sjzl20094857-zxmbw bss(v3.30) mobile broadband wireless base station system basic principle

8/6/2019 Sjzl20094857-ZXMBW BSS(V3.30) Mobile Broadband Wireless Base Station System Basic Principle

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Z X M B W B S S M o b i l e B r o a d b a n d

W i r e l e s s B a s e S t a t i o n S y s t e m B a s i c P r i n c i p l e V e r s i o n 3 . 3 0

Z T E C O R P O R A T I O N Z T E P l a z a , K e j i R o a d S o u t h , H i - T e c h I n d u s t r i a l P a r k , N a n s h a n D i s t r i c t , S h e n z h e n , P . R . C h i n a 5 1 8 0 5 7 T e l : ( 8 6 ) 7 5 5 2 6 7 7 1 9 0 0 F a x : ( 8 6 ) 7 5 5 2 6 7 7 0 8 0 1 U R L : h t t p : / / e n s u p p o r t . z t e . c o m . c n E - m a i l : s u p p o r t @ z t e . c o m . c n


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L E G A L I N F O R M A T I O N

C o p y r i g h t 2 0 0 6 Z T E C O R P O R A T I O N .

T h e c o n t e n t s o f t h i s d o c u m e n t a r e p r o t e c t e d b y c o p y r i g h t l a w s a n d i n t e r n a t i o n a l t r e a t i e s . A n y r e p r o d u c t i o n o r d i s t r i b u t i o n o f t h i s d o c u m e n t o r a n y p o r t i o n o f t h i s d o c u m e n t , i n a n y f o r m b y a n y m e a n s , w i t h o u t t h e p r i o r w r i t t e n c o n s e n t o f Z T E C O R P O -

R A T I O N i s p r o h i b i t e d . A d d i t i o n a l l y , t h e c o n t e n t s o f t h i s d o c u m e n t a r e p r o t e c t e d b y c o n t r a c t u a l c o n d e n t i a l i t y o b l i g a t i o n s .

A l l c o m p a n y , b r a n d a n d p r o d u c t n a m e s a r e t r a d e o r s e r v i c e m a r k s , o r r e g i s t e r e d t r a d e o r s e r v i c e m a r k s , o f Z T E C O R P O R A T I O N o r o f t h e i r r e s p e c t i v e o w n e r s .

T h i s d o c u m e n t i s p r o v i d e d a s i s , a n d a l l e x p r e s s , i m p l i e d , o r s t a t u t o r y w a r r a n t i e s , r e p r e s e n t a t i o n s o r c o n d i t i o n s a r e d i s - c l a i m e d , i n c l u d i n g w i t h o u t l i m i t a t i o n a n y i m p l i e d w a r r a n t y o f m e r c h a n t a b i l i t y , t n e s s f o r a p a r t i c u l a r p u r p o s e , t i t l e o r n o n - i n - f r i n g e m e n t . Z T E C O R P O R A T I O N a n d i t s l i c e n s o r s s h a l l n o t b e l i a b l e f o r d a m a g e s r e s u l t i n g f r o m t h e u s e o f o r r e l i a n c e o n t h e i n f o r m a t i o n c o n t a i n e d h e r e i n .

Z T E C O R P O R A T I O N o r i t s l i c e n s o r s m a y h a v e c u r r e n t o r p e n d i n g i n t e l l e c t u a l p r o p e r t y r i g h t s o r a p p l i c a t i o n s c o v e r i n g t h e s u b j e c t m a t t e r o f t h i s d o c u m e n t . E x c e p t a s e x p r e s s l y p r o v i d e d i n a n y w r i t t e n l i c e n s e b e t w e e n Z T E C O R P O R A T I O N a n d i t s l i c e n s e e , t h e u s e r o f t h i s d o c u m e n t s h a l l n o t a c q u i r e a n y l i c e n s e t o t h e s u b j e c t m a t t e r h e r e i n .

Z T E C O R P O R A T I O N r e s e r v e s t h e r i g h t t o u p g r a d e o r m a k e t e c h n i c a l c h a n g e t o t h i s p r o d u c t w i t h o u t f u r t h e r n o t i c e .

U s e r s m a y v i s i t Z T E t e c h n i c a l s u p p o r t w e b s i t e h t t p : / / e n s u p p o r t . z t e . c o m . c n t o i n q u i r e r e l a t e d i n f o r m a t i o n .

T h e u l t i m a t e r i g h t t o i n t e r p r e t t h i s p r o d u c t r e s i d e s i n Z T E C O R P O R A T I O N .

R e v i s i o n H i s t o r y

R e v i s i o n N o . R e v i s i o n D a t e R e v i s i o n R e a s o n

R 1 . 0 0 8 / 1 0 / 2 0 0 9 F i r s t E d i t i o n

S e r i a l N u m b e r : s j z l 2 0 0 9 4 8 5 7


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C o n t e n t s

P r e f a c e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . i

W i M A X O v e r v i e w . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

W i M A X S t a n d a r d E v o l u t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

I n d u s t r y S t a t u s a n d F u t u r e V i s i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

W i M A X F o r u m . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

W i M A X S p e c t r u m A l l o c a t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

W i M A X C h a r a c t e r i s t i c s a n d A d v a n t a g e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

N e t w o r k A r c h i t e c t u r e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

P r o l e A , B , C D i f f e r e n c e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

W i M A X P r i n c i p l e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1

O F D M a n d O F D M A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1

W i M A X S u b c h a n n e l I n t r o d u c t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2

W i M A X T D D F r a m e S t r u c t u r e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 3

W i M A X C h a n n e l s F u n c t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 4

W i M A X K e y T e c h n o l o g i e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 7

H A R Q . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 7

B a c k g r o u n d o f H A R Q . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 7

P r i n c i p l e s a n d M o d e s o f H A R Q . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 0

F l o w o f H A R Q . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 1

Q o S . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 3

S e r v i c e T y p e s a n d C o r r e s p o n d i n g Q o S P a r a m e t e r s . . . . . . . . . 2 3

Q o S T r a f c F l o w T y p e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 5

D y n a m i c T r a f c F l o w S e t u p - M S I n i t i a t e d . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 6

D y n a m i c T r a f c F l o w S e t u p - B S I n i t i a t e d . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 7

D y n a m i c T r a f c F l o w M o d i c a t i o n a n d D e l e t i o n . . . . . . . . . . . . . . 2 7

T r a f c S c h e d u l i n g M e c h a n i s m . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 8

A n t e n n a T e c h n o l o g i e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 9

M I M O . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 9

M I M O T e c h n i c a l A d v a n t a g e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 9

M I M O A p p l i c a t i o n S c e n a r i o s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 9

A A S - B F . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 0


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A A S - B F T e c h n i c a l A d v a n t a g e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 0

A A S - B F A p p l i c a t i o n S c e n a r i o s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1

H a n d o f f . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1

W i M A X H a n d o f f T y p e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1 H a r d H a n d o f f ( H O ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2

H O F l o w b e t w e e n U n c o n n e c t e d B S s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 2

H O F l o w b e t w e e n I n t e r c o n n e c t e d B S s . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 5

S o u r c e B S F a l l b a c k u p o n H O C a n c e l l a t i o n

b e t w e e n U n c o n n e c t e d B S s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 7

S o u r c e B S R e l e a s e u p o n H O T i m e r E x p i r a t i o n

b e t w e e n I n t e r c o n n e c t e d B S s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 9

F a s t B a s e S t a t i o n S w i t c h o v e r ( F B S S ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 0

I n t e r - B S A c t i v e S e t U p d a t i n g A d d . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 0 I n t e r - B S A c t i v e S e t U p d a t i n g D r o p . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 2

I n t e r - B S A n c h o r U p d a t i n g ( C Q I M e c h a n i s m )

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 3

I n t e r - B S A n c h o r U p d a t i n g ( M A C M e s s a g e

M e c h a n i s m ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 5

M a c r o D i v e r s i t y H a n d o f f ( M D H O ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 6

A M C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 7

A M C P r i n c i p l e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 7

A M C I m p l e m e n t a t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 0 S c h e d u l e r . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1

S c h e d u l i n g A l g o r i t h m C a t e g o r i e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1

C o m p a r i s o n i n S c h e d u l i n g A l g o r i t h m F e a t u r e s . . . . . . . . . . . . . . 5 2

P o w e r C o n t r o l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2

P r i n c i p l e o f P o w e r C o n t r o l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2

P o w e r C o n t r o l C l a s s i c a t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 3

M a j o r F a c t o r s A f f e c t i n g P o w e r C o n t r o l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 4

P o w e r S a v i n g M o d e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 4

S l e e p M o d e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 4 I d l e M o d e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 6

F r a c t i o n a l F r e q u e n c y R e u s e ( F F R ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 7

P r o t o c o l I n t e r f a c e D e s c r i p t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 9

A S N N e t w o r k R e f e r e n c e M o d e l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 9

R 1 I n t e r f a c e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 0

R 3 I n t e r f a c e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 2

R 6 I n t e r f a c e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 4

B a s e b a n d - R F I n t e r f a c e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 6

R 8 I n t e r f a c e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 8


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F i g u r e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1

T a b l e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 3

L i s t o f G l o s s a r y . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 5


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P r e f a c e

P u r p o s e Z X M B W B S S i s a W i M A X - b a s e d r a d i o a c c e s s n e t w o r k ( A S N ) p r o d - u c t d e v e l o p e d b y Z T E C o r p o r a t i o n .

T h i s m a n u a l d e s c r i b e s s o m e k e y t e c h n o l o g i e s a n d p r o t o c o l i n t e r - f a c e s o f W i M A X r a d i o s t a n d a r d s a n d i s h e l p f u l f o r u n d e r s t a n d i n g o f Z X M B W B S S i m p l e m e n t a t i o n p r i n c i p l e .

I n t e n d e d A u d i e n c e

T h i s d o c u m e n t i s i n t e n d e d f o r e n g i n e e r s a n d t e c h n i c i a n s w h o p e r - f o r m o p e r a t i o n a c t i v i t i e s o n Z X M B W B S S .

P r e r e q u i s i t e S k i l l a n d K n o w l e d g e

T o u s e t h i s d o c u m e n t e f f e c t i v e l y , u s e r s s h o u l d h a v e a g e n e r a l u n d e r s t a n d i n g o f W i M A X s y s t e m . F a m i l i a r i t y w i t h W i M A X b a s i c k n o w l e d g e i s h e l p f u l .

W h a t i s i n T h i s M a n u a l

T h i s m a n u a l c o n t a i n s t h e f o l l o w i n g c h a p t e r s .

C h a p t e r S u m m a r y

C h a p t e r 1 W i M A X O v e r v i e w D e s c r i b e s W i M A X s t a n d a r d e v o l u t i o n , i n d u s t r y s t a t u s , s p e c t r u m a l l o c a t i o n , c h a r a c t e r i s t i c s a n d a d v a n t a g e s a n d n e t w o r k a r c h i t e c t u r e a n d c o m p a r e s P r o l e A , P r o l e B a n d P r o l e C .

C h a p t e r 2 W i M A X P r i n c i p l e D e s c r i b e s W i M A X c h a n n e l s t r u c t u r e s a n d f r a m e s t r u c t u r e s .

C h a p t e r 3 W i M A X K e y T e c h n o l o g i e s

D e s c r i b e s W i M A X k e y t e c h n o l o g i e s i n c l u d i n g H A R Q , Q o S , a n t e n n a t e c h n o l o g i e s , h a n d o f f , A M C , S c h e d u l e r , p o w e r c o n t r o l a n d p o w e r s a v i n g m o d e s .

C h a p t e r 4 P r o t o c o l I n t e r f a c e D e s c r i p t i o n

D e s c r i b e s W i M A X a c c e s s n e t w o r k r e f e r e n c e m o d e l a n d s t a n d a r d p r o t o c o l i n t e r f a c e s s u c h a s R 1 , R 3 , R 6 a n d R 8 i n t e r f a c e s .

C o n d e n t i a l a n d P r o p r i e t a r y I n f o r m a t i o n o f Z T E C O R P O R A T I O N i


8/84

Z X M B W B S S B a s i c P r i n c i p l e

T h i s p a g e i s i n t e n t i o n a l l y b l a n k .

i i C o n d e n t i a l a n d P r o p r i e t a r y I n f o r m a t i o n o f Z T E C O R P O R A T I O N


9/84

C h a p t e r 1

W i M A X O v e r v i e w

T a b l e o f C o n t e n t s W i M A X S t a n d a r d E v o l u t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 I n d u s t r y S t a t u s a n d F u t u r e V i s i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 W i M A X F o r u m . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 W i M A X S p e c t r u m A l l o c a t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

W i M A X C h a r a c t e r i s t i c s a n d A d v a n t a g e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 N e t w o r k A r c h i t e c t u r e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 P r o l e A , B , C D i f f e r e n c e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

W i M A X S t a n d a r d E v o l u t i o n W i M A X i s a b r o a d b a n d w i r e l e s s t e c h n o l o g y t h a t s u p p o r t s x e d , n o m a d i c , p o r t a b l e a n d m o b i l e a c c e s s .

I n 1 9 9 9 , I E E E f o u n d e d 8 0 2 . 1 6 W o r k g r o u p t h a t i s d e d i c a t e d t o

b r o a d b a n d w i r e l e s s a c c e s s t e c h n o l o g y s p e c i c a t i o n s . I n 2 0 0 1 , I E E E 8 0 2 . 1 6 W o r k g r o u p i s s u e d t h e r s t W i M A X s t a n d a r d : I E E E 8 0 2 . 1 6 - 2 0 0 4 , w h i c h m e r g e s w i t h I E E E 8 0 2 . 1 6 , I E E E 8 0 2 . 1 6 a , I E E E 8 0 2 . 1 6 c a n d I E E E 8 0 2 . 1 6 d .

B y n o w f o u r s t a n d a r d s h a v e b e e n i s s u e d a n d a n o t h e r f o u r a r e i n p r o c e s s . T a b l e 1 d e s c r i b e s t h e c o r r e s p o n d i n g t e c h n i c a l e l d s o f t h e s e s t a n d a r d s .

TA B L E 1 CO R R E S P O N D I N G TE C H N I C A L FI E L D S O F WIM A X S T A N D A R D S

S t a n d a r d I s s u e T i m e

T e c h n i c a l F i e l d

I E E E 8 0 2 . 1 6 - 2 0 0 4

J u l . 2 0 0 4 2 - 6 6 G H z x e d b r o a d b a n d a c c e s s s y s t e m a i r i n t e r f a c e

I E E E 8 0 2 . 1 6 e - 2 0 0 5

D e c . 2 0 0 5 A i r i n t e r f a c e m a n a g e m e n t i n f o r m a t i o n b a s e o f 2 - 6 G H z x e d a n d m o b i l e b r o a d b a n d w i r e l e s s a c c e s s s y s t e m s

I E E E 8 0 2 . 1 6 e

D e c . 2 0 0 5 A i r i n t e r f a c e m a n a g e m e n t i n f o r m a t i o n b a s e o f 2 - 6 G H z x e d a n d m o b i l e b r o a d b a n d w i r e l e s s a c c e s s s y s t e m s

I E E E 8 0 2 . 1 6 f

S e p . 2 0 0 5 A i r i n t e r f a c e m a n a g e m e n t i n f o r m a t i o n b a s e ( M I B ) o f x e d b r o a d b a n d w i r e l e s s a c c e s s s y s t e m s

C o n d e n t i a l a n d P r o p r i e t a r y I n f o r m a t i o n o f Z T E C O R P O R A T I O N 1


10/84


S t a n d a r d I s s u e T i m e

T e c h n i c a l F i e l d

I E E E 8 0 2 . 1 6 g

I n p r o c e s s A i r i n t e r f a c e m a n a g e m e n t p l a n e p r o c e d u r e a n d s e r v i c e o f x e d a n d m o b i l e b r o a d b a n d w i r e l e s s a c c e s s s y s t e m s

I E E E 8 0 2 . 1 6 h

I n p r o c e s s R a d i o n e t w o r k s y s t e m s r u n n i n g o n a m a t e u r b a n d

I E E E 8 0 2 . 1 6 i

I n p r o c e s s A i r i n t e r f a c e m o b i l e m a n a g e m e n t i n f o r m a t i o n b a s e o f b r o a d b a n d w i r e l e s s a c c e s s s y s t e m s

I E E E 8 0 2 . 1 6 k

I n p r o c e s s I E E E 8 0 2 . 1 6 b r i d g e f o r L A N a n d M A N M A C b r i d g e

I E E E 8 0 2 . 1 6 2 0 0 4 a n d I E E E 8 0 2 . 1 6 e a r e p h y s i c a l l a y e r s t a n d a r d s .

T h e I E E E 8 0 2 . 1 6 2 0 0 4 s t a n d a r d s p e c i e s 2 G H z ~ 1 1 G H z a s W i M A X r a d i o w o r k b a n d , w h i c h i n c l u d e s t h e a m a t e u r b a n d . T h i s b a n d p r o v i d e s h i g h e r c o v e r a g e w i t h l o w e r c o s t . I n a d d i t i o n , t h e M A C l a y e r o f I E E E 8 0 2 . 1 6 2 0 0 4 p r o v i d e s Q o S f o r r e a l - t i m e s e r - v i c e s s u c h a s v o i c e a n d v i d e o s o t h a t t h e y c a n b e a p p l i e d t o v a r i - o u s p h y s i c a l l a y e r e n v i r o n m e n t s .

A s a d v a n c e d v e r s i o n o f I E E E 8 0 2 . 1 6 2 0 0 4 , I E E E 8 0 2 . 1 6 e s u c c e s s - f u l l y i n t r o d u c e s W i M A X t e c h n o l o g y i n t o m o b i l e e l d . W o r k i n g i n 2 G H z 6 G H z , I E E E 8 0 2 . 1 6 e s u p p o r t s t h e m o b i l e b r o a d b a n d w i r e - l e s s a c c e s s a i r i n t e r f a c e s t a n d a r d a n d i n t e r - B S o r i n t e r - s e c t o r h i g h l a y e r h a n d o f f , i m p l e m e n t s b r o a d b a n d w i r e l e s s m o b i l e a c c e s s f o r h i g h s p e e d d a t a s e r v i c e s a n d p r o v i d e s b a c k w a r d c o m p a t i b i l i t y w i t h I E E E 8 0 2 . 1 6 2 0 0 4 .

I E E E 8 0 2 . 1 6 c , I E E E 8 0 2 . 1 6 f a n d I E E E 8 0 2 . 1 6 g d e n e M A C l a y e r M I B a n d p h y s i c a l l a y e r M I B a n d r e l e v a n t m a n a g e m e n t p r o c e d u r e s a n d e q u i p m e n t i n t e r o p e r a b i l i t y f o r e f f e c t i v e m a n a g e m e n t o f n e t - w o r k r e s o u r c e s , m o b i l i t y a n d s p e c t r u m s .

I E E E 8 0 2 . 1 6 f a n d I E E E 8 0 2 . 1 6 g a r e t o f o r m u l a t e a n e w s t a n d a r d f o r n e t w o r k m a n a g e m e n t l a y e r .

I n d u s t r y S t a t u s a n d F u t u r e

V i s i o n W i M A X I n d u s t r y

S t a t u s a n d G r o w t h I n t h e u p r i v e r o f t h e W i M A X i n d u s t r y , I n t e l i s t h e s t r o n g s u p p o r t e r o f W i M A X t e c h n o l o g y . I n J u l y 2 0 0 6 , I n t e l a n d M o t o r o l a j o i n t l y p r o m o t e d W i M A X w i r e l e s s b r o a d b a n d t e c h n o l o g y , a n d W i M A X b e - c o m e s p o p u l a r . I n O c t o b e r 2 0 0 6 , I n t e l p u b l i s h e d t h e r s t - g e n e r a - t i o n c h i p - L S I W i M A X C o n n e c t i o n 2 2 5 0 t h a t s u p p o r t s m o b i l e W i M A X n e t w o r k , a n d a n n o u n c e d t h e i m m e d i a t e m a s s p r o d u c t i o n s t a g e . M a n y o p e r a t o r s , i n c l u d i n g t h e U n i t e d S t a t e s , B r i t a i n , F r a n c e , G e r - m a n y , R u s s i a a n d s o m e o t h e r t e l e c o m m u n i c a t i o n o p e r a t o r s a r e i m p l e m e n t i n g W i M A X d e p l o y m e n t p l a n .

U n i t e d S t a t e s , B r i t a i n , F r a n c e a n d o t h e r c o u n t r i e s a r e a c t i v e i n t h e

W i M A X s p e c t r u m a l l o c a t i o n o f r e s o u r c e s .

2 C o n d e n t i a l a n d P r o p r i e t a r y I n f o r m a t i o n o f Z T E C O R P O R A T I O N
http://-/?-http://-/?-


11/84

C h a p t e r 1 W i M A X O v e r v i e w

K o r e a T e l e c o m o p e r a t o r s , S K T e l e c o m a n d K T W i b r o a r e c o m p l e t e d t h e n e t w o r k a n d b e c o m e w o r l d s r s t c o m m e r c i a l l y a v a i l a b l e m o b i l e W i M A X n e t w o r k o p e r a t o r s . C u r r e n t l y , W i M A X t e c h n o l o g y i s g e t t i n g f a s t d e v e l o p m e n t , a n d t o t a l l y 2 4 c o m m e r c i a l l y W i M A X n e t w o r k a r e a v a i l a b l e w o r l d w i d e i n c l u d i n g A s i a , A m e r i c a , E u r o p e ,

A f r i c a a n d O c e a n i a .

