Hervorragende Zukunft für mobiles WiMAX
WiMAX ist eine drahtlose Breitbandlösung, die zahlreiche Funktionen mit großer Flexibilität in Bezug auf Bereitstellungsoptionen und potenzielle Serviceangebote bietet. Einige der hervorstechenderen Merkmale, die hervorgehoben werden sollten, sind folgende:
OFDM-basierte physikalische Schicht:
Die physikalische Schicht (PHY) von WiMAX basiert auf orthogonalem Frequenzmultiplex, einem Schema, das eine gute Widerstandsfähigkeit gegen Mehrwege bietet und den Betrieb von WiMAX unter NLOS-Bedingungen ermöglicht. OFDM gilt heute weithin als die Methode der Wahl zur Reduzierung von Mehrwegeausbreitung für Breitband-Wireless. Kapitel 4 bietet einen detaillierten Überblick über OFDM.
Sehr hohe Spitzendatenraten:
WiMAX ist in der Lage, sehr hohe Spitzendatenraten zu unterstützen. Tatsächlich kann die maximale PHY-Datenrate bis zu 74 Mbit/s betragen, wenn ein breites Spektrum von 20 MHz2 genutzt wird. Typischererweise beträgt die maximale PHY-Datenrate bei Verwendung eines 10-MHz-Spektrums, das mit dem TDD-Schema mit einem Downlink-zu-Uplink-Verhältnis von 3:1 betrieben wird, etwa 25 Mbit/s und 6,7 Mbit/s für den Downlink bzw. den Uplink. Diese Spitzen-PHY-Datenraten werden erreicht, wenn 64 QAM-Modulationen mit Fehlerkorrekturkodierung der Rate 5/6 verwendet werden. Bei sehr guten Signalbedingungen können mit mehreren Antennen und räumlichem Multiplexing noch höhere Spitzenraten erreicht werden.
Unterstützung für skalierbare Bandbreite und Datenrate:
WiMAX verfügt über eine skalierbare Physical-Layer-Architektur, die eine einfache Skalierung der Datenrate mit der verfügbaren Kanalbandbreite ermöglicht. Diese Skalierbarkeit wird im OFDMA-Modus unterstützt, wo die FFT-Größe (Fast Fourier Transform) basierend auf der verfügbaren Kanalbandbreite skaliert werden kann. Beispielsweise kann ein WiMAX-System 128-, 512- oder 1.048-Bit-FFTs verwenden, je nachdem, ob die Kanalbandbreite 1,25 MHz, 5 MHz oder 10 MHz beträgt. Diese Skalierung kann dynamisch erfolgen, um Benutzer-Roaming über verschiedene Netzwerke hinweg zu unterstützen, die möglicherweise unterschiedliche Bandbreitenzuweisungen haben.
Adaptive Modulation und Codierung (AMC):
WiMAX unterstützt eine Reihe von Modulations- und FEC-Codierungsschemata (Forward Error Correction) und ermöglicht die Änderung des Schemas pro Benutzer und pro Frame basierend auf den Kanalbedingungen. AMC ist ein effektiver Mechanismus zur Maximierung des Durchsatzes in einem zeitvariablen Kanal.
Der Anpassungsalgorithmus erfordert typischerweise die Verwendung des höchsten Modulations- und Codierungsschemas, das vom Signal-Rausch- und Interferenzverhältnis am Empfänger unterstützt werden kann, sodass jedem Benutzer die höchstmögliche Datenrate zur Verfügung gestellt wird, die in seinem Gerät unterstützt werden kann entsprechende Links.
Link-Layer-Neuübertragungen:
Für Verbindungen, die eine erhöhte Zuverlässigkeit erfordern, unterstützt WiMAX automatische Neuübertragungsanforderungen (ARQ) auf der Verbindungsebene. Bei ARQ-fähigen Verbindungen muss jedes übertragene Paket vom Empfänger bestätigt werden. Unbestätigte Pakete gelten als verloren und werden erneut übertragen. WiMAX unterstützt optional auch Hybrid-ARQ, einen effektiven Hybrid zwischen FEC und ARQ.
Unterstützung für TDD und FDD:
IEEE 802.16-2004 und IEEE 802.16e-2005 unterstützen sowohl Zeitduplex als auch Frequenzduplex sowie ein Halbduplex-FDD, was eine kostengünstige Systemimplementierung ermöglicht.
TDD wird aufgrund seiner Vorteile von den meisten Implementierungen bevorzugt:
- Flexibilität bei der Wahl des Uplink-zu-Downlink-Datenratenverhältnisses,
- Fähigkeit, Kanalreziprozität auszunutzen,
- Fähigkeit zur Implementierung im ungepaarten Spektrum,
- weniger komplexes Transceiver-Design.
Alle anfänglichen WiMAX-Profile basieren auf TDD, mit Ausnahme von zwei festen WiMAX-Profilen in 3,5 GHz.