kl le minh dung 811106d

Modulation QPSK Quadruature Phase Shift Keying Điều chế pha trực giao QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ OLOS Obstructed Line of sight Đường dẫn thẳng bị che chắn OFDM Orthogonal

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÔN ĐỨC THẮNG

KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

CẢI THIỆN ĐƯỜNG KẾT NỐI KHÔNG DÂY

TRONG WIMAX

GVHD : PGS.TS PHẠM HỒNG LIÊN SVTH : LÊ MINH DŨNG

Lớp : 08DD2N

Khoá : 08

TP Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2009

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành được tốt luận văn tốt nghiệp này, trước tiên em xin chân thành cảm

ơn PGS.TS PHẠM HỒNG LIÊN đã trực tiếp hướng dẫn, cung cấp tài liệu và tạo mọi

điều kiện để em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giảng viên đã dạy dỗ, chỉ bảo và truyền đạt

cho em những kiến thức trong suốt 5 năm học qua Cám ơn khoa Điện tử viễn thông -

Đại học TÔN ĐỨC THẮNG đã tạo môi trường tốt cho em học tập và nghiên cứu

Trong quá trình nghiên cứu và thực hiện luận văn tốt nghiệp, em cũng đã cố gắng

khá nhiều, tuy nhiên vẫn có những thiếu xót không thể tránh khỏi Em rất mong được sự

chỉ bảo, góp ý của của các thầy cô giáo và các bạn sinh viên để luận văn được hoàn thành

tốt hơn Em xin chân thành cảm ơn

TP Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2009

Lê Minh Dũng

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN



GVHD : PGS.TS PHẠM HỒNG LIÊN

SVTH : LÊ MINH DŨNG

MSSV : 811106D

Lớp : 08DD2N Đề tài: CẢI THIỆN ĐƯỜNG KẾT NỐI KHÔNG DÂY TRONG WIMAX Lời nhận xét của giáo viên hướng dẫn:

NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN



GVHD : PGS.TS PHẠM HỒNG LIÊN

SVTH : LÊ MINH DŨNG

MSSV : 811106D

Lớp : 08DD2N Đề tài: CẢI THIỆN ĐƯỜNG KẾT NỐI KHÔNG DÂY TRONG WIMAX Lời nhận xét của giáo viên phản biện:

MỤC LỤC

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vi

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU viii

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ix

LỜI NÓI ĐẦU xi

CHƯƠNG 1: CÔNG NGHỆ WIMAX 01

1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ WIMAX 01

1.1.1 Mô hình ứng dụng cố định (Fixed WIMAX) 02

1.1.2 Mô hình ứng dụng di động (Mobile WIMAX) 03

1.2 ĐẶC ĐIỂM CỦA CÔNG NGHỆ WIMAX 04

1.2.1 Lớp vật lý dựa vào công nghệ OFDM 04

1.2.2 Tốc độ truyền dữ liệu cao 04

1.2.3 Mở rộng băng thông và hỗ trợ tốc độ dữ liệu 04

1.2.4 Điều chế thích nghi (AMC) 05

1.2.5 Liên kết-lớp phát lại 05

1.2.6 Hỗ trợ cho FDD và TDD 05

1.2.7 Orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) 05

1.2.8 Phân bổ cho mỗi thuê bao linh hoạt 05

1.2.9 Các hệ thống anten thích ghi AAS (Adaptive Antena System) 06

1.2.10 Chất lượng hỗ trợ dịch vụ 06

1.2.11 Tính bảo mật cao 06

1.2.12 Hỗ trợ di động 06

1.2.13 Giao thức IP 06

1.3 QUY HOẠCH WIMAX 06

1.3.1 Các dải tần số vốn có 08

1.3.1.1 Băng 3400-3600MHz (băng 3.5GHz) 08

1.3.1.2 Băng 3600-3800MHz 08

1.3.1.3 Băng 3300-3400MHz (băng 3.3 GHz) 08

1.3.1.4 Băng 2500-2690MHz (băng 2.5 GHz) 08

1.3.1.5 Băng 2300-2400MHz (băng 2.3 GHz) 09

1.3.1.6 Băng 5725-5850MHz (băng 5.8 GHz) 10

1.3.1.7 Băng dưới 1GHz 10

1.3.2 Dung lượng và hiệu suất bao phủ 10

1.3.3 Dải tần số lựa chọn và các đặc tính hệ thống 12

1.4 SƠ ĐỒ TRIỂN KHAI 12

1.4.1 Sơ đồ triển khai 13

1.4.2 Các yếu tố cần thiết để triển khai cấu trúc mạng đảm bảo hiệu suất cao 14

1.4.2.1 Vị trí thuê bao (1) 14

1.4.2.2 Anten (2) 14

1.4.2.3 Trụ sở cung cấp dịch vụ WIMAX hoặc POP (3) 14

1.4.2.4 Trạm gốc được triển khai hoặc các Cell (4) 14

1.5 SO SÁNH WIMAX VỚI 3G VÀ WLAN 14

1.5.1 Mạng 3G (Third Generation) 15

1.5.2 Mạng WLAN (Wireless Local Area Network) 15

1.5.3 Sự cạnh tranh và phối hợp 16

1.5.3.1 Từ góc nhìn về cạnh tranh giữa các công nghệ 17

1.5.3.2 Từ góc nhìn về sự hợp tác 17

1.5.4 Nhận xét 18

1.6 KẾT LUẬN 20

CHƯƠNG 2 : KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ OFDM 21

2.1 GIỚI THIỆU OFDM 21

2.1.1 Mã hóa 25

2.1.2 Giải mã 26

2.1.3 Điều chế 26

2.1.4 Biến đổi S/P, P/S 27

2.1.5 IFFT/FFT 27

2.1.6 Khoảng bảo vệ tiền tố vòng CP 27

2.2 CƠ CHẾ GIẢM NHIỄU ĐA ĐƯỜNG 28

2.3 TỶ SỐ CÔNG SUẤT ĐỈNH - TRUNG BÌNH (PAR) 31

2.3.1 Định nghĩa 32

2.3.2 Phương pháp giảm PAR 33

2.3.2.1 Sử dụng thông tin hỗ trợ 33

2.3.2.2 Xử lý không gian tín hiệu 34

2.4 CÁC ƯU KHUYẾT ĐIỂM CỦA OFDM 34

2.4.1 Các ưu điểm cơ bản của kỹ thuật OFDM 34

2.4.2 Các khuyết điểm của kỹ thuật OFDM 34

CHƯƠNG 3:CẢI THIỆN TÍN HIỆU CI BẰNG GIẢI THUẬT THÍCH NGHI 35

3.1 TỔNG QUAN VỀ TÍN HIỆU CI 35

3.2 TÍNH TRỰC GIAO CỦA TÍN HIỆU CI 36

3.3 TÍNH GIẢ TRỰC GIAO CỦA CI 37

3.4 PHƯƠNG PHÁP KẾT HỢP SAI SỐ TRUNG BÌNH BÌNH PHƯƠNG TỐI THIỂU MMSE 37

CHƯƠNG 4: KỸ THUẬT SHORTENING IMPULSE RESPONSE 40

4.1 TỔNG QUAN VỀ SHORTENING IMPULSE RESPONSE 40

4.2 OPTIMAL SHORTENING(MSSNR) 41

4.3 LS SHORTENING, MÔ HÌNH TWO-CHANNELAUTOREGRESSIVE 45

4.3.1 LS Shortening 45

4.3.2 Mô hình two-channelauto Regressive 46

4.4 PHƯƠNG PHÁP HIỆU CHỈNH MMSE 48

CHƯƠNG 5 : MÔ PHỎNG VÀ NHẬN XÉT 53

5.1 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ NHẬN XÉT 53

5.1.1 Khả năng thu ngắn đáp ứng xung của SIRF 53

5.1.2 Mô phỏng SIRF với nhiều giá trị khác nhau của TIR 54

5.1.3 So sánh kết quả mô phỏng SIRF dung các thuật toàn khác nhau 58

5.1.4 So sánh kết quả phỏng với các giá trị CIR khác nhau 59

5.1.4.1 Giải thuật Optimal Shortening 59

5.1.4.2 Giải thuật Two-channel AR 61

5.1.4.3 Giải thuật MMSE 63

5.1.4.4 Nhận xét chung 64

5.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 64

PHỤ LỤC 65

TÀI LIỆU THAM KHẢO 67

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

Từ viết

tắt

AAS Adaptive Antena System Hệ thống anten thích ghi

ADSL Asymmetric Digital Subscriber

BPSK Binary Phase Shift Keying Điều chế pha nhị phân

CP Cyclic Prefix Tiền tố chu kỳ

CPE Customer Premises Equipment Thiết bị đầu cuối

FDM Frequency Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo tần số FFT Fast Fourier Transform Biến đổi Fourier nhanh

