lập lịch băng thông dựa trên kỹ thuật phản hồi kép trong wimax

Hình 2.6: Cấu trúc sóng mang con OFDMA [8] Với DL PUSC, mỗi cặp kí hiệu OFDM, các sóng mang con khả dụng hoặc thích hợp được nhóm thành các cụm bao gồm 14 sóng mang con liền kề trên một

LỜI MỞ ĐẦU

Khi thế giới bước vào kỷ nguyên của Internet, thiết bị di động và truyền tải thông tin băng rộng thì có rất nhiều công nghệ mới được nghiên cứu, thử nghiệm và đi vào sử dụng Trong vài năm lại đây, sự bùng nổ WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) – tên thương mại của chuẩn 802.16 với nghĩa là khả năng tương tác toàn cầu với viba – đã tạo ra sự quan tâm rất lớn đối với những người trong ngành và các

cơ quan chuyên môn

Là một công nghệ vô tuyến tiên tiến, WiMAX có những đặc điểm vượt trội như là khả năng truyền dẫn tốc độ cực cao, chất lượng dịch vụ tốt, an ninh đảm bảo, dễ dàng lắp đặt…chính vì vậy sự phát triển nhanh chóng của WiMAX là một tất yếu

WiMAX truyền tải tốc độ dữ liệu cao nhờ công nghệ không dây bằng sóng viba theo

họ chuẩn 802.16 Nó được xây dựng trên nền tảng ghép kênh phân chia theo tần số trực giao OFDM và lớp MAC linh hoạt, mềm dẻo…

Trải qua các giai đoạn phát triển, họ 802.16 được đưa ra nhiều chuẩn công nghệ như

là 802.16a, 802.16b, 802.16c, 802.16d, 802.16e, 802.16g…tuy nhiên hiện nay các nhà khai thác đang thử nghiêm và sử dụng chủ yếu là họ chuẩn 802.16e do đây là họ chuẩn phù hợp với nhiều lĩnh vực kinh doanh trên thị trường như là thiêt bị di động, thiết bị cầm tay, và cả thiết bị cố định…chuẩn tấn số WiMAX khá rộng và đa dạng, nhưng theo khuyến khích thì tần số sử dụng cho WiMAX tốt nhất ở các dải tần như là: 2,3GHz, 2,4 GHz 2,5 GHz, 3,3 GHz, 3,5 GHz, 3,7 GHz, và 5,8 GHz Đây là tần số áp dụng tốt nhất cho chuẩn 802.16e

Khóa luận được chia thành 5 chương Chương 1 giới thiệu chung về WiMAX Chương 2 trình bày về chuẩn IEEE 802.16, tập trung vào các lớp giao thức trong chuẩn: lớp PHYsical, lớp MAC Chương 3 là phần trọng tâm trình bày về thuật toán yêu cầu-cấp phát băng thông động dựa trên phản tiếp kép Chương 4 là phần mô phỏng và chương 5 là phần kết luận

Khóa luận này nghiên cứu về một công nghệ truy cập mạng không dây còn rất mới

và do thời gian hạn hẹp nên không tránh khỏi những sai sót Em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp xây dựng của Thầy, Cô và các bạn để có thể phát triển hướng nghiên cứu của mình

LỜI CẢM ƠN

Em xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến các thầy giáo, cô giáo và các bạn đã giúp đỡ

em hoàn thành khóa luận tốt nghiệp Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến

GS.TSKH Nguyễn Đình Thông, người trực tiếp hướng dẫn em làm khóa luận này !

Xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 19/5/2009

Sinh viên

Phan Thanh Tùng

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 1

LỜI CẢM ƠN 2

MỤC LỤC 3

HÌNH VẼ 5

CHƯƠNG 1 Giới thiệu chung về WiMAX 8

1.1 Tổng quan về WiMAX 8

1.2 Đặc điểm nổi bật của công nghệ WiMAX 9

1.3 Quá trình phát triển các chuẩn WiMAX 9

CHƯƠNG 2 Chuẩn IEEE 802.16 11

2.1 Lớp giao thức trong IEEE 802.16 [6] [7] 11

2.1.1Lớp PHYsical 13

2.1.1.1Cơ bản về OFDM 14

2.1.1.2Cơ bản về OFDMA 16

2.1.1.3Các hình thức kênh con (subchannelization) 18

2.1.1.4 Mã hóa và điều biến thích nghi (AMC) 21

2.1.2Đặc trưng lớp MAC của IEEE 802.16 21

2.1.2.1 Lớp con hội tụ dịch vụ đặc trưng(CS) 21

2.1.2.2 Lớp con phần chung ( MAC CPS) 24

2.1.2.3 Lớp con an ninh 31

2.1.3Cấu trúc của MAC frame TDD 32

2.1.3.1Frame con Downlink OFDM PHY 33

2.1.3.2Frame con Uplink OFDM PHY 34

2.2 Luồng dịch vụ và các lớp dịch vụ 35

2.2.1 Service Flow 35

2.2.2 Classes of service 36

2.3 Kiểu kiến trúc QoS và QoS Scheduling 37

2.3.1 Kiến trúc QoS 37

2.3.2 QoS Scheduling 38

2.3.2.1 UGS scheduling 39

2.3.2.2rtPS scheduling 39

2.3.2.3nrtPS scheduling 40

2.3.2.4BE scheduling 40

2.3.2.5 ErtPS scheduling 40

CHƯƠNG 3 Thuật toán yêu cầu-cấp phát băng thông động dựa trên phản tiếp kép 41

3.1 Giới thiệu 41

3.2 Kiến trúc QoS của IEEE 802.16 43

3.2.1 Cơ cấu lập lịch (Scheduling framework) 43

3.2.2 Kỹ thuật yêu cầu-cấp phát băng thông uplink 43

3.3 Thuật toán yêu cầu băng thông động [3] 45

3.3.1 Cơ sở thiết kế 45

3.3.1.1 Giới thiệu về mục tiêu trễ (target delay) 45

3.3.1.2 Phương pháp phản tiếp kép (dual feedback) 47

3.3.2 Thuật toán và các vấn đề thực thi 48

3.4 Phân tích thuật toán 50

3.4.1 Mô hình hệ thống 50

3.4.2 Ảnh hưởng của những tham số điều khiển 51

3.4.3.Phân tích tính ổn định 52

CHƯƠNG 4 Mô phỏng sử dụng Matlab 53

4.1 Thuật toán cải tiến 53

4.2 Mô phỏng 54

CHƯƠNG 5 Kết luận 59

HÌNH VẼ Hình 2.1: Mô hình OSI bảy lớp cho các ứng dụng Trong WiMAX/802.16 chỉ 2

lớp đầu tiên được định nghĩa 12

Hình 2.2: Các lớp giao thức của chuẩn BWA 802.16 13

Hình 2.3: So sánh sóng OFDM với các hình thức truyền thống 15

Hình 2.4: Chèn thêm tuần tố vòng (Cyclic Prefix) [8] 16

Hình 2.5: Khác nhau giữa OFDM và OFDMA [8] 17

Hình 2.6: Cấu trúc sóng mang con OFDMA [8] 19

Hình 2.7: Kênh con phân tập tần số DL 19

Hình 2.8: Cấu trúc tile cho UL PUSC 20

Hình 2.9: Bán kính cell 21

Hình 2.10: Phân loại và ánh xạ CID Nguyên lý như nhau cho cả hai chiều: BS đến SS và SS đến BS [7] 23

Hình 2.11: Cấu trúc khung TDD của WiMAX [6] 34

Hình 2.12: Kiến trúc QoS của IEEE 802.16 [5] 38

Hình 2.13: Việc lập thời biểu DL và UL của BS [5] 39

Hình 3.1: Một vài hàm để tính toán băng thông bổ sung yêu cầu phụ thuộc vào chiều dài hàng đợi[3] 46

Hình 3.2: Đáp ứng xung của hệ thống với những giá trị khác nhau của tham số điều khiển [3] 51

FFT Fast Fourier Tranform

IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers

WiFi Wireless Fidelity

CHƯƠNG 1 Giới thiệu chung về WiMAX 1.1 Tổng quan về WiMAX

WiMAX là tên thương mại của chuẩn IEEE 802.16 Ban đầu chuẩn này được tổ chức IEEE đưa ra nhằm giải quyết các vấn đề kết nối cuối cùng trong một mạng không dây đô thị WMAN hoạt động trong tầm nhìn thẳng (Line of Sight) với khoảng cách từ 30 tới 50 km Nó được thiết kế để thực hiện đường trục lưu lượng cho các nhà cung cấp dịch

vụ Internet không dây, kết nối các điểm nóng WiFi, các hộ gia đình và các doanh nghiệp….đảm bảo QoS cho các dịch vụ thoại, video, hội nghị truyền hình thời gian thực

và các dịch vụ khác với tốc độ hỗ trợ lên tới 280 Mbit/s mỗi trạm gốc Chuẩn IEEE 802.16-2004 hỗ trợ thêm các hoạt động không trong tầm nhìn thẳng tại tần số hoạt động

từ 2 tới 11 GHz với các kết nối dạng mesh (lưới) cho cả người dùng cố định và khả chuyển Chuẩn mới nhất IEEE 802.16e, được giới thiệu vào ngày 28/2/2006 bổ sung thêm khả năng hỗ trợ người dùng di động hoạt động trong băng tần từ 2 tới 6 GHz với phạm vi phủ sóng từ 2 - 5 km Chuẩn này đang được hy vọng là sẽ mang lại dịch vụ băng rộng thực sự cho những người dùng thường xuyên di động với các thiết bị như laptop, PDA tích hợp công nghệ WiMAX

1.2 Đặc điểm nổi bật của công nghệ WiMAX

WiMAX đã được tiêu chuẩn hoá ở IEEE 802.16 Hệ thống này là hệ thống đa truy cập không dây sử dụng công nghệ OFDMA có các đặc điểm sau :

- Khoảng cách giữa trạm thu và phát có thể tới 50km

- Tốc độ truyền có thể thay đổi, tối đa 70Mbit/s

- Hoạt động trong cả hai môi trường truyền dẫn: đường truyền tầm nhìn thẳng LOS (Line of Sight) và đường truyền bị che khuất NLOS (Non line of sight)

- 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

- WiMAX sử dụng điều chế nhiều mức thích ứng từ BPSK, QPSK đến 256-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

- Độ rộng băng tần của WiMAX từ 5MHz đến trên 20MHz được chia thành nhiều băng con Với công nghệ OFDMA, 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

- 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)

- Hệ thống WiMAX được phân chia thành 4 lớp con : 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

1.3 Quá trình phát triển các chuẩn WiMAX

- 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 vớiBS thông qua một thiết bị cuối khác Với đặc tính này, vùng phủ sóng của 802.16a BS sẽ được nới rộng

- 802.16b: Chuẩn này hoạt động trên băng tần từ 5 – 6 Ghz với mục đích cung ứng dịnh 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 này sau đó đã được kết hợp vào chuẩn 802.16a

- 802.16c : Chuẩn này định nghĩa thêm các profile mới cho dãi băng tần từ 66GHz với mục đích cải tiến interoperability

10 802.16d : Có một số cải tiển nhỏ so với chuẩn 802.16a Chuẩn này được chuẩn hóa

2004 Các thiết bị pre-WiMAX có trên thị trường là dựa trên chuẩn này

- 802.16e : Đặc điểm nổi bật của chuẩn này là khả năng cung cấp các dịch vụ di động IEEE 802.16e hay là một chuẩn mở rộng (amendment) của chuẩn 802.16-2004, thường được gọi là WiMAX di động (Mobile WiMAX) vì nó có khả năng đáp ứng dịch

vụ cho người dùng di động thông qua các giao thức chuyển giao 802.16e dùng kỹ thuật

đa truy nhập SOFDMA; sử -dụng kỹ thuật MIMO và AAS để cải thiện vùng phủ và năng suất; mã Turbo và LDPC để tăng tính an toàn và cải thiện hiệu năng của NLOS

Không trực xạTốc độ

bit

32 – 134 MbpsKênh 28 MHz

75 MbpsKênh 20 MHz

<=70 MHzKênh 20 MHz

15 Mbps (max 75 Mbps)

Kênh 5 MHz

QPSK, 16QAM, 64QAM

con QPSK ,16QAM ,64QAM

con, BPSK QPSK ,16QAM ,64QAM

BPSK,QPSK ,16QAM ,64QAM

Chuẩn IEEE 802.16 áp dụng mô hình 7 lớp OSI Mô hình OSI phân chia các chức năng của những giao thức khác nhau thành một loạt các lớp ( layer)

Hai lớp thấp nhất là lớp Physical (PHY) hoặc lớp 1 và lớp Data Link hoặc lớp 2 IEEE 802 tách lớp Data Link OSI thành 2 lớp con có tên là Logical Link Control (LLC)

và Media Access Control (MAC)

Hình 2.1: Mô hình OSI bảy lớp cho các ứng dụng Trong WiMAX/802.16 chỉ 2 lớp đầu tiên được định nghĩa

Lớp PHY tạo nối kết vật lý giữa 2 thực thể giao tiếp ( các thực thể ngang hàng), trong khi lớp MAC có trách nhiệm thiết lập và bảo trì nối kết ( đa truy nhập, scheduling, )

Chuẩn IEEE 802.16 xác định giao diện không khí ( air interface) của một hệ thống BWA cố định hỗ trợ các dịch vụ đa phương tiện (multimedia) Lớp Medium Access Control (MAC) hỗ trợ một cấu trúc chủ yếu point-to-multipoint (PMP) với một topo mạng lưới tùy chọn Lớp MAC được tạo cấu trúc để hỗ trợ nhiều lớp vật lý (PHY) được xác định trong cũng một chuẩn Thực tế, chỉ hai trong các lớp đó được sử dụng trong WiMAX

Hình 2.2: Các lớp giao thức của chuẩn BWA 802.16

Cấu trúc các lớp giao thức được định nghĩa trong WiMAX/802.16 được minh họa trong hình 2.2 Có thể thấy rằng chuẩn 802.16 định nghĩa chỉ 2 lớp thấp nhất, lớp PHYsical ( vật lý) và lớp MAC vốn là phần chính của lớp Data Link ( liên kết dữ liệu) Bản thân lớp MAC gồm 3 lớp con, CS (Convergence Sublayer), CPS (Common Part Sublayer) và Security Sublayer

WiMAX sử dụng công nghệ OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex)

Ưu điểm quan trọng của OFDM là khả năng mang lại hiệu suất băng thông cao hơn và do

đó thông lượng dữ liệu sẽ cao hơn ngay cả khi hoạt động trong môi trường kết nối NLOS (None Line of Sight) hay điều kiện đa đường Trong chuẩn IEEE 802.16-2004, tín hiệu OFDM được chia thành 256 sóng mang, còn chuẩn IEEE 802.16e sử dụng phương thức SOFDMA (Scalable Orthogonal Frequency Division Multiple Access) Chuẩn IEEE 802.16 hỗ trợ một phạm vi rộng các tần số hoạt động và lớp vật lý có thể thực hiện một vài phương thức điều chế và ghép kênh Phương thức điều chế tại đường xuống và đường lên có thể là BPSK, QPSK, 16-QAM hoặc 64 QAM

Chuẩn IEEE 802.16 hỗ trợ cả 2 phương thức song công là TDD và FDD Trong cơ chế TDD, khung đường xuống và đường lên chia sẻ một tần số nhưng tách biệt về mặt thời gian Trong FDD, truyền tải các khung đường xuống và đường lên diễn ra cùng một thời điểm, nhưng tại các tần số khác nhau

Độ dài khung có thể là 0.5, 1, 2ms Trong TDD, phần khung được chỉ định cho đường xuống và phần khung chỉ định cho đường lên có thể có độ dài khác nhau Đường lên sử dụng phương thức đa truy nhập TDMA, ở đó băng thông được chia thành các khe thời gian Mỗi một khe thời gian được chỉ định cho một MS (trạm di động) riêng lẻ đang được BS (trạm gốc) phục vụ Một khung con đường xuống thường chứa 2 phần Một phần dành cho thông tin điều khiển, chứa mào đầu nhằm đồng bộ và ánh xạ khung và các dữ liệu khác Một ánh xạ đường xuống (DL_MAP) ấn định vị trí bắt đầu và các thuộc tính truyền dẫn của các cụm dữ liệu Một ánh xạ đường lên (UL_MAP) chứa thông tin chỉ định băng thông dành cho trạm di động SS.

2.1.1.1 Cơ bản về OFDM

WIMAX sử dụng công nghệ OFDM để truyền dữ liệu ở giao diện vô tuyến và cho phép các thuê bao truy nhập kênh Cũng có nhiều công nghệ khác ở giao diện này như FDM, CDMA Tuy nhiên OFDM đã chứng tỏ nó có những ưu điểm hơn rất nhiều về tốc

độ truyền, tỷ lệ lỗi bit, cũng như hiệu quả sử dụng phổ tần nên đã được IEEE chọn làm công nghệ truyền dẫn cho truyền dẫn vô tuyến băng rộng trong chuẩn IEEE.802.16

Các kĩ thuật sử dụng trải phổ trực tiếp DS-CDMA như trong chuẩn 802.11b rất dễ bị ảnh hưởng bởi nhiễu đa đường vì thời gian trễ có thể vượt qua khoảng thời gian của một

kí tự OFDM sử dụng kĩ thuật truyền song song nhiều băng tần con nên kéo dài thời gian truyền kí tự lên nhiều lần Ngoài ra OFDM còn chèn thêm một khoảng bảo vệ GI (Gaurd Interval) thường lớn hơn thời gian trễ tối đa của kênh truyền giữa 2 kí tự nên nhiễu ISI có thể được loại bỏ hoàn toàn

Trên kênh truyền dẫn thì nhiễu lựa chọn tần số cũng là một vấn đề ảnh hưởng lớn đến chất lượng truyền thông tín hiệu Tuy vậy OFDM cũng rất mềm dẻo và linh hoạt khi giải quyết vấn đề này OFDM có thể khôi phục lại kênh truyền thông qua tín hiệu dẫn đường (Pilot) được truyền đi cùng với dòng tín hiệu thông tin Ngoài ra với các kênh con suy giảm nghiêm trọng về tần số thì OFDM còn có một lựa chọn nữa để giảm tỷ lệ lỗi bit

là giảm bớt số bit mã hóa cho một tín hiệu điều chế tại kênh tần số đó

Hình 2.3: So sánh sóng OFDM với các hình thức truyền thống

Hình 2.3 so sánh giữa hai hình thức điều chế Đối với các hình thức truyền thống, một sóng mang đơn với băng thông rộng sẽ được truyền đi, trong khi với OFDM băng thông rộng này được chia thành các băng con, mỗi băng con sẽ ứng với một sóng mang con, các sóng mang con trực giao nhau Việc chia băng con này sẽ làm tốc độ trên mỗi băng con này giảm đi N lần, tuy nhiên, chu kì của một sóng mang cũng sẽ dài hơn N lần Điều này giúp cho việc đồng bộ dễ dàng hơn, tránh nhiễu đa đường cũng tốt hơn Việc chia thông tin cũng giúp cho việc chống nhiễu tốt hơn, vì nếu bị nhiễu, cũng chỉ bị nhiễu trên các cụm đơn lẻ, nên có thể khắc phục dễ dàng hơn

Mỗi sóng mang được gán luồng dữ liệu để truyền đi Biên độ và pha của sóng mang được tính toán dựa trên phương thức điều chế (thường là QPSK, BPSK, QAM) Sau đó dùng biến đổi IFFT (Inverse Fast Fourier Tranform) để biến từ miền tần số về miền thời gian IFFT là một phương pháp biến đổi hiệu quả và đảm bảo cho các sóng mang con trực giao Tại bộ nhận, người ta dùng biến đổi FFT(Fast Fourier Tranform) để biến đổi ngược lại từ miền thời gian sang miền tần số

Một vấn đề quan trọng trong truyền dẫn là sự đòi hỏi khắt khe về sự đồng bộ vì sự sai lệch về tần số, ảnh hưởng của hiệu ứng Doppler khi di chuyển và lệch pha sẽ gây ra nhiễu giao thoa tần số ICI (Intercarrier Interfrence) mà hậu quả là phá bỏ sự trực giao giữa các tần số sóng mang và làm tăng ảnh hưởng tới hệ thống cũng như BER Tuy nhiên OFDM cũng có thể giảm bớt sự phức tạp của vấn đề đồng bộ thông qua khoảng bảo vệ

GI Việc sử dụng chuỗi GI cho phép OFDM có thể điều chỉnh tần số thích hợp mặc dù việc thêm GI cũng đồng nghĩa với việc giảm hiệu quả sử dụng băng tần.

Hình 2.4: Chèn thêm tuần tố vòng (Cyclic Prefix) [8]

Lý thuyết OFDM đòi hỏi một tuần tố vòng (CP) phải được thêm ở đầu ký hiệu OFDM như trong hình 2.4 Không cần đi vào các chi tiết toán học của OFDM, có thể nói

CP cho phép bộ thu hấp thụ hiệu quả hơn nhiều sự phân bố thời gian trễ do sự đa đường dẫn (multipath) và duy trì tính trực giao tần số CP vốn chiếm một khoảng thời gian được gọi là Guard Time (GT), thường được biểu thị là TG, là một sự dư thừa thời gian vốn phải được xem xét trong các phép tính tốc độ dữ liệu Tỷ số TG/Td thường được biểu thị là G trong các tài liệu WiMAX/802.16 Việc lựa chọn G được thực hiện theo những xem xét sau đây: nếu hiệu ứng đa đường quan trọng ( một kênh vô tuyến kém), cần đến một giá trị

G cao vốn tăng sự dư thừa và sau đó giảm tốc độ dữ liệu hữu dụng; nếu hiệu ứng đa đườn dẫn nhẹ hơn ( một kênh vô tuyến tốt), một giá trị tương đối nhỏ hơn là G có thể được sử dụng Đối với các lớp PHY OFDM và OFDMA, 802.16 định nghĩa các giá trị sau đây cho G: 1/4, 1/8, 1/16, 1/32 Đối với các profile WiMAX di động ( OFDMA) hiện được định nghĩa, chỉ giá trị 1/8 là bắt buộc Chuẩn xác định rằng đối với các lớp PHY OFDM và OFDMA, một SS tìm kiếm lúc khởi tạo, để tìm tất cả các giá trị có thể có của CP cho đến khi nó tìm thấy CP được sử dụng bởi BS Sau đó, SS sử dụng cùng một CP trên uplink Một khi khoảng thời gian CP riêng biệt đã được chọn bởi BS để hoạt động trên downlink,

nó không thể được thay đổi Việc thay đổi CP sẽ buộc tất cả SS tái đồng bộ với BS

2.1.1.2 Cơ bản về OFDMA

Trong WIMAX fixed, áp dụng công nghệ OFDM, còn trong WIMAX theo chuẩn 802.16e, áp dụng công nghệ OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access), hai công nghệ này có vài sự khác biệt cơ bản như sau:

Hình 2.5: Khác nhau giữa OFDM và OFDMA [8]

Công nghệ OFDMA cũng áp dụng cách chia băng to thành các băng con trực giao giống như OFDM, tuy nhiên ở OFDMA, các sóng mang con này được nhóm lại thành các nhóm, mỗi nhóm sẽ được gán cho một người dùng khác nhau như hình 2.5

Ngoài các sóng mang dữ liệu và bảo vệ, trong OFDMA còn có các sóng mang đánh dấu (Pilot Carriers) nhằm phục vụ cho việc đồng bộ

Trong OFDM chỉ một người dùng hoạt động trong một khe thời gian, tuy nhiên, trong OFDMA, nhiều người dùng có thể cùng hoạt động trong một khe thời gian Do đó, nếu chỉ có một người dùng trong khe thời gian, toàn bộ công suất sẽ được dồn lại cho người dùng này Điều này mang lại độ lợi 15dB so với OFDM

Vì trong OFDMA nhiều người dùng có thể chia sẻ một khe thời gian nên việc quản

lí phổ tần số và công suất phát linh hoạt hơn

Với WIMAX áp dụng công nghệ OFDM, nên chỉ sử dụng phương thức truy nhập FDD, trong khi với công nghệ OFDMA, sẽ sử dụng được phương thức truy nhập TDD Hai phương thức này có những đặc điểm như sau:

FDD yêu cầu đường lên và đường xuống là hai tần số khác nhau, do đó không tiết kiệm dải tần

TDD thì cả đường lên và đường xuống đều dùng cùng một tấn số, chỉ khác nhau về khe thời gian truy nhập, do đó tiết kiệm được dải tần

FDD thì tốc độ đường lên và đường xuống luôn bằng nhau, trong khi TDD thì có thể điều chỉnh được giữa tốc độ đường lên và đường xuống

