ƯỚC LƯỢNG KÊNH TRONG OFDM CỦA WIMAX Các thuật ngữ viết tắt ADSL Asymmetric Digital Mạng số truy câp internet băng subcribe Line rộng.. CHƯƠNG 1 : Tổng Quan Về Hệ thống WIMAX 1.1 Giới t
Trang 1ƯỚC LƯỢNG KÊNH TRONG OFDM CỦA WIMAX
Các thuật ngữ viết tắt
ADSL Asymmetric Digital Mạng số truy câp internet băng
subcribe Line rộng
AM Amplified modulation Điều biên
AMC Adaptive modulation Mã hóa và điều chế thích nghi
and coding
BPSK Binary PSK Điều chế pha 2 mức
BS Base station Trạm cơ sở
CDMA Code division Đa truy cập phân chia
Multiplex access theo mã
CTC Convolution turbo code Mã xoắn turbo
DAB Digital Audio Broadcasting Hệ thống phát thanh số và truyền
số liệu tốc độ cao
DEMUX Bộ tách kênh
DSP Digital signal processing Bộ xử lý số
DVB_T Digital video broadcasting Hệ thống truyền hình số mặt đất
for terrestrial transmission mode
FDD Frequency division duplex Song công theo tần số
FFT Fast fourier transformer Chuyển đổi fourier nhanh
Trang 2FM Frequency modulation Điều tần
FUSC Fully used sub-carrier Sóng mang con sử dụng
Hoàn toàn
HARQ Hybrid automatic Kĩ thuật sửa lỗi bằng dò lặp
repeat request
ICI Inter-carrier interference Nhiễu giữa các sóng
mang
IFFT Inverse FFT Chuyển đổi fourier nhanh ngược
ISI Inter-symbol interference Nhiễu giữa các biểu tượng
LOS Line of sight Tầm nhìn thẳng
LS Least square
MAC Media access control
MAI multiplex access interference Nhiễu đa truy cập
MIMO Multiple input multiple Hệ thống đa anten phát
Output và thu
MMSE Minimum square error
MUX Multiplexer Bộ ghép kênh
NLOS Noneline of sight Không phải tầm nhìn thẳng
OFDM Orthogonal frequency Ghép kênh phân chia
division mutiplex theo tần số trực giao
Trang 3OFDMA Orthogonal frequency Đa truy cập phân chia
division multiplex access theo tần số trực giao
PSK Phase shift keying Điều pha
QAM Quadrature Amplitude Điều chế biên độ cầu phương
Modulaion
QPSK Quadrature PSK Điều chế cầu phương PSK
PUSC patially used sub-carrier Sóng mang con sử dụng
Một phần
SER Symbol error rate Tỷ lệ lỗi biểu tượng
SNR Signal noise to ratio Tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm
SOFDMA Scalable OFDMA
SS Subcribe station Trạm người dùng
TDD Time division duplex Song công theo thời gian
WIMAX Worldwide interoperability Khả năng kết nối không
for microwave access dây trên diện rộng với truy Viba
VLAN Virtual local area netword Mạng LAN ảo
CHƯƠNG 1 : Tổng Quan Về Hệ thống WIMAX
1.1 Giới thiệu chương
Trước khi đi vào tìm hiểu các vấn đề về ước lượng kênh trong hệ thống OFDM của
WiMAX, ta sẽ tìm hiểu hệ thống WiMAX là gì?, nó có những đặc điểm gì?, và nó có
những ưu điểm nào trong các ứng dụng thực tế
Trang 41.2 Giới thiệu hệ thống WIMAX :
