NGHIÊN cứu tác ĐỘNG điều CHẾ và mã hóa THÍCH NGHI AMC để NÂNG CAO DUNG LƯỢNG hệ THỐNG 802 16e (MOBILE WIMAX) đa NGƯỜI DÙNG

Như vậy, hướng phát triển hệ thống kết nối băng rộng WiMAX đang là nhu cầu lớn về tốc độ đường truyền và băng thông rộng trong khi các hệ thống hữu tuyến không thể đáp ứng.. Hai thập niê

LỜI MỞ ĐẦU

Theo hướng phát triển các thế hệ truyền dẫn với băng thong rộng Theo giá trị thống kê cho thấy (vào năm 2008) vào cuối năm 2010 của thị trường Erisson có khoảng 320 triệu người sử dụng hệ thống kết nối internet băng thông rộng Như vậy, hướng phát triển hệ thống kết nối băng rộng WiMAX đang là nhu cầu lớn về tốc độ đường truyền và băng thông rộng trong khi các hệ thống hữu tuyến không thể đáp ứng

Hai chương đầu của luận văn nêu ra các khái niệm thực tế và thông số cơ bản theo chuẩn IEEE 802.16e-2005 của hệ thống WiMAX di động các chương sau, nêu các kiến thức cần thiết cho việc thực hiện quy hoạch WiMAX Xây dựng phương pháp để tính toán thực tế của hệ thống WiMAX và mô hình kết nối cho người dùng với mô tả từng bước để có 1 thuật toán xây dựng số lượng thuê bao tối đa trên một khu vực WiMAX cụ thể có thể hỗ trợ

Quá trình tính toán mô phỏng thực hiện trên Matlab, tính toán với các tham số khác nhau và trường hợp lưu thông để giảm bớt các vấn đề quy hoạch WiMAX di động Chương cuối cùng của thesis nêu ra các mô hình truyền khác nhau phù hợp với các ứng dụng trong WiMAX

Phương pháp nghiên cứu sẽ giúp những nhà khai thác có kế hoạch để thực hiện một mạng lưới phủ sóng rộng trong một thành phố Sử dụng phương pháp giới thiệu, các nhà cung cấp dịch vụ sẽ có thể ước tính số lượng các trạm gốc và do đó đầu tư mạng lưới và lợi nhuận

Qua đây em xin chân thành cảm ơn Khoa Điện – Điện Tử, trường Đại Học Tôn Đức Thắng đã tạo điều kiện tốt cho chúng em thực hiện đề tài đồ án này Em xin chân thành cảm ơn thầy Ts Đỗ Đình Thuấn đã tận tình hướng dẩn, chỉ bảo em trong suốt thời gian thực hiện đề tài Cùng lòng biết ơn sâu sắc đối với Ông Bà, Cha Mẹ đã chăm sóc, nuôi dạy chúng con thành người Xin chân thành cảm ơn các anh chị và bạn bè đã ủng hộ, giúp đỡ và động viên em trong thời gian học tập và nghiên cứu Mặc dù em đã cố gắng hoàn thành báo cáo trong phạm vi và khả năng cho phép nhưng chắc chắn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót Chúng em kính mong nhận được sự cảm thông và tận tình chỉ bảo của quý Thầy Cô và các bạn

Sinh viên thực hiên Trần Nguyễn Văn Đoài

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 1

MỤC LỤC 2

DANH MỤC KÝ HIỆU CHỮ VIẾT TẮT 5

DANH MỤC HÌNH ẢNH VÀ BẢNG BIỂU 10

CHƯƠNG 1 13

GIỚI THIỆU VỀ TRUY CẬP MẠNG BĂNG RỘNG KHÔNG DÂY 13

1.1 KỸ THUẬT TRUY CẬP DI ĐỘNG VỚI BĂNG RỘNG KHÔNG DÂY 15

1.2 GIỚI THIỆU VỀ TIÊU CHUẨN IEEE 802.16 16

1.3 GIỚI THIỆU VỀ WiMAX FORUM 19

1.4 ĐẶC ĐIỂM MẠNG WiMAX 19

1.5 CÁC BĂNG TẦN CỦA WiMAX 20

1.5.1 CÁC BĂNG TẦN ĐƯỢC ĐỀ XUẤT CHO WIMAX TRÊN THẾ GIỚI 20

1.5.2 BĂNG TẦN Ở VIỆT NAM CÓ KHẢ NĂNG DÀNH CHO WIMAX 21

CHƯƠNG 2 23

TỔNG QUAN VỀ MOBILE WiMAX 23

2.1 GIỚI THIỆU CHUNG 23

2.2 SƠ LƯỢC VỀ KÊNH TRUYỀN KHÔNG DÂY 24

2.3 LỚP VẬT LÝ 26

2.3.1 KỸ THUẬT ODFM 26

2.3.2 KỸ THUẬT OFDMA 27

2.3.3 SOFDMA- Scalable Orthogonal Frequency Division Multiple Access 29

2.3.4 ĐIỀU CHẾ VÀ MÃ HÓA KÊNH TRUYỀN 31

2.3.5 CẤU TRÚC FRAME 32

2.4 LỚP MAC 35

2.4.1 CẤU TRÚC LỚP MAC 35

2.4.2 CẤU TRÚC MAC PDU 36

2.4.3 PHÂN BỐ BĂNG THÔNG - Bandwidth Allocation 37

2.4.4 CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ QoS Và LẬP LỊCH Scheduling 37

2.4.5 QUẢN LÝ THUÊ BAO 39

2.4.5.1 ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT 39

2.4.5.2 CHUYỂN GIAO- HANDOFF 39

2.5 THÔNG LƯỢNG HỆ THỐNG VÀ VÙNG BAO PHỦ SÓNG 40

2.5.1 THÔNG LƯỢNG VÀ TỐC ĐỘ DỮ LIỆU 40

2.5.2 VÙNG BAO PHỦ 43

2.6 ĐIỀU CHẾ VÀ MÃ THÍCH NGHI AMC 44

CHƯƠNG 3 48

PHÂN TÍCH DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG MOBILE WiMAX 48

3.1 GIỚI THIỆU 48

3.2 PHÂN BỐ ĐIỀU CHẾ 49

3.3 PHÂN PHỐI ỨNG DỤNG 51

3.3.1 HỖ TRỢ LUỒNG DỮ LIỆU- SERVICE FLOWS 52

3.3.2 CÁC THÔNG SỐ VỀ CÁC ỨNG DỤNG 53

3.3.3 MÔ HÌNH ĐIỀU KHIỂN ĐƯỜNG TRUYỀN VÀ CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ QOS 55

3.3.4 PHÂN PHỐI ỨNG DỤNG VÀ XU HƯỚNG THỊ TRƯỜNG 57

3.4 ƯỚC LƯỢNG BĂNG THÔNG SỬ DỤNG 61

3.4.1 DOWNLINK 63

3.4.2 UPLINK 69

3.5 SỐ USER LỚN NHẤT TRONG KHOẢNG KHU VỰC ĐO LƯỜNG 73

3.6 TÁC ĐỘNG CỦA OVERHEAD LÊN DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG 75

CHƯƠNG 4 76

MỘT VÀI MÔ HÌNH TRUYỀN DỮ LIỆU CHO ĐƯỜNG TRUYỀN KHÔNG DÂY BĂNG RỘNG 76

4.1 GIỚI THIỆU 76

4.2 SUI MODEL- MÔ HÌNH SUI 76

4.3 Cost-231 Hata Model 78

4.4 SO SÁNH CÁC MÔ HÌNH TRUYỀN- COMPARISON OF PROPAGATION MODELS 79

CHƯƠNG 5 81

MÔ PHỎNG VÀ KẾT QUẢ 81

5.1 GIỚI THIỆU 81

5.2 CÁC THÔNG SỐ MÔ PHỎNG 81

5.3 THỰC HIỆN MÔ PHỎNG 82

5.3.1 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG ĐIỀU CHẾ VÀ MÃ HÓA THÍCH NGHI 84

5.3.2 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG ƯỚC LƯỢNG DUNG LƯỢNG HỆ THỐNG VÀ SỐ USER 91

CHƯƠNG 6 98

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 98

6.1 KẾT LUẬN 98

6.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN 98

TÀI LIỆU THAM KHẢO 99

DANH MỤC KÝ HIỆU CHỮ VIẾT TẮT

3GPP 3G Partnership Project

A

AF Amplify and Forward Khuếch đại và chuyển tiếp

AWGN Addtive White Gaussian Noise Tạp âm Gauss trắng cộng

ACK Acknowledge Xác nhận được tín hiệu

AMC Adaptive modulation and Code Mã hóa và điều chế thích nghi AMT Asynchronous Transfer Module Mô hình truyền bất đồng bộ

B

BER Bit Error Ratio Tỷ lệ lỗi bit

BTS Base Tranceiver Station Trạm vô tuyến gốc

BPSK Binary Phase Shift Keying Khóa dịch pha nhị phân

BWA Broadband Wireless Access Đường kết nối không dây băng rộng

C

CBR Constant Bit Rate Hằng số tốc độ Bit

CC Convolutional Coding Mã xoắn

CDMA Code Division Multiple Access Đa truy cập chia theo mã

CS Convergence Sublayer Lớp hộ tụ con

CSI Channel State Information Thông tin trạng thái kênh

CP Cyclic Prefix Chu kỳ tiền tố

CTC Convolutional Turbo Coding Mã xoắn Turbo

D

DAC Digital to Analogue Converter

DCD Downlink Channel Descriptor

DIUC Downlink Interval Usage Code

DL Downlink

DF Decode and Forward Giải mã và chuyển tiếp

E

EGC Equal Gain Combining Kết hợp độ lợi cân bằng

ETSI European Telecommunications Standards Institute

Tiêu chuẩn viễn thông châu Âu

F

FBSS Fast Base Station Switching

FCH Frame Control Header

FDD Frequency Division Duplex

FEC Forward Error Correction

FFT Fast Fourier Transform

FDM Frequence Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo tần số FER Frame Error Rate Tỉ số lỗi khung

FSK Frequency Shift Keying Khoá điều chế dịch tần

G

GSM Global System for Mobile Communication

Thông tin di động toàn cầu

H

HSPA High Speed Packet Access

Đường truyền dữ liệu gói tốc độ cao

I

IE Information Element Phần tử thông tin

IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers

IMT-2000 International Mobile Telecommunication

Tiêu chuẩn thông tin di động toàn cầu

IS-95A Interim Standard 95A

Tiêu chuẩn thông tin di động TDMA cải tiến của Mỹ ISI Inter Symbol Interference Nhiễu liên ký tự

L

LOS Light-Of-Sight Tầm nhìn thẳng

LTE Long Term Evolution

M

MAC Medium Access Control Lớp liên kết dữ liệu

MAP Media Access Protocol Giao thức kết nối trung gian

MAU Minimum Allocation Unit Đơn vih phân bố nhỏ nhất

ME Mobile Equipment Thiết bị di động

MMSE Minimum Mean Square Error Ước lượng giá trị tối thiểu nhiễu

MS Mobile Station Trạm di động

MIMO Multiple Input Multiple Output Đa đầu vào đa đầu ra

MRC Maximum Ratio Combining Kết hợp theo tỷ lệ tối đa

N

NLOS Non Light Of Sight Tầm nhìn không thẳng

O

OCR Overall Coding Rate

OFDM Orthogonal Frequence Division Multiplexing

Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao

OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiplex Access

Đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao OSR Over Subscription Ratio

RF Radio Frequency Tần số vô tuyến

S

SC Selection combining Kết hợp lựa chọn

SC Switching combining Kết hợp chuyển nhánh

SNR Signal to Noise Ratio Tỉ lệ tín hiệu trên nhiễu

STBC Space-Time Block Code Mã hóa khối không gian thời gian STTC Space –Time Trellis Code Mã hóa lưới không gian thời gian

SMS Short Message Services Dịch vụ tin nhắn ngắn

SOFDMA Scalable Orthogonal Frequency

Division Multiplex AccessĐa truy cập ghép kênh phân chia theo tần số trực giao tỉ lệ

T

TDMA Time Division Multiple Access Đa truy cập phân chia theo thời gian

Tx Transmitter Phía phát (anten phát)

TDM Time Division Mutiplexing Ghép kênh phân chia theo thời gian

S

SDU Service Data Unit Đơn vị hỗ trợ dữ liệu

SIMO Single Input Multiple Output

SNR Signal to Noise Ratio Tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu

SOFDMA Scalable Orthogonal Frequency Division Multiple Access

SS Subscriber Station Trạm phân phối

U

UE User Equipment Thiết bị người dùng

UTMS Universal Mobile Telephone System

UTRAN Universal Terrestrial Radio Access Network

V

VBR Variable Bit Rate Tốc độ Bit biến đổi

VoIP Voice over IP

W

WiMAX Worldwide Interoperability for Microwave Access

Khả năng khai thác liên mạng trên toàn cầu đối với truy cập viba

DANH MỤC HÌNH ẢNH VÀ BẢNG BIỂU

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1- Mô hình một hệ thống mạng không dây 13

Hình 1.2- Vị trí của WiMAX trong tiêu chuẩn IEEE 802 17

Hình 2.1- Mô hình kênh truyền không dây 24

Hình 2.2- Các tác động lên kênh truyền không dây 26

Hình 2.3- Cấu trúc ký tự thông tin theo Cyclic Prefix 27

Hình 2.4- Miền tần số đại diện của các ký tự trong kỹ thuật OFDMA 28

Hình 2.5- Kênh truyền với kỹ thuật OFDM và OFDMA xét trên đường up-link 29

Hình 2.6- Cấu trúc frame TDD trong WiMAX OFDMA 33

Hình 2.7- Thực hiện tái sử dụng tần số trong một khu vực 34

Hình 2.8- Lớp MAC WiMAX 35

Hình 2.9- Cấu trúc MAC PDU 36

Hình 2.10- Phần trăm các dải tần số của hệ thống WiMAX 42

Hình 2.11- Điều chế và mã hóa thích nghi 45

Hình 3.1- Chia phần trong băng thông kênh truyền 53

Hình 3.2- Triển khai WiMAX trên toàn cầu với các loại người dùng đầu cuối 56

Hình 3.3- Phân bố các ứng dụng nhà cung cấp hệ thống UTMS-HSPA ở Châu Âu 59 Hình 3.4- Giải thuật tính toán băng thông hữu ích Downlink 64

Hình 3.5- Kỹ thuật Packing và Fragmentation trong WiMAX 68

Hình 3.6- Thuật toán tính toán băng thông hữu ích đường Uplink 70

Hình 3.7 - Giải thuật tính toán số user lớn nhất trên mỗi sector 74

Hình 5.1- Giao diện chính 82

Hình 5.2- Giao diện mô phỏng điều chế và mã hóa thích nghi 83

Hình 5.3- Giao diện mô phỏng ước lượng dung lượng hệ thống và số user 83

Hình 5.4- Mô phỏng điều chế QPSK với 1/2 Cyclic Prefix 8 N = 50 84

Hình 5.5- Mô phỏng điều chế QPSK với 3/4 Cyclic Prefix 8 N = 50 84

Hình 5.6- Mô phỏng điều chế QPSK 3/4 Cyclic Prefix 16, N = 50 85

Hình 5.7- Mô phỏng điều chế 16QAM 1/2 Cyclic Prefix 8, N = 50 85Hình 5.8- Mô phỏng điều chế 64QAM 2/3 Cyclic Prefix 8, N = 50 86Hình 5.9- Mô phỏng điều chế 64QAM 2/3 Cyclic Prefix 16, N = 50 86Hình 5.10- Giao diện mô phỏng các điều chế sử dụng với các mô hình kênh truyền không dây SUI-1, SUI-2, SUI-3 87Hình 5.11- Biểu đồ BER so với SNR cho các loại mã hóa theo Code rate và Cyclic Profix với mô hình kênh truyền SUI-1 88Hình 5.12- Biểu đồ BER so với SNR cho các loại mã hóa theo Code rate và Cyclic Profix với mô hình kênh truyền SUI-2 88Hình 5.13- Biểu đồ BER so với SNR cho các loại mã hóa theo Code rate và Cyclic Profix với mô hình kênh truyền SUI-3 89Hình 5.14- Receiver SNR [dB] theo khoảng cách 90Hình 5.15- Mô phỏng với giá trị nhập trường hợp 1 và kết quả 91Hình 5.16- Biểu đồ số tốc độ đường UL/DL theo số userKết quả thu được với mô phỏng 1 92Hình 5.17- Mô phỏng với giá trị nhập trường hợp 2 và kết quả 93Hình 5.18- Biểu đồ số tốc độ đường UL/DL theo số userKết quả thu được với mô phỏng 2 94Hình 5.19- Mô phỏng với giá trị nhập trường hợp 3 và kết quả 95Hình 5.20- Biểu đồ số tốc độ đường UL/DL theo số userKết quả thu được với mô phỏng 3 96

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1- Các thông số OFDM biểu tượng cho WiMAX cố định và các biểu tượng OFDMA thông số tương đương được sử dụng trong WiMAX di động trong đường

downlink 30

Bảng 2.2- Burst profile theo uplink- downlink trong IEEE 802.16e-2005 32

Bảng 2.3- Lưu lượng dịch vụ và các thông số WiMAX di dộng (Mobile WiMAX) 38

Bảng 2.4- Các thông số tần số của Mobile WiMAX 41

Bảng 2.5- Phân tích điều chế và mã hóa thích nghi với giá trị SNR tương ứng có được bán kính vùng phủ 47

Bảng 3.1- Điều chế và mã hóa hỗ trợ cho WiMAX di động 49

Bảng 3.2- Giá trị nhỏ nhất độ nhạy phía thu với các kỹ thuật điều chế và mã hóa khác nhau 50

Bảng 3.3- Giả định phân phối điều chế 50

Bảng 3.4- Giả thiết phân phối các ứng dụng 58

Bảng 4.1- Các con số số liệu cho các thông số mô hình SUI 78

Bảng 4.2- giới hạn các thông số trong mô hình Cost-231 Hata 79

Bảng 4.3- Thống kê so sánh của mô hình truyền 80

Bảng 5.1- Thể hiện giá trị SNR tương ứng với giá trị BER = 10-3 của các loại điều chế khác nhau với coding rate 89

và nhận thông qua các vệ tinh nhân tạo và một số thành phần khác Với các hệ thống viễn thông, truyền thông trở nên phát triển cách cực nhanh và các dịch vụ sẵn có dành cho hầu hết các user người sử dụng và dù cho người sử dụng đi đến đâu Worldwide Interoperability for Microwave Access (WiMAX) là kỹ thuật truyền thông mới cho

hệ thống truyền dữ liệu không dây và nó là tiêu chuẩn như các tiêu chuẩn sau IEEE 802.16-2004 và IEEE 802.16-2005 hoặc tiêu chuẩn 802.16e

