Segundo a especificação do WiMAX, antes de a codificação ser realizada, os
dados passam por um processo de aleatorização de dados (data
randomization), um simples deslocamento de bits com o objetivo de criar uma
encriptação básica. Então, os dados são divididos em “blocos FEC” (forward
error correction), que serão codificados individualmente e posteriormente
concatenados. Cada bloco FEC é composto de um número de subcanais, que
são a menor unidade de alocação de recursos da camada física (contendo
várias subportadoras piloto e de dados).
O principal esquema de codificação (channel coding) definido no padrão IEEE
802.16e-2005 é baseado em código convolucional – código no qual strings de
m bits são transformados em um símbolo de n bits e a transformação é função
dos últimos k bits a serem codificados. Neste esquema o codificador possui
comprimento restritivo k igual a 7 e uma taxa de codificação m/n igual a ½. No
entanto, também são definidos esquemas alternativos de codificação, sendo o
principal deles o código turbo. Em codificadores deste tipo, dois bits
consecutivos da seqüência de entrada são codificados simultaneamente
através de dois polinômios geradores. Eles têm sido amplamente empregados
porque possuem diversas vantagens, como aumento a distância mínima entre
palavras de código (e conseqüente melhor detecção e correção de erros) e
melhor desempenho durante a codificação. Após os blocos FEC serem
codificados, eles passam por um processo de ajuste de taxa (rate matching),
para ajustar o seu comprimento ao quadro de rádio, seja inserindo ou
removendo bits.
Neste momento, pode ser acrescentada uma etapa de HARQ (Hybrid-ARQ).
Nesta etapa, caso um bloco seja retransmitido, é acrescentada uma
redundância adicional, o que torna maior a probabilidade de que o bloco seja
recebido com sucesso. O próximo passo do processo de codificação consiste
no entrelaçamento (interleaving), cujo objetivo é rearranjar os bits de
transmissão de forma que rajadas de erro sejam mais facilmente corrigidas
pelo receptor. No WiMAX ele é realizada em dois passos: no primeiro, bits
consecutivos são mapeados em subportadoras diferentes, o que melhora o
desempenho do decodificador e distribui a carga de transmissão entre as
subportadoras. No segundo passo, os bits adjacentes são alternadamente
mapeados em posições mais ou menos significativas do bloco a ser
transmitido. Este entrelaçamento é efetuado para cada bloco FEC
independentemente.
Finalmente, temos o mapeamento de símbolos (symbol mapping): a
seqüência de bits é mapeada em uma seqüência de símbolos. As principais
constelações (esquemas de mapeamento) utilizadas no WiMAX são QPSK
(quadrature phase-shift keying) e 16 QAM (quadrature amplitude modulation),
mas a constelação 64QAM também é definida no padrão.
1. Visão geral do WiMAX