F u t u r e V i s i o n A t p r e s e n t m o b i l e W i M A X i n d u s t r y i s n o t f u l l y d e v e l o p e d , b u t t h e b u s i n e s s i s g r a d u a l l y a c c e l e r a t i n g . T h e m o s t n o t e w o r t h y i s s t i l l m o b i l e W i M A X i n t h e f u t u r e m o b i l e c o m m u n i c a t i o n t e c h n o l o g y i n t h e e l d p o s i t i o n . C u r r e n t l y , t h e m o b i l e W i M A X d e v e l o p m e n t i s m a i n l y t a r g e t e d t o 3 G , b u t n o t s u p p l e m e n t a l o r a d d i t i o n a l t e c h - n o l o g i e s , w h i c h l e a d s m a n y u n c e r t a i n t i e s i n t h e f u t u r e o f m o b i l e c o m m u n i c a t i o n s m a r k e t s t r u c t u r e . P a r t i c u l a r l y , m a n y e q u i p m e n t m a n u f a c t u r e r s w i l l b e i n v o l v e d i n t h e d e v e l o p m e n t o f t h e 3 G t e c h - n o l o g y , a s w e l l a s i n t h e W i M A X i n d u s t r y . T h e o p e r a t o r s m a y g e t v a r i o u s o p t i o n s i n m o b i l e c o m m u n i c a t i o n t e c h n o l o g y .

I f t h e m o b i l e W i M A X p a s s e d i n n e x t W P 8 F m e e t i n g , W i M A X c a n

i n t e g r a t e i n t o t h e I M T - 2 0 0 0 , a n d c a n u s e a a l l o c a t e d p a r t o f 3 G , I M T - A d v a n c e d f r e q u e n c y r e s o u r c e s . T h i s l e a d s t h e W i M A X t e c h - n o l o g y v e n d o r s , s e r v i c e p r o v i d e r s a n d e n d u s e r s h a v e a f a r - r e a c h - i n g s i g n i c a n c e , a s w e l l a s a l l o w i n g o p e r a t o r s i n t h e c h o i c e o f n e t - w o r k d e p l o y m e n t , a n d p r o v i d e s s e r v i c e s m o r e e x i b l y .

W i M A X F o r u m O p e n S t a n d a r d s

a n d E c o s y s t e m T h e u l t i m a t e s u c c e s s o f a n y t e c h n o l o g y , i n m a n y c a s e s , i s d e p e n - d e n t o n h a v i n g a n o p e n s t a n d a r d w i t h g u a r a n t e e d e q u i p m e n t i n -

t e r o p e r a b i l i t y .

F o u n d e d i n 2 0 0 2 , W i M A X F o r u m i s a n o n - p r o t t r a d e o r g a n i z a - t i o n j o i n t l y e s t a b l i s h e d b y l e a d i n g s e r v i c e p r o v i d e r s , e q u i p m e n t v e n d o r s , a n d d e v i c e a n d s e m i c o n d u c t o r m a n u f a c t u r e r s . B y F e b . 2 0 0 6 , t h e f o r u m c o m p r i s e d 3 6 5 m e m b e r c o m p a n i e s w h e r e t h e r e w e r e 1 3 b o a r d m e m b e r s i n c l u d i n g A T & T , A l v a r i o n , M o t o r o l a a n d Z T E .

W i M A X F o r u m p r o m o t e s w o r l d w i d e a d o p t i o n a n d h a r m o n i z a t i o n o f a s t a n d a r d s - b a s e d b r o a d b a n d w i r e l e s s s o l u t i o n b a s e d o n t h e I E E E 8 0 2 . 1 6 a n d E T S I H i p e r M A N s t a n d a r d s w i t h g u a r a n t e e d i n t e r o p e r - a b i l i t y a n d c o m p a t i b i l i t y .

W i M A X F o r u m h a s t h e f o l l o w i n g s e v e n w o r k i n g g r o u p s :

T e c h n o l o g y W o r k i n g G r o u p ( T W G )

C e r t i c a t i o n W o r k i n g G r o u p ( C W G )

N e t w o r k W o r k i n g G r o u p ( N W G )

S e r v i c e P r o v i d e r W o r k i n g G r o u p ( S P W G )

R e g u l a t o r y W o r k i n g G r o u p ( R W G )

A p p l i c a t i o n W o r k i n g G r o u p ( A W G )

M a r k e t i n g W o r k i n g G r o u p ( M W G )

F i g u r e 1 i l l u s t r a t e s t h e i n t e r c o r r e l a t i o n a m o n g t h e s e w o r k i n g g r o u p s .



12/84


FI G U R E 1 IN T E R -C O R R E L A T I O N A M O N G WIM A X F O R U M WO R K I N G G R O U P S

W i M A X S p e c t r u m A l l o c a t i o n

S e v e r a l f r e q u e n c y b a n d s c a n b e u s e d f o r d e p l o y i n g W i M A X t o p r o - v i d e d i f f e r e n t s e r v i c e s . F r o m a g l o b a l p e r s p e c t i v e , t h e 2 . 3 G H z , 2 . 5 G H z , 3 . 5 G H z , a n d 5 . 7 G H z b a n d s a r e m o s t l i k e l y t o s e e W i M A X d e p l o y m e n t s , a n d t h e W i M A X F o r u m h a s i d e n t i e d t h e s e b a n d s f o r i n i t i a l i n t e r o p e r a b i l i t y c e r t i c a t i o n s .

T a b l e 2 g i v e s W i M A X s p e c t r u m a l l o c a t i o n s i n s o m e c o u n t r i e s a n d r e g i o n s .

TA B L E 2 WIM A X S P E C T R U M A L L O C A T I O N I N SO M E CO U N T R I E S

C o u n t r y O p e r a t o r F r e q u e n c y B a n d

U S A S p r i n t N e x t e l 2 . 5 G H z , 1 . 7 G H z , 2 . 1 G H z ,

2 . 5 ~ 2 . 7 G H z , 3 . 6 5 ~ 3 . 7 G H z

U K T e l e b r i a , C o m m u n i t y I n t e r n e t , P i p e x

2 0 1 0 ~ 2 0 2 5 M H z , 2 2 9 0 ~ 2 3 0 2 M H z , 2 5 0 0 ~ 2 6 9 0 M H z

F r a n c e F r a n c e T e l e c o m 3 . 4 ~ 3 . 6 G H z , 5 . 4 ~ 5 . 7 G H z ( i n e v a l u a t i o n )

J a p a n S o f t b a n k 2 . 5 G H z

K o r e a - 2 . 3 ~ 2 . 4 G H z

S i n g a p o r e - 2 . 3 G H z a n d 2 . 5 G H z



13/84


C o u n t r y O p e r a t o r F r e q u e n c y B a n d

V i e t n a m - 2 . 3 G H z a n d 3 . 3 G H z

P h i l i p p i n e s P a c i c I n t e r n e t 2 . 5 ~ 2 . 7 G H z

I n d i a - 2 . 3 ~ 2 . 4 G H z , 2 . 5 ~ 2 . 6 9 G H z , 3 . 4 ~ 3 . 6 G H z , 7 0 0 M H z

N e w Z e a l a n d N Z w i r e l e s s , A i r n e t , C a l l P l u s

3 . 5 G H z

T a i w a n C h u n g h w a T e l e c o m 3 . 5 G H z

A l g e r i a S L C 3 . 5 G H z a n d 5 . 8 G H z

S a u d i A r a b i a - 3 . 5 G H z

B r a z i l - 3 . 5 G H z a n d 1 0 . 5 G H z

W i M A X F o r u m

- 2 . 5 ~ 2 . 6 9 G H z

A s i a - 3 . 4 ~ 3 . 5 G H z

E u r o p e - 2 . 5 G H z ( i n n e g o t i a t i o n ) , 3 . 5 G H z

1 . S o m e d a t a m a y c h a n g e i n t h e f u t u r e .