Hình 1.1- Mô hình một hệ thống mạng không dây

Hình 1.1 diễn tả sơ lược hệ thống làm việc của mạng WiMAX Các trạm thiết

bị phát WiMAX có thể kết nối trực tiếp đến các xương sống mạng với sự hỗ trợ của các cáp quang Và trạm phát cũng có thể kết nối với các trạm phát khác thống qua Line-of-Sight (LOS) liên kết siêu sóng và như các loại kết nối có thể được gọi là thiết

bị chuyên chở- backhauls

Hai thập niên gần đã minh chứng cho sự phát triển nhanh chóng trên số lượng của thuê bao và sự phát triển không tưởng về kỹ thuật của thông liên lạc mạng di động từ cá nhân, các mạch chuyển mạch, hệ thống thế hệ kỹ thuật tương tự đầu tiên với giới hạn về dung lượng thoại cung cấp, giới hạn tính linh động và một dung lượng nhỏ cho hệ thống du động thứ 3 với dung lượng kênh tăng cách đặc biệt, chuyển mạch gói dữ liệu số thi hành tất cả IP đề ra 1 sự đa dạng của các dịch vụ đa phương tiện Với sự phát triển của nhu cầu dành cho các dịch vụ truyền thông đa phương tiện chất lượng cao, kỹ thuật kết nối đường truyền sóng tiếp tục hướng đến các thế hệ tiếp theo phát triển hơn Các đặc điểm chung của hệ thống di động sau bao gồm hệ thống cốt lõi, hỗ trợ cho một phạm vi rộng của người sử dụng di động, cải thiện đáng kể thông lượng người sử dụng và thông lượng của hệ thống , độ tin cậy và độ vững, liền mạch két nối, giảm độ trễ kết nối

Trong chương này đề cập đến trạng thái hiện hành của kỹ thuật truy cập với băng rộng và kết quả đạt được thông qua các tổ chức tiêu chuẩn để cụ thể hóa các nhìn nhận và đáp ứng các mục tiêu dành cho các thế hệ sau của hệ thống truy cập băng rộng Hiện nay, hầu hết các hoạt động qua trọng trong lĩnh vực này được quản

lý với tổ chức viện kỹ thuật điện và điện tử- Institute of Electrical and Electronics Engineers và các dự án quan hệ đối tác thế hệ 3 Hai tôt chức có lịch sử đóng góp cho

dự phát triển và đánh dấu của sự sửa đổi và hệ thống băng rộng di đông như IEEE 802.16, IEEE 802.11, IEEE 802.3 và dòng UTMS của các giá trị tiêu chuẩn cả hai

tổ chức trên đã đem đến bước phát triển đáng chú ý hướng dến các thế hệ sau này của sửa chữa và kỹ thuật truy cập di động được biết đến như hệ thống IMT

Có một số lượng lớn sự giống nhau và tương ứng giữa các tiêu chuẩn hệ thống truy cập không dây với nhu cầu hệ thống tương tự nhau và tiếp tục với các khơi chức năng tương ứng, giao thức, và xử lý dải băng cơ sở và kết quả là khái niệmcuối cùng quy hồi trong các thế hệ thứ 4 hoặc sau này của công nghệ truy cập băng thông rộng không dây

1.1 KỸ THUẬT TRUY CẬP DI ĐỘNG VỚI BĂNG RỘNG KHÔNG DÂY

Kỹ thuật băng rộng không dây cung cấp đường truy cập băng rộng đến các thê bao di động ở bất cứ chỗ nào, cho phép khác hàng với 1 dải băng tính linh động và một sự đa dạng về dịch vụ truyền thông và ứng dụng Kỹ thuật truy cập băng rộng không dây cung cấp các truy cập dữ liệu băng thông lớn thông qua các phương tiện truyền thông không dây đến khác hàng và thị trường kinh doanh Hầu hết các ví dụ

về đường truy cập băng rộng là mạng không dây lưới khu vực địa phương Vừa có những tác động liên tục để phân bố băng rộng bởi sự phát triển không ngừng cuả kỹ thuật truy cập sóng như 3GPP UMTS và LTE và nhất là hệ thống WiMAX cho thuê bao cố định và di động – Mobile WiMAX Hệ thống truy cập không dây cũng là một hấp dẫn tùy chọn để các nhà khai thác mạng tại các khu vực địa lý từ xa với mạng có dây hoặc không dây Lợi thế lợi thế về tiết kiệm trong tốc độ của chi phí triển khai và lắp đặt thêm động lực cho công nghệ truy cập băng rộng không dây

Có những loại kỹ thuật truy cập mạng không dậy với băng rộng dựa trên vùng phủ sóng và người sử dụng di động hay cố định

o Personal Area Network (PAN) là mạng không dây dữ liệu dùng các truyền thông giữa các thiết bị/ thiết bị ngoại vi xung quanh người sử dụng Vùng phủ sóng của mạng không dây PAN bị giới hạn khoảng vài mét Ví dụ kỹ thuật PAN bao giồm Bluetooth hoặc IEEE 802.15,1 [1]

và kỹ thật siêu băng rộng- Ultra Wideband (UWB)

o Local Area Network (LAN) là mạng không dây hoặc có dậy với dữ liệu mạng được dung cho truyền dữ liệu/ thoại giữa các thiệt bị với vùng phủ sóng nhỏ như phạm vi gia đình hoặc môi trường văn phòng, với không hoặc giới hạn thuê bao di động Ví dụ băng gồm giao thức LAN dây và Wifi hoặc IEEE 802.11 (LAN không dây cho người dùng cố định và di động

o Metropolitan Area Network (MAN) là mạng dữ liệu có kết nối 1 số LANs hoặc 1 nhóm user cố định/ di động phân bố trong 1 khu vực lớn mang tính chất vật lý Cơ sở hạ tầng không dây hoặc các kết nối sợi quang thường được sử dụng để liên kết các LANs phân tán Ví dụ bao gồm IEEE 802.16-2004 (WiMAX cố định- fixed WiMAX) và Ethernet dựa trên MAN Sau này với các tiêu chuẩn IEEE 802.16-2005 cho người dùng cố định và di động, IEEE802.16e …

o Wide Area Network (WAN) là mạng dữ liệu mà kết nối phân tán về phương diện vật lý người sử dụng theo 1 hình thức của những mấu

chuyển mạch liên kết nối- switching, host, LANs,… và phủ 1 vùng diện tích lớn về phương diện vật lý Ví dụ mạng WAN bao gồm Internet và

tế bào mạng như 3GPP UTMS , 3GPP LTE và WiMAX di động – mobile WiMAX hoặc 802.16-2009

Người dùng yêu cầu cho các dịch vụ băng rộng không dây và các ứng dụng tiếp tục tăng lên Xét riêng, các user mong đợi 1 sự năng động và dòng liên tục các ứng dụng mới, dung lượng và các dịch vụ mà phổ biến và có sẵn trên một loạt các thiết bị sử dụng một thuê bao duy nhất và 1 cá nhân hoặc đồng nhất tính duy nhất Một số yếu

tố quan trọng đang đẩy nhanh việc áp dụng các dịch vụ dữ liệu không dây Những yêu cầu bao gồm sự gia tăng số người sử dụng dành cho các dịch vụ truyền thông không dây, những bước tiến trong công nghệ điện thoại thông minh- smart phone, phủ sóng toàn cầu của băng thông rộng có dây và truy cập không dây Đi cùng với

đó, các ứng dụng được nhà cung cấp tối ưu hóa dịch vụ của họ hoặc phát triển các ứng dụng mới để giải quyết nhu cầu và mong đợi của người sử dụng cố định và điện thoại di động

Các ứng dụng truyền thông đa phương tiện đang phát triển rất nhanh hơn ứng dụng thoại và đang ngày càng chiếm lượng lớn lưu lượng mạng Hiện nay có sự chuyển đổi dần từ mạch chuyển mạch sang chuyển mạch gói và mạng all-IP Sự chuyển đổi này sẽ thay đổi nguời sử dụng với khả năng để đạt khả năng nhiều hơn cới các dịch vụ bao gồm email, truyền file dữ liệu, IPTV, VoIP, tương tác game, tin nhắn và phân phối dịch vụ Những hỗ trợ dịch vụ này là một trong hai đối xứng hoặc không đối xứng và thời gian thực hoặc phi thời gian thực Chúng yêu cầu băng thông tần số rộng hơn, truyền tải thấp hơn và thời gian trễ xử lý, và thông lượng dữ liệu cao hơn

1.2 GIỚI THIỆU VỀ TIÊU CHUẨN IEEE 802.16

Sự phát triển các tiêu chuẩn IEEE được hiệp hội tiêu chuẩn IEEE điều hành

Sự phát triển và duy trì các tiêu chuẩn được giám sát bởi IEEE -SA ban tiêu chuẩn, quản lý và phê duyệt các dự án bỏ phiếu phê duyệt các tiêu chuẩn Hiệp hội tiêu chuẩn IEEE 802 LAN/MAN (còn được gọi là IEEE 802) đã đi vào hoạt động từ tháng 3 năm 1980 Đối tượng phát triển của hiệp hội là phát triển các tiêu chuẩn về mạng LAN/ MAN và giao thức mà tạo ánh xạ để các lớp thấp (như lớp vật ký, lớp liên kết

dữ liệu) của 7 lớp trong mô hình Open System Interconnection (OSI) mô hình tham chiếu tiêu chuẩn IEEE 802 chia lớp liên kết dữ liệu (data link layer) thành 2 lớp con, với tên tương ứng Logical Link Control (LLC) và Medium Access Control (MAC)

PAN, Wireless MAN, Bridging và Virtual Bridged LANs Hình 1.2 thể hiện chuẩn IEEE 802-16 tương ứng với hệ thống WiMAX

