Para que o sinal seja recebido corretamente após a transmissão, é necessário
que o transmissor e o receptor estejam bem sincronizados no tempo e na
freqüência. Se isto não ocorrer, a ortogonalidade entre as subportadoras é
prejudicada, o que resulta na chamada interferência interportadoras
(intercarrier interference – ICI). Além disso, devido às altas taxas de
transmissão, pode ocorrer também interferência intersímbolos (intersymbol
interference – ISI). A camada física do WiMAX permite opções para diversos
parâmetros de transmissão, como número de subportadoras e separação
entre subportadoras, de forma a diminuir a ICI e a ISI sem comprometer o
desempenho da transmissão.
Um subcanal, como definido no padrão IEEE 802.16e-2005, é um conjunto
lógico de subportadoras. Para criar um símbolo OFDM, os símbolos
modulados são mapeados nos subcanais que tiverem sido alocados para a
transmissão. A constituição, em subportadoras, destes subcanais é definida
pelo esquema de permutação de subportadoras; elas podem ser adjacentes, o
que permite o uso da técnica de beamforming (aumentando a potência do
sinal e diminuindo a sensibilidade a erros e interferência), ou podem estar
espalhadas no espectro, diminuindo a ICI.
Entre os principais esquemas de permutação está o DL FUSC (Downlink Full
Usage of Subcarriers). Neste esquema, todas as subportadoras de dados são
utilizadas para compôr os subcanais. Cada subcanal é composto de 48
subportadoras distribuídas pela banda de freqüência – as subportadoras são
alocadas antes desta distribuição. Já no DL PUSC (Downlink Partial Usage of
Subcarries), as subportadoras são divididas em arrumadas em clusters, em
cada qual há a definição de 24 subportadoras de dados e 4 subportadoras
piloto. Os clusters são, então, renumerados (redistribuição lógica) e divididos
em seis grupos. Dois clusters do mesmo grupo formam os subcanais. No
PUSC é possível alocar apenas parte destes grupos a transmissores. Se os
grupos alocados a transmissores diferentes forem disjuntos, podemos separar
os seus sinais no espaço de subportadoras, o que facilita a reutilização de
freqüências ao custo da taxa de transmissão.
Outro esquema de permutação é o UL PUSC (Uplink Partial Usage of
Subcarriers), no qual as subportadoras são divididas em conjuntos contendo,
no modo tradicional, 8 subportadoras de dados e 4 subportadoras piloto, ou no
modo alternativo, 8 subportadoras de dados e 1 subportadora piloto (o modo
alternativo, por possuir maior proporção de subportadoras de dados, permite
uma taxa de transmissão de dados maior, mas perde em rastreamento de
canal). Estes conjuntos são agrupados em seis grupos, e os subcanais são
formados por seis conjuntos de um mesmo grupo. Há também o esquema
TUSC, que é um esquema de downlink semelhante ao UL PUSC. Quando
ambos são utilizados simultaneamente – o que torna a alocação de
subportadoras simétrica – em alguns casos particulares, como sistemas de
antena em loop fechado, a realimentação do estado do canal torna-se
desnecessária.
Por último, temos o esquema Band AMC (Band Amplitude Modulation and
Coding). A grande diferença deste esquema para os anteriores reside no fato
de que todas as subportadoras de um mesmo subcanal estão adjacentes no
espectro, facilitando a exploração de acesso multiusuário. No Band AMC, nove
subportadoras adjacentes, sendo oito de dados e uma piloto, formam um
contêiner, e quatro contêineres adjacentes em freqüência formam uma banda.
Os subcanais são compostos de seis contêineres contíguos da mesma banda,
podendo ser um contêiner pela duração de seis símbolos OFDM, dois
contêineres por três símbolos ou três contêineres por dois símbolos – tais
contêineres e símbolos sempre adjacentes por construção.
A alocação destes recursos pela camada de acesso ao meio é feita em slots,
que são a menor unidade de recursos nos domínios do tempo e da freqüência
que a camada física pode alocar a um único usuário. O tamanho do slot varia
com o esquema de permutação.
A partir do momento que os símbolos que serão transmitidos em cada
subportadora já são conhecidos, é necessário aplicar a transformada rápida
de Fourier inversa, em blocos, aos símbolos que serão transmitidos. O
tamanho dos blocos, em símbolos, é igual à quantidade de subportadoras
utilizadas para realizar a transmissão. Temos, então, um vetor de símbolos no
domínio do tempo, ao qual é anexado o prefixo cíclico. Esta série de símbolos
compõe o sinal digital que será transmitido em uma única freqüência de rádio.
Imagem 3: Transmissão dos símbolos OFDM.
1. Visão geral do WiMAX