W i M A X C h a r a c t e r i s t i c s a n d

A d v a n t a g e s W i M A X i s a w i r e l e s s b r o a d b a n d s o l u t i o n t h a t o f f e r s a r i c h s e t o f f e a t u r e s w i t h a l o t o f e x i b i l i t y i n t e r m s o f d e p l o y m e n t o p t i o n s a n d p o t e n t i a l s e r v i c e o f f e r i n g s . S o m e o f t h e m o r e s a l i e n t f e a t u r e s a r e g i v e n b e l o w .

O F D M - b a s e d p h y s i c a l l a y e r

T h e W i M A X p h y s i c a l l a y e r ( P H Y ) i s b a s e d o n o r t h o g o n a l f r e - q u e n c y d i v i s i o n m u l t i p l e x i n g , a s c h e m e t h a t o f f e r s g o o d r e - s i s t a n c e t o m u l t i p a t h , a n d a l l o w s W i M A X t o o p e r a t e i n N L O S

c o n d i t i o n s . V e r y h i g h p e a k d a t a r a t e s

W i M A X i s c a p a b l e o f s u p p o r t i n g v e r y h i g h p e a k d a t a r a t e s . I n f a c t , t h e p e a k P H Y d a t a r a t e c a n b e a s h i g h a s 7 4 M b p s w h e n o p e r a t i n g u s i n g a 2 0 M H z 2 w i d e s p e c t r u m . M o r e t y p i c a l l y , u s - i n g a 1 0 M H z s p e c t r u m o p e r a t i n g u s i n g T D D s c h e m e w i t h a 3 : 1 d o w n l i n k - t o - u p l i n k r a t i o , t h e p e a k P H Y d a t a r a t e i s a b o u t 2 5 M b p s a n d 6 . 7 M b p s f o r t h e d o w n l i n k a n d t h e u p l i n k , r e s p e c - t i v e l y .

S c a l a b l e b a n d w i d t h a n d d a t a r a t e s u p p o r t

W i M A X h a s a s c a l a b l e p h y s i c a l - l a y e r a r c h i t e c t u r e t h a t a l l o w s f o r t h e d a t a r a t e t o s c a l e e a s i l y w i t h a v a i l a b l e c h a n n e l b a n d w i d t h .



14/84


A d a p t i v e m o d u l a t i o n a n d c o d i n g ( A M C )

W i M A X s u p p o r t s a n u m b e r o f m o d u l a t i o n a n d f o r w a r d e r r o r c o r r e c t i o n ( F E C ) c o d i n g s c h e m e s a n d a l l o w s t h e s c h e m e t o b e c h a n g e d o n a p e r u s e r a n d p e r f r a m e b a s i s , b a s e d o n c h a n -

n e l c o n d i t i o n s . A M C i s a n e f f e c t i v e m e c h a n i s m t o m a x i m i z e t h r o u g h p u t i n a t i m e - v a r y i n g c h a n n e l .

L i n k - l a y e r r e t r a n s m i s s i o n s

F o r c o n n e c t i o n s t h a t r e q u i r e e n h a n c e d r e l i a b i l i t y , W i M A X s u p p o r t s a u t o m a t i c r e t r a n s m i s s i o n r e q u e s t s ( A R Q ) a t t h e l i n k l a y e r . A R Q - e n a b l e d c o n n e c t i o n s r e q u i r e e a c h t r a n s m i t t e d p a c k e t t o b e a c k n o w l e d g e d b y t h e r e c e i v e r ; u n a c k n o w l e d g e d p a c k e t s a r e a s s u m e d t o b e l o s t a n d a r e r e t r a n s m i t t e d . W i M A X a l s o o p t i o n a l l y s u p p o r t s h y b r i d - A R Q , w h i c h i s a n e f f e c t i v e h y b r i d b e t w e e n F E C a n d A R Q .

S u p p o r t s T D D a n d F D D

I E E E 8 0 2 . 1 6 - 2 0 0 4 a n d I E E E 8 0 2 . 1 6 e - 2 0 0 5 s u p p o r t s b o t h t i m e d i v i s i o n d u p l e x i n g a n d f r e q u e n c y d i v i s i o n d u p l e x i n g , a s w e l l a s a h a l f - d u p l e x F D D t h a t a l l o w s f o r a l o w - c o s t s y s t e m i m p l e m e n - t a t i o n . A l l t h e i n i t i a l W i M A X p r o l e s a r e b a s e d o n T D D , e x c e p t f o r t w o x e d W i M A X p r o l e s i n 3 . 5 G H z .

O r t h o g o n a l f r e q u e n c y d i v i s i o n m u l t i p l e a c c e s s ( O F D M A )

M o b i l e W i M A X u s e s O F D M a s a m u l t i p l e - a c c e s s t e c h n i q u e , w h e r e b y d i f f e r e n t u s e r s c a n b e a l l o c a t e d t o d i f f e r e n t s u b s e t s o f t h e O F D M t o n e s .

S u p p o r t f o r a d v a n c e d a n t e n n a t e c h n i q u e s

T h e W i M A X s o l u t i o n h a s a n u m b e r o f h o o k s b u i l t i n t o t h e p h y s i c a l - l a y e r d e s i g n t h a t a l l o w s f o r t h e u s e o f m u l t i p l e - a n -

t e n n a t e c h n i q u e s , s u c h a s b e a m f o r m i n g , s p a c e - t i m e c o d i n g , a n d s p a t i a l m u l t i p l e x i n g . T h e s e s c h e m e s c a n b e u s e d t o i m p r o v e t h e o v e r a l l s y s t e m c a p a c i t y a n d s p e c t r a l e f c i e n c y b y d e p l o y i n g m u l t i p l e a n t e n n a s a t t h e t r a n s m i t t e r a n d / o r t h e r e c e i v e r .

Q u a l i t y - o f - s e r v i c e s u p p o r t

T h e W i M A X M A C l a y e r i s a c o n n e c t i o n - o r i e n t e d a r c h i t e c t u r e t h a t i s d e s i g n e d t o s u p p o r t a v a r i e t y o f a p p l i c a t i o n s , i n c l u d - i n g v o i c e a n d m u l t i m e d i a s e r v i c e s . T h e s y s t e m o f f e r s s u p p o r t f o r c o n s t a n t b i t r a t e , v a r i a b l e b i t r a t e , r e a l - t i m e , a n d n o n - r e a l - t i m e t r a f c o w s , i n a d d i t i o n t o b e s t - e f f o r t d a t a t r a f c . W i M A X M A C i s d e s i g n e d t o s u p p o r t a l a r g e n u m b e r o f u s e r s , w i t h m u l -

t i p l e c o n n e c t i o n s p e r t e r m i n a l , e a c h w i t h i t s o w n Q o S r e q u i r e - m e n t .

M o b i l i t y s u p p o r t

T h e m o b i l e W i M A X s u p p o r t s s e c u r e s e a m l e s s h a n d o v e r s f o r d e l a y - t o l e r a n t f u l l - m o b i l i t y a p p l i c a t i o n s , s u c h a s V o I P . T h e i n - b u i l t f o r p o w e r - s a v i n g m e c h a n i s m s e x t e n d s t h e b a t t e r y l i f e o f h a n d h e l d s u b s c r i b e r d e v i c e s . P h y s i c a l - l a y e r e n h a n c e m e n t s , s u c h a s m o r e f r e q u e n t c h a n n e l e s t i m a t i o n , u p l i n k s u b c h a n - n e l i z a t i o n , a n d p o w e r c o n t r o l , a r e a l s o s p e c i e d i n s u p p o r t o f m o b i l e a p p l i c a t i o n s .