Hình 1.2- Vị trí của WiMAX trong tiêu chuẩn IEEE 802

Sự phát triển của tiêu chuẩn IEEE 802.16 cùng với những sửa đổi liên quan

và sửa đổi, là trách nhiệm của Nhóm làm việc IEEE 802.16 Nhóm làm việc nghiên cứu về tiêu chuẩn IEEE 802.16 là 1 thành viên của nhóm IEEE 802 cho mạng không dây diện rộng- Wireless Metropolian Area Netwwork- MAN, đặc biệt trong phần 16: giao diện air- Air Interface dành cho hệ thống truy cập không dây băng rộng Nhóm làm việc phát triển các tiêu chuẩn và khuyên khích thực hiện để hỗ trợ sự phát triển

và triển khai băng rộng cố định và di động

Sự phát triển của tiêu chuẩn IEEE 802.16 thông qua các giai đoạn tiêu chuẩn tiêu biểu như sau: IEEE 802.16 basic, IEEE 802.16-2001, tiêu chuẩn IEEE 802-16a, IEEE 802-16c, IEEE 802-16d- 2004, IEEE 802.16e-2005, IEEE 802.16-2009, IEEE 802.16h- 2010, IEEE 802m-2011…

Chuẩn IEE 802.16-2001 được hoàn thành chính thức vào tháng 10, 2001 và được công bố ngày 8/4/2002 Với mục đích mô tả các đặc điểm kỹ thuật riêng biệt giao diên mạng MAN- vùng đô thị- với dãi tần số từ 10-66 GHz, nhưng do việc thông tin ở tần số cao gặp khó khăn do tần số càng cao thì tổn hao càng lớn Chính vì vậy chuẩn 802.16a đã được ra đời Tiêu chuẩn IEEE 802.16 công bố vào tháng 4, 2003 Chuẩn cung cấp khả năng truy cập băng rộng không dây ở đầu cuối và điểm kết nối bằng băng tần 2 ÷ 11 GHz, bao gồm cả những phổ cấp phép và không cấp phép, với khoảng cách kết nối tối đa có thể đạt tới 50km trong trường hợp kết nối điểm điểm

và 7÷10km trong trường hợp kết nối từ điểm đa điểm Tốc độ truy cập có thể đạt tới

70 Mbps Tiêu chuẩn IEEE 802.16c đưa ra vào tháng 9, 2002; sau đó tiêu chuẩn nâng cấp lên chuẩn 802.16-2001 Bản cập nhật đã sửa một số lỗi và sự mâu thuẩn trong bản tiêu chuẩn ban đầu và thêm vào một số profiles hệ thống chi tiết cho dải tần 10 ÷ 66GHz Chuẩn IEEE 802.16d-2004 được phê chuẩn năm 2004 công bố rộng rãi tháng

9 năm nay 2004, tiêu chuấn sử dụng điều chế OFDM và có thể cung cấp các dich vụ

cố đinh, hoặc người dùng di động nhưng cố đinh kết nối lúc kết nối Chuẩn 802.16d

hỗ trợ cả 2 dải tần số, cho phép kết nối thực hiện ở các môi trường khác nhau: Băng tần 10÷66 GHz: với băng tần này thường được dùng trong môi trường tầm nhìn thẳng (LOS) Độ rộng kênh được khuyến nghị cho dải tần này là 25 đến 28MHz Nó cung cấp khả năng hỗ trợ tốt trong những ứng dụng mô hình điểm-đa điểm Băng tần 2÷11 GHz: với băng tần này thường được dùng trong môi trường không trong tầm nhìn thẳng (NLOS)

Trong khi đó tiêu chuẩn IEEE 802.16e-2005 được công bố với tháng 11/2005,

là phiên bản phát triển của 802.16d-2004 nhằm hỗ trợ thêm các dịch vụ di động, chuẩn này sử dụng SOFDMA- kỹ thuật điều chế sóng mang sử dụng kênh phụ Cho phép thực hiện các chức năng chuyển vùng và chuyển mạng, có thể cung cấp đồng thời dịch vụ cố định, nomadic, mang xách được ( người sử dụng có thể di chuyển với tốc độ đi bộ) với băng tần khuyến cáo 2-6GHz để phục vụ cho các ứng dụng trong môi trường không nhìn thẳng và ứng dụng di động Tuy tốc độ và khả năng bao phủ không được lớn như chuẩn cố định, nhưng với kênh băng thông 10MHz, nó cũng có thể đạt tới tốc độ 30Mbps, với khả năng bao phủ tới 15km Một đặc điểm nổi bật của chuẩn này là có thể ứng dụng trong môi trường di chuyển với tốc độ lý thuyết có thể lên tới 100km/h

Tiêu chuẩn mới IEEE 802.16h-2010 sửa đổi bổ sung một số của tiêu chuẩn IEEE 802.16 giao diên air- air interface dành cho hệ thống không dây cố định băng rộng với việc cải thiện cơ chế cùng tồn tại dành cho tổ chức miễn giấy phép bản quyền Bước tiến gần nhất của tiêu chuẩn IEEE là IEEE project 802.16.m được công

bố tháng 3, 2011 dự án sửa đổi tiêu chuẩn IEEE 802.16-2009 với giao diện air dành cho hệ thống băng rộng cho thuê bao cố định và di động, nâng cao giao diện air

1.3 GIỚI THIỆU VỀ WiMAX FORUM

WiMAX Forum là một tổ chức của các nhà khai thác và các công ty thiết bị

và cấu kiện truyền thông hàng đầu Mục tiêu của WiMAX Forum là thúc đẩy và chứng nhận khả năng tương thích của các thiết bị truy cập vô tuyến băng rộng tuân thủ chuẩn 802.16 của IEEE và các chuẩn HiperMAN của ETSI WiMAX Forum được thành lập để dỡ bỏ các rào cản tiến tới việc chấp nhận rộng rãi công nghệ truy cập vô tuyến băng rộng BWA (Broadband Wireless Access), vì riêng một chuẩn thì không đủ để khuyến khích việc chấp nhận rộng rãi một công nghệ Theo mục tiêu này, WiMAX Forum đã hợp tác chặt chẽ với các nhà cung cấp và các cơ quan quản

lý để đảm bảo các hệ thống được WiMAX Forum phê chuẩn đáp ứng các yêu cầu của khách hàng và của các chính phủ

Đặc điểm chính yếu của mạng WiMAX: lớp vật lý (PHY) trên nề OFDM, tốc

độ dữ liệ cao, hô trợ băng rộng cao, AMC, truyền lại ở lớp liên kết dữ liệu MAC, cấp cho các user cố định và cả di động, hỗ trợ QoS, Robust security và kiến trúc nền IP

Lớp vật lý dựa trên nền OFDM: chính vì lý do này mà WiMAX có thể khắc phục tốt

nhiễu đa đường, và có thể hoạt động tốt trong điều kiện không theo tầm nhìn thẳng (NLOS)

Tốc độ dữ liệu tối đa rất cao: WiMAX có khả năng hỗ trợ truyền dữ liệu ở tốc độ rất

cao Nếu sử dụng TDM với tỉ lệ uplink-to-downlink là 3:1 thì tốc độ có thể lên đến 25Mbps cho downlink và 6.7Mbps cho uplink

Hỗ trợ băng thông và tốc độ dữ liệu linh động: sự linh động trong cấu trúc lớp vật

lý của WiMAX cho phép tốc độ dữ liệu dễ dàng thay đổi với băng thông sẵn có Tính linh động này được hỗ trợ trong chế độ OFDMA nơi bộ biến đổi FFT có thể thay đổi theo ý muốn tùy theo độ rộng băng thông

AMC (Adaptive Modulation and Coding): WiMAX có thể sử dụng nhiều loại mã hóa

và điều chế khác nhau, cho phép thay đổi theo từng user hoặc từng frame, dựa trên điều kiện của kênh truyền

Truyền lại ở lớp liên kết: với những kết nối đòi hỏi tăng cường độ tin cậy, WiMAX

sẽ hỗ trợ ARQ (Automatic retransmition requsets) ở lớp liên kết Những kết nối cho phép ARQ sẽ mỗi gói được phát đi phải được xác nhận bởi phía thu khi nhận được, gói nào không được xác nhận thì coi như là bị mất, và phía phát sẽ truyền lại

Cấp phát tài nguyên động và tĩnh cho user: việc cấp phát tài nguyên cho hướng lên

và hướng xuống đều được điều khiển bởi một bộ điều khiển ở trạm gốc Tài nguyên

có thể được cấp phát trong miền không gian cũng như bằng việc sử dụng hệ thống AAS (advanced antena system)

Hỗ trợ Quality-of-service: lớp MAC của WiMAX có một kiến trúc kết nối định

hướng được thiết kế hỗ trợ nhiều loại ứng dụng bao gồm thoại và các dịch vụ đa phương tiện Hệ thống có thể hỗ trợ dòng lưu lượng có tốc độ bit cố định, tốc độ bit

thay đổi, theo thời gian thực và không theo thời gian thực WiMAX MAC được thiết

kế nhằm hỗ trợ một số lượng lớn user, với đa kết nối và QoS cho mỗi đầu cuối

Robust security: WiMAX hỗ trợ mã hóa rất mạnh, dùng AES (Advanced Encryption

Standard), có một robust riêng và có giao thức quản lý khóa Hệ thống cũng hỗ trợ nhận thực rất linh động dựa trên giao thức EAP (Extensible Authentication Protocol)

Kiến trúc nền IP: WiMAX Forum đã định nghĩa một cấu trúc mạng tham chiếu dựa

trên nền tảng của IP Tất cả các dịch vụ end-to-end đều được phân phối đựa trên giao thức IP với Qos, quản lý session, an ninh và tính di động

