802.16d基本上是对802.16、802.16a和802.16c的修订，因此可以认为目前802.16包括两个主流空中接口标准：802.16d和802.16e，分别为固定和移动设计。
2 WiMAX联盟的推进
2001年4月，由业界领先的通信设备公司及器件公司共同成立了一个非盈利组织－微波接入全球互操作性认证联盟WiMAX（Worldwide Interoperability for Microwave Access）。
该联盟旨在对基于IEEE 802.16标准和ETSI HiperMAN 标准的宽带无线接入产品进行一致性和互操作性认证。
通过WiMAX认证的产品会拥有“WiMAX® CERTIFIED”标识。
WiMAX的目标是致力于帮助并解决那些阻碍标准被使用的问题，比如不同厂商的产品之间的互操作性和产品成本问题。
WiMAX将制定一套互操作性的测试规范，用这套规范对相关厂家的产品进行测试和认证，并对那些通过认证的产品发放WiMAX认证标志，从而鼓励所有的无线宽带接入相关产业的厂商遵循一个统一的规范，使各个产品之间具有良好的互操作性，并希望借此推动无线宽带接入产业的发展。
WiMAX将使用与Wi-Fi联盟推动无线局域网行业发展的相同方法，定义和进行互操作性测试。
Wi-Fi模式已经影响了整个通信产业。
IEEE 802.11无线局域网的规模应用与Wi-Fi联盟的作用是分不开的。
因此，WiMAX希望通过它的努力，加快符合IEEE 802.16技术标准的宽带无线接入设备的上市速度，从而加速全球最后一英里宽带的部署。
3 空中接口特性
在IEEE 802.16活动中，主要的工作都围绕空中接口展开。
802.16d是固定无线接入的标准，可以应用于2~11GHz 非视距（NLOS）传输和10～66GHz视距（LOS）传输。
802.16d标准已经通过并将正式颁布。
802.16e的目标是能够向下兼容802.16d，因此802.16e的标准化工作基本上是在802.16d的基础上进行的。
在802.16d固定无线接入标准研制的基础上，为了支持移动特性，802.16e目前正在加入新的特性。
在802.16e的标准中，定义的参考模型如图 1所示：
802.16e网络由移动用户台（MSS）、基站（BS）、认证和业务授权服务器（ASA）组成，其中ASA服务器实际上就是人们常说的AAA服务器，提供认证、授权和计费等功能。
虽然在802.16e草案中定义了U、IB和A接口，但是目前仍然只对U接口进行规范。
802.16认为IB和A接口属于其它标准组织的工作范畴，因此并不计划开发IB和A接口的规范。
协议栈模型
802.16d和802.16e规范的协议栈模型如图2所示。
空中接口由物理层和MAC 层组成，MAC层又分成了三个子层：特定服务汇聚子层（Service Specific Convergence Sublayer）、公共部分子层（Common Part Sublayer）、安全子层（Privacy Sublayer）。
802.16d物理层
802.16可支持TDD（时分双工）和FDD（频分双工）两种无线双工方式，根据使用频段的不同，分别有不同的物理层技术与之相对应：单载波（SC）、OFDM（256点）、OFDMA （2048点）。
其中，10~66GHz固定无线接入系统主要采用单载波调制技术，而对于2~11GHz 频段的系统，将主要采用OFDM和OFDMA技术。
由于OFDM、OFDMA具有较高的频谱利用率，且在抵抗多径效应、频率选择性衰落或窄带干扰上具有明显的优势，因此OFDM 和OFDMA将成为802.16中两种典型的物理层应用方式。
802.16未规定具体的载波带宽，系统可以采用从1.25MHz~20MHz之间的带宽。
对于10~66GHz的固定无线接入系统，还可以采用28MHz载波带宽，提供更高的接入速率。
随着802.16d标准化工作的完成，WiMAX已经决定，首先对采用256点OFDM物理层方式、工作在2.5 GHz和3.5 GHz许可频段、5.8 GHz免许可频段的设备进行一致性和互操作性测试。
802.16e物理层
802.16e的物理层实现方式与802.16d是基本一致的，主要差别是对OFDMA进行了扩展。
在802.16d中，仅规定了2048点OFDMA。
而在802.16e中，可以支持2048点、1024点、512点和128点，以适应不同地理区域从20MHz到1.25MHz的信道带宽差异。
当802.16e物理层采用256点OFDM或2048点OFDMA时，802.16e后向兼容802.16d （物理层），但是当物理层采用1024、512或128点OFDMA方式时，802.16e无法后向兼容802.16d。
随着技术、标准、市场的发展，WiMAX将会按照802.16e定制Profile，对802.16e产品进行一致性测试。
MAC层特性
802.16 MAC层是基于“连接”的，即所有终端的数据业务以及与此相关的QoS要求，都是基于“连接”进行的。
每一个“连接”均由一个标识符(CID) 来唯一进行标识。
在802.16标准中，MAC层定义了较为完整的QOS机制。
MAC层针对每个连接可以分别设置不同的Qos 参数，包括速率、延时等指标。
为了更好地控制上行数据的带宽分配，标准还定义了四种不同的上行带宽调度模式，分别为：
●非请求的带宽分配业务（UGS）：用于恒定比特率连接。
●实时轮询业务（rtPS）：周期性地为终端分配可变长度的上行带宽。
●非实时轮询业务（nrtPS）：不定期地为终端分配可变长度的上行带宽。
●尽力而为业务（BE）：尽可能地利用空中资源传送数据，但是不会对高优先级的连接造成影响。
802.16可以根据业务的需要提供实时、非实时的不同速率要求的数据传输服务。
802.16目前主要面向提供宽带数据业务，也可以提供V oIP业务。
802.16系统的Qos机制可以根据业务的实际需要来动态分配带宽，具有较大的灵活性。
因此从以上的分析可以看出，802.16可以在无线接入网部分为不同业务提供不同质量的服务。
4 结束语
802.16e正处于标准研究和发展期，标准化工作正在进行。
为了支持车速移动，该标准还有很多内容待补充。
802.16e预计将在2005年上半年完成。
目前的802.16e标准仅涉及空中接口标准，确定的网络模型也仅达到3G系统中定义的无线接入网（RAN）层面。
从电信网的角度出发，仅仅有空中接口规范对于一个网络是不够的。
统一的空中接口标准仅仅能保证基站和用户站的互通，但是无法保证基站到网络侧的互通。
因此，从标准化的角度看，802.16e空中接口和网络标准还有待完善。
目前在CCSA无线技术工作委员会的WG3工作组内已经展开了对802.16的标准化研究工作。
近年来，我国宽带用户增长迅猛，主要以有线接入如ADSL用户为主，这反映出用户对宽带数据需求迫切。
802.16e可以提供移动宽带数据业务，初期面向的用户将主要是对移动宽带数据需求较大的高端用户。
虽然目前一直在质疑用户是否真正需要在移动中上网，但是可以肯定的是，无线宽带和移动宽带的发展将呈逐步增长的趋势。
移动和宽带的融合将是电信业的必经之路，相信802.16e将会在这种融合的过程中发挥较大作用。