IEEE Institute of Electrical and

Electronics Engineers

Tổ chức Học Viện kỹ nghệ Điện và Điện Tử

ICI Intercarrier Interference Nhiễu xuyên kênh

ISI Intersymbol Interference Nhiễu liên kí tự

IP Internet Protocol Giao thức Liên mạng

FEC Forward Error Correction Kỹ thuật sửa lỗi trước

FWA Fixed Wireless Access hệ thống truy cập không dây cố

định GSM Global System for Mobile

communication

Thông tin di động toàn cầu

NLOS Non Line of Sight Không theo tầm nhìn thẳng

PSTN Public Switched Telephone

Modulation

QPSK Quadruature Phase Shift Keying Điều chế pha trực giao

QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ

OLOS Obstructed Line of sight Đường dẫn thẳng bị che chắn

OFDM Orthogonal Frequency Division

Multiplexing

Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao

TDM Time Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo thời gian

RF Radio frequency Sóng cao tần

SIRF Shortening Impulse Response

Filter

Bộ lọc thu ngắn đáp ứng xung hiệu dụng

UHF Ultra High Frequency Truyền sóng tầm thẳng

WBA Wireless Broadband Access Công nghệ truy cập không dây băng

rộng WIMAX World Interoperability Microwave

Access

Hệ thống truy nhập vi ba có tính tương tác toàn cầu

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 1: Dải tần số lựa chọn và các đặc tính hệ thống 12 Bảng 2: So sánh WIMAX với 3G và WLAN 15

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Chương 1

Hình 1.1: Cấu trúc mạng vô tuyến cố định 03

Hình 1.2: Cấu trúc mạng vô tuyến di động 04

Hình 1.3: Dung lượng sector trung bình là một hàm của dải cell cho các hệ thống WIMAX sử dụng các CPE indoor/outdoor 11

Hình 1.4: Mô hình WIMAX 12

Hình 1.5: Cấu trúc triển khai mạng WIMAX 13

Hình 1.6: Các công nghệ không dây 16

Chương 2: Hình 2.1: So sánh 2 kỹ thuật: (a) đang sóng mang FDM và (b) OFDM 22

Hình 2.2: Mô hình ghép kênh trong OFDM 23

Hình 2.3: Sóng truyền trong kỹ thuật OFDM 24

Hình 2.4: Quang phổ sóng truyền trong kỹ thuật OFDM 24

Hình 2.5: Sơ đồ bộ thu phát hệ thống OFDM dựa trên phép biến đổi Fourier 25

Hình 2.6: Thêm CP vào kí hiệu 28

Hình 2.7: Đa đường dẫn trong các điều kiện kết nối NLOS (anten thu cố định) 28

Hình 2.8: Đa đường dẫn trong các điều kiện kết nối NLOS (anten thu di động) 29

Hình 2.9: Cấu trúc Symbol OFDM, ISI và khoảng bảo vệ 30

Hình 2.10: Thêm CP vào ký hiệu OFDM 31

Hình 2.11: Một số không gian tín hiệu 32

Hình 2.12: Tỷ số công suất đỉnh- trung bình PAPR 33

Chương 3: Hình 3.1: Đường bao của tín hiệu CI với N bằng 4 36

Chương 4: Hình 4.1: Sơ đồ khối thu phát đơn giản của WIMAX với SIRF 40

Hình 4.2: Thu ngắn đáp ứng xung về trong khoảng bảo vệ CP 41

Hình 4.3: LS Shortening 45

Hình 4.4: Cấu trúc bộ cân bằng MMSE 48

Chương 5: Hình 5.1: Đáp ứng xung trước và sau khi thu ngắn 53

Hình 5.2: Kết quả mô phỏng giải thuật Optimal Shortening (MSSNR) với các giá trị

TIR= 8, 16, 32, 45, 64, 90, 128, 150 với Dmin= 15, Dmax= 35 55

Hình 5.3: Kết quả mô phỏng giải thuật Two- channel autoragessive với các giá trị TIR= 8, 16, 32, 45, 64, 90, 128, 150 với Dmin= 15, Dmax= 35 56

Hình 5.4: Kết quả mô phỏng giải thuật MMSE với các giá trị TIR= 8, 16, 32, 45, 64, 90, 128, 150 với Dmin= 15, Dmax= 35 57

Hình 5.5: Đáp ứng xung thu ngắn dùng giải thuật Optimal Shortening 58

Hình 5.6: Đáp ứng xung thu ngắn dùng giải thuật Two- channel AR 58

Hình 5.7: Đáp ứng xung thu ngắn dùng giải thuật MMSE 59

Hình 5.8: Đáp ứng xung thu ngắn dùng giải thuật Optimal Shortening với CIR1 60

Hình 5.9: Đáp ứng xung thu ngắn dùng giải thuật Optimal Shortening với CIR2 60

Hình 5.10: Đáp ứng xung thu ngắn dùng giải thuật Optimal Shortening với CIR3 61

Hình 5.11: Đáp ứng xung thu ngắn dùng giải thuật Two-channel AR với CIR1 61

Hình 5.12: Đáp ứng xung thu ngắn dùng giải thuật Two-channel AR với CIR2 62

Hình 5.13: Đáp ứng xung thu ngắn dùng giải thuật Two-channel AR với CIR3 62

Hình 5.14: Đáp ứng xung thu ngắn dùng giải thuật MMSE với CIR1 63

Hình 5.15: Đáp ứng xung thu ngắn dùng giải thuật MMSE với CIR2 63

Hình 5.16: Đáp ứng xung thu ngắn dùng giải thuật MMSE với CIR3 64

LỜI NÓI ĐẦU

WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) được định

nghĩa cho truy cập không dây băng rộng Kỹ thuật này nhằm cung cấp truy cập băng rộng cho những ứng dụng dân cư và doanh nghiệp nhỏ, cũng như việc truy cập Internet ở vùng nông thôn, nơi mà chưa có được hệ thống cơ sở hạ tầng về cáp mạng Do đó Wimax được xem là phương án tối ưu cho đường kết nối không dây giữa WLAN (Wireless Local Area Network) với Internet

Kỹ thuật OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) được sử

dụng cho hệ thống WiMAX bởi vì tính ưu việt trong việc chống fading đa đường của nó Được dung trong những hệ thống có kênh truyền không theo tầm nhìn thẳng NLOS (Non-Line-Of-Sight) ở tốc độ truyền dữ liệu cao và băng thông rộng

Để giải quyết bài toán kênh có độ trải trễ lớn hơn độ dài của CP, chúng ta có

thể sử dụng bộ lọc SIRF (Shortening Impulse Response Filter) ở phía thu Mục

đích của bộ lọc này là thu ngắn lại đáp ứng xung của kênh thu được Nếu đáp ứng xung sau bộ lọc trên nhỏ hơn độ dài của CP thì hệ thống sẽ không bị tác động của ISI

Nội dung chính của luận văn bao gồm các chương như sau:

- Chương 1: Tổng quan về WiMAX, giới thiệu về WiMAX và các thông số

cơ bản của WiMAX

- Chương 2: OFDM, giới thiệu sơ lược về OFDM, hệ thống OFDM, vấn đề

chèn khoảng bảo vệ tiền tố vòng…

- Chương 3: Tổng quan về tín hiệu CI, đặc điểm tín hiệu CI và cải thiện tín

hiệu CI bằng giải thuật thích nghi

- Chương 4: Kỹ thuật Shortening Impusle Respone, giới thiệu về kỹ thuật

Shortening Impusle Respone, các phương pháp và giải thuật khác nhau để thực hiện điều này

- Chương 5: Mô phỏng, kết quả và nhận xét: thực hiện mô phỏng bằng

Matlab để thấy được hiệu quả của phương pháp Shortening Impusle Respone So sánh các kết quả, nhận xét và hướng phát triển

CHƯƠNG 1

CÔNG NGHỆ WIMAX

1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ WIMAX

WIMAX (World Interoperability Microwave Access) là hệ thống truy nhập

vi ba có tính tương tác toàn cầu dựa trên cơ sở tiêu chuẩn kỹ thuật IEEE

802.16-2004 Tiêu chuẩn này do hai tổ chức quốc tế đưa ra : Tổ công tác 802.16 trong ban

tiêu chuẩn IEEE 802, và Diễn đàn WIMAX là người triển khai ứng dụng tiêu chuẩn

IEEE 802.16

Công nghệ truy nhập không dây đang được triển khai ứng dụng có triển vọng nhằm bổ sung cho mạng thông tin di động Mạng WiFi chủ yếu phục vụ cho mạng

cục bộ LAN, còn WIMAX phục vụ chủ yếu cho mạng đô thị MAN (Metropolitan

Area Network) Mạng WIMAX cũng như mạng đô thị hữu tuyến (truyền dẫn qua

cáp) như mạng DSL đều được sử dụng để phục vụ các thuê bao trong vùng tới 50km

Công nghệ WIMAX chủ yếu là quan tâm đến việc đưa truy cập vô tuyến băng rộng tới số đông Công nghệ này đưa ra một sự lựa chọn giá rẻ cho truy cập

băng rộng qua cáp và qua đường dây thuê bao số (DSL) Các chi phí lắp đặt cho một

hạ tầng vô tuyến dựa trên chuẩn 802.16 thấp hơn rất nhiều so với các giải pháp hữu tuyến hiện nay, mà thường phải đòi hỏi đi cáp trong các toà nhà và trên các đường phố Chính vì lý do đó, WIMAX đã trở thành một giải pháp hấp dẫn cho việc cung cấp kết nối cuối trong các mạng vô tuyến đô thị

Trong tình trạng thiếu hụt về hạ tầng hữu tuyến thì công nghệ WIMAX là một giải pháp thiết thực để mở rộng dịch vụ tời nhiều miền khác nhau trên khắp đất nước, có thể mang truy cập băng rộng đến các hộ gia đình và các cơ sở kinh doanh của hàng triệu người sống ở vùng nông thôn và các thị trường đang phát triển

Wimax không phải là một công nghệ mới mà nó chỉ là một sự thích nghi mang tính thương mại và có đổi mới dựa trên công nghệ đã được sử dụng để mang các dịch vụ vô tuyến băng rộng phủ khắp toàn cầu