1.5 CÁC BĂNG TẦN CỦA WiMAX

1.5.1 CÁC BĂNG TẦN ĐƯỢC ĐỀ XUẤT CHO WIMAX TRÊN THẾ GIỚI

Các băng được Diễn đàn WiMax tập trung xem xét và vận động cơ quan quản lý tần số các nước phân bổ cho WiMax là:

Băng tần 2,3-2,4GHz (2,3GHz Band) : được đề xuất sử dụng cho Mobile WiMAX Tại Hàn Quốc băng này đã được triển khai cho BWA (WiBro) Băng tần 2,4-2,4835GHz: được đề xuất sử dụng cho WiMAX trong tương lai

Băng tần 2,5-2,69GHz (2,5GHz Band): được đề xuất sử dụng cho WiMAX di động trong giai đoạn đầu

Băng tần 3,3-3,4GHz (3,3GHz Band): được đề xuất sử dụng cho WiMAX cố định

Băng tần 3,4-3,6GHz (3,5GHz Band): được đề xuất sử dụng cho WiMAX cố định trong giai đoạn đầu : FWA (Fixed Wireless Access)/WBA (WideBand Access)

Băng tần 3,6-3,8GHz: được đề xuất sử dụng cho WiMAX cố định (WBA) và cấp cho Châu Âu Tuy nhiên, băng 3,7-3,8 GHz đã được dung cho vệ tinh viễn thông Châu Á, nên băng tần này không được sử dụng cho Wimax Châu Á

Băng tần 5,725-5,850GHz: được đề xuất sử dụng cho WiMAX cố định trong giai đoạn đầu

Ngoài ra, một số băng tần khác phân bổ cho BWA cũng được một số nước xem xét cho BWA/WiMax là: băng tần 700-800MHz (< 1GHz), băng 4,9-5,1GHz

1.5.2 BĂNG TẦN Ở VIỆT NAM CÓ KHẢ NĂNG DÀNH CHO WIMAX

Băng tần 2,3-2,4GHz : Có thể dành đoạn băng tần này cho WiMAX Băng tần 2,3-2,4GHz thích hợp cho cả WiMAX cố định và di động

Băng tần 2,5-2,69GHz :

 Băng tần này hiện nay đang được sử dụng nhiều cho vi ba và MMDS (tập trung chủ yếu ở Hà nội và thành phố Hồ Chí Minh) Ngoài ra, băng tần này là một trong các băng tần được đề xuất sử dụng cho 3G

 Băng tần này lại là băng tần được đánh giá là thích hợp nhất cho WiMAX di động và đã được Diễn đàn WiMAX xác nhận chính thức là băng tần WiMAX Một số nước cũng đã dành băng tần này cho WiMAX như Mỹ, Mêhicô, Brazil, Canada, Singapo Vì vậy, đề nghị dành băng tần 2,5-2,69GHz cho WiMAX

Băng tần 3,3-3,4GHz: Theo Qui hoạch phổ tần số VTĐ quốc gia, băng tần này được phân bổ cho các nghiệp vụ Vô tuyến định vị, cố định và lưu động Hiện nay, về phía dân sự và quân sự vẫn chưa có hệ thống nào được triển khai trong băng tần này Do đó, có thể cho phép sử dụng WiMAX trong băng tần 3,3-3,4GHz

Băng tần 3,4-3,6GHz, 3,6-3,8GHz: Đối với Việt nam, hệ thống vệ tinh VINASAT dự kiến sẽ sử dụng một số đoạn băng tần trong băng C và Ku, trong đó cả băng tần 3,4-3,7GHz Ngoài ra, đoạn băng tần 3,7-3,8GHz mặc dù chưa sử dụng cho VINASAT nhưng có thể được sử dụng cho các trạm mặt đất liên lạc với các hệ thống

vệ tinh khác Vì vậy, không nên triển khai WiMAX trong băng tần 3,4 - 3,8 GHz

Băng tần 5,725-5,850GHz: Hiện nay, băng tần này đã được Bộ qui định dành cho WiFi Nếu cho phép triển khai WiMAX trong băng tần này thì cũng sẽ hạn chế băng tần dành cho WiFi Băng tần này có thể thích hợp cho các hệ thống WiMAX ở vùng nông thôn, vùng sâu, vùng xa, ở đó có thể cho phép hệ thống WiMAX phát với công suất cao hơn để giảm giá thành triển khai hệ thống WiMAX Vì vậy, đề nghị

cho phép triển khai WiMAX trong băng tần 5,725-5,850GHz nhưng WiMAX phải dùng chung băng tần và phải bảo vệ các hệ thống WiFi

Như vậy, với hiện trạng sử dụng băng tần tại Việt Nam như trên, các băng tần

có khả năng dành cho WiMAX ở Việt Nam là: Băng tần 2,3-2,4GHz và 3,3-3,4GHz cho các hệ thống truy cập không dây băng rộng, kể cả WiMAX

Băng tần 5,725-5,850GHz cho các hệ thống truy cập không dây băng rộng, kể

cả WiMAX nhưng các hệ thống này phải dùng chung băng tần với các hệ thống WiFi với điều kiện bảo vệ các hệ thống WiFi hoạt động trong băng tần này

Băng tần 2,5-2,690GHz cho các hệ thống truy cập không dây băng rộng, kể cả IMT-2000 và WiMAX Hiện tại, chính phủ đã cấp phép thử nghiệm dịch vụ WiMAX

di động tại băng tần 2,3-2,4 GHz; và băng tần 2,5-2,69 GHz (theo công văn số 5535/VPCP-CN của Văn phòng Chính phủ)

CHƯƠNG 2

TỔNG QUAN VỀ MOBILE WiMAX

2.1 GIỚI THIỆU CHUNG

Các thông số của mạng không dây dữ liệu băng rộng thiết kế cho phạm vi thành phố, thị xã được duyệt thành tiêu chuẩn IEEE 802.16 theo các tiêu chuẩn của WiMAX Tiêu chuẩn IEEE 802.16-2004 standard đã đươc phát triển để thêm ứng dụng suy hao đường truyền tự do (NLOS) hỗ trợ cho các tiêu chuẩn cơ bản Tiêu chuẩn này hỗ trợ cho các người sử dụng cố định và di động trong dải tần số 2- 11 GHz Với mục đích thêm tính di động vào đường truyền không dây, hệ thống WiMAX, tiêu chuẩn IEEE 802.15e-2005 đã được xác định sử dụng tần số dưới 6 GHz

Có rất nhiều sự lựa chọn đa lớp vật lý trong tiêu chuẩn IEEE 802-16 Tương ứng ta cũng sẽ có nhiều sự lựa chọn kiến trúc MAC, kênh ghép, băng tần số hoạt động… trong thực tế, người ta có thể nói rằng IEEE 802.16 là một tập hợp các tiêu chuẩn, không phải chỉ là một tiêu chuẩn duy nhất Cấp tương thích của Wimax Forum xác định giới hạn các cấu hình hệ thống và hồ sơ chứng nhận Một hồ sơ hệ thống định nghĩa tập hợp con của lệnh, tính năng vật lý và lớp MAC lựa chọn bởi WiMAX Forum từ tiêu chuẩn cơ bản IEEE 802.16-2004 hoặc IEEE 802.16e-2005 Hai hồ sơ hệ thống khác nhau được xác định: một dựa trên IEEE 802.16-2004, OFDM PHY, được gọi là hệ thống hồ sơ cá nhân cố định; một dựa trên IEEE 802.16e-2005 khả năng mở rộng OFDMA PHY, được gọi là hệ thống hồ sơ cá nhân di động Hệ thống mobile WiMAX cơ bản được phát triển trở thành hệ thống truy cập không dây băng rộng cơ bản cho các thiết bị cầm tay với thông lượng cao và băng thông chia sẻ tốc độ cao với hiệu quả trải phổ cao khi so sánh với các công nghệ không dây 3G+ điện thoại di động khác

Trong chương này các thông số kỹ thuật cơ bản của WiMAX được xây dựng tập trung cho các thiết bị di động

2.2 SƠ LƯỢC VỀ KÊNH TRUYỀN KHÔNG DÂY

Một kênh truyền không dây có thể được thể hiện theo mô hình sau:

Hình 2.1- Mô hình kênh truyền không dây

Máy phát nhận được các gói bit dữ liệu từ 1 lớp giao thức cao hơn và gửi những bit như sóng điện từ đối với phía nhận Các bước quan trọng trong lĩnh vực kỹ thuật số là mã hóa và điều chế Bộ mã hóa nói chung cho biết thêm dự phòng mà sẽ cho phép sửa lỗi ở người nhận Modulator chuẩn bị các tín hiệu kỹ thuật số cho các kênh không dây và có thể bao gồm một số hoạt động Điều chế tín hiệu số được chuyển đổi trong 1 bộ phận biểu diễn tín hiệu tương tự bởi bộ chuyển đổi tín hiệu số sang tín hiệu tương tự (DAC) và sau đó chuyển đổi thành 1 dải sóng RF WiMAX yêu cầu Tín hiệu RF được bức xạ thông qua 1 anten phù hợp Bộ phận phía nhận thực hiện quá trình theo thứ tự ngược lại

Có 3 tác động ảnh hưởng đến kênh truyền không dây mà không thể tìm được

trong hệ thống truyền dẫn hữu tuyến Bao gồm: Pathloss, Shadowing và Fading Mỗi

yếu tố ảnh hưởng đến giá trị tín hiệu thu được phía thu cách khác nhau

Pathloss: nêu đến việc suy hao tín hiệu truyền được giữa phía phát và phía thu

cách nhau 1 khoảng cách d Như vây, suy hao đường truyền pathloss này phụ thuộc vào môi trường truyền Từ các công thức tính toán suy hao khác nhau đề xuất pathloss khác nhau cho các mô trường đô thị, ngoại ô hay nông thôn Từ Pathloss cơ sở thiết

kế một mạng di động

Shadowing: là khoảng cách giữa máy phát và máy thu có các vật cản tạo ảnh

hưởng đến hiệu suất tín hiệu truyền Nói cách khác, bất cứ sựu thay đổi ảnh hưởng

đến hiệu suất tín hiệu thu được dù là tăng lên hay giảm đi, ví dụ hấp thụ hay nhiễu xạ

do ảnh hưởng của tòa nhà cao tần chắn giữa đường truyền

Fading: không giống như với pathloss hay shadowing là do ảnh hưởng của

khoảng cách đường truyền vô tuyến hay do các vật cản giữa đường truyền Fading xuất hiện do phía thu nhận được nhiều phiên bản khác nhau của một máy phát Những phiên bản nhận giữa trạm thu phát và trạm thu có thể nhận tại gần như cùng 1 thời gian Trong trường hợp này, tùy thuộc vào giai đoạn khác nhau của họ, nhiễu có thể được xây dựng hay phá hoại khi được kết hợp

Nhiễu fading trong kênh truyền không dây có lẽ là điểm khác biệt rõ nhất giữa

hệ thống liên lạc không dây và có dây Các yếu tố quan trọng khác biệt nhất trong hệ thống không dây là tất cả người dùng trên danh nghĩa can thiệp với nhau trong môi trường không dây được chia sẻ và tính di động mà đặt hạn chế nguồn lực trầm trọng trên các máy thu phát điện thoại di động

Các hàm số về các thông số được dùng để miêu tả kênh truyền fading với băng rộng với hai thông số đo lường tương quan 𝐴(∆𝜏, Δ𝑡)

𝐴(Δ𝜏, Δ𝑡) = 𝐸[ℎ(𝜏1, 𝑡1)ℎ ∗ (𝜏2, 𝑡2)] (2.1) Trong đó h thể hiện đáp ứng kênh truyền giữa khoảng cách truyền: thời gian trì hoãn 𝜏, thời gian t kênh truyền trải thời gian delay trong suốt đáp ứng kênh truyển biểu hiện bởi 𝜏𝑚𝑎𝑥 Giá trị miền tần số gắn liền với băng thông kênh truyền 𝐵𝑐, khoảng tần số lênh truyền lại với hằng số

𝐵𝑐 = 1

Hình 2.2- so sánh sự nhau tác động kênh truyền phía thu tương ứng với khoảng cách giữa trạm phát và trạm thu

Hình 2.2- Các tác động lên kênh truyền không dây

Như những gì thể hiện trên hình vẽ, thông thường, fading rất đa dạng làm giảm biên độ tín hiệu và shadowing là hệ quả của hấp thụ tín hiệu bởi các trở ngại về địa hình giữa BS và UE, gây ra những lỗi về khoảng cách tạo nên suy giảm pathloss

Với mục đích mỗi ký tự riêng biệt OFDM khác nhau sau khi đi qua một kênh không dây, nó là cần thiết để một thời gian khai báo bảo vệ Tg, giữa các ký tự OFDM Bằng cách này, sau khi nhận được một chuỗi các ký hiệu OFDM với thời gian Ts, miễn là thời gian bảo vệ là lớn hơn so với sự lây lan chậm trễ của kênh, mỗi ký tự OFDM sẽ chỉ chịu tác động với chính nó

Với mục đích hoàn thành loại bỏ nhiễu ISI và lợi thế của phương pháp kênh nhiễu ISI tự do chu kỳ tiền tố- Cyclic Prefix (CP) được sử dụng Trong hình 2.3 giải thích khái niệm về phương pháp CP Tỷ số của cyclic prefix được dùng được thể hiện bởi giá trị G và có thể được thể hiện với các chỉ số sau 1/4, 1/8, 1/16, 1/32 CP thường

là sự lặp lại của các mẫu cuối cùng của phần dữ liệu mà nó được nối với phần bắt đầu của tải dữ liệu Data Payload CP ngăn chặn sự can thiệp liên khối và làm cho kênh xuất hiện vòng tròn và cho phép cân bằng miền tần số thấp phức tạp Nhưng một hạn

chế là CP là dẫn đến overhead, mà làm giảm tính hiệu quả của

pháp Subchannelization

Subchannelization là phương pháp tại sự khác biệt giữa OFDMA và OFDM

Các sóng mang con có sẵn trong tổng băng thông có thể được chia thành nhiều nhóm của sóng mang con được gọi là subchannels- phân hệ kênh truyền Subchannels có thể được giao cho người sử dụng một thủ tục hợp lý dựa trên nhu cầu người sử dụng

và các điều kiện kênh OFDMA có thể được xem là sự kết hợp của hai kỹ thuật FDMA

cà TDMA: người sử dụng có các phân hệ sóng mang subcarriers động (FDMA) được giao với các khe thời gian khác nhau- time slot (TMDA)

Có 4 loại khác nhau của phân hệ sóng mang- Subcarriers trong OFDMA Phân

hệ dữ liệu sóng mang- Data subcarrier và phân hệ điều khiển- Pilot subcarriers (được

dùng để ước lượng và đồng bộ) Hai loại đầu tiên được gọi là subcarriers chủ động (active subcarriers) Phân hệ sóng mang: Subcarriers DC cùng với subcarriers Guard (được sử dụng cho các khoảng band bảo vệ) thường bằng như subcarriers Null Hình 2.4 minh họa cấu trúc subcarrier ký tự OFDMA

Hình 2.4- Miền tần số đại diện của các ký tự trong kỹ thuật OFDMA

Số lượng và việc phân phối chính xác các sóng mang con – subcarrier tạo thành 1 phân hệ kênh truyền- subchannel phụ thuộc vào chế độ hoán vị sóng mang con Một subcarrier được phân phối hoán vị rút ra subcarriers giả ngẫu nhiên để tạo thành một subchannel và cung cấp phân tập tần số tốt hơn, trong khi một sóng mang con phân phối liền kề cho phép hệ thống để khai thác sự đa dạng đa người dùng Nói chung, phân phối (đa dạng) hoán vị thực hiện tốt trong các ứng dụng điện thoại di động trong khi liền kề (adjacent/ contiguous) hoán vị phù hợp cho môi trường di động

cố định, di động thấp

Hình 2.5 thể hiện biểu đồ so sánh giữa OFDM và OFDMA xem xét với 4 user khác nhau chia sẻ trên 1 băng thông như nhau trên cả hai kỹ thuật được xét trên đường uplink

Hình 2.5- Kênh truyền với kỹ thuật OFDM và OFDMA xét trên đường up-link

2.3.3 SOFDMA- Scalable Orthogonal Frequency Division Multiple Access

Hệ thống WiMAX di động- IEEE 802.16e-2005, dựa trên khả năng mở động ghép kênh miền tần số trực giao- Scalable Orthogonal Frequency Division Multiple Access (SOFDMA) Băng thông có sẵn cho WiMAX có thể khác nhau dựa trên việc

sử dụng tần số địa phương trên toàn thế giới và khả năng mở rộng được phát triển để

hỗ trợ những biến thể này trên toàn thế giới chính vì thế, SOFDMA thích ứng cho dung lượng của việc lựa chọn phân hệ sóng mang con- subcarrier theo băng thông sẵn có Kênh băng thông có thể trong khoảng 1.25 MHz đến 20MHz và vì thế 1 số lượng từ 128 đến 2048 sóng mang con có thể được chỉ định với băng thông tương ứng

Bảng 2.1 tóm tắt các thông số OFDM cho WiMAX cố định (IEEE 2004) và biểu tượng OFDMA thông số tương đương được sử dụng trong WiMAX di động (IEEE 802.16e-2005) trong hướng downlink Các giá trị đa dạng cho các thông

802.16-số trong OFDMA đề cập đến khái niệm khả năng mở rộng

Bảng 2.1- Các thông số OFDM biểu tượng cho WiMAX cố định và các biểu tượng OFDMA thông số tương đương được sử dụng trong WiMAX di động trong đường

downlink

Như những gì quan sát từ bảng 2.1, phân phối các sóng mang con- subrcarrier cho cấu hình điện thoại di động có nguồn gốc liên quan đến chế độ hoán vị PUSC là tài nguyên phương pháp nhóm bắt buộc trong IEEE 802-16e tiêu chuẩn Trong chế

độ này hoán vị, có thể sử dụng DL sóng mang phụ (thí điểm và dữ liệu) được nhóm lại trong các cụm-cluster, mỗi cluster gồm 14 sóng mang phụ mỗi biểu tượng liền kề Mỗi cluster sẽ được tích hợp bởi 12 sóng mang con mang data và 2 sóng mang điều khiển (pilot) Vì vậy, như là một ví dụ trong kênh 5MHz kể từ khi chúng ta có 360 sóng mang phụ dữ liệu datavà 60 sóng mang con điều khiển (pilot), sẽ là (360 + 60) / (12 +2) = 30 cluster Ngoài ra, mỗi kênh phụ được tạo bởi 2 cluster, do đó, sẽ có 30/2 = 15 phân hệ kênh truyền phụ trong Downlink (DL) PUSC Tiêu chuẩn này cũng định nghĩa FUSC (Fully Use Sub-Carrier) như là một chế độ tùy chọn hoán vị thay thế

