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[摘要]就802.20协议物理层目前采用的OFDM/OFDMA技术和Flash-OFDM技术进行比较。OFDMA是一种多载波调制技术，它的原理是无线通信信道划分为多个窄带子信道同时传送，在每个子信道上使用一个子载波进行调制。Flash-OFDM技术采用FDD双工方式，上下行链路是数百个子信道组成的宽带载波，传输数据时给每个用户分配子信道。每个子信道采用了自适应调制和先进的编码技术，其频谱利用率比CDMA2000系统高3倍。Flash-OFDM在时间上以跳频方式使用OFDM的子载波，以实现信号扩频。它还有频率分集能力，减小了同一小区内的用户间干扰，同时具有OFDM和跳频扩频技术的优点，因而相邻节点可以使用相同频率的子载波。Flash-OFDM为解决小区间干扰，采用了功率控制，用户只发射能有效通信的功率。
[关键词]802.20 OFDM Flash-OFDM
中图分类号：TN92 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2008）1110008－01
一、引言
802.20 标准定义为,一个空中接口符合物理层和介质访问控制层规范的公共移动宽带无线接入系统。其工作在3.5GHz 频率之下,能够为IP数据传输提供优化,单用户的最高数据传输率也可以超过1Mbps。单单看802.20 标准提供的带宽能力,同当前的3G技术相比,似乎并不具优势。不过,802.20 标准也有无可比拟的关键优势:其对于高速移动状态下的通信连接拥有超凡的支持能力。
从目前来看，802.20草案已采用OFDM/OFDMA来作为空中接口物理层基本调制多址技术。OFDM本质上是一种多载波调制技术，它的原理是无线通信信道划分为多个窄带子信道同时传送，在每个子信道上使用一个子载波进行调制。这样，尽管总的信道是非平坦的、具有频率选择性，但是每个子信道是相对平坦无频率选择性的。在每个子信道上进行的是窄带传输，信号带宽小于信道的相应带宽，数据传输速率降低，符号持续时间加长，因而对时延扩展有较强的抵抗力，从而就可以大大减小了符号间干扰的影响。
同时，OFDM相对于一般的多载波传输的不同之处是它允许子载波频谱部分重叠，只要满足子载波间相互正交则可以从混叠的子载波上分离出数据信息。当载波间最小间隔等于符号周期倒数的整数倍时，可满足正交条件。为了提高频谱效率，一般取最小间隔等于符号周期的倒数。OFDM允许子载波频谱部分重合，其频谱效率大大提高，因而是一种高效的调制方式。
二、改进的Flash-OFDM技术的系统模型
经开发了一种基于802.20的Flash-OFDM技术。Flash-OFDM技术采用FDD双工方式，工作频段在220Mhz-3.5Ghz之间。上下行链路是数百个子信道组成的宽带载波（扩频的OFDM），传输数据时给每个用户分配子信道。每个子信道采用了自适应调制和先进的编码技术，其频谱利用率比CDMA2000系统高3倍。Flash-OFDM在时间上以跳频方式使用OFDM的子载波，以实现信号扩频。因此，它可提高频率利用效率。频带宽度为1.25Mhz。此外，使用频率间隔为1.25khz的子载波，最大转输速度为3.5Mbit/s，平均数据传输速度达1.5Mbit/s。另外，它具有频率分集能力，减小了同一小区内的用户间干扰，同时具有OFDM和跳频扩频技术的优点（如高速切换子载波），因而相邻节点可以使用相同频率的子载波。Flash-OFDM为解决小区间干扰，采用了功率控制，用户只发射能有效通信的功率。
OFDM物理层通过强大的多址接入技术来解决无线信道的干扰和不稳定性。Flash-OFDM比OFDM更强大，能够把可利用的频谱划分为许多带宽相等的频带，并通过在这些频带上快速跳频构成扩频蜂窝技术。扩频蜂窝技术可以将数据打包，并在一个很宽的频带范围内传输，然后拆开数据包得到数据。因此，Flash-OFDM既可以支持多用户的数据传输，又可以保证更好的安全性。Flash-OFDM还具备CDMA系统的优点，如频率多样性（可以防止信号严重衰落）和蜂窝间相互干扰的均化，所以相邻蜂窝的用户之间不会产生相互干扰。由于各个载波相互正交，所以Flash-OFDM也具备TDMA系统的优点，即便多个用户在同一个蜂窝内，他们之间也不会相互干扰。因此，Flash-OFDM物理层的空中接口具有更大的容量和更强的频谱效应，是所有蜂窝技术中最快的“管道”。此外，由于其资源分配特性，Flash-OFDM物理层能够实现不需要任何开销的单个比特的传输。这比CDMA和TDMA网络不具备的特性极大地降低了网络全面覆盖的复杂度，节约了网络部署成本，缩短了传输时延，并且支持了一个灵活的数据链路层。
三、总结
Flash-OFDM 技术从物理层到网络层都具有很多优势。Flash-OFDM利用快速跳频技术对信号扩频，具有频率分配能力，减小了同一区域内用户间的相互干扰；其空中接口采用分组转发，支持全IP通信；其MAC 层不但增强了空中接口的性能，而且支持全IP 网络接口。Flash-OFDM 技术已经成为3G 的强有力对手受到广泛关注，同样，Flash-OFDM技术的联合发送、联合检测、动态分组分配等许多方面还需要进一步的深入研究。
参考文献：
[1]S. Hara and R. Prasad, “Overview of multicarrier CDMA,” IEEE Commun. Mag., vol. 35, no. 12, pp. 126133, Dec. 1997.
[2]S.Abeta,H.Atarashi, M. Sawahashi, and F. Adachi, “Performance of coherent multi-carrier/DS-CDMA and MC-CDMA for broadband packet wireless access,” IEICE Trans. Commun., vol. E84-B, no. 2, pp. 406413,Mar. 2001.
[3]Flarion Technologies, “FLASH-OFDM technology,”http://www.fl
Arion.com.
[4] E. Dinan and B. Jabbari, “Spreading codes for direct sequence CDMA and wideband CDMA cellular networks,” IEEE Commun. Mag., vol. 36,no. 9, pp. 4854, Sept. 1998.
[5] S. Hara and R. Prasad, “Design and performance of multi-carrier CDMA system in frequency selective fading channel,” IEEE Trans. Veh. Technol.,vol. 48, no. 5, pp. 15841595, Sept. 1999.
[6]S. Tsumura, M. Vehkaper¨a, Z. Li, D. Tujkovic, M. Juntti, and S. Hara, “Performance evaluation of turbo and space-time turbo coded MC-CDMA downlink in single and multi-cell environments,” IEICE Trans. Commun., vol. E87-B, no. 10, pp. 30113020, Oct. 2004.
[关键词]802.20 OFDM Flash-OFDM
中图分类号：TN92 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2008）1110008－01
一、引言
802.20 标准定义为,一个空中接口符合物理层和介质访问控制层规范的公共移动宽带无线接入系统。其工作在3.5GHz 频率之下,能够为IP数据传输提供优化,单用户的最高数据传输率也可以超过1Mbps。单单看802.20 标准提供的带宽能力,同当前的3G技术相比,似乎并不具优势。不过,802.20 标准也有无可比拟的关键优势:其对于高速移动状态下的通信连接拥有超凡的支持能力。
从目前来看，802.20草案已采用OFDM/OFDMA来作为空中接口物理层基本调制多址技术。OFDM本质上是一种多载波调制技术，它的原理是无线通信信道划分为多个窄带子信道同时传送，在每个子信道上使用一个子载波进行调制。这样，尽管总的信道是非平坦的、具有频率选择性，但是每个子信道是相对平坦无频率选择性的。在每个子信道上进行的是窄带传输，信号带宽小于信道的相应带宽，数据传输速率降低，符号持续时间加长，因而对时延扩展有较强的抵抗力，从而就可以大大减小了符号间干扰的影响。
同时，OFDM相对于一般的多载波传输的不同之处是它允许子载波频谱部分重叠，只要满足子载波间相互正交则可以从混叠的子载波上分离出数据信息。当载波间最小间隔等于符号周期倒数的整数倍时，可满足正交条件。为了提高频谱效率，一般取最小间隔等于符号周期的倒数。OFDM允许子载波频谱部分重合，其频谱效率大大提高，因而是一种高效的调制方式。
二、改进的Flash-OFDM技术的系统模型
经开发了一种基于802.20的Flash-OFDM技术。Flash-OFDM技术采用FDD双工方式，工作频段在220Mhz-3.5Ghz之间。上下行链路是数百个子信道组成的宽带载波（扩频的OFDM），传输数据时给每个用户分配子信道。每个子信道采用了自适应调制和先进的编码技术，其频谱利用率比CDMA2000系统高3倍。Flash-OFDM在时间上以跳频方式使用OFDM的子载波，以实现信号扩频。因此，它可提高频率利用效率。频带宽度为1.25Mhz。此外，使用频率间隔为1.25khz的子载波，最大转输速度为3.5Mbit/s，平均数据传输速度达1.5Mbit/s。另外，它具有频率分集能力，减小了同一小区内的用户间干扰，同时具有OFDM和跳频扩频技术的优点（如高速切换子载波），因而相邻节点可以使用相同频率的子载波。Flash-OFDM为解决小区间干扰，采用了功率控制，用户只发射能有效通信的功率。
OFDM物理层通过强大的多址接入技术来解决无线信道的干扰和不稳定性。Flash-OFDM比OFDM更强大，能够把可利用的频谱划分为许多带宽相等的频带，并通过在这些频带上快速跳频构成扩频蜂窝技术。扩频蜂窝技术可以将数据打包，并在一个很宽的频带范围内传输，然后拆开数据包得到数据。因此，Flash-OFDM既可以支持多用户的数据传输，又可以保证更好的安全性。Flash-OFDM还具备CDMA系统的优点，如频率多样性（可以防止信号严重衰落）和蜂窝间相互干扰的均化，所以相邻蜂窝的用户之间不会产生相互干扰。由于各个载波相互正交，所以Flash-OFDM也具备TDMA系统的优点，即便多个用户在同一个蜂窝内，他们之间也不会相互干扰。因此，Flash-OFDM物理层的空中接口具有更大的容量和更强的频谱效应，是所有蜂窝技术中最快的“管道”。此外，由于其资源分配特性，Flash-OFDM物理层能够实现不需要任何开销的单个比特的传输。这比CDMA和TDMA网络不具备的特性极大地降低了网络全面覆盖的复杂度，节约了网络部署成本，缩短了传输时延，并且支持了一个灵活的数据链路层。
三、总结
Flash-OFDM 技术从物理层到网络层都具有很多优势。Flash-OFDM利用快速跳频技术对信号扩频，具有频率分配能力，减小了同一区域内用户间的相互干扰；其空中接口采用分组转发，支持全IP通信；其MAC 层不但增强了空中接口的性能，而且支持全IP 网络接口。Flash-OFDM 技术已经成为3G 的强有力对手受到广泛关注，同样，Flash-OFDM技术的联合发送、联合检测、动态分组分配等许多方面还需要进一步的深入研究。
参考文献：
[1]S. Hara and R. Prasad, “Overview of multicarrier CDMA,” IEEE Commun. Mag., vol. 35, no. 12, pp. 126133, Dec. 1997.
[2]S.Abeta,H.Atarashi, M. Sawahashi, and F. Adachi, “Performance of coherent multi-carrier/DS-CDMA and MC-CDMA for broadband packet wireless access,” IEICE Trans. Commun., vol. E84-B, no. 2, pp. 406413,Mar. 2001.
[3]Flarion Technologies, “FLASH-OFDM technology,”http://www.fl
Arion.com.
[4] E. Dinan and B. Jabbari, “Spreading codes for direct sequence CDMA and wideband CDMA cellular networks,” IEEE Commun. Mag., vol. 36,no. 9, pp. 4854, Sept. 1998.
[5] S. Hara and R. Prasad, “Design and performance of multi-carrier CDMA system in frequency selective fading channel,” IEEE Trans. Veh. Technol.,vol. 48, no. 5, pp. 15841595, Sept. 1999.
[6]S. Tsumura, M. Vehkaper¨a, Z. Li, D. Tujkovic, M. Juntti, and S. Hara, “Performance evaluation of turbo and space-time turbo coded MC-CDMA downlink in single and multi-cell environments,” IEICE Trans. Commun., vol. E87-B, no. 10, pp. 30113020, Oct. 2004.