Hai mô hình ứng dụng của WIMAX theo tiêu chuẩn IEEE.802.16 đó là : + Mô hình ứng dụng cố định (Fixed WIMAX)

+ Mô hình ứng dụng di động (Mobile WIMAX)

1.1.1 Mô hình ứng dụng cố định (Fixed WIMAX)

Mô hình cố định sử dụng các thiết bị theo tiêu chuẩn IEEE.802.16-2004, gọi

là “không dây cố định” Thiết bị thông tin làm việc với các anten được đặt cố định (trên mái nhà hoặc trên cột tháp của các nhà thuê bao) tương tự như chảo thông tin

vệ tinh

Tiêu chuẩn IEEE 802.16-2004 cũng cho phép đặt anten trong nhà nhưng tất nhiên tín hiệu thu không khoẻ bằng anten ngoài trời Băng tần công tác trong băng 2,5GHz hoặc 3,5GHz Độ rộng băng tần là 3,5MHz

Trong mạng cố định WIMAX thực hiện cách tiếp nối không dây đến các modem cáp, đến các đôi dây thuê bao của mạch xDSL hoặc mạch Tx/Ex (truyền phát/chuyển mạch) và mạch OC-x (truyền tải qua sóng quang) WIMAX cố định có thể phục vụ cho các loại người sử dụng như : các xí nghiệp, các khu dân cư nhỏ lẻ, mạng cáp truy nhập WLAN công cộng nối tới mạng đô thị, các trạm gốc BS của mạng thông tin di động và các mạch điều khiển trạm BS Về cách phân bố theo địa

lý, các user có thể phân tán tại các địa phương như nông thôn và các vùng sâu vùng

xa khó đưa mạng cáp hữu tuyến đến đó

Mô hình ứng dụng cố định WIMAX dựa trên chuẩn 802.16-2004 có thể cung cấp tốc độ dữ liệu lên tới 75Mbps trên một trạm gốc 4 sector (đạt tốc độ truyền dữ liệu cao nhất trên 1 sector là 18.7 Mbps), tức là có đủ băng thông để cung cấp đồng thời (thông qua một trạm gốc riêng ) hơn 60 cơ sở kinh doanh với kết nối kiểu T1/E1 và hàng trăm gia đình với kết nối DSL

Hình 1.1: Cấu trúc mạng vô tuyến cố định

1.1.2 Mô hình ứng dụng WIMAX di động (Mobile WIMAX)

Mô hình WIMAX di động sử dụng các thiết bị phù hợp với tiêu chuẩn IEEE 802.16e Tiêu chuẩn này bổ sung cho tiêu chuẩn 802.16-2004 hướng tới các user cá nhân di động, làm việc trong băng tần thấp hơn 6GHz Mạng lưới này phối hợp cùng WLAN, mạng di động Cellular 3G có thể tạo thành mạng di động có vùng phủ sóng rộng

Hình 1.2: Cấu trúc mạng vô tuyến di động

1.2 ĐẶC ĐIỂM CỦA CÔNG NGHỆ WIMAX :

Tiêu chuẩn WIMAX đã được phát triển với nhiều đặc tính Có thể được khái quát như sau:

1.2.1 Lớp vật lý dựa vào công nghệ OFDM : lớp vật lý (PHY) WIMAX

dựa trên OFDM, cung cấp tốt chống đa đường truyền và cho phép WIMAX hoạt động trong điều kiện NLOS OFDM là ngay bây giờ được công nhận rộng rãi như là phương pháp lựa chọn cho các băng thông rộng không dây

1.2.2 Tốc độ truyền dữ liệu cao: WIMAX có khả năng để tốc độ truyền dữ

liệu cao Trong thực tế, tốc độ truyền dữ liệu có thể được tăng cao như mức 74Mbps khi hoạt động bằng cách sử dụng một băng quang phổ 20MHz.Bằng cách sử dụng một băng 10MHz TDD định các hoạt động bằng cách sử dụng chương trình với một

tỉ lệ 3:1 tương ứng với Downlink-to-uplink, tốc độ truyền dữ liệu sẽ là 25Mbps và 6Mbps.Tốc độ truyền dữ liệu đạt cao nhất khi sử dụng điều chế 64 QAM với tỷ lệ sửa lỗi mã hóa là 5 / 6 Thậm chí, khi tín hiệu tốt tốc độ truyền dữ liệu cao hơn nếu

sử dụng nhiều antenna

1.2.3 Mở rộng băng thông và hỗ trợ tốc độ dữ liệu: lớp vật lý của

WIMAX được mở rộng theo tốc độ dữ liệu một cách dễ dàng với kênh băng thông

có sẵn Sự mở rộng này được hỗ trợ trong cách ghép kênh OFDMA, nơi kích thước

FFT (Fast Fourier Transform) được điều chỉnh để phù hợp với các kênh băng

thông có sẵn Ví dụ, một hệ thống WiMAX có thể sử dụng 128 bits, 512 bits, hoặc

1048 bits, cho dù FFT dựa trên các kênh băng thông tương ứng là 1.25MHz, 5MHz, hoặc 10MHz Sự mở rộng có thể được thực hiện tự động để hỗ trợ người sử dụng khác nhau trên mạng với băng thông khác nhau

1.2.4 Điều chế thích nghi (AMC): Điều chế thích nghi cho phép hệ thống

WiMAX điều chỉnh được phương pháp điều chế tín hiệu dựa trên điều kiện SNR của tuyến Khi tuyến truyền dẫn có chất lượng tốt, kiểu điều chế cao nhất được sử dụng, làm tăng dung lượng của hệ thống Khi tuyến ở mức chất lượng thấp hơn, hệ thống WiMAX có thể chuyển sang một kiểu điều chế thấp hơn để đảm bảo chất lượng kết nối và ổn định của tuyến

1.2.5 Liên kết-lớp phát lại: Đối với các kết nối có yêu cầu độ tin cậy cao,

WIMAX hỗ trợ tự động phát lại yêu cầu (ARQ) ở lớp liên kết ARQ cho phép kết

nối yêu cầu mỗi gói sẽ được truyền được công nhận của bên thu; nếu gói trả lời bị mất thì nó sẽ tự động truyền lại WIMAX cũng hỗ trợ các tùy chọn của ARQ, đó là

sự tương tác một cách hiệu quả giữa kỹ thuật sửa lỗi trước (FEC) và ARQ

1.2.6 Hỗ trợ cho FDD và TDD: Hỗ trợ cả phân chia song công thời gian và

tần số, cũng như bán song công trong kỹ thuật TDD Phí tổn thấp khi khai triển hệ thống TDD được triển khai nhiều trong thực tế vì những ưu điểm của nó:

(1) Tính linh hoạt trong việc chọn tốc độ dữ liệu uplink-to-Downlink (2) Khả năng khai thác kênh tương tác

(3) Khả năng để triển khai thực hiện trong nonpaired

(4) Thiết kế bên thu và phát ít phức tạp hơn

Tất cả các tính năng WIAMX đều được dựa trên kỹ thuật TDD, ngoại trừ cho WiMAX cố định trong băng 3.5GHz

1.2.7 Orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) :

OFDMA là công nghệ đa sóng mang phát triển từ công nghệ OFDM, ứng dụng như một công nghệ đa truy cập OFDMA hỗ trợ các nhiệm vụ của các sóng mang con đối với các thuê bao nhất định Mỗi một nhóm sóng mang con được biểu thị như

một kênh con (subchannel) và mỗi thuê bao được chỉ định một hoặc nhiều kênh con

để truyền phát dựa trên mỗi yêu cầu cụ thể lưu lượng của mỗi thuê bao OFDMA có một số ưu điểm như khả năng linh hoạt cao, thông lượng và tính ổn định được cải tiến Bằng việc ấn định các kênh con cho các thuê bao cụ thể, việc truyền phát từ một số thuê bao có thể xảy ra đồng thời mà không cần sự can thiệp nào, do đó sẽ

giảm thiểu tác động như ảnh hưởng đa truy nhập (MAI)

1.2.8 Phân bổ cho mỗi thuê bao linh hoạt :Cả hai đường truyền Downlink

uplink và khả năng phân bổ được kiểm soát bởi một cơ sở dữ liệu trong các trạm thuê bao Khả năng dùng chung giữa nhiều người dùng trên một cơ sở nhu cầu được giải quyết bằng cách sử dụng một chương trình mở rộng TDM Khi sử dụng chế độ OFDMA-PHY, tần số được thêm vào bộ dồn kênh bằng cách phân chia các kênh con khác nhau của sóng mang OFDM đến những người dùng khác nhau

Khả năng đáp ứng có thể được phân bổ trong không gian tên miền cũng như

khi sử dụng hệ thống ăng-ten (AAS) nâng cao Các tiêu chuẩn của băng thông cho

các khả năng đáp ứng được cấp phát trong miền thời gian, tần số, không gian và có một cơ chế linh hoạt để truyền các thông tin về việc phân bổ khả năng đáp ứng một khung cơ bản

1.2.9 Các hệ thống anten thích ghi AAS (Adaptive Antena System) : là

một phần của lựa chọn tiêu chuẩn IEEE 802.16 AAS có khả năng điều chỉnh búp sóng chỉ tập trung vào một hướng nhất định hoặc cũng có thể tập trung vào nhiều hướng Điều này có nghĩa là trong khi phát tín hiệu được giới hạn theo một hướng nhất định của phía thu, giống như một điểm sáng Còn khi thu, hệ thống AAS cũng

có khả năng giảm nhiễu đồng kênh từ các vị trí khác AAS được coi là sự phát triển của tương lai, có khả năng cải thiện tỷ lệ tái sử dụng phổ tần và khả năng của một mạng WiMAX