2.1.1.3 Các hình thức kênh con (subchannelization)

Cấu trúc kí hiệu OFDMA gồm có 3 loại sóng mang con như trong hình 2.6:

• Sóng mang con dữ liệu để truyền dẫn dữ liệu

• Sóng mang con hoa tiêu cho mục đích ước tính và đồng bộ

• Sóng mang con vô giá trị không dùng cho truyền dẫn, mà sử dụng cho các dải bảo

vệ và các sóng mang DC

Các sóng mang con tích cực (dữ liệu và hoa tiêu) được nhóm thành các tập con gọi

là các kênh con Lớp vật lí OFDMA WiMAX hỗ trợ kênh con trong cả DL và UL Đơn vị

tài nguyên thời gian - tần số nhỏ nhất của phân kênh con là một khe bằng 48 tone dữ liệu (sóng mang con) Có hai loại hoán vị sóng mang con phân cho kênh con; phân tập và liền

kề Hoán vị phân tập đưa các sóng mang con giả ngẫu nhiên vào dạng một kênh con Nó cung cấp phân tập tần số và trung bình hóa nhiễu giữa các tế bào Các hoán vị phân tập bao gồm DL FUSC (sóng mang con được sử dụng hoàn toàn), DL PUSC (sóng mang con được sử dụng một phần), UL PUSC và các hoán vị không bắt buộc

Hình 2.6: Cấu trúc sóng mang con OFDMA [8]

Với DL PUSC, mỗi cặp kí hiệu OFDM, các sóng mang con khả dụng hoặc thích hợp được nhóm thành các cụm bao gồm 14 sóng mang con liền kề trên một chu kì kí hiệu, có cấp phát hoa tiêu và dữ liệu ở mỗi cụm trong các kí hiệu lẻ và chẵn được biểu diễn như trong hình

Hình 2.7: Kênh con phân tập tần số DL

Kế hoạch sắp xếp lại được sử dụng để nhóm các cụm sao cho mỗi nhóm được cấu thành từ các cụm được phân bố khắp không gian sóng mang con Một kênh con trong một nhóm gồm hai cụm và được cấu thành từ 48 sóng mang con dữ liệu, 8 sóng mang con hoa

tiêu Các sóng mang con dữ liệu trong mỗi nhóm được hoán vị để tạo ra các kênh con trong nhóm Vì vậy, chỉ các vị trí hoa tiêu trong cụm được biểu diễn trong hình 2.7 Các sóng mang con dữ liệu trong cụm được phân bố cho nhiều kênh con

Tương tự với cấu trúc cụm DL, một cấu trúc tile được định nghĩa cho UL PUSC có dạng như hình 2.8:

Hình 2.8: Cấu trúc tile cho UL PUSC

Không gian sóng mang con khả dụng được chia thành các tile và 6 tile được chọn qua toàn bộ phổ bởi kế hoạch hoán vị/sắp xếp lại, được nhóm lại để hình thành một khe Khe gồm có 48 sóng mang con dữ liệu và 24 sóng mang con hoa tiêu trong 3 kí hiệu OFDM

Hoán vị liền kề nhóm một khối các sóng mang con liền kề để hình thành một kênh con Hoán vị liền kề bao gồm DL AMC và UL AMC, và có cấu trúc tương tự Một bin gồm 9 sóng mang con liền kề trong một kí hiệu, với 8 gán cho dữ liệu và 1 gán cho hoa tiêu Một khe trong AMC được định nghĩa như một tập hợp các bin của kiểu (NxM=6), trong đó N là số bin liền kề và M là số kí hiệu liền kề Vì vậy cho phép các kết hợp là [(6 bin, 1 kí hiệu), (3 bin, 2 kí hiệu), (2 bin, 3 kí hiệu), (1 bin, 6 kí hiệu) ] Hoán vị AMC cho phép phân tập đa người sử dụng bởi lựa chọn kênh con với đáp ứng tần số tốt nhất

Nhìn chung, phân tập hoán vị sóng mang con thực hiện tốt trong các ứng dụng di động trong khi đó các hoán vị sóng mang con liền kề thì tốt trong các môi trường cố định hoặc tính di động thấp Các sự lựa chọn này cho phép thiết kế hệ thống để cân bằng các yếu tố của tính di động cho thông lượng

2.1.1.4 Mã hóa và điều biến thích nghi (AMC)

Điều chế thích nghi (adaptive modulation) cho phép hệ thống WiMAX điều chỉnh nguyên lý điều chế tín hiệu theo tỉ lệ tín hiệu trên nhiễu (SNR) của đường truyền vô tuyến Khi đường truyền vô tuyến có chất lượng cao, nguyên lý điều chế cao nhất được sử dụng làm tăng thêm dung lượng hệ thống Trong quá trình suy giảm tín hiệu, hệ thống WiMAX có thể chuyển sang một nguyên lý điều chế thấp hơn để duy trì chất lượng và sự

ổn định của đường truyền Đặc điểm này cho phép hệ thống khắc phục hiệu ứng fading lựa chọn thời gian Đặc điểm quan trọng của điều chế thích nghi là khả năng tăng dải sử dụng của nguyên lý điều chế ở mức độ cao hơn, do đó hệ thống có tính mềm dẻo đối với tình trạng fading thực tế

Hình 2.9: Bán kính cell2.1.2 Đặc trưng lớp MAC của IEEE 802.16

2.1.2.1 Lớp con hội tụ dịch vụ đặc trưng(CS)

MAC CS nằm trên MAC CPS và sử dụng thông qua MAC SAP, các dịch vụ được cung cấp bởi MAC CPS Lớp này thực hiện các chức năng sau:

- Nhận các đơn vị dữ liệu giao thức (PDU) từ lớp cao hơn

- Thực hiện phân loại các PDU lớp cao hơn

- Xử lí (nếu cần) các PDU lớp cao hơn trên cơ sở phân loại

- Phát các CS PDU đến các MAC SAP thích hợp.

- Nhận CS PDU từ thực thể cùng cấp

Hiện nay, có hai chi tiết kĩ thuật CS được cung cấp là:ATM CS và Packet CS

Lớp con hội tụ ATM, hay ATM CS là một giao diện logic kết hợp các dịch vụ ATM khác nhau với MAC CPS SAP ATM CS nhận các tế bào ATM từ lớp ATM, thực hiện phân loại và nếu được cung cấp PHS (nén tiêu đề tải trọng), sau đó phát các CS PDU đến MAC SAP phù hợp

Lớp con hội tụ gói hay Packet CS dành cho các dịch vụ dữ liệu dạng gói ví dụ như Ethernet, PPP, IP và VLAN Các CS khác có thể được hỗ trợ trong tương lai

Trong quá trình gửi thông tin.Dữ liệu từ lớp cao hơn chuyển xuống, lớp CS có trách nhiệm phát các MAC SDU đến MAC SAP MAC có trách nhiệm phát các MAC SDU đến các MAC SAP ngang cấp phù hợp với QoS, việc phân đoạn, ghép nối, và các chức năng truyền tải khác, kết hợp với các đặc điểm luồng dịch vụ của một kết nối cụ thể

Với quá trình nhận tin.CS có trách nhiệm nhận MAC SDU từ các MAC SAP.sau khi

sử lý như phân loại,giải nén tiêu đề…và gửi đến thực thể lớp cao hơn

Phân loại và CID mapping

Như được định nghĩa trong chuẩn, sự phân loại (classification) là tiến trình mà qua

đó một MAC SDU được ánh xạ sang một nối kết cụ thể để truyền giữa các peer MAC Tiến trình ánh xạ kết hợp một MAC SDU với một nối kết tạo nên sự kết hợp với các đặc điểm service flow của nối kết đó Tiến trình này cho phép BWA 802.16 gởi các MAC SDU có các ràng buộc QoS thích hợp

Có các cơ cấu phân loại và ánh xạ trong uplink và downlink Trong trường hợp của một sự truyền downlink, classifier sẽ hiện diện trong BS và trong trường hợp của một sự truyền uplink, nó hiện diện trong SS

Classifier là một tập hợp tiêu chuẩn tương hợp được áp dụng cho mỗi gói đi vào mạng WiMAX/802.16 Tập hợp tiêu chuẩn tương hợp gồm một số tiêu chuẩn tương hợp gói dành riêng cho giao thức (ví dụ một địa chỉ IP đích), một quyền ưu tiên classifier và một tham chiếu dẫn sang CID Nếu một gói tương hợp với tiêu chuẩn tương hợp gói đã xác định thì nó được gởi đến SAP để phân phối trên nối kết được định nghĩa bởi CID Các

đặc điểm service flow của nối kết cung cấp QoS cho gói đó Cơ cấu phân loại được minh họa trong hình 2.9

Hình 2.10: Phân loại và ánh xạ CID Nguyên lý như nhau cho cả hai chiều: BS đến SS và SS đến BS [7]

MAC của 802.16-2004 định hướng nối kết mà tại đó các nối kết thì ảo Đối với các mục đích ánh xạ các dịch vụ khác nhau đồng thời và kết hợp các cấp QoS khác nhau, mọi

sự truyền dữ liệu nằm trong ngữ cảnh của một nối kết Các service flow có thể được dự trữ khi một SS được cài đặt trong hệ thống Ngay sau khi đăng ký SS, các nối kết được kết hợp với những service này (có một nối kết trên mỗi service flow) để cung cấp một tham chiếu cho tiến trình yêu cầu băng thông Ngoài ra, các nối kết mới có thể được thiết lập khi một dịch vụ SS cần thay đổi Một nối kết định nghĩa sự ánh xạ giữa các tiến trình hội tụ peer vốn tận dụng MAC và service flow Service flow định nghĩa các tham số QoS cho các PDU được trao đổi trên nối kết

Tóm lại, MAC CS phân loại mỗi ứng dụng Một lớp QoS được gán Sự phân loại này là một tiến trình quan trọng bởi vì mỗi BS có thể phục vụ một số người dùng tương đối lớn truyền các ứng dụng khác nhau Sự phân loại này cho phép một sự thích ứng liên kết tốt bởi vì nó sẽ cấp phát những tài nguyên cần thiết cho mỗi ứng dụng Kết quả, sự phân biệt QoS, ví dụ giữa một sự truyền email và một sự truyền tiếng nói rất dễ thực thi

2.1.2.2 Lớp con phần chung ( MAC CPS)

Phần lõi của lớp MAC IEEE 802.16 là MAC CPS, có nhiệm vụ là :

- Định nghĩa tất cả các quản lý kết nối,

- Phân phối băng thông, yêu cầu và cấp phát, thủ tục truy nhập hệ thống,

- Lập lịch đường lên, điều khiển kết nối và ARQ

- Truyền thông giữa CS và CPS được các điểm truy nhập dịch vụ MAC (MAC SAP) duy trì Thiết lập, thay đổi, xóa kết nối và truyền tải dữ liệu trên các kênh là bốn chức năng cơ bản trong quá trình truyền thông tại lớp này

Định dạng và phân loại MAC PDU

Phân loại MAC PDU

MAC PDU dữ liệu

- Tiêu đề là tiêu đề MAC chung với HT=0

- Tải trọng là các MAC SDU, hay các phân đoạn là dữ liệu từ lớp phía trên (các CSPDU) Được phát trên các kết nối truyền tải

Các MAC PDU quản lí

- Tiêu đề là tiêu đề MAC chung với HT=0

- Tải trọng là các bản tin quản lí MAC Được phát trên các kết nối quản lí

Các MAC PDU yêu cầu băng thông (BW)

- Tiêu đề là tiêu đề yêu cầu băng thông với HT=1

Tiêu đề MAC chung

Các trường trong tiêu đề MAC chung có ý nghĩa như sau:

- CI (1 bit) CRC Indicator: Nếu CI có giá trị là 1 có nghĩa CRC được tính đến trong PDU bằng cách gắn vào tải trọng PDU sau khi mật mã hóa, nếu có giá trị 0 nghĩa là không có CRC

- CID (16 bit) Connection Identifier

- EC (1 bit) Encryption Control: EC có giá trị bằng 0 nghĩa là tải trọng không được mật mã hóa.EC có giá trị 1 nghĩa là tải trọng được mật mã hóa

- EKS (2 bit) Encryption Key Sequence Chỉ mục của khóa mật mã hóa lưu lượng (TEK) và vector khởi tạo được sử dụng để mật mã hóa tải trọng Trường này chỉ có ý nghĩa nếu trường EC được thiết lập là 1

- HCS (8 bit) Header Check Sequence: Một trường 8 bit được sử dụng để phát hiện lỗi trong tiêu đề Máy phát sẽ tính toán giá trị HCS cho các byte đầu tiên của tiêu đề tế bào và chèn kết quả vào trường HCS (byte cuối cùng của tiêu đề) Nó sẽ là số dư của phép chia (modulo 2) bởi đa thức đặc trưng g (D=D8+D2+D+1) của đa thức D8 nhân với nội dung của tiêu đề trừ trường HCS

- HT (1bit) Header Type: HT được thiết lập là 0

- LEN (11bit) Length- Trường độ dài theo byte của MAC PDU bao gồm tiêu

đề MAC và CRC (nếu có)

- Type (6 bit) - Trường này cho biết các tiêu đề con và các loại tải trọng đặc biệt trong tải trọng của bản tin

Tiêu đề yêu cầu băng thông

PDU yêu cầu băng thông sẽ chỉ có tiêu đề yêu cầu băng thông và không chứa tải trọng.Yêu cầu băng thông sẽ có các đặc tính sau:

- Độ dài của tiêu đề sẽ luôn là 6 byte

- Trường EC sẽ được thiết lập là 0, chỉ thị không mật mã hóa

- CID sẽ cho biết kết nối cho SS yêu cầu băng thông đường lên

- Trường BR (Bandwidth Request) sẽ cho biết số các byte được yêu cầu

- Các loại yêu cầu băng thông được cho phép là 000 cho tăng dần và 001 cho toàn bộ

Một SS nhận một tiêu đề yêu cầu băng thông trên đường xuống sẽ hủy bỏ PDU.Mỗi tiêu đề được mã hóa, bắt đầu với các trường HT và EC Mã hóa các trường này là để byte đầu tiên của tiêu đề MAC sẽ không bao giờ có giá trị 0xFF Điều này ngăn chặn lỗi phát hiện các byte đệm

Các trường tiêu đề yêu cầu băng thông:

- BR (19 bit)- Số lượng các byte của băng thông đường lên được yêu cầu bởi SS Yêu cầu băng thông là để cho CID Yêu cầu sẽ không bao gồm bất kì mào đầu PHY nào

- CID (16 bit) nhận dạng kết nối

- HT có giá trị là 1

- Type ( 3 bit) - Chỉ thị loại tiêu đề yêu cầu băng thông

Các kết nối quản lí MAC

Có 4 loại kết nối quản lí.:

Kết nối cơ bản: Các bản tin quản lí MAC khẩn cấp về thời gian và ngắn.Các bản tin

quản lí MAC như yêu cầu hủy, thiết lập ARQ

Kết nối quản lí sơ cấp :Các bản tin quản lí dung sai trễ lớn hơn và dài hơn.Các bản

tin quản lí MAC như quản lí khóa bảo mật, yêu cầu thay đổi dịch vụ

Kết nối quảng bá : Các bản tin quản lí MAC như miêu tả kênh, DL-MAP,

UL-MAP

Kết nối quản lí Initial Ranging :Các bản tin quản lí yêu cầu Ranging.

Định dạng bản tin quản lí MAC

Bản tin quản lí MAC có thể được gửi trên các kết nối cơ bản, các kết nối sơ cấp, kết nối quảng bá và các kết nối Initial Ranging

Lược đồ mã hóa TLV (type/ length/ value) được sử dụng trong bản tin quản lí MAC

ví dụ như trong bản tin UCD (miêu tả kênh đường lên) cho trạng thái burst đường lên

• ( type=1, length=1, value=1)-> điều chế QPSK

• ( type=1, length=1, value=2)-> điều chế 16-QAM

• ( type=1, length=1, value=3)-> điều chế 64-QAM

Một số kỹ thuật trong lớp MAC_SAP

Kĩ thuật ARQ:

Kĩ thuật ARQ dùng để truyền lại các khung bị lỗi không sửa được bởi FEC Khi được bổ sung, ARQ có thể được cho phép trên mỗi kết nối Mỗi kết nối ARQ sẽ được

định rõ và thương lượng trong khi tạo kết nối Một kết nối không thể có sự pha trộn giữa lưu lượng ARQ và không ARQ

Với các kết nối ARQ, cho phép phân đoạn là tùy chọn Khi phân đoạn được cho phép, đầu phát có thể phân chia mỗi SDU thành nhiều phân đoạn để truyền dẫn riêng biệt dựa trên giá trị của tham số ARQ_BLOCK_SIZE Khi việc phân đoạn không được phép, kết nối sẽ được quản lí giống như khi được phép Trong trường hợp này, liên quan đến kích cỡ khối đã thỏa thuận, mỗi phân đoạn được định dạng để truyền dẫn sẽ chứa tất cả các khối dữ liệu kết hợp với SDU gốc

Kỹ thuật này cho phép tăng độ tin câyh của dịch vụ nhưng đồng thời giảm dung lượng đường truyền và tăng thời gian trễ

Kĩ thuật yêu cầu và cấp phát băng tần

Để thực hiện quá trình yêu cầu và cấp phát băng tần sẽ có các quá trình như polling yêu cầu và cấp phát:

Phần Polling:

Polling là quá trình được sử dụng bởi BS để cấp phát các cơ hội yêu cầu băng tần

cho các SS Khi BS muốn thông báo cho một SS một cơ hội yêu cầu băng tần đang đến,

nó sẽ sử dụng một phần tử thông tin IE bản tin UL-MAP để làm việc đó UL- MAP IE sẽ chấp nhận băng tần đủ cho SS hay các SS để xem xét các yêu cầu băng tần của chúng trong chu kì yêu cầu theo lí thuyết Cấp phát cơ hội yêu cầu băng tần sẽ được thực hiện trên cơ sở đơn điểm, đa điểm, hay quảng bá

Polling đơn điểm :Trong trường hợp này, một SS được kiểm soát vòng một cách

riêng biệt bởi BS SS sẽ trả lời với các byte trộn nếu băng tần được cấp là không cần thiết

Polling đa điểm và quảng bá: BS sẽ sử dụng đến kiểm soát vòng đa điểm hay

quảng bá đến các SS nếu băng tần đang sẵn có không đủ để kiểm soát nhiều SS một cách riêng biệt Các CID bất kì được dự trữ cho các nhóm đa điểm và cho các bản tin quảng bá Kiểm soát vòng đa điểm hay quảng bá cũng được thực hiện qua bản tin UL-MAP trong cùng một kiểu với polling đơn điểm Sự khác biệt cơ bản ở đây là bản tin polling được định hướng đến một CID đa điểm hay quảng bá thay vì CID cụ thể hoặc SS

Poll-me bit: Poll-me bit được sử dụng bởi các SS sử dụng dịch vụ UGS để thông

quản lí cấp phát Khi poll-me bit được phát hiện, BS sẽ sử dụng một polling đơn điểm đến

SS yêu cầu nó Để giảm thiểu nguy cơ BS làm mất Poll-me bit, SS có thể thiết lập bit trong tất cả tiêu đề con quản lí cấp phát MAC UGS ở khoảng thời gian lập lịch đường lên

Phần Yêu cầu:

là kĩ thuật mà các SS sử dụng để thông báo cho BS rằng nó cần được cấp phát băng tần đường lên Một yêu cầu có thể đến như một tiêu đề yêu cầu băng tần đứng một mình hoặc có thể đến như một PiggyBack Request

Bởi vì profile burst đường lên có thể thay đổi linh động, nên tất cả các yêu cầu băng tần sẽ được tạo thành số hạng của số các byte cần để mang tiêu đề và tải trọng MAC, nhưng không tính lớp vật lí Bản tin yêu cầu băng tần có thể được phát trong bất kì thời điểm nào đường lên ngoại trừ trong khoảng thời gian Initial Ranging

Bandwidth Request Header: SS có thể yêu cầu cấp phát băng tần vào bất kì thời

điểm nào bằng cách gửi một MAC PDU yêu cầu băng tần với một tiêu đề yêu cầu băng tần và không có tải trọng Tiêu đề yêu cầu băng tần được sử dụng để yêu cầu thêm băng tần

Piggyback Request : Phương pháp thông dụng để yêu cầu băng tần sử dụng một

tiêu đề con quản lí cấp phát để mang một yêu cầu cho băng tần thêm vào để cho cùng một kết nối trong MAC PDU Mang một bản tin BW Request trên một gói dữ liệu

Yêu cầu băng tần có thể là tăng dần hoặc toàn bộ Khi BS nhận một yêu cầu băng tần tăng dần, nó sẽ ghi nhớ số lượng băng tần được yêu cầu hiện thời của kết nối Trường Type trong tiêu đề yêu cầu băng tần cho biết yêu cầu là tăng dần hay toàn bộ Do PiggyBack Request không có trường Type, nên nó sẽ luôn là tăng dần

Phần Cấp phát

Cấp phát trên mỗi kết nối (GPC): SS chỉ nhận các cấp phát cho các kết nối cụ thể

(bao gồm cả các kết nối quản lí) và kết quả phải yêu cầu băng tần cho mỗi kết nối cụ thể khi có nhu cầu Hơn nữa, SS phải yêu cầu thêm băng tần để đáp ứng các yêu cầu của RLC không được mong đợi Vì thế, các hệ thống GPC là đơn giản nhưng không hiệu quả Việc cấp phát được quyết định dựa trên băng tần đã yêu cầu và các yêu cầu QoS và tài nguyên sẵn có

Cấp phát trên mỗi trạm thuê bao (GPSS): SS nhận một cấp phát băng tần được

sử dụng để đáp ứng các nhu cầu của tất cả các kết nối của nó Tự SS phải quản lí bao nhiêu băng tần được cấp phát cho mỗi kết nối Nếu một kết nối yêu cầu nhiều hơn băng tần có thể phục vụ, SS có thể “lấy cắp” băng tần từ một kết nối khác để lấp đầy lượng băng tần còn thiếu BS cũng đảm nhận hàng đợi ưu tiên trên cơ sở các loại lưu lượng SS sau đó có thể gửi một yêu cầu đến BS để yêu cầu tăng thêm băng tần nhằm đáp ứng các nhu cầu mới của nó

Các cấp phát băng tần được cung cấp trên cơ sở giao thức tự hiệu chỉnh trái ngược với giao thức đã biết ở trên Trong giao thức này, nếu SS không nhận một cấp phát băng tần trả lời yêu cầu băng tần của nó, SS sẽ thừa nhận rằng yêu cầu đã bị mất hay trả lời không được thỏa mãn, và đơn giản sẽ gửi một yêu cầu khác đến BS mà không đợi một số xác nhận của yêu cầu ban đầu Giao thức này bỏ qua tiêu đề kết hợp với các bản tin xác nhận

Kỹ thuật dịch vụ lập lịch đường lên

Chất lượng dịch vụ nói đến khả năng cung cấp độ ưu tiên cho các dịch vụ khác nhau của mạng Các tham số chính của QoS trong mạng bao gồm độ rộng băng tần chuyên dụng, góc trễ, jitter và tỉ lệ mất Có nhiều dịch vụ với QoS khác nhau, điều này có nghĩa

là các dịch vụ khác nhau được cấp phát các tài nguyên khác nhau và chất lượng dịch vụ đảm bảo Phân loại dịch vụ đường lên dựa trên các yêu cầu khác nhau về băng tần, góc trễ

và jitter

Dịch vụ cấp phát không yêu cầu (UGS) :Tài nguyên vô tuyến đường lên được cấp

phát ở một khoảng thời gian định kì Bộ lập lịch BS đưa ra băng tần đường lên kích cỡ cố định chấp nhận cơ sở thời gian thực theo chu kì.Dịch vụ UGS được thiết kế cho các luồng lưu lượng thời gian thực mà phát các gói dữ liệu kích cỡ cố định trên nền tảng định kì như T1/E1 và VoIP Dịch vụ kiểm soát vòng thời gian thực (rtPS)

Dịch vụ này cung cấp các cơ hội yêu cầu truyền dẫn đường lên ở các khoảng thời gian cố định Theo cách này, tài nguyên trước hết phải được yêu cầu và sau đó được cấp phát bởi điểm truy nhập Thông tin về các nguồn tài nguyên được cấp phát trong đường lên là quảng bá thông qua đường xuống đến tất cả các đầu cuối người dùng Dịch vụ rtPS được dành cho các luồng lưu lượng thời gian thực mà phát các gói dữ liệu kích cỡ thay đổi trên nền tảng định kì như là video MPEG Bộ lập lịch BS đưa ra các cơ hội yêu cầu