I P - b a s e d a r c h i t e c t u r e

T h e W i M A X r e f e r e n c e n e t w o r k a r c h i t e c t u r e i s b a s e d o n a n a l l - I P

p l a t f o r m . A l l e n d - t o - e n d s e r v i c e s a r e d e l i v e r e d o v e r a n I P a r -



15/84


c h i t e c t u r e r e l y i n g o n I P - b a s e d p r o t o c o l s f o r e n d - t o - e n d t r a n s - p o r t , Q o S , s e s s i o n m a n a g e m e n t , s e c u r i t y , a n d m o b i l i t y . R e - l i a n c e o n I P a l l o w s W i M A X t o r i d e t h e d e c l i n i n g c o s t c u r v e s o f I P p r o c e s s i n g , f a c i l i t a t e e a s y c o n v e r g e n c e w i t h o t h e r n e t w o r k s , a n d e x p l o i t t h e r i c h e c o s y s t e m f o r a p p l i c a t i o n d e v e l o p m e n t

t h a t e x i s t s f o r I P .

N e t w o r k A r c h i t e c t u r e W i M A X F o r u m N e t w o r k W o r k i n g G r o u p ( N W G ) i s f o c u s e d o n d e n - i n g E n d - t o - E n d N e t w o r k A r c h i t e c t u r e f o r x e d a n d m o b i l e W i M A X s y s t e m s a c c o r d i n g t o I E E E 8 0 2 . 1 6 s p e c i c a t i o n s . N W G E 2 E n e t - w o r k a r c h i t e c t u r e i s b a s e d o n A l l I P p l a t f o r m a l l o w i n g u s e o f a c o m m o n n e t w o r k c o r e w i t h W i M A X a c c e s s s e r v i c e s . T h e b a s i c

t e n e t s g u i d i n g t h e d e v e l o p m e n t o f t h i s a r c h i t e c t u r e i n c l u d e s u p p o r t f o r b o t h 8 0 2 . 1 6 t e c h n o l o g i e s ( 1 6 d a n d 1 6 e ) , d e c o u p l i n g o f a c c e s s a n d c o r e n e t w o r k s , c o - e x i s t e n c e o f x e d / n o m a d i c & p o r t a b l e / m o - b i l e u s a g e m o d e l s , a n d a l l o w i n g c o n n e c t i v i t y t o I P c o r e f r o m v a r i e d n e t w o r k s v i z . g r e e n - e l d , 3 G P P , 3 G P P 2 , D S L , M S O e t c w i t h i n - t e r w o r k i n g b a s e d o n s t a n d a r d I E T F s u i t e o f p r o t o c o l s .

F i g u r e 2 i l l u s t r a t e s t h e n e t w o r k r e f e r e n c e m o d e l .

FI G U R E 2 N E T W O R K RE F E R E N C E MO D E L

W i M A X F o r u m N e t w o r k R e f e r e n c e M o d e l ( N R M ) i d e n t i e s t h e f u n c - t i o n a l e n t i t i e s a n d r e f e r e n c e p o i n t s f o r E 2 E n e t w o r k . M a j o r f u n c - t i o n a l e n t i t i e s a r e M S , A S N a n d C S N w i t h c l e a r l y d e n e d r e f e r - e n c e p o i n t s f o r i n t e r c o n n e c t i o n o f t h e l o g i c a l e n t i t i e s . K e y n o r m a - t i v e r e f e r e n c e p o i n t s a r e R 1 - t h r u - R 5 . E a c h o f t h e f u n c t i o n a l e n - t i t i e s : M S , A S N a n d C S N r e p r e s e n t a g r o u p i n g o f f u n c t i o n s , w i t h e x i b i l i t y o n h o w t h e s e f u n c t i o n s a r e r e a l i z e d i n p h y s i c a l e n t i t i e s .

I n c o m p l i a n c e w i t h N W G N R M : Z T E W i M A X s y s t e m s u p p o r t s C e n - t r a l i z e d A r c h i t e c t u r e W i r e l e s s - D S L / M S O r e p l a c e m e n t , w i t h l i m i t e d n e e d f o r h a n d o f f s a n d l o c a t i o n m a n a g e m e n t f u n c t i o n s w o u l d b e a n e x a m p l e t h e t a r g e t a p p l i c a t i o n .



16/84


P r o f i l e A , B , C D i f f e r e n c e T h e A S N m a y b e d e c o m p o s e d i n t o o n e o r m o r e B a s e S t a t i o n s ( B S s )

a n d o n e o r m o r e A S N G a t e w a y s ( A S N - G W ) a s s h o w n i n F i g u r e 3 .

FI G U R E 3 N E T W O R K RE F E R E N C E MO D E L

T h e W i M A X N R M d e n e s m u l t i p l e p r o l e s f o r t h e A S N , e a c h c a l l - i n g f o r a d i f f e r e n t d e c o m p o s i t i o n o f f u n c t i o n s w i t h i n t h e A S N . A S N p r o l e B c a l l s f o r a s i n g l e e n t i t y t h a t c o m b i n e s t h e B S a n d t h e A S N - G W . P r o l e s A a n d C s p l i t t h e f u n c t i o n s b e t w e e n t h e B S a n d t h e A S N - G W s l i g h t l y d i f f e r e n t l y , s p e c i c a l l y f u n c t i o n s r e l a t e d t o m o b i l i t y m a n a g e m e n t a n d r a d i o r e s o u r c e m a n a g e m e n t .

T a b l e 1 i l l u s t r a t e s f u n c t i o n a l d e c o m p o s i t i o n o f A S N i n v a r i o u s p r o - l e s .

TA B L E 1 A S N F U N C T I O N A L DE C O M P O S I T I O N I N VA R I O U S PR O F I L E S

A S N E n t i t y N a m e F u n c - t i o n a l

C a t e g o r y

F u n c t i o n

P r o l e A P r o l e B P r o l e C

A u t h e n t i c a t o r A S N - G W A S N A S N - G W

A u t h e n t i c a t i o n r e l a y

B S A S N B S

K e y d i s t r i b u t o r A S N - G W A S N A S N - G W

S e c u r i t y

K e y r e c e i v e r B S A S N B S



17/84


A S N E n t i t y N a m e F u n c - t i o n a l

C a t e g o r y F u n c t i o n

P r o l e A P r o l e B P r o l e C

D a t a p a t h f u n c t i o n A S N - G W a n d B S A S N A S N - G W a n d B S

H a n d o v e r c o n t r o l

A S N - G W A S N B S

C o n t e x t s e r v e r a n d c l i e n t

A S N - G W a n d B S

A S N A S N - G W a n d B S

M o b i l i t y

M I P F o r e i g n a g e n t

A S N - G W A S N A S N - G W

R a d i o r e s o u r c e c o n t r o l l e r

A S N - G W A S N B S R a d i o r e - s o u r c e m a n a g e -

m e n t R a d i o r e s o u r c e a g e n t

B S A S N B S

P a g i n g a g e n t B S A S N B S P a g i n g

P a g i n g c o n t r o l l e r

A S N - G W A S N A S N - G W

S e r v i c e o w a u t h o r i z a t i o n

A S N - G W A S N A S N - G W Q o S

S e r v i c e o w m a n a g e r

B S A S N B S



18/84



1 0 C o n d e n t i a l a n d P r o p r i e t a r y I n f o r m a t i o n o f Z T E C O R P O R A T I O N


19/84

C h a p t e r 2

W i M A X P r i n c i p l e

T a b l e o f C o n t e n t s O F D M a n d O F D M A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1 W i M A X S u b c h a n n e l I n t r o d u c t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2 W i M A X T D D F r a m e S t r u c t u r e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 3 W i M A X C h a n n e l s F u n c t i o n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 4

O F D M a n d O F D M A O F D M O r t h o g o n a l F r e q u e n c y D i v i s i o n M u l t i p l e x ( O F D M ) t e c h n o l o g y i s a

m u l t i - c a r r i e r d i g i t a l c o m m u n i c a t i o n m o d u l a t i o n t e c h n o l o g y . O F D M i s a m u l t i p l e x i n g t e c h n i q u e t h a t s u b d i v i d e s t h e b a n d w i d t h i n t o m u l - t i p l e f r e q u e n c y s u b - c a r r i e r s a s s h o w n i n t h e F i g u r e 4 .

FI G U R E 4 O F D M S Y S T E M AR C H I T E C T U R E

I n p u t d a t a s t r e a m i s d i v i d e d i n t o s e v e r a l p a r a l l e l s u b - s t r e a m s o f r e d u c e d d a t a r a t e ( t h u s i n c r e a s e d s y m b o l d u r a t i o n )

E a c h s u b - s t r e a m i s m o d u l a t e d a n d t r a n s m i t t e d o n a s e p a r a t e o r - t h o g o n a l s u b - c a r r i e r . T h e i n c r e a s e d s y m b o l d u r a t i o n i m p r o v e s t h e r o b u s t n e s s o f O F D M t o d e l a y s p r e a d . F u r t h e r m o r e , t h e c y c l i c p r e - x ( C P ) c a n c o m p l e t e l y e l i m i n a t e I n t e r - S y m b o l I n t e r f e r e n c e ( I S I ) a s l o n g a s t h e C P d u r a t i o n i s l o n g e r t h a n t h e c h a n n e l d e l a y s p r e a d .

O F D M P r i n c i p l e s

O F D M i s a s p e c i a l k i n d o f m u l t i - c a r r i e r c o m m u n i c a t i o n s o l u t i o n . T h e d a t a s t r e a m o f i s d i v i d e d i n t o m u l t i p l e l o w - r a t e c o d e s t r e a m s a f t e r s e r i a l / p a r a l l e l c o n v e r s i o n , a n d e a c h s t r e a m i s t r a n s m i t t e d b y a s u b - c a r r i e r . T h e O F D M d o e s n o t n e e d a l t e r t o s e p a r a t e s u b -

C o n d e n t i a l a n d P r o p r i e t a r y I n f o r m a t i o n o f Z T E C O R P O R A T I O N 1 1


20/84


c a r r i e r s , b u t u s e s F a s t F o u r i e r T r a n s f o r m s ( F F T ) t o s e p a r a t e a l i a s w a v e s .

T h e s p e c t r u m m o d e o f O F D M i s s h o w n i n F i g u r e 5 .

FI G U R E 5 O F D M S P E C T R U M MO D E

O F D M i s a F r e q u e n c y D i v i s i o n M u l t i p l e x i n g ( F D M ) t e c h n o l o g y , b u t i t i s d i f f e r e n t f r o m t h e p a s t F D M t e c h n o l o g y . T h e O F D M t r a n s c e i v e r i s a c t u a l l y a g r o u p o f m o d u l a t o r / d e m o d u l a t o r i m p l e m e n t e d b y m e a n s o f F a s t F o u r i e r T r a n s f o r m / I n v e r s e F a s t F o u r i e r T r a n s f o r m ( F F T / I F F T ) . I t m o v e s d i f f e r e n t c a r r i e r s t o t h e z e r o f r e q u e n c y , a n d m a k e s i n t e g r a t i o n i n a c o d e e l e m e n t p e r i o d . O t h e r c a r r i e r s i g n a l s a r e o r t h o g o n a l t o i n t e g r a t e d s i g n a l s , s o t h e i n f o r m a t i o n e x t r a c t i o n w i l l n o t b e a f f e c t e d . T h e d a t a r a t e o f t h e O F D M i s a l s o r e l a t e d t o t h e n u m b e r o f s u b - c a r r i e r s .

O F D M A O r t h o g o n a l F r e q u e n c y D i v i s i o n M u l t i p l e A c c e s s ( O F D M A ) i s a m u l - t i p l e - a c c e s s / m u l t i p l e x i n g s c h e m e t h a t p r o v i d e s m u l t i p l e x i n g o p - e r a t i o n o f d a t a s t r e a m s f r o m m u l t i p l e u s e r s o n t o t h e d o w n l i n k

s u b - c h a n n e l s a n d u p l i n k m u l t i p l e a c c e s s e s b y m e a n s o f u p l i n k s u b - c h a n n e l s .

W i M A X S u b c h a n n e l I n t r o d u c t i o n A s u b c h a n n e l i s a g r o u p e d s u b s e t f r o m a v a i l a b l e s u b c a r r i e r s . F i x e d W i M A X b a s e d o n O F D M - P H Y a l l o w s a l i m i t e d f o r m o f s u b c h a n n e l -

i z a t i o n i n t h e u p l i n k o n l y . M o b i l e W i M A X b a s e d o n O F D M A - P H Y , h o w e v e r , a l l o w s s u b c h a n n e l - i z a t i o n i n b o t h t h e u p l i n k a n d t h e d o w n l i n k , a n d h e r e , s u b c h a n n e l s f o r m t h e m i n i m u m f r e q u e n c y r e s o u r c e - u n i t a l l o c a t e d b y t h e b a s e s t a t i o n . T h e r e f o r e , d i f f e r e n t s u b c h a n n e l s m a y b e a l l o c a t e d t o d i f - f e r e n t u s e r s a s a m u l t i p l e - a c c e s s m e c h a n i s m .

M a i n l y t h e s u b c h a n n e l s a r e c l a s s i e d a s :

P a r t i a l U s a g e o f S u b c h a n n e l ( P U S C ) : T h e s u b c h a n n e l i z a - t i o n s c h e m e s b a s e d o n r a n d o m l y d i s t r i b u t e d s u b c a r r i e r s a c r o s s t h e f r e q u e n c y s p e c t r u m f o r b o t h t h e u p l i n k a n d t h e d o w n l i n k . T h e P U S C i s m a n d a t o r y f o r a l l m o b i l e W i M A X i m p l e m e n t a t i o n s



21/84

C h a p t e r 2 W i M A X P r i n c i p l e

F u l l U s a g e o f S u b c h a n n e l ( F U S C ) : T h e s u b c h a n n e l i z a t i o n s c h e m e s b a s e d o n s u b c a r r i e r s t h r o u g h o u t a f r e q u e n c y c h a n n e l r a n g e .

A d a p t i v e M o d u l a t i o n a n d C o d i n g ( A M C ) : T h e s u b c h a n n e l -

i z a t i o n s c h e m e b a s e d o n c o n t i g u o u s s u b c a r r i e r s a c r o s s f r e - q u e n c y s p e c t r u m .

W i M A X T D D F r a m e S t r u c t u r e T h e 8 0 2 . 1 6 e P H Y [ 3 ] s u p p o r t s T D D, F D D, a n d H a l f - D u p l e x F D D o p - e r a t i o n ; h o w e v e r t h e i n i t i a l r e l e a s e o f M o b i l e W i M A X c e r t i c a t i o n

p r o l e s w i l l o n l y i n c l u d e T D D . W i t h o n g o i n g r e l e a s e s , F D D p r o l e s w i l l b e c o n s i d e r e d b y t h e W i M A X F o r u m t o a d d r e s s s p e c i c m a r - k e t o p p o r t u n i t i e s w h e r e l o c a l s p e c t r u m r e g u l a t o r y r e q u i r e m e n t s e i t h e r p r o h i b i t T D D o r a r e m o r e s u i t a b l e f o r F D D d e p l o y m e n t s . T o c o u n t e r i n t e r f e r e n c e i s s u e s , T D D r e q u i r e s s y s t e m - w i d e s y n c h r o - n i z a t i o n ; n e v e r t h e l e s s , T D D i s t h e p r e f e r r e d d u p l e x i n g m o d e f o r t h e f o l l o w i n g r e a s o n s :

T D D e n a b l e s a d j u s t m e n t o f t h e d o w n l i n k / u p l i n k r a t i o t o s u p - p o r t a s y m m e t r i c d o w n l i n k / u p l i n k t r a f c e f c i e n t l y . W h i l e w i t h F D D , d o w n l i n k a n d u p l i n k a l w a y s h a v e x e d a n d g e n e r a l l y , e q u a l D L a n d U L b a n d w i d t h s .

T D D a s s u r e s c h a n n e l r e c i p r o c i t y f o r b e t t e r s u p p o r t o f l i n k a d a p - t a t i o n , M I M O a n d o t h e r c l o s e d l o o p a d v a n c e d a n t e n n a t e c h - n o l o g i e s .

T D D o n l y r e q u i r e s a s i n g l e c h a n n e l f o r b o t h d o w n l i n k a n d u p - l i n k p r o v i d i n g g r e a t e r e x i b i l i t y f o r a d a p t a t i o n t o v a r i e d g l o b a l s p e c t r u m a l l o c a t i o n s .

T r a n s c e i v e r d e s i g n s f o r T D D i m p l e m e n t a t i o n s a r e l e s s c o m p l e x a n d t h e r e f o r e l e s s e x p e n s i v e .

T h e W i M A X T D D f r a m e s t r u c t u r e i s i l l u s t r a t e d i n F i g u r e 6 a n d F i g -u r e 7 .



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FI G U R E 6 WIM A X T D D F R A M E ST R U C T U R E

FI G U R E 7 WIM A X T D D F R A M E ST R U C T U R E ( A N A L T E R N A T I V E VI E W)

D L - M A P a n d U L - M A P i n d i c a t e t h e c u r r e n t f r a m e s t r u c t u r e .

B S p e r i o d i c a l l y b r o a d c a s t s D o w n l i n k C h a n n e l D e s c r i p t o r ( D C D ) a n d U p l i n k C h a n n e l D e s c r i p t o r ( U C D ) m e s s a g e s t o i n d i c a t e b u r s t p r o l e s ( m o d u l a t i o n a n d F E C s c h e m e s ) .

W i M A X C h a n n e l s F u n c t i o n T h e W i M A X s T D D c h a n n e l s a n d t h e i r f u n c t i o n s a r e g i v e n b e l o w .

P r e a m b l e



23/84

C h a p t e r 2 W i M A X P r i n c i p l e

P r e a m b l e i s u s e d f o r t i m e a n d f r e q u e n c y s y n c h r o n i z a t i o n a s w e l l a s c h a n n e l e s t i m a t i o n . T h e p r e a m b l e i s t h e r s t s y m b o l i n D L s u b - f r a m e .

F r a m e C o n t r o l H e a d e r ( F C H )

F C H p r o v i d e s t h e f r a m e c o n g u r a t i o n i n f o r m a t i o n s u c h a s M A P m e s s a g e l e n g t h a n d c o d i n g s c h e m e a n d u s a b l e s u b - c h a n n e l s .

D L - M A P a n d U L - M A P

D L - M A P a n d U L - M A P s p e c i f y t h e d a t a r e g i o n s o f t h e v a r i o u s u s e r s i n t h e D L a n d U L s u b - f r a m e s o f t h e c u r r e n t f r a m e .

U L R a n g i n g

U L R a n g i n g i s a l l o c a t e d f o r t h e m o b i l e s t a t i o n s ( M S ) t o p e r f o r m c l o s e d l o o p t i m e , f r e q u e n c y a n d p o w e r a d j u s t m e n t a s w e l l a s b a n d w i d t h r e q u e s t s .

U L C Q I C H

U L C Q I C H i s a l l o c a t e d f o r M S t o f e e d b a c k c h a n n e l s t a t e i n f o r - m a t i o n .

U L A C K

U L A C K i s a l l o c a t e d f o r M S t o f e e d b a c k D L H A R Q a c k n o w l e d g e - m e n t .



24/84





25/84

C h a p t e r 3

W i M A X K e y T e c h n o l o g i e s

T a b l e o f C o n t e n t s H A R Q . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 7 Q o S . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 3 A n t e n n a T e c h n o l o g i e s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 9 H a n d o f f . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 1 A M C . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 7 S c h e d u l e r . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 1 P o w e r C o n t r o l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2 P o w e r S a v i n g M o d e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 4 F r a c t i o n a l F r e q u e n c y R e u s e ( F F R ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 7

H A R Q

B a c k g r o u n d o f H A R Q

T h e f o l l o w i n g s e c t i o n s d e s c r i b e t h e b a c k g r o u n d o f H A R Q i n c l u d i n g A R Q , F E C , H A R Q a n d A M C .

A R Q A R Q i s a n A u t o m a t i c R e p e a t R e q u e s t t e c h n o l o g y . O n c e a n y e r r o r i s d e t e c t e d a t t h e r e c e i v e e n d ( b y u s e o f e r r o r d e t e c t i o n c o d e s ) , t h e r e c e i v e r w i l l i m m e d i a t e l y n o t i f y t h e t r a n s m i t t e r t o r e - s e n d t h e i n f o r m a t i o n c o d e e l e m e n t t h r o u g h t h e f e e d b a c k c h a n n e l u n t i l t h e r e c e i v e r a c k n o w l e d g e s t h e r e c e i v i n g o f c o r r e c t m e s s a g e s .

T h e a d v a n t a g e o f t h i s m e t h o d i s t h a t t h e s y s t e m h a s a p o w e r - f u l e r r o r c o r r e c t c a p a b i l i t y a n d p e r f e c t a d a p t a b i l i t y , u n r e l a t e d t o c h a n n e l i n t e r f e r e n c e c h a n g e s . H o w e v e r , t h e d i s a d v a n t a g e s a r e a s f o l l o w s :

T h e r e s h o u l d b e a f e e d b a c k c h a n n e l .

T r a n s m i t t e r a n d r e c e i v e r a r e u n i e d i n a r e l a t i v e l y c o m p l i c a t e d c o n t r o l s y s t e m .

F u r t h e r m o r e , t h e s y s t e m h a s p o o r c o m m u n i c a t i o n c o n s i s t e n c y a n d r e a l - t i m e p e r f o r m a n c e .

T r a d i t i o n a l A R Q t e c h n o l o g y o n l y p l a y s a r o l e i n t h e r e t r a n s m i s s i o n m e c h a n i s m , w i t h o u t t h e F o r w a r d E r r o r C o r r e c t i o n ( F E C ) f u n c t i o n , s o i t o n l y h a s e r r o r d e t e c t i o n f u n c t i o n .


sjzl20094857-zxmbw bss(v3.30) mobile broadband wireless base station system basic principle

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