1.2.10 Chất lượng hỗ trợ dịch vụ: Các lớp MAC của WIMAX có một kết

nối được thiết kế để hỗ trợ một loạt các ứng dụng, bao gồm cả giọng nói và các dịch

vụ đa phương tiện Hệ thống cung cấp hỗ trợ cho tốc độ bit, tỷ suất, tỷ lệ biến chút, thời gian thực và thời gian truyền dung lượng cũng như lưu lượng truy cập dữ liệu Lớp MAC của WIMAX được thiết kế để hỗ trợ một số lượng lớn người sử dụng, với nhiều kết nối cho ở thời điểm

1.2.11 Tính bảo mật : WIMAX hỗ trợ mạnh mẽ khả năng bảo mật bằng

cách sử dụng tiêu chuẩn bảo mật nâng cao (AES) và quản lý các nghi thức protocol

Hệ thống này cũng cung cấp một cách linh hoạt việc xác thực dựa trên kiến trúc mở

rộng Authentication Protocol (EAP), mà cho phép nhiều người dung nhiều lựa chọn

bao gồm cả tên người dùng , mật khẩu, giấy chứng nhận số, và thẻ thông minh

1.2.12 Hỗ trợ di động: Các điện thoại di động của hệ thống WiMAX đã có

các cơ chế bảo vệ an toàn với đầy đủ các ứng dụng, chẳng hạn như VoIP Hệ thống này cũng đã xây dựng trong hỗ trợ các cơ chế tiết kiệm pin để tăng tuổi thọ của các thiết bị cầm tay

1.2.13 Giao thức IP: Diễn đàn WIMAX đã xác định một mạng lưới tham

chiếu dựa trên các nền tảng IP Tất cả các đầu cuối dịch vụ được cung cấp trên một giao thức dựa trên giao thức IP cho các đầu cuối, QoS, quản lý, an ninh, sự di động

Sự tin cậu của giao thức IP cho phép WIMAX, dễ dàng kết nối với các mạng lưới khác, và khai thác hệ thống đa dạng của các phát triển ứng dụng

1.3 QUY HOẠCH WIMAX

Tiêu chuẩn 802.16-2004 được sử dụng chủ yếu cho các mạng vô tuyến cố định

Các tham số trong chuẩn này cụ thể như sau:

- Phổ tần : 2-11 GHz

- Ứng dụng : dùng cho DSL vô tuyến và Backhaul

- Điều kiện làm việc của kênh : Không theo tầm nhìn thẳng (NLOS)

- Tốc độ bit có thể lên tới 75Mbps ở kênh tần 20MHz

- Bộ điều chế sử dụng là : OFDM 256 sóng mang phụ, QPSK, 16-QAM, 64-QAM

- Độ rộng kênh tần số có thể lựa chọn được nằm trong khoảng 1.5 đến 20MHz

- Bán kính Cell điển hình là : từ 4 đến 6 dặm, dải lớn nhất là 30 dặm tuỳ thuộc vào độ cao của tháp, hệ số khuếch đại anten và công suất truyền phát

Dải tần làm việc 2-11GHz và từ 10-66GHz hiện đã và đang được tiêu chuẩn hoá Trong WiMax hướng truyền tin được chia thành hai đường lên và xuống Đường lên có tần số thấp hơn đường xuống và đều sử dụng công nghệ OFDM để truyền OFDM trong WiMax sử dụng tổng cộng 2048 sóng mang, trong đó có 1536 sóng mang dành cho thông tin được chia thành 32 kênh con mỗi kênh con tương đương với 48 sóng mang

WiMax sử dụng điều chế nhiều mức thích ứng từ BPSK, QPSK đến QAM kết hợp các phương pháp sửa lỗi dữ liệu như ngẫu nhiên hoá, với mã hoá sửa lỗi Reed Solomon, mã xoắn tỷ lệ mã từ 1/2 đến 7/8

256-Độ rộng băng tần của WiMax từ 5MHz đến trên 20MHz được chia thành nhiều băng con 1,75MHz Mỗi băng con này được chia nhỏ hơn nữa nhờ công nghệ OFDM, cho phép nhiều thuê bao có thể truy cập đồng thời một hay nhiều kênh một cách linh hoạt để đảm bảo tối ưu hiệu quả sử dụng băng tần Công nghệ này được

gọi là công nghệ đa truy nhập OFDMA (OFDM access)

Cho phép sử dụng cả hai công nghệ TDD (time division duplexing) và FDD

(frequency division duplexing) cho việc phân chia truyền dẫn của hướng lên (uplink)

và hướng xuống (downlink)

Về cấu trúc phân lớp, hệ thống WiMax được phân chia thành 4 lớp : Lớp con

tiếp ứng (Convergence) làm nhiệp vụ giao diện giữa lớp đa truy nhập và các lớp trên, lớp đa truy nhập (MAC layer), lớp truyền dẫn (Transmission) và lớp vật lý (Physical) Các lớp này tương đương với hai lớp dưới của mô hình OSI và được tiêu

chuẩn hoá để có thể giao tiếp với nhiều ứng dụng lớp trên như mô tả ở hình dưới đây

1.3.1 Các dải tần số vốn có

1.3.1.1 Băng 3400-3600MHz (băng 3.5GHz)

Băng 3.5Ghz là băng tần đó được nhiều nước phân bổ cho hệ thống truy cập

không dây cố định (Fixed Wireless Access – FWA) hoặc cho hệ thống truy cập

không dây băng rộng (WBA) WiMax cũng được xem là một công nghệ WBA nên

có thể sử dụng băng tần này cho WiMax Vì vậy, WiMax Forum đó thống nhất lựa chọn băng tần này cho WiMax

Các hệ thống WiMax ở băng tần này sử dụng chuẩn 802.16-2004 để cung cấp các ứng dụng cố định và nomadic, độ rộng phân kênh là 3.5MHz hoặc 7MHz, chế độ song công TDD hoặc FDD Một số nước quy định băng tần này chỉ dành cho các hệ thống cung cấp các dịch vụ cố định, không có ứng dụng nomadic, nên để triển khai được WiMax cần thiết phải sửa đổi lại quy định này

Đối với Việt Nam, do băng tần này được ưu tiên dành cho hệ thống vệ tinh Vinasat nên hiện tại không thể triển khai cho WiMax

1.3.1.2 Băng 3600-3800MHz

Băng 3600-3800MHz được một số nước châu Âu xem xét để cấp cho WBA Tuy nhiên, do một phần băng tần này (từ 3.7-3.8GHz) đang được nhiều hệ thống vệ tinh viễn thông sử dụng (đường xuống băng C), đặc biệt là ở khu vực châu Á, nên ít khả năng băng tần này sẽ được chấp nhận cho WiMax ở châu Á

Do Ấn Độ chỉ cho phép sử dụng đoạn băng tần 3316-3400MHz, nên các thiết bị WiMax hiện tại cũng chỉ làm việc trong đoạn này với tối đa 2x9 kênh 3.5MHz Vì vậy, nếu cú 4 nhà khai thác sử dụng băng tần này thì thường mỗi nhà khai thác chỉ được cấp sử dụng 2x2 kênh 3.5MHz Trong khi đó, theo ý kiến của các chuyên gia Alvarion, một trong những hãng cung cấp thiết bị WiMax, thì để khai thác hiệu quả, mỗi nhà khai thác nên được cấp ít nhất 2x3 kênh 3.5MHz

1.3.1.4 Băng 2500-2690MHz (băng 2.5 GHz)

Băng tần này là băng tần được WiMax Forum ưu tiên lựa chọn cho WiMax

di động theo chuẩn 802.16-2005 Có hai lý do cho sự lựa chọn này Thứ nhất, so với

các băng trên 3GHz điều kiện truyền sóng của băng tần này thích hợp cho các ứng dụng di động Thứ hai là khả năng băng tần này sẽ được nhiều nước cho phép sử dụng WBA bao gồm cả WiMax WiMax ở băng tần này có độ rộng kênh là 5MHz, chế độ song công TDD,FDD

Băng tần này trước đây được sử dụng phổ biến cho các hệ thống truyền hình MMDS trên thế giới, nhưng do MMDS không phát triển nên Hội nghị Thông tin Vô

tuyến thế giới năm 2000 (WRC-2000) đã xác định có thể sử dụng băng tần này cho

hệ thống di động thế hệ 3 (3G hay IMT-2000 theo cách đặt tên của ITU) Tuy nhiên, khi nào IMT-2000 được triển khai ở băng tần này cũng chưa có câu trả lời rõ ràng

Vì vậy, hiện đã có một số nước như Mỹ, Brazil, Mexico, Singapore, Canada, Liên hiệp Anh (UK), Australia cho phép sử dụng một phần băng tần tần này cho WBA Trung Quốc và Ân Độ cũng đang xem xét

Ví dụ, Singapore đã chia băng 2.5GHz thành 15 khối 6 MHz cho WBA để đấu thầu, theo đó nhà khai thác được cung cấp các dịch vụ cố định, nomadic và di động, không yêu cầu phải sử dụng một công nghệ cụ thể nào Các nhà khai thác trúng thầu có trách nhiệm tự phối hợp với nhau và với các nhà khai thác của các nước láng giềng để tránh can nhiễu Tại Mỹ, Ủy ban Truyền thông Liên bang Mỹ