1.2.1 WIMAX là gì ?
WIMAX là từ viết tắt của Worldwide Interoperability For Microwave Access-khả năng
kết nối không dây trên diện rộng với truy nhập vi ba Nó cho phép truy nhập băng
thông rộng vô tuyến đến đầu cuối (last mile) như một phương thức thay thế cho cáp là
DSL
WIMAX cho phép kết nối băng rộng vô tuyến cố định, mang xách tay được, di động
mà không cần thiết ở trong tầm nhìn thẳng (line of sight) trực tiếp đến một trạm
WIMAX có 2 phiên chính : WIMAX cố định (Fixed WIMAX)
WIMAX di động(Mobile WIMAX)
1.2.2 Lịch sử ra đời :
Chuẩn 802.16 được xây dựng từ viện kĩ thuật điện và điện tử từ năm 1999, nhưng tiêu
chuẩn đầu tiên được đưa ra và được cả thế giới công nhận vào năm 2001
2003 > 802.16a
2004 > 802.16d
2005 > 802.16e
Chuẩn được thiết kế hỗ trợ cho cả phương thức song công theo thời gian (Time
Division Duplex-TDD) và song công theo tần số (Frequency Division Duplex-FDD)
TDD, tại đó đường lên và đường xuống dùng chung một kênh nhưng không truyền
cùng một lúc FDD, tại đó đường lên và đường xuống hoạt động trong những kênh
riêng biệt
Trang 51.2.3 Đặc điểm của WIMAX:
WIMAX di đông cũng có các đặc điểm giống EV-DO hoặc HSxPA nhằm tăng tốc độ
truyền thông (Data Rate) Những đặc điểm đó bao gồm: mã hoá và điều chế thích nghi
(Adaptive Modulation and coding-AMC), kĩ thuật sửa lỗi bằng dò lặp (Hybrid
Automatic Repeat Request-HARQ) Phân bố nhanh (Fast Scheduling) và chuyển giao
mạng (Handover) nhanh và hiệu quả
Không giống như công nghệ 3G dựa trên CDMA được xây dựng nhằm vào dịch vụ
thoại, WIMAX được thiết kế để đáp ứng dịch vụ truyền dữ liệu dung lượng lớn (trong
đó có cả dịch vụ thoại VoIP) WIMAX sử dụng kĩ thuật trải phổ SOFDMA và hạ tần
mạng xây dựng trên nền IP
WIMAX cung cấp khả năng kết nối Internet không dây nhanh hơn WIFI, tốc độ uplink
và downlink cao hơn, sử dụng được nhiều ứng dụng hơn, và quan trọng là vùng phủ
ong rộng hơn và không bị ảnh hưởng bởi địa hình WIMAX có thể thay đổi một cách
tự động phương thức điều chế để có thể tăng vùng phủ ong bằng cách giảm tốc độ
truyền và ngược lại
Để tăng vùng phủ ong, chuẩn WIMAX hoặc sử dụng mạng Mesh hoặc sử dụng anten
thông minh hoặc MIMO
Trang 6Dữ liệu truyền trong mạng WIMAX được phân chia thành 5 lớp dịch vụ với những ưu
tiên khác nhau nhằm cung ứng QoS Ngoài ra bảo mật cũng là một đặc điểm nổi trội
của WIMAX so với WIFI
1.3 Các chuẩn của WIMAX:
1.3.1 Chuẩn cơ bản 802.16 :
Chuẩn 802.16 được tạo ra với mục đích là tạo ra những giao diện (Interface) không dây
dựa trên một giao thức MAC (Media Access Control) chung Kiến trúc mạng cơ bản
của 802.16 bao gồm một trạm phát BS (Base Station) và người sử dụng ( SS-Subcribe
Station )
Trong một vùng phủ ong, trạm BS sẽ điều khiển toàn bộ sự truyền dữ liệu (Traffic)
Điều đó có nghĩa là sẽ không có sự trao đổi truyền thông giữa 2 SS với nhau Nối kết
giữa BS và SS sẽ gồm một kênh Downlink và Uplink Kênh Uplink sẽ chia sẽ cho
