一種基于IP的網(wǎng)絡新技術(shù)：Flash-OFDM-基礎電子

精品文檔-下載后可編輯一種基于IP的網(wǎng)絡新技術(shù)：Flash-OFDM-基礎電子一、引言

無縫寬帶接入和多業(yè)務綜合接入是人們一直以來的夢想，也是各研究機構(gòu)和標準化組織的長期目標。第二代移動通信技術(shù)：GSM和CDMA已經(jīng)基本實現(xiàn)了無縫覆蓋，但仍有兩個問題始終未得到解決。首先，數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾什怀^2Mbps，遠不能滿足寬帶業(yè)務的需求；其次GSM網(wǎng)和CDMA網(wǎng)間漫游沒有實現(xiàn)，同時二者業(yè)務接入的能力還很不靈活。為此，IEEE定義了IEEE802.20MBWA（MobileBroadbandWirelessAccessSystems）標準，基本特性和目標為：更高的數(shù)據(jù)率、更高的頻譜利用率、更高的業(yè)務質(zhì)量（QoS），完全透明地支持實時和非實時應用、支持不同技術(shù)間的漫游和切換、是能無縫鏈接到Internet的全IP網(wǎng)絡。

Flash-OFDM是由Flarion公司自行研發(fā)出來的無線寬帶技術(shù)，因為擁有低延遲的特點，所以能夠應用在實時數(shù)據(jù)傳輸上。能在移動環(huán)境下工作，是一種移動寬帶接入Internet解決方案。

Flash-OFDM全稱FastLow-latencyAccesswithSeamlessHandoff-OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，即“快速低時延接入/無縫切換的正交頻分復用”，俗稱“快閃式—正交頻分復用”，它采用OFDM原理并結(jié)合了跳頻技術(shù)。簡單地說，F(xiàn)lash-OFDM是由使用多個正交載波進行高速數(shù)據(jù)通信的OFDM技術(shù)衍生出來的通信方式之一。

Flash-OFDM采用FDD雙工方式。上下行鏈路是數(shù)百個子信道組成的寬帶載波（擴頻的OFDM），傳輸數(shù)據(jù)時給每個用戶分配子信道。每個子信道采用自適應調(diào)制和先進的編碼技術(shù)，可以提高頻譜利用率。Flash-OFDM的頻帶寬度為1.25MHz，使用頻率間隔為12.5kHz的副載波，轉(zhuǎn)輸速度為3.2Mbit/s，平均數(shù)據(jù)傳輸速度達1.5Mbit/s。

Flash-OFDM在時間上以跳頻方式使用OFDM的副載波，通過高速切換副載波，使得相鄰節(jié)點可以使用相同頻率的副載波，進而可提高頻率利用率。Flash-OFDM利用快速跳頻技術(shù)把信號擴頻，具有頻率分集能力，減小了同一小區(qū)內(nèi)的用戶間干擾，它同時具有OFDM和跳頻擴頻技術(shù)的優(yōu)點。除了跳頻外，為解決小區(qū)間干擾，采用了功率控制，用戶只發(fā)射它能有效通信的功率。此外Flash-OFDM的空中接口采用分組業(yè)務，支持全IP通信。

本論文將介紹Flash-OFDM網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)的層次模型及物理層、MAC/LLC層并與現(xiàn)有3G技術(shù)對比，從交換技術(shù)、頻譜利用率、成本、延遲、業(yè)務接入能力等方面闡述其優(yōu)越性。

二、Flash-OFDM的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

有線的IP通信系統(tǒng)中采用“分層”網(wǎng)絡協(xié)議，其中物理層，數(shù)據(jù)鏈路層及網(wǎng)絡層的主要功能是負責網(wǎng)絡接口。Flash-OFDM采用相同的方法把它應用于無線媒介中。

圖1是將異構(gòu)系統(tǒng)互連的空中接口分層結(jié)構(gòu)?？煽闯觯瑐鹘y(tǒng)的空中接口采用了水平分層式設計的互連系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，即同等層實體之間的通信由該層的協(xié)議管理。

Flash-OFDM不同于傳統(tǒng)的網(wǎng)絡，它從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，對物理層、數(shù)據(jù)鏈路層采用了特殊的綜合垂直設計（見圖1），這種設計為移動寬帶數(shù)據(jù)網(wǎng)提供了理想的鏈路層，滿足移動數(shù)據(jù)包通信業(yè)務的特殊需求。但是為了完全把所有有線互聯(lián)網(wǎng)或內(nèi)部網(wǎng)固有的IP應用（包括交互式數(shù)據(jù)應用和對等網(wǎng)絡應用）無縫的移植到無線網(wǎng)絡上，需要根據(jù)IP數(shù)據(jù)的特點對空中接口的各層都進行自下而上的協(xié)同設計和優(yōu)化。因此，F(xiàn)lash-OFDM對網(wǎng)絡層和網(wǎng)絡層以上的層采取基于純IP的水平分層式設計，能利用現(xiàn)存的IP下部結(jié)構(gòu)設備，從而使Flash-OFDM的鏈路層融合到更寬廣的網(wǎng)絡中。

圖1空中接口比較

2.1Flash-OFDM物理層

Flash-OFDM物理層把OFDM的基本原理與跳頻技術(shù)相結(jié)合，使之成為擴頻系統(tǒng)并且同一蜂窩內(nèi)子載波相互正交。

Flash-OFDM引入了快跳頻技術(shù)，即用戶可以根據(jù)按偽隨機碼（PN）規(guī)律變化的跳頻圖案，選擇所使用的子載波頻率，進行跳頻。子載波依照跳頻圖案隨時間變化而變化，這些瞬時窄帶頻譜在一個很寬的頻帶內(nèi)跳變，形成一個跳頻帶寬。由于跳頻速率很快，從而在宏觀上實現(xiàn)了頻譜的擴展。對于快跳頻，一個符號根據(jù)跳頻圖案在多個不同的跳頻載波上傳輸，可以讓頻率選擇性衰落造成的損失降至；不同的基站使用不同的跳頻模式并且每一個基站