(FCC) chia băng 2.5GHz thành 8 khối, mỗi nhà khai thác có thể được cấp

22.5MHz, gồm một khối phổ có độ rộng 16.5MHz kết hợp với khối 6MHz Do ITU xác định băng tần này cho IMT-2000, nên WiMax Forum đang có kế hoạch tham gia vào các nhóm nghiên cứu của ITU để thúc đẩy việc đưa chuẩn 802.16 thành một nhánh của họ tiêu chuẩn IMT-2000

Với Việt Nam, Quy hoạch phổ vô tuyến điện quốc gia được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt cuối năm 2005 đã quy định băng tần 2500-2690 MHz sẽ được

sử dụng cho các hệ thống thông tin di động thế hệ mới, không triển khai thêm các thiết bị khác trong băng tần này Vì vậy, có thể hiểu công nghệ WiMax di động cũng là một đối tượng của quy định này, nhưng băng tần này sẽ được sử dụng cho loại hình công nghệ cụ thể nào vẫn còn để mở

cụ thể về công nghệ hay độ rộng kênh, ưu tiên cho ứng dụng cố định Mỹ chia thành

5 khối 10MHz, không qui định cụ thể về độ rộng kênh, cho phép triển khai cả TDD

Theo WiMax Forum thì băng tần này thích hợp để triển khai WiMax cố định,

độ rộng phân kênh là 10MHz, phương thức song công được sử dụng là TDD, không

có FDD

1.3.1.7 Băng dưới 1GHz

Với các tần số càng thấp, sóng vô tuyến truyền lan càng xa, số trạm gốc cần

sử dụng càng ít, tức mức đầu tư cho hệ thống thấp đi Vì vậy, WiMax Forum cũng đang xem xét khả năng sử dụng các băng tần dưới 1GHz, đặc biệt là băng 700-800MHz

Hiện nay, một số nước đang thực hiện việc chuyển đổi từ truyền hình tương

tự sang truyền hình số, nên sẽ giải phúng được một phần phổ tần sử dụng cho WBA/WiMax Ví dụ, Mỹ đó cấp đoạn băng tần 699-741MHz trước đây dùng cho kênh 52-59 UHF truyền hỡnh và xem xét cấp tiếp băng 747-801MHz (kênh 60-69 UHF truyền hình)

Với Việt Nam, do đặc điểm có rất nhiều đài truyền hình địa phương nên các kênh trong giải 470-806MHz dành cho truyền hình được sử dụng dày đặc cho các

hệ thống truyền hình tương tự Hiện chưa có lộ trình cụ thể nào để chuyển đổi các

hệ thống truyền hình tương tự này sang truyền hình số, nên chưa thấy có khả năng

có băng tần để cấp cho WBA/WiMax ở đây

1.3.2 Dung lượng và hiệu suất bao phủ

Các mạng truy cập vô tuyến được định kích thước để cung cấp đủ cả dung lượng và mức độ bao phủ cho vùng dịch vụ Theo đó, việc triển khai mạng có thể hoặc bị giới hạn về mức độ bao phủ hoặc giới hạn về dung lượng Trong các mạng

bị giới hạn về mức độ bao phủ thì nhu cầu về dung lượng của vùng dịch vụ có thể được thoả mãn với một số lượng nhỏ nhất các Cell BS đã được tối ưu hoá cho dải tần lớn nhất Trong trường hợp bị giới hạn về mặt dung lượng, thì đòi hỏi các Cell

BS và các sector bổ sung thêm phải thoả mãn yêu cầu về dung lượng

Dung lượng của một sector trạm gốc FWA riêng lẻ phụ thuộc vào độ rộng kênh và hiệu suất phổ tần của sơ đồ mã hoá và điều chế được sử dụng Các hệ thống WIMAX có ưu điểm là mã hoá và điều chế thích ứng, có nghĩa là trong một sector

BS mỗi CPE có thể sử dụng kiểu mã hoá và điều chế thích hợp nhất không cần quan tâm đến những cái khác Hầu hết dạng điều chế thông thường sử dụng là BPSK, trong khi 64-QAM lại là dạng điều chế hiệu quả nhất, cung cấp tốc độ dữ liệu lớn nhất từ dưới 3Mbps lên tới trên 25Mbps trong một hệ thống sử dụng các kênh 7MHz điển hình

Để tính toán cho bộ điều chế thích hợp, dung lượng của một sector BS riêng

lẻ được tính bằng trung bình của các dung lượng tuyến của tất cả các CPE trong vùng sector Mối liên hệ giữa dải sector và dung lượng được minh hoạ dưới đây, có

sự tách biệt đối với những triển khai sử dụng các CPE indoor và outdoor

Dải Cell thực tế phụ thuộc vào dải tần số sử dụng, môi trường truyền sóng,

và các đặc tính hoạt động của hệ thống

Hình 1.3: Dung lượng sector trung bình là một hàm của dải cell cho các hệ thống

WIMAX sử dụng các CPE indoor / outdoor

(Giả sử độ rộng kênh =7MHz, số mũ suy hao đường truyền =4, và suy hao đường truyền vượt mức là 22dB cho CPE indoor)

Đối với các hệ thống WIMAX hoạt động ở các dải tần số nhỏ hơn 10GHz, việc cung cấp dịch vụ với các tốc độ dữ liệu lớn hơn 2 Mbps có thể trở nên khó giải quyết Mặc dù tốc độ dữ liệu trung bình trong một sector BS được giới hạn về mức

độ bao phủ sẽ nằm trong khoảng 10Mbps, các thuê bao trong cell sử dụng bộ điều chế BPSK có khả năng truyền / nhận ở tốc độ nhỏ hơn 3 Mbps Điều này có nghĩa

là các dịch vụ 4Mbps có thể chỉ được cung cấp cho các thuê bao được đặt đủ gần trạm gốc, ví dụ sử dụng bộ điều chế 16-QAM hoặc 64-QAM Trường hợp này rất giống với các mạng DSL, khi các thuê bao mà có mạch vòng nội bộ từ toà nhà của

họ tới các tổng đài điện thoại quá dài không thể có tốc độ lớn hơn 1 hoặc 2 Mbps

Do sự hạn chế về dung lượng này nên các dịch vụ chẳng hạn như video chất lượng cao không thể thực hiện được

Hình 1.5: Cấu trúc triển khai mạng WIMAX

1.4.1 Sơ đồ triển khai :

Thực tế WiMax hoạt động tương tự WiFi nhưng ở tốc độ cao và khoảng cách lớn hơn rất nhiều cùng với một số lượng lớn người dùng Một hệ thống WiMax gồm

ở WiFi, ở tần số thấp tín hiệu dễ dàng vượt qua các vật cản, có thể phản xạ, nhiễu

xạ, uốn cong, vòng qua các vật thể để đến đích

1.4.2 Các yếu tố cần thiết để triển khai cấu trúc mạng đảm bảo hiệu suất cao:

1.4.2.1 Vị trí thuê bao (1) : Việc lắp đặt một trạm thuê bao cần phải

nghiên cứu khảo sát vị trí để thu thập thông tin, như là hoạt động của sóng xạ tần

RF trong khu vực, và xác định các loại anten và góc nghiêng để tiếp nhận được sóng RF tối ưu nhất

1.4.2.2 Anten (2) : Ngoài những tuyến đường truyền dự phòng và góc

nghiêng của anten thích hợp, các hệ số tăng ích của anten (khi sử dụng nhiều anten hoặc sử dụng đa hướng) cũng giúp cho việc nhận sóng RF được tối ưu

1.4.2.3 Trụ sở cung cấp dịch vụ WIMAX hoặc POP (3) : Yêu cầu :

- Xác định được nhu cầu người sử dụng

- Việc lắp đặt trạm gốc và anten phải phù hợp với góc nghiêng

- Cung cấp dịch vụ băng rộng điển hình ít nhất 1Mbps trên một thuê bao

- Kết nối thích hợp với đường trục

- Kết nói với các dịch vụ thoại, như các mạng điện thoại chuyển mạch công cộng (PSTN) và các cổng kết nối thông tin

- Thực hiện việc quản lý lưu lượng, các Router, và firewall

- Thiết lập một phương tiện thu thập những thống kê của mạng

1.4.2.4 Trạm gốc được triển khai hoặc các Cell (4) : Với điều kiện

truy cập 24/7, cần phải có cấu trúc RF vững chắc, và bảo vệ khỏi các yếu tố thời tiết nhằm giảm nhiếu và nâng cao chất lượng dịch vụ

1.5 SO SÁNH WIMAX VỚI 3G VÀ WLAN

Một cách truyền thống để phân loại các công nghệ mạng vô tuyến là dựa vào vùng phủ sóng của một trạm phát sóng

Bảng 2: So sánh WIMAX với mạng 3G và mạng WLAN

1.5.1 Mạng 3G (Third Generation)

Mạng 3G là công nghệ cho phép các nhà khai thác di động cung cấp các dịch

vụ đa dạng với tốc độ truyền dữ liệu cao 3G đã được triển khai và phát triển tại nhiều nước trên thế giới và đang là công nghệ chiếm thị phần lớn trong lĩnh vực thông tin di động tại nhiều quốc gia Những kinh nghiệm trong thương mại hóa, triển khai và khai thác mạng 3G của các nhà khai thác ở Nhật Bản và Hàn Quốc - là những người mở đường cho 3G trên thế giới- thực sự có ích cho các nhà khai thác thông tin di dộng của Việt Nam đang hướng tới việc triển khai và hoàn thiện mạng

di động 3G

1.5.2 Mạng WLAN (Wireless Local Area Network)

Các công nghệ WLAN đang tiếp tục được nghiên cứu và phát triển nhằm an toàn hơn, băng thông lớn hơn và các giao thức thời gian thực hỗ trợ tính thời gian thực tốt hơn 802.11n đã được hình thành bởi IEEE, nó hướng tới một chuẩn hoàn toàn mới và có thể hỗ trợ cung cấp tốc độ truyền dữ liệu lên tới 100 Mbps cho WLAN mà không gặp vấn đề tương thích nào với các công nghệ hiện tại

Phát hành bảo mật 802.11x cho WLAN đã được thông qua, nhưng tính an toàn của nó vẫn còn là một dấu hỏi lớn Vì vẫn tồn tại nhược điểm đó mà đã làm cản trở sự phát triển các ứng dụng của WLAN Hiện nay, IEEE đã đưa ra chuẩn 802.11i để cải tiến các vấn đề về an ninh, bảo mật cho 802.11x, nhưng nó vẫn cần thời gian để có thể trở nên hoàn thiện trước khi được ứng dụng cho các sản phẩm

thương mại Hiện tại, các nhà khai thác về các mạng không dây đang chỉ chú tâm nhiều vào các mạng di động như nâng cấp GSM, hay phát triển 3G và vì thế tương lai cho WLAN đang không thực sự rõ ràng Ngoài ra, WLAN đang đối mặt với sự

ra đời của WiMAX có cùng đặc điểm về truy nhập vô tuyến tốc độ cao, nhưng hỗ trợ tính di động đầu cuối và có bán kính vùng phủ sóng là rộng hơn

Đối với các nhà khai thác mạng, các ứng dụng với tính đa dạng về dịch vụ và chất lượng cao đang là xu hướng trong quá trình phát triển của họ, điều đó phần nào tạo ra các yếu tố thuận lợi cho thương mại hóa WLAN Hơn nữa, các nhà khai thác trong nước hiện nay đang lên kế hoạch để cung cấp các dịch vụ truyền số liệu không dây từng bước, WLAN với ưu điểm tốc độ rất phù hợp cho những ứng dụng

Hình 1.6: Các công nghệ không dây

WiMAX là một công nghệ truy nhập đô thị, nó không chỉ cung cấp giải pháp truy nhập không dây mà còn có thể dùng như một phần để mở rộng cho mạng truy nhập hữu tuyến hiện nay Nhờ đặc điểm này mà mạng truy nhập cho những khu vực

xa hay khu vực nông thôn được thực hiện và triển khai dễ dàng hơn Chính phủ và các công ty có thể đạt được việc truy nhập di động tới Internet nhờ việc thực hiện triển khai các trạm gốc WiMAX

1.5.3.1 Từ góc nhìn về cạnh tranh giữa các công nghệ:

WLAN và 3G: WLAN có thể cung cấp các dịch vụ gói vô tuyến băng thông

rộng và nó được sử dụng chủ yếu cho các kết nối ở môi trường trong nhà (indoor) hay cho điểm nóng (hotspot) Sự tiến hóa của WLAN có thể sẽ hướng tới các giải

pháp cho VoIP Giống như 3G, phần lớn các dịch vụ gói của nó được ứng dụng cho môi trường có tính di động thấp indoor, trong khi với các môi trường có tính di động cao thì dịch vụ cung cấp khi đó chủ yếu chỉ là thoại Vì thế vẫn còn sự cạnh tranh về các dịch vụ gói giữa WLAN và 3G trong môi trường indoor

WiMAX và 3G: WiMAX hướng tới việc cung cấp vùng phủ sóng cho mạng

MAN vô tuyến, vì thế đối thủ cạnh tranh chính của nó là mạng MAN sử dụng cáp quang Tuy nhiên, với chuẩn 802.16e cho WiMAX hỗ trợ tính di động tốt, nhà khai thác viễn thông có thể hướng tới việc sử dụng WiMAX để cấu trúc nên một mạng di động mới để cạnh tranh với các mạng 3G hiện nay Chính điều này là mối đe dọa cho các mạng 3G trong tương lai

WLAN và WiMAX: cả WLAN và WiMAX đều có ưu điểm trong việc cung

cấp các dịch vụ gói tốc độ cao Tuy nhiên vì vùng phủ của chúng là khác nhau, vì thế luôn tồn tại sự cạnh tranh giữa hai công nghệ này

1.5.3.2 Từ góc nhìn về sự hợp tác:

WLAN và 3G: WLAN là một công nghệ rất tốt để cung cấp các dịch vụ

không dây indoor, nhưng vùng phủ của nó là có giới hạn và không thể hỗ trợ tính di động và dịch vụ thoại 3G có thể cung cấp các dịch vụ thoại không dây và dịch vụ gói không dây với vùng phủ tốt hơn nhiều và hỗ trợ di động đầu cuối tốt hơn nhiều

so với WLAN Tuy nhiên, tốc độ truyền dữ liệu thấp là một điểm yếu của các mạng 3G hiện nay Với việc xem xét về mở rộng 3G trong tương lai, thì WLAN có thể là một phương thức truy nhập hỗ trợ bổ sung và nó phục vụ ở cung đoạn truy nhâp indoor để hỗ trợ truy nhập cho mạng 3G trong các tòa nhà, đường hầm tốt hơn với tốc độ dữ liệu cao hơn

WiMAX và 3G: WiMAX rất nổi tiếng với việc truyền thông với khoảng

cách xa và dung lượng lớn Vì thế nó có thể sử dụng để hỗ trợ cho mạng MAN hữu tuyến ở những khu vực mà cáp quang không thể kéo đến hoặc khó khăn trong việc triển khai cáp quang 3G chấp nhận kế hoạch kết nối giữa cáp quang và truy nhập không dây Đối với những vùng mà không có cáp quang hay không có nhu cầu các trạm gốc, WiMAX thực sự phù hợp để cung cấp việc kết nối cho các trạm gốc 3G

Khả năng của WIMAX phụ thuộc vào các kênh băng thông sử dụng Không giống như các hệ thống 3G, trong đó có một kênh băng thông cố định, WIMAX được định nghĩa như là một sự lựa chọn một kênh băng thông từ 1.25MHz đến 20MHz, cho phép sự triển khai rất linh hoạt Khi được triển khai bằng cách sử dụng

băng mỗi kênh nhiều hơn 10MHz TDD (ghép kênh phân chia thời gian), giả định

cho tỉ lệ 3:1 tương ứng với đường truyền Downlink-uplink và 2 × 2 MIMO thì ta có được WIMAX cung cấp 46Mbps đỉnh Downlink và 7Mbps uplink

Trái ngược với CDMA như trong 3G, độ tin cậy của Wi-Fi và WiMAX trong

kỹ thuật ghép kênh OFDM cho phép chúng hỗ trợ tốc độ cao Do cần thiết phải truyền tốc độ cao nên tỷ lệ dữ liệu khó bảo toàn hơn Quan trọng hơn, tỷ lệ cung cấp

dữ liệu thông qua tổng công suất hệ thống khi triển khai trong một môi trường

multicellular Từ một công suất standpoint, hiệu suất đo lường của hệ thống quang

phổ là hiệu quả Trong WIMAX có thể đạt được hiệu quả cao hơn nhiều so với những gì được thường đạt được trong các hệ thống 3G Các chi tiết kỹ thuật thực tế

là WIMAX với nhiều anten làm tăng hiệu quả quang phổ Ngoài ra, các lớp vật lý OFDM được sử dụng bởi các chi tiết của WIMAX như là MIMO để triển khai các

hệ thống khác theo công nghệ CDMA với những yêu cầu phức tạp để so sánh được OFDM cũng dễ dàng hơn để khai thác các tần số đa dạng để cải thiện hiệu quả Khi

so sánh với 3G thì WiMAX cung cấp tốc độ dữ liệu cao hơn mức trung bình , tính linh hoạt cao hơn , thông qua hệ thống và hiệu quả.trong các hệ thống CDMA

WLAN và WiMAX: cả WLAN và WiMAX đều rất phù hợp trong việc cung

cấp các dịch vụ gói vô tuyến tốc độ cao Tuy nhiên, vùng phủ của chúng là khác nhau Điều này cho phép sự phối hợp giữa hai công nghệ vô tuyến này WLAN được dùng ở cung đoạn cuối của phần mạng truy nhập và WiMAX được dùng cho những cung đoạn truy nhập xa hơn

1.5.4 Nhận xét :

WiMAX, WLAN và 3G, cả 3 công nghệ này sẽ cùng chia sẻ thị trường và chia sẻ nhiệm vụ truy nhập vô tuyến trong tương lai gần Trong các công nghệ đó, dựa trên lượng tiền mà các nhà khai thác viễn thông và các nhà cung cấp thiết bị

viễn thông đã đầu tư cho 3G, có thể nói 3G đang là công nghệ chủ lực Mặt khác, 3G đã được triển khai thành công ở nhiều quốc gia tiên tiến, điều đó cũng cho thấy sức mạnh của công nghệ 3G hiện nay

Trở thành một công nghệ hỗ trợ cho 3G, WLAN sẽ giúp cho việc truy nhập 3G trở nên hiệu quả hơn, nó cung cấp giải pháp truy nhập gói băng rộng cho cả khu vực indoor và hot-spot WiMAX là một công nghệ truy nhập không dây mới dành cho mạng đô thị với nhiều ưu điểm, đó là tính mềm dẻo, hiệu quả cao, giá thành thấp và tốc độ cao… Nó có thể hỗ trợ, kết hợp cùng 3G trong triển khai cho các khu

vực rộng cũng như kết hợp với công nghệ đường dây thuê bao số xDSL để nâng cao

hiệu quả cho mạng truy nhập hiện nay

Với WiMAX, là một công nghệ ra đời sau, tuy nhiên nó đang thu hút được

sự quan tâm nhiều nhất của các nhà cung cấp thiết bị cũng như các nhà khai thác viễn thông Dự báo, trong tương lai, WiMAX sẽ được triển khai rộng rãi ở nhiều quốc gia trên thế giới WiMAX sẽ phát triển và có thể là công nghệ được lựa chọn cho các mạng vô tuyến trong tương lai và nó cũng hoàn toàn có thể cạnh tranh hiệu quả với công nghệ 3G

Hiện nay, IEEE đã công bố nhưng tiêu chuẩn mới cho WIMAX WIMAX :

các IEEE 802.20 và các tiêu chuẩn IEEE 802.22 đang phát triển Tiêu chuẩn IEEE

802.20 là nhằm mục đích giải pháp băng thông rộng cho "điện thoại di động

WiMAX" di động với tốc độ tối đa là 250 km/h.Tiêu chuẩn này có thể được định nghĩa cho các hoạt động dưới 3.5GHz để cung cấp dữ liệu khi dung lượng đường truyền thuê bao vượt quá tỷ lệ 4Mbps và 1.2Mbps tương ứng với đường truyền lên

và xuống Các tiêu chuẩn IEEE 802.22 là nhằm cụ thể để đưa băng rộng truy cập vào nông thôn và vùng sâu, vùng xa, các khu vực mạng không dây (WRAN) Các

mục tiêu cơ bản của 802.22 là để xác định một đài phát thanh có thể tận dụng không

sử dụng các kênh truyền hình mà còn tồn tại trong các khu vực dân cư thưa thớt Hoạt động trong băng tần VHF và UHF thấp, phạm vi hoạt động rộng hơn Đây là

nỗ lực phát triển, một thực tế là các kế hoạch FCC (Ủy ban Truyền thông Liên bang

Hoa Kỳ) cho phép sử dụng tiêu chuẩn IEEE 802.22 mà không có giấy phép, miễn là nhận được đài phát, giải pháp nhận dạng IEEE 802.22 đang trong giai đoạn đầu

phát triển và dự kiến sẽ cung cấp cho các ứng dụng băng thông rộng cố định trên phạm vi bảo hiểm lớn hơn các khu vực ít người sử dụng

1.6 KẾT LUẬN

Phủ sóng trong phạm vi rộng, tốc độ truyền tin lớn, hỗ trợ đồng thời nhiều thuê bao và cung cấp các dịnh vụ như VoIP, Video mà ngay cả ADSL hiện tại cũng chưa đáp ứng được là những đặc tính ưu việt cơ bản của WiMax Các đường ADSL

ở những khu vực mà trước đây đường dây chưa tới được thì nay đã có thể truy cập được Internet Các công ty với nhiều chi nhánh trong thành phố có thể không cần lắp đặt mạng LAN của riêng mình là chỉ cẩn đặt một trạm phát BTS phủ sóng trong

cả khu vực hoặc đăng ký thuê bao hàng tháng tới công ty cung cấp dịch vụ Để truy cập tới mạng, mỗi thuê bao được cung cấp một mã số riêng và được hạn chế bởi quyền truy cập theo tháng hay theo khối lượng thông tin mà bạn nhận được từ mạng

Bên cạnh đó, hệ thống WiMax sẽ giúp cho các nhà khai thác di động không còn phải phụ thuộc vào các đường truyền phải đi thuê của các nhà khai thác mạng hữu tuyến, cũng là đối thủ cạnh tranh của họ Hầu hết hiện nay đường truyền dẫn giữa BSC và MSC hay giữa các MSC chủ yếu được thực hiện bằng các đường truyền dẫn cáp quang, hoặc các tuyến viba điểm-điểm Phương pháp thay thế này có thể giúp các nhà khai thác dịch vụ thông tin di đông tăng dung lượng để triển khai các dịch vụ mới với phạm vi phủ sóng rộng mà không làm ảnh hưởng đến mạng hiện tại Ngoài ra, WiMax với khả năng phủ sóng rộng, khắp mọi ngõ ngách ở thành thị cũng như nông thôn, sẽ là một công cụ hỗ trợ đắc lực trong các lực lượng công an, lực lượng cứu hoả hay các tổ chức cứu hộ khác có thể duy trì thông tin liên lạc trong nhiều điều thời tiết, địa hình khác nhau

Một lợi thế của WIMAX là sự ảnh hưởng đến khả năng hỗ trợ hiệu quả hơn các liên kết cân bằng hữu ích cho các ứng dụng cố định, hỗ trợ cho linh hoạt và năng động, điều chỉnh của các đường truyền dữ liệu lên và xuống với tốc độ cao

Hiện tại có nhiều thành phố trên thế giới như Mỹ, Nhật, Trung Quốc, Hàn Quốc v.v đã có kế hoạch triển khai WiMax, và ngay cả Microsoft cũng quan tâm và coi WiMax như là một tiêu chuẩn và sẽ tích hợp vào trong các phần mềm của mình vào mạng Dự đoán các sản phẩm tích hợp WiMax với máy tính cũng sẽ được cho

ra mắt thị trường vào thời gian sắp tới

CHƯƠNG 2

KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ OFDM

2.1 GIỚI THIỆU VỀ OFDM :

Hiện nay, ngày càng có nhiều công nghệ mới ra đời đặc biệt là công nghệ WiMAX di động đang được rất nhiều người quan tâm Đây là công nghệ mang đến nhiều tranh luận nhất về dung lượng, khả năng phủ sóng, chất lượng dịch vụ QoS và quan trọng nhất là các loại hình ứng dụng băng rộng mà công nghệ này có thể hỗ trợ Đặc tính công nghệ vô tuyến có ảnh hưởng trực tiếp đến thành công về dịch vụ

và nguồn tài chính của nhà cung cấp dịch vụ

Một trong những yêu cầu chính trong hệ thống vô tuyến băng rộng là khả

năng hoạt động trong các điều kiện tầm nhìn thẳng bị che chắn Of-sight/OLOS) và điều kiện không có tầm nhìn thẳng (Non-Line-Of-Sight/ NLOS) Hoạt động trong các điều kiện như vậy là một vấn đề gây rất nhiều khó

(Obstructed-Line-khăn và hạn chế đối với các nhà khai thác viễn thông khi cung cấp dịch vụ cho các khách hàng tiềm năng

Do các vấn đề về nhiễu và các vấn đề về đa đường, một số công nghệ trước đây cũng đã đưa ra giải pháp điều chế sóng mang đơn dùng cho các ứng dụng NLOS nhưng cũng chưa mang lại hiệu quả cao Thay vào đó là sự ra đời của kỹ

thuật ghép kênh phân chia theo tần số trực giao OFDM (Orthogonal Frequency

Division Multiplexing) Đây chính là một bước đột phá trong thị trường truy cập vô

tuyến băng rộng

Kỹ thuật điều chế OFDM ứng dụng triển khai thương mại, công nghệ anten thông minh, quản lý tài nguyên vô tuyến và chuyển vùng (handoff); có nhiều thuật toán và công nghệ cải tiến sẵn có nhằm đáp ứng các thách thức cung cấp các dịch

vụ băng rộng di động và đảm bảo mô hình kinh doanh hấp dẫn đối với nhà cung cấp dịch vụ

Nguyên tắc cơ bản của phương pháp truyền đa sóng mang là chuyển đổi một chuỗi dữ liệu nối tiếp có tốc độ cao thành nhiều chuỗi con song song có tốc độ thấp hơn Mỗi chuỗi con được điều chế trên một sóng mang phụ Vì tốc độ ký hiệu trên mỗi ký hiệu nhỏ hơn nhiều so với tốc độ ký hiệu của chuỗi tuần tự ban đầu nên các hiệu ứng trải trễ, nhiễu ISI đều được giảm bớt, do đó giảm đi sự phức tạp của bộ cân bằng ở máy thu Các sóng mang phụ được dùng phải trực giao với các sóng mang phụ còn lại điều này được thực hiện bằng cách chọn độ dãn cách tần số giữa chúng một cách hợp lý Nhờ sự trực giao này mà hiệu quả sử dụng phổ tăng lên

Trong các hệ thống FDM cũ, toàn bộ dải tần số tín hiệu được chia thành N kênh không chồng lấn lẫn nhau Mỗi kênh được điều chế với một symbol riêng biệt

và rồi N kênh này được trộn tần với nhau Như thế ta tránh được chồng phổ nhằm loại bỏ giao thoa xuyên kênh nhưng lại sử dụng nhiều băng thông Để giải quyết

vấn đề này, OFDM sử dụng dữ liệu song song và FDM (Frequency Division

Multiplexing) với các kênh phụ chồng lấn lẫn nhau Trong đó mỗi kênh phụ mang

một tốc độ dữ liệu, được đặt cách nhau một khoảng tần số để tránh sự cân bằng tốc

độ cao (High-Speed Equalization), chống lại nhiễu và méo đa tuyến, cũng như sử

dụng hoàn toàn dải thông có sẵn

Hình 2.1 : So sánh 2 kỹ thuật: (a) đa sóng mang FDM và (b) OFDM

OFDM tạo ra lưới theo thời gian và tần số Mỗi hình chữ nhật là một kênh độc lập và có thể cấp cho những người sử dụng khác nhau

Công nghệ OFDM hỗ trợ truyền số liệu tốc độ cao và tăng hiệu quả quang phổ Điều này đạt được là do sự truyền dẫn song song của nhiều sóng mang phụ

(sub-carrier) qua không trung, mỗi sub-carrier có khả năng mang số liệu điều biên

Các sub-carrier được đặt vào các tần số trực giao

Trực giao có nghĩa là tần số trung tâm của một sub-carrier nhất định sẽ rơi

đúng vào các điểm bằng 0 (null) của các sub-carrier khác Sử dụng các tần số trực

giao sẽ tránh được sự ảnh hưởng lẫn nhau giữa các sub-carrier khác nhau khi sắp xếp vị trí các sub-carrier với mật độ lớn trong miền tần số do đó sẽ đạt được hiệu quả quang phổ cao

Hình 2.2: Mô hình ghép kênh trong OFDM

Trong OFDM, tất cả các sóng mang đều được truyền song song với cùng một biên độ và các thiết bị người sử dụng mỗi khi truyền sẽ chiếm toàn bộ không gian của sóng mang tức là chỉ có một thiết bị người dùng có thể truyền đi trong suốt một khe thời gian riêng biệt

Hình 2.3: Sóng truyền trong kỹ thuật OFDM

Hình 2.4: Quang phổ sóng truyền trong kỹ thuật OFDM

Luồng tín hiệu đó được đổi từ nối tiếp thành song song và từng luồng song song được đưa vào khối điều chế Các dữ liệu đã được điều chế qua khối biến đổi

Fourier ngược (IFFT) Sau khi thêm CP vào ký hiệu OFDM thì tín hiệu sẽ được

phát đi qua kênh fading nhiều đường, đồng thời nó cũng chịu ảnh hưởng của nhiễu trắng cộng sinh AWGN

Hình 2.5: Sơ đồ khối bộ thu phát hệ thống OFDM dựa trên phép biến đổi Fourier

Tại đầu vào chuỗi bit dữ liệu có tốc độ cao được chia thành N luồng tốc độ thấp hơn nhờ bộ biến đổi nối tiếp-song song (S/P).Thông thường N nhận giá trị bằng 2 lũy thừa của một số nguyên để có thể áp dụng IFFT/FFT hiệu quả cao (thay cho IDFT/DFT) Sau đó tín hiệu được điều chế QAM hay QPSK rồi đưa vào khối IFFT Khối thực hiện chức năng biến đổi IFFT/FFT được dùng để thay thế toàn bộ các bộ tạo dao động sóng sin, bộ điều chế, giải điều chế dùng trong mỗi kênh phụ Đầu ra IFFT cho ta tập N sóng mang con trực giao mang N ký hiệu trong băng gốc (ở miền thời gian) và được chèn khoảng bảo vệ trước khi phát đi Tương tự như vậy, bên thu sẽ thực hiện các quá trình đó ngược lại

Tại máy thu, sau khi loại bỏ CP khỏi ký hiệu OFDM, người ta thực hiện cân bằng và biến đổi FFT Tín hiệu miền thời gian thu được sau đó sẽ được giải mã sửa sai và cuối cùng được giải điều chế để trở thành luồng dữ liệu ban đầu

Công nghệ OFDM cung cấp cho các nhà khai thác một phương tiện hiệu quả

để vượt qua những thách thức của truyền sóng không theo tầm nhìn thẳng NLOS Dạng sóng WIMAX OFDM có ưu điểm là có thể hoạt động với phạm vi lớn hơn trong môi trường không theo tầm nhìn thẳng

2.1.1 Mã hóa

Sử dụng mã hoá kênh truyền, lỗi được tạo ra bởi nhiễu kênh truyền hoặc phương tiện lưu trữ có thể được kiểm soát ở một mức mong muốn, không làm suy hao tốc độ truyền và lưu trữ thông tin Trong hệ thống OFDM, mã hóa kênh được

sử dụng để dữ liệu được nhận chính xác của các sóng mang con tương đối mạnh sẽ sửa chữa dữ liệu nhận bị lỗi trên các sóng mang con yếu

Một số sơ đồ mã hóa kênh đã được đề nghị cho những áp dụng OFDM bao

gồm mã khối, mã vòng (convolutional code), mã kết nối (concatenated code) và mã

Turbo, mã Trellis

2.1.2 Giải mã

Chức năng của bộ giải mã là ước lượng thông tin vào đã được mã hóa sử một qui tắc hay là một phương pháp để có thể gây ra lỗi ít nhất Có một sự tương ứng một một giữa chuỗi thông tin phát và chuỗi mã Hơn nữa, bất kỳ cặp chuỗi mã và thông tin nào cũng được liên kết với nhau bởi một giản đồ Trellis duy nhất Do đó công việc của bộ giải mã vòng là phải ước lượng con đường trong trellis mà bộ mã hóa đã đi qua

2.1.3 Điều chế

Một tín hiệu OFDM bao gồm tổng của nhiều sóng mang con được điều chế

bằng phương pháp điều chế kết hợp (Coherence modulation) như là điều chế số

dịch pha (PSK), điều chế biên độ cầu phương (QAM) hay điều chế vi sai

(Differential modulation) như điều chế dịch pha vi sai (DPSK)

Điều chế kết hợp là điều chế sử dụng việc phát các vector dữ liệu chòm sao

IQ với góc pha tuyệt đối Để ước lượng bit tại máy thu, phải biết pha và biên độ tham khảo của chòm sao trong mỗi sóng mang con Nhưng do fading lựa chọn tần

số, offset tần số, định thời, biên độ và pha của chòm sao này có sự thay đôi Trong giải điều chế kết hợp, ta phải ước lượng pha và biên độ tham khảo để quyết định biên độ và pha tốt nhất cho chòm sao của mỗi sóng mang con Như vậy, một số ký hiệu, tần số pilot cần phải được chèn vào trong quá trình truyền Số tín hiệu pilot càng nhiều thì tốc độ nắm bắt sự thay đổi của kênh càng nhanh nhưng cũng tốn dung lượng truyền

Còn sử dụng điều chế vi sai ta không phải thực hiên bất cứ ước lượng kênh truyền nào, tiết kiệm pilot và giảm phức tạp Thay vì mỗi ký hiệu độc lập lẫn nhau, thông tin phát được gửi như là sự chênh lệch giữa các vector ký hiệu Giải điều chế

vi sai so sánh mỗi kí hiệu với ký hiệu khác, có thể là sóng mang con trước đó cùng

kí tự OFDM hay cùng sóng mang con trong kí tự OFDM trước đó Bất lợi của điều chế vi sai là sự giới hạn về sơ đồ điều chế, và ngoài ra nó yêu cầu 3dB trong SNR cao hơn so với điều chế kết hợp Đó là vì pha ký hiệu ra tương ứng với lệch pha giữa ký hiệu hiện tại và ký hiệu kế tiếp, và kết quả là nhiễu ký hiệu được nhân lên gấp đôi (dẫn đến suy giảm hiệu suất đi 3dB) so với nhiễu pha của một ký hiệu duy nhất (khi sử dụng điều chế kết hợp)

2.1.4 Biến đổi S/P, P/S

Dữ liệu được truyền dưới dạng luồng dữ liệu nối tiếp Trong OFDM mỗi ký hiệu đặc thù truyền 40-4000 bit do đó cần một tầng biến đổi S/P nối tiếp sang song song để luồng bit nối tiếp ngõ vào thành dữ liệu truyền trên mỗi kí hiệu OFDM Dữ liệu cấp cho mỗi ký hiệu tùy thuộc vào hệ thống điều chế và số lượng sóng mang phụ Ví dụ đối với điều chế 16QAM mỗi sóng mang phụ mang 4 bit dữ liệu vì vậy

sử dụng 100 sóng mang phụ thì số bit/mỗi tín hiệu sẽ là 400

Hệ thống điều chế sử dụng cho mỗi sóng mang phụ có thể khác nhau do đó mỗi bit trên mỗi sóng mang phụ cũng khác nhau

Tại máy thu xảy ra quá trình ngược lại, dữ liệu từ các sóng mang phụ được biến đổi trở lại luồng dữ liệu nối tiếp ban đầu

2.1.5 IFFT/FFT

Khi truyền tín hiệu, mỗi sóng mang con cần một máy phát sóng sine, một bộ điều chế và giải điều chế của riêng nó Nếu số sóng mang lớn thì việc thi công hệ thống vô cùng phức tạp Giải thuật IFFT/FFT có vai trò như hàng loạt bộ điều chế

và giải chế, giúp giải quyết vấn đề này

Biến đổi IFFT N điểm:

2 1

Biến đổi FFT N điểm:

2 1

2.1.6 Khoảng bảo vệ-tiền tố vòng CP (Cycle Prefix)

Như đã đề cập ở trên, CP được chèn vào mỗi kí hiệu OFDM để Phần trễ đa đường của ký hiệu OFDM này sẽ không giao thoa với ký hiệu OFDM kế tiếp, giảm nhiễu ISI Đoạn bảo vệ là một đoạn cuối của ký hiệu, được copy rồi gắn vào đầu kí hiệu Ở phía thu, ta phải loại bỏ các CP này trước khi thực hiện FFT Lúc này, ký tự OFDM được mở rộng có tính chu kỳ trong khoảng thời gian bảo vệ (được lặp lại tuần hoàn trong thời gian bảo vệ nhờ cyclic prefix) Điều này đảm bảo rằng phiên trễ của ký hiệu OFDM luôn có một số nguyên chu kỳ trong khoảng thời gian FFT