nhiều SS trong khi kênh Downlink có đặc điểm Broadcast Trong trường hợp không có
vật cản giữa BS và SS ( Line of sight ), thông tin sẽ được trao đổi trên băng tần cao
Ngược lại, thông tin sẽ được trao đổi ở băng tần thấp để chống lại nhiễu
1.3.2 Các chuẩn bổ sung (Amendments) của WIMAX :
Chuẩn 802.16a: Chuẩn này sử dụng băng tần có bản quyền từ 2-11 Ghz.Đây là
băng tần thu hút được nhiều quan tâm nhất vì tín hiệu truyền có thể vượt được
các chướng ngại trên đường truyền 802.16a còn thích ứng cho việc triển khai
mạng Mesh mà trong đó một thiết bị cuối (Terminal) có thể liên lạc với BS
Trang 7thông qua một thiết bị cuối khác Với đặc tính này, vùng phủ ong của 802.16a
BS sẽ được nới rộng
Chuẩn 802.16b: Chuẩn này hoạt động trên băng tần 5-6Ghz với mục đích cung
ứng dịch vụ với chất lượng cao (QoS) Cụ thể chuẩn ưu tiên truyền thông tin
của những ứng dụng Video, thoại, Real-time thông qua những lớp dịch vụ khác
nhau (Class of Service)
Chuẩn 802.16c: Chuẩn này định nghĩa ong các Profile mới cho dải băng tần
từ 10-66 Ghz với mục đích cải tiến Interoperability
Chuẩn 802.16d: Có một số cải tiến nhỏ so với 802.16a Chuẩn này được chuẩn
hoá 2004 Các thiết bị Pre-WIMAX có trên thị trường là dựa vào chuẩn này
Chuẩn 802.16e: Đang trong giai đoạn hoàn thiện và chuẩn hoá Đặc điểm nổi
bật của chuẩn này là khả năng cung cấp các dịch vụ di động ( vận tốc di chuyển
lớn nhất mà có thể sử dụng dịch vụ này lên đến 100 Km/h )
Ngoài ra, còn có nhiều chuẩn bổ sung khác đang được triển khai hoặc đang trong giai
đoạn chuẩn hoá như 802.16g, 802.16f, 802.16h…
1.4 Các công nghệ sử dụng trong WIMAX:
1.4.1 Điều chế thứ tự cao hơn:
Ngược với công nghệ tương tự có trước đây (FM,AM) và biểu đồ điều chế số hóa hiệu
suất thấp (PSK, BPSK, và QPSK) được sử dụng rộng rãi trong các mạng ngày nay,
công nghệ băng rộng không dây yêu cầu sử dụng các biểu đồ điều chế theo thứ tự cao
hơn với hiệu quả trải phổ tốt hơn
Trang 8Tuy nhiên biểu đồ điều chế theo thứ tự cao hơn này rất dễ bị tác động bởi nhiễu
(Interference) và hiện tượng đa đường dẫn Cả hai yếu tố này đều phổ biến trong các
triển khai mạng không dây có mặt khắp nơi với số lượng người ong lớn
Hình 1.1: Một số lược đồ điều chế theo thứ tự khác nhau
Để biết được những tác động này, công nghệ OFDM, OFDMA và SOFDMA là những
công nghệ truy cập mới cải tiến hỗ trợ kênh cần thiết để đạt được hiệu quả trải phổ cao
hơn với thông lượng kênh cao hơn Những công nghệ mới này là nền tản cho WIMAX
di động và các hệ thống băng rộng di động thế hệ tiếp theo khác
1.4.1.1 Công nghệ OFDM:
Nhu cầu về các dịch vụ băng thông rộng tin cậy trong điều kiện truyền không dây bị
che chắn (tầm nhìn khuất–NLOS, đặc biệt bị ảnh hưởng bởi hiện tượng đa đường dẫn
và can thiệp từ các nhà cung cấp dịch vụ không dây khác) đã đưa công nghệ không dây
vào triển khai rộng khắp sử dụng công nghệ ghép kênh phân chia theo tần số trực giao
OFDM trong các chuẩn và sản phẩm
