Формирование каналов и основные процедуры

8.3.2. Формирование подканала с полным использованием поднесущих частот в направлении "вниз"

Минимальной частотно-временной единицей формирования канала является один слот, который содержит 48 поднесущих. Это единица поддерживается физическим уровнем в обоих направлениях.

В табл. 8.2 приводится пример [109] распределения поднесущих частот при полном использовании поднесущих частот для формирования подканала в направлении "вниз".

Для каждой полосы частот каналов выбирается количество частот, используемых в преобразовании Фурье.

Число защитных поднесущих определяется величиной максимальной задержки сигнала (см. рис. 8.3 – 8.4). Распределение поднесущих частот происходит с помощью циклического префикса. Для таблицы это время принято около 17 % от числа, указанного в строке "размер преобразования Фурье". Эти поднесущие распределяются на два примерно равных поднабора — один в начале, другой в конце. Например, для размера преобразования Фурье 2048 в табл. 8.2 выбрано число защитных поднесущих 345.

Число используемых поднесущих частот получается вычетом числа защитных поднесущих из их общего числа. В данном примере остается 1703 поднесущих.

Для подканалов поднесущих с полным использованием поднесущих частот и направлением "вниз" сначала распределяются пилот-сигналы, а затем оставшиеся сигналы распределяются на подканалы данных. Число пилот-сигналов указывается в стандарте. В данном случае оно равно 166.

Число поднесущих частот данных определяется кратным 48.

Число подканалов определяется числом поднесущих частот данных и длиной слота 48 поднесущих. В данном примере оно равно .

8.3.3. Распределение поднесущих с частичным использованием в направлении "вниз" (DL)

При использовании DL PUSC для каждой пары OFDM символов, доступных или используемых, поднесущие частоты сгруппированы в кластеры, содержащие 14 непрерывных поднесущих частот на один период символа. Пилот-сигналы и данные распределены в каждом кластере с учетом четных и нечетных символов, как показано на рис. 8.5.

Рис. 8.5. Структура кластеров для четных и нечетных символов OFDM

Результат распределения поднесущих частот показан в табл. 8.3.

В таблице выделены поднесущие защитного интервала. Зная число несущих в каждом кластере, можно определить максимальное число кластеров (минимальное число показано через черту). По величине поднесущих кластера определяется число поднесущих для передачи данных и пилотсигналов.

8.3.4. Распределение поднесущих с частичным использованием в направлении "вверх" (UL)

В данном случае для организации подканалов применяется элемент, называемый "фрагмент" ( tile^{6Буквальный перевод tile — "одна черепица", элемент мозаичного панно.} ). Фрагмент компонуется из 4 поднесущих. Для передачи 3 символов OFDM используются приведенные ниже компоновки ( рис. 8.6). Каждый символ отображается фрагментом, состоящим из четырех несущих.

Рис. 8.6. Компоновка символов с помощью несущих: а) 3 символов с помощью 4 поднесущих; б) 3 символов с помощью 3 поднесущих

Каждый подканал содержит 6 фрагментов по 4 поднесущих в каждом, используемых в соответствии с рис. 8.6. Таким образом, для одного подканала нужно 24 поднесущих, а для 3 символов — . Из этих поднесущих образуется слот, содержащий 48 поднесущих для передачи данных и 24 поднесущих пилот-сигнала. Результат разнесения поднесущих частот приведен в табл. 8.4.

При распределении поднесущих "вверх" возможно использование фрагментов, показанных на рис. 8.6-б, которые содержат 3 поднесущих на фрагмент, что немного увеличивает число подканалов.

8.3.5. Распределение поднесущих с помощью смежных перестановок

Смежная перестановка группирует блок смежных поднесущих частот, чтобы сформировать подканал. Они представляют собой наборы кодовых комбинаций AMC (Adaptive Modulation and Coding) для обоих направлений — "вниз" (DL) и "вверх" (UL), которые имеют одну и ту же структуру. Они содержат контейнеры, включающие в себя передаваемые символы. Контейнер состоит из 9 смежных поднесущих частот в символе. Из этих символов 8 предназначены для передачи данных и один для передачи пилот-сигнала.

Слот в AMC определен как совокупность контейнеров типа , где — число смежных контейнеров и . — число смежных символов. Таким образом, возможны следующие комбинации: 6 контейнеров, 1 символ; 3 контейнера, 2 символа; 2 контейнера, 3 символа; 1 контейнер, 6 символов.

Вообще, частичное или полное распределение поднесущей частоты дает хорошие результаты в случае мобильности объекта, в то время как смежные перестановки поднесущей частоты хорошо удовлетворяют случаях передачи от объектов с фиксированным местоположением или с низкой подвижностью.

Подводя итоги рассмотрению вопроса о разделении поднесущих, заметим, что после их распределения проводится их нумерация [51, 52, 109]. Нумерация позволяет разместить логические поднесущие по физическим объектам, при этом проводится перемежение. Поскольку мобильный WiMAX предусматривает работу с несколькими антеннами (этот метод будет рассмотрен ниже), нумерация позволяет распределение поднесущих между антеннами с применением пространственного кодирования.

8.3.6. Зоны переключения

Гибкость использования мобильного WiMAX обеспечивается сегментированием и созданием зон переключения.

Сегмент — это объединение части доступных OFDMA - подканалов (в крайнем случае, один сегмент может содержать все подканалы). Один сегмент используется для установления единственного экземпляра^{7Экземпляр процесса представляет собой одну конкретную реализацию процесса, который использует собственные данные экземпляра процесса. Например, телефонная станция устанавливает несколько исходящих соединений. Порождается несколько экземпляров процесса установления соединений, отличающихся данными — исходными и полученными в процессе обработки.} процесса управления доступом к среде (MAC).

Зона переключения — множество смежных OFDMA-символов "вниз" (DL) или "вверх" (UL), в каждом из которых использованы одни и те же методы разделения каналов.

Физический уровень OFDMA обеспечивает в пределах одного и того же кадра работу с зонами, которые используют различные разделения поднесущих, предоставляя возможность работы с терминалами различных станций.

Рис. 8.7 иллюстрирует структуру зоны памяти, которая обеспечивает набор поднесущих, используемых в сотах. Соты идентифицируются с помощью идентификатора соты (ID Cell X, ID Cell Y, ID Cell Z). Идентификаторы этих сот размещаются в преамбуле. Идентификатор ID Cell 0 закреплен за широковещательными соединениями. В данном случае в начале области каждой соты размещены адреса поднесущих, соответствующих принципу частичного использования (PUSC), а потом адреса поднесущих, соответствующих принципу полного использования. Эти области памяти могут применяться в зависимости от разработанной программы.

Рис. 8.7. Структура мультизонового кадра OFDMA: PUSC (Part Used Sub Carrier) – подсистема с частичным использованием поднесущих; FUSC (Full Used Sub Carrier) – подсистема с полным использованием поднесущих