2.3.4 ĐIỀU CHẾ VÀ MÃ HÓA KÊNH TRUYỀN

Đề xuất mã hóa được sử dụng trong IEEE 802-16e là mã hóa chập-

Convolutional Coding (CC) Một số phương pháp mã hóa tùy chọn như mã hóa mã hóa turbo và mật độ kiểm tra chẵn lẻ thấp cũng được định nghĩa trong tiêu chuẩn Mức giá khác nhau mã hóa ½ và ¾ có thể được sử dụng trong giai đoạn mã hóa đối với

Trong giai đoạn lập bản đồ ký tự, trình tự của các bit nhị phân được chuyển đổi thành một chuỗi các ký hiệu phức tạp có giá trị Các chòm sao bắt buộc là QPSK

và 16-QAM, với một chòm sao 64-QAM tùy chọn Mức điều chế cao hơn cung cấp tốc độ dữ liệu cao hơn Những âm được sử dụng để điều chỉnh các sóng mang con và

sẽ tạo thành subchannels dựa vào chế độ sóng mang con hoán vị Số lượng subchannels được phân bổ để truyền một khối dữ liệu phụ thuộc vào các thông số khác nhau, chẳng hạn như kích thước của khối dữ liệu, định dạng điều chế, và tỷ lệ

mã hóa

Những thông tin tổng quan về dữ liệu truyền sẽ được thể hiện trong 1 hồ sơ khối- burst profile Burst profile cung cấp cho người nhận với thông tin như: loại điều chế, tỷ lệ mã hóa kênh, mã hóa và các chương trình sửa lỗi Có 52 loại burst profile khác nhau được định nghĩa trong IEEE 802.16e-2005 có thể được xem xét trong bảng 2.2

Bảng 2.2- Burst profile theo uplink- downlink trong IEEE 802.16e-2005

2.3.5 CẤU TRÚC FRAME

Trong tiêu chuẩn IEEE 802.16e-2005, cả hai phương pháp ghép kênh phân chia theo tần số và thời gian đều được ứng dụng Ghép kênh phân chia theo tần số- frequency division duplexing (FDD), ghép kênh phân chia theo thời gian- time division duplexing (TDD) Trong trường hợp FDD, các phân hệ gói dữ liệu- subframe trên đường uplink và downlink được truyền đi đồng thời trên các tần số khác nhau Trong khi đó, TDD trên các đường uplink và downlink các subframe được truyền trên tần số như nhau với các thời điểm khác nhau Cần lưu ý rằng tất cả các profile di động hiện nay được dựa TDD Đó là bởi vì hiệu quả cao hơn trong đường truyền bất đối xứng của TDD: hầu hết đường downlink chiếm một tỷ lệ cao hơn tổng

số khung Khung TDD trong WiMAX được chia thành 2 subframes cho DL (Downlink) và UL (Uplink) Hai subframes được tách ra với một khoảng cách truyền dẫn Hình 2.6 minh họa cấu trúc khung TDD của WiMAX

Hình 2.6- Cấu trúc frame TDD trong WiMAX OFDMA

Ký tự đầu tiên OFDM trong subframe đường downlink được sử dụng để truyền phần mào đầu DL được sử dụng cho một loạt các lớp thủ tục PHY, chẳng hạn như thời gian và đồng bộ tần số, ước lượng kênh ban đầu, và ước lượng nhiễu giao thoa Khung điều khiển Header- Frame Control Header (FCH) quy định cụ thể một số ký

tự của các cụm (Burst) như chiều dài và số lượng các cụm MAP DL và UL MAP giới thiệu các thông tin phân bổ kênh được phát sóng cho tất cả người dùng Theo các thông tin MAP mỗi người sử dụng có thể xác định vùng dữ liệu (sóng mang phụ- subcarrier) được phân bổ cho việc sử dụng nó trong cả DL và UL Mỗi DL cụm dữ liệu (Burst data) được chỉ định một cụm hồ sơ (burst profile) và chứa các dữ liệu cho người dùng cá nhân

Khoảng đường uplink được thực hiện để đảm bảo thông tin liên lạc đáng tin cậy bằng cách thực hiện thời gian và đồng bộ hóa điện năng Băng thông yêu cầu cho người sử dụng có thể được theo sau bằng chuỗi các ký tự Sau đó, người sử dụng truyền tải trong mỗi đường tải Uplink dữ liệu khối burst trong các sóng mang con của

nó được phân bổ, đã được xác định bởi MAP UL Chỉ số chất lượng Uplink kênh truyền- Channel Quality Indicator (CQICH) được phân bổ đến kênh thông tin phản hồi của mỗi thiết bị đầu cuối để biểu đồ thời gian của BS được sử dụng cho AMC là một ví dụ Kênh truyền Uplink ACK là thừa nhận downlink HARQ

Kể từ khi các lớp PHY OFDMA có nhiều sự lựa chọn các phương pháp phân

bổ các phân hệ sóng mang (subcarrier), nhiều khu vực có thể sử dụng phương pháp phân bổ subcarrier khác nhau để phân chia mỗi khung dữ liệu phụ (subframe) Một lợi ích của việc sử dụng khu vực chuyển đổi là yếu tố tái sử dụng tần số khác nhau- Frequency reuse factor (FRF) có thể được triển khai trong một tế bào (cell) hoặc khu vực (sector) một cách năng động Hình 2.7 thể hiện ví dụ về sụ phát triển khác nhau của tái sử dụng tần số trên 1 frame Trong nửa đầu của mỗi frame, toàn bộ băng tần

số được chia cho ba và được phân bổ trong từng lĩnh vực (sector) Trong nửa thứ hai của mỗi frame, toàn bộ cùng một băng tần số được sử dụng trong mỗi khu vực (sector) Các lợi ích của việc triển khai FRFs khác nhau trong một khung là:

(1) FCH và DL-MAP được đánh giá bảo vệ cao từ nhiễu đồng kênh- co-channel interference

(2) Người sử dụng cạnh nhau, những người nhận được nhiễu đồng kênh

từ các thành phần khác trong các tế bào cell khác, cũng đã bị tác động hiễu đồng kênh

(3) Người dùng xung quanh trung tâm di động có băng tần số đầy đủ bởi vì họ là tương đối ít bị nhiễu đồng kênh

Hình 2.7- Thực hiện tái sử dụng tần số trong một khu vực

2.4 LỚP MAC

Trong công nghệ WiMAX, Lớp mạng thứ 2 lớp mạng thứ hai đóng một số vai trò quan trọng trong các đặc điểm kỹ thuật như dữ liệu gói- packeting và phân mảnh- framentation, phân bổ kênh, lập kế hoạch, chất lượng dịch vụ QoS và cung cấp an ninh và quản lý các thiết bị đầu cuối di động Trong phần này, thực thể và nhiệm vụ của lớp MAC được đề cập

2.4.1 CẤU TRÚC LỚP MAC

Lớp MAC của WiMAX được chia làm 3 lớp con được thể hiện như hình 2.8

Hình 2.8- Lớp MAC WiMAX

Convergence Sublayer- CS: được xem như là giao diện giữa bất kỳ lớp cao

hơn ở trên lớp MAC và lớp con của nó thấp hơn CS nhận được gói dữ liệu lớp cao hơn cũng được biết đến như là đơn vị dịch vụ dữ liệu- Service Data Init (SDU), và

đưa bản đồ vào các hình thức thích hợp cho quá trình hơn nữa trong lớp MAC, nhận dạng địa chỉ gói tin như vậy Trong khi đó, cả ATM và IP được định nghĩa trong tiêu chuẩn IEEE 802.16e, WiMAX Forum đã quyết định thực hiện chỉ có các dịch vụ IP

MAC common sublayer: phần phổ biến là trách nhiệm nhận SDUs và áp dụng

phân mảnh và nối thích hợp hơn, tạo thành MAC PDUs, các đơn vị dữ liệu giao thức- Protocol Data Unit, và chuẩn bị các PDUs để truyền Dựa vào kích thước của tải, đa SDUs có thể được thực hiện trên một MAC PDU, hoặc một SDU duy nhất có thể được phân mảnh được thực hiện trên nhiều PDU MAC Chất lượng dịch vụ, QoS, kiểm soát kênh phân bổ và lập kế hoạch các nhiệm vụ khác được thực hiện trong lớp con này

MAC security sublayer: như tên gọi của lớp này được dùng để xác thực và mã

hóa

2.4.2 CẤU TRÚC MAC PDU

Mỗi MAC PDU (Protocol data unit) bao gồm 1 header theo sau bởi 1 tải-

payload và 1 dự phòng kiểm tra theo chu kỳ- Cuclic redundancy check (CRC), như

có thể thấy trong hình 2.9 Có hai loại MAC PDU:

1 MAC PDU tổng thể được sử dụng để thực hiện các dữ liệu và thông tin báo hiệu MAC-layer Một PDU MAC cơ bản bắt đầu với một tiêu đề khái quát bao gồm

6 byte và tiếp theo là tải trọng-payload và CRC

2 PDU băng thông yêu cầu bao gồm chỉ một tiêu đề yêu cầu băng thông, không có tải trọng hoặc CRC

Header Generic thể chứa subheaders khác cho các mục đích khác nhau

Hình 2.9- Cấu trúc MAC PDU

Khi 1 MAC PDU được xây dựng, nó được chuyển giao để trình lên lịch

scheduler, lịch trình các MAC PDU trên nguồn PHY có sẵn Các kế hoạch xác định

việc phân bổ nguồn lực PHY tối ưu cho tất cả các PDU MAC, trên cơ sở từng frame (frame-by-frame) Dựa vào các lớp đường truyền, lịch trình có thể chỉ định toàn bộ

khung frame hoặc thời gian một khe slot cho một thiết bị đầu cuối Nó là tốt để lưu ý WiMAX được thiết kế để hỗ trợ các module lưu lượng truy cập khác nhau của 4 loại khác nhau hiện có Đó là: Background (messages- tin nhắn), tương tác- Interactive (trình duyệt web-Web browsing), Luồng-Streaming (video) và đàm thoại-Conversational (VoIP) để tăng độ nhạy chậm trễ

2.4.3 PHÂN BỐ BĂNG THÔNG - Bandwidth Allocation

Trong đường downlink, tất cả các tác động quyết định liên quan đến việc phân

bổ băng thông đến MS khác nhau được thực hiện bởi các BS mà không có sự tham gia của MS dựa trên nhận dạng kết nối (CID- Connection Identifier) Những CID có 16-bit địa chỉ được sử dụng để phân biệt giữa nhiều kênh (Uplink) UL (kết nối) liên kết với cùng một kênh Downlink (DL) Các trạm điện thoại di động hoặc các trạm thuê bao- Subcriber Station (SS), kiểm tra định dạng kết nối CIDs trong PDU nhận được và chỉ giữ lại những PDUs được xác nhận địa chỉ Như đã đề cập trước đây, thêm nguồn PHY được phân bổ cho PDU truyền trong mỗi kết nối được chỉ định trong thông tin DL-MAP

Trong đường uplink, MS yêu cầu tài nguyên bằng cách sử dụng một tiêu đề phụ của yêu cầu băng thông trên một PDU MAC BS phân bổ dành riêng (dành cho một SS duy nhất) hoặc chia sẻ (dành cho một nhóm SSS) nguồn lực cho người sử dụng định kỳ mà có thể được sử dụng để yêu cầu băng thông Trong WiMAX quá trình này được gọi là Polling

2.4.4 CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ QoS Và LẬP LỊCH Scheduling

Mỗi User có thể đạt được băng thông mong muốn dựa trên chất lượng của dịch

vụ được định nghĩa cho nó Hệ thống nên cấp một kết nối đáng tin cậy dựa trên các tham số chất lượng QoS đã đồng ý trong một kết nối Một khái niệm quan trọng trong QoS là dịch vụ lưu lượng- service flow Mỗi luồng dịch vụ, chủng loại được liên kết với một tập hợp các tham số QoS, chẳng hạn như độ trễ, thông qua độ dài xung- jitter,

và tỷ lệ lỗi gói, hệ thống phấn đấu cung cấp Bảng 2.3 minh họa lưu lượng dịch vụ

hỗ trợ trong WiMAX di động và cung cấp cho các ứng dụng ví dụ cho mỗi dịch vụ Trước khi cung cấp bất kỳ loại dịch vụ dữ liệu nhất định, MAC của BS thiết lập một kết nối một chiều với lớp MAC đồng đẳng của nó trong các thiết bị đầu cuối sử dụng

để thảo luận về lưu lượng dịch vụ đã thoả thuận và chỉ định các tham số QoS trên giao diện air – air interface

Hiệu quả phân bổ nguồn lực (thời gian và tần số) trong cả DL và UL được điều khiển bởi lập lịch nằm ở mỗi BS Các kế hoạch kiểm soát xu hướng lưu lượng

truy cập bằng cách giám sát CQICH thông tin phản hồi để cung cấp phân bổ nguồn lực tốt nhất để hỗ trợ các tham số QoS cho mỗi kết nối Quá trình lập kế hoạch được thực hiện trên một khung bằng khung cơ sở để đáp ứng với điều kiện giao thông và điều kiện kênh truyền

Bảng 2.3- Lưu lượng dịch vụ và các thông số WiMAX di dộng (Mobile WiMAX)

2.4.5 QUẢN LÝ THUÊ BAO

WiMAX di động tiêu chuẩn IEEE 802.16e giới thiệu một số khái niệm mới liên quan đến quản lý thuê bao di động và quản lý năng lượng, hai trong số các yêu cầu cơ bản nhất của một mạng không dây di động Quản lý năng lực cho phép MS để bảo tồn nguồn pin của nó, một tính năng quan trọng cần thiết cho các thiết bị cầm tay Quản lý di động, mặt khác, cho phép MS để giữ lại kết nối mạng trong khi di chuyển từ vùng phủ sóng của một BS đến tiếp theo Khái niệm cuối cùng cũng được gọi là chuyển giao- handoff

2.4.5.1 ĐIỀU KHIỂN CÔNG SUẤT

Điều khiển công suất được dùng trong 2 chế độ sau: Sleep mode và Idle mode

Sleep mode (chế độ chờ) trong đó trạm di động (mobile station) với kết nối

hoạt động chờ đợi với BS để tạm thời làm gián đoạn kết nối của nó qua giao diện air

(air interface) cho một số tiền định trước thời gian, gọi là sleep windown- cửa sổ chờ Mỗi sleep windown được theo sau bởi listen windown, trong suốt thời gian MS phục hồi kết nối của nó Chiều dài của mỗi khoảng chờ và sleep windown được đề nghị giữa MS và BS và phụ thuộc vào các lớp tiết kiệm điện năng-(power saving class) của các hoạt động chế độ chờ (sleep mode) Trong suốt khoảng thời gian không có (sleep mode), các BS không lập kế hoạch (schudule) truyền bá DL cho MS, để nó có

thể giảm tiêu hao công suất một hoặc nhiều thành phần phần cứng cần thiết để giao tiếp Trong chế độ chờ BS thực hiện các thủ tục cần thiết để chuyển giao (phần sau

sẽ nói rõ hơn)

Trong khi ở Idle Mode (chế độ nhàn rỗi) MS có thể loại bỏ các thủ tục chuyển

giao phần cứng gây ra tiêu thụ điện năng nhiều hơn Tuy nhiên, trong Idle mode BSS thực hiện phân trang để cập nhật vị trí mới của MS

2.4.5.2 CHUYỂN GIAO- HANDOFF

Tiêu chuẩn cơ bản IEEE 802.16e định nghĩa cơ chế tín hiệu cho các trạm thuê bao theo dõi khi chúng di chuyển từ phạm vi vùng phủ sóng của một trạm cơ sở khác khi chế độ hoạt động hoặc khi chúng di chuyển từ một nhóm phân trang khác khi chế

độ nhàn rỗi-Idle mode BS phân bổ thời gian cho mỗi MS giám sát các điều kiện vô tuyến của BSS lân cận bằng cách đo các chỉ báo cường độ tín hiệu nhận được- received signal strength indicator (RSSI) của BSs nằm trong thiết lập hoạt động của các trạm gốc Quá trình này được gọi là quét (scanning) MS có thể kết hợp với một

số BSs khác trong khi nó được kết nối với một cá nhân Quá trình chuyển giao bắt

đầu với quyết định cho MS để di chuyển các kết nối từ các BS đang phục vụ tới một mục tiêu mới BS

Quyết định này có thể được thực hiện bởi MS, BS, hoặc một thực thể khác bên ngoài trong mạng WiMAX và phụ thuộc vào việc thực hiện Một khi quyết định chuyển giao được thực hiện, MS bắt đầu đồng bộ hóa với đường truyền DL của các

BS mục tiêu nghe tiêu đề của nó, thực hiện khác nhau, nếu nó đã không được thực hiện trong khi đang quét, và sau đó chấm dứt kết nối với BS trước đó Phương pháp

giải thích được gọi là chuyển giao cứng- Hard Handoff (HHO), phương pháp đó là

bàn giao chỉ bắt buộc quy định cho các sản phẩm được chứng nhận WiMAX Trong HHO một cuộc trao đổi đột ngột kết nối từ một BS đến một BS khác được thực hiện.Tuy nhiên có những phương pháp khác như nhanh chóng chuyển đổi trạm gốc-

Fast Base Station Switching (FBSS) và đa dạng Macro chuyển giao- Macro Diversity Handover (MDHO) mà trong cả hai phương pháp, MS duy trì một kết nối hợp lệ cùng

một lúc với nhiều hơn một BS

2.5 THÔNG LƯỢNG HỆ THỐNG VÀ VÙNG BAO PHỦ SÓNG

2.5.1 THÔNG LƯỢNG VÀ TỐC ĐỘ DỮ LIỆU

Khái niệm hiệu quả kênh dùng để chỉ đạt được thông lượng (throughput) cao

nhất có thể sử dụng một băng thông kênh có sẵn Thông qua là một biện pháp trong mối quan tâm với một phần của tốc độ dữ liệu có thể được sử dụng để chuyển dữ liệu thành công tinh khiết (không tín hiệu hoặc thông điệp điều khiển) trên mạng nhất định trong một thời gian nhất định Tỷ lệ các công thức sau đây tốc độ dữ liệu trong một lớp vật lý WiMAX OFDM:

𝑅 = 𝑁𝑢𝑠𝑒 𝑏𝑚𝐶𝑟

Trong đó: bm số bit sử dụng để điều chế và bằng 1 nếu dùng điều chế BPSK,

2 cho QPSK, 4 cho 16-QAM và phổ biến nếu M là cấp điều chế đối với chòm sao điều chế M-QAM, M = 2𝑏𝑚 Cr là tỷ lệ mã hóa có thể được tìm thấy trong Bảng 2.2 cho mỗi profile burst (định dạng cụm) khác nhau Một ký tự mất thời gian Ts, như hình 2.3 ta có:

Ts = Tg + Tb = [G + 1] Tb (2.4)

Trong đó, G là tỷ số Tg /Tb với các dữ liệu tương ứng như: ¼, 1/8, 1/16 hoặc 1/32

Và T = 1/ ∆f, với phân hệ sóng mang con khoảng ∆f được xác định như sau: