Công nghệ WiMAX và ứng dụng

Một bổ sung cho IEEE 802.16d đã được khởi thảo với tên gọi là 802.16e hoàn thành vào cuối năm 2005 WiMAX Forum định nghĩa các hồ sơ trên cơ sở sử dụng các tùy chọn khả dụng của 802.16 để

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

LỜI NÓI ĐẦU

Sự ra đời của WiMAX/IEEE 802.16 đã khởi đầu một thời đại mới của truy nhập không dây băng rộng WiMAX/IEEE 802.16 cung cấp truy nhập không dây và di động băng rộng cho các dịch vụ dựa trên IP Nó cho phép chuyển giao giữa các mạng có các công nghệ khác nhau của các nhà quản lý khác nhau và cung cấp băng thông rộng trong các vùng xa xôi.

Mục tiêu của đồ án này là nghiên cứu các tiêu chuẩn 802.16 của công nghệ WiMAX trong đó tập trung lên WiMAX di động Đó là những nội dung căn bản nhất của công nghệ Wimax.

Đồ án bao gồm 5 chương.

Chương 1: Tổng quan về họ tiêu chuẩn IEEE 802.16 và WiMAX Forum.

Nội dung chương này giới thiệu về họ tiêu chuẩn IEEE 802.16 gồm 802.16c định nghĩa các hồ sơ cho các ứng dụng điển hình, 802.16a, bao gồm các tăng cường cho điều khiển, đưa ra chế độ lưới và hỗ trợ các tần số bổ sung Đồng thời các sửa đổi

bổ sung này đưa vào truyền dẫn trong dải 2 GHz đến 10 GHz, truyền dẫn không trực

xạ và các dịch vụ cấp phép và miễn phép Sửa đổi chính được công bố vào năm 2004

ở dạng tiêu chuẩn IEEE 802.16d hay IEEE 802.16-2004 Chuẩn này kết hợp và hoàn thiện chuẩn 802.16, sửa đổi bổ sung 802.16c và IEE.16a Một bổ sung cho IEEE 802.16d đã được khởi thảo với tên gọi là 802.16e (hoàn thành vào cuối năm 2005)

WiMAX Forum định nghĩa các hồ sơ trên cơ sở sử dụng các tùy chọn khả dụng của 802.16 để cấp phát chứng nhận cho các sản phẩm và định nghĩa các cơ chế bổ sung cho việc kết nối mạng

Chương 2: Giao diện vô tuyến cho các hệ thống không dây băng rộng cố định của WiMAX.

Nội dung chương này trình bày toàn bộ phần giao diện vô tuyến của Wimax cố định.

Chương 3: Lớp MAC của WiMAX di động.

Nội dung chương này trình bày về lớp MAC Nhiệm vụ chính của lớp MAC (Medium Access Control) là quản lý các tài nguyên vô tuyến của giao diện vô tuyến một cách hiệu quả.

1

Chương 4: Mô hình lớp vật lí của WiMAX di động và các tính năng tiên tiến của nó.

Nội dung chương này trình bày về lớp vật lí của Wimax, gồm lớp vật lí

sử dụng:

 Đơn sóng mang

Chương 5: Một số ứng dụng của Wimax

Nội dung chương này trình bày một số ứng dụng cơ bản của Wimax.

Tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến TS Trần Minh Tuấn đã giúp đỡ

tôi hoàn thành đồ án này.

MỤC LỤC

Chương 1

TỔNG QUAN HỌ TIÊU CHUẨN IEEE 802.16 VÀ WIMAX FORUM

1.1 TỔNG QUAN HỌ TIÊU CHUẨN IEEE 802.16

1.2 WiMAX FORUM

1.3 WiMAX DI ĐỘNG

1.4 LỘ TRÌNH PHÁT TRIỂN SẢN PHẨM WiMAX

1.5 KẾT LUẬN

Chương 2 GIAO DIỆN VÔ TUYẾN CHO CÁC HỆ THỐNG KHÔNG DÂY BĂNG RỘNG CỐ ĐỊNH CỦA WIMAX

2.1 MỞ ĐẦU

2.2 MÔ HÌNH THAM KHẢO

2.3 TỔNG QUAN CÁC TÍNH NĂNG LỚP MAC

2.4 TỔNG QUAN CÁC TÍNH NĂNG LỚP VẬT LÝ, PHY

2.4.1 Băng tần

2.4.1.1 Băng tần cấp phép 10-66 MHz

2.4.1.2 Các tần số thấp hơn 11 MHz

2.4.1.3 Các tần số miễn phép dưới 11 MHz (chủ yếu là 5-6MHz)

2.4.2 Kỹ thuật ghép song công

2.4.2.1 Ghép song công phân chia theo tần số, FDD

2.4.2.2 Ghép song công phân chia theo thời gian, TDD

2.5 CÁC TÙY CHỌN

2.5.1 Hệ thống anten thích ứng, AAS

2.5.2 Mã hóa không gian thời gian, STC

2.5.3 Phát lại tự động, ARQ

2.5.4 Cấu hình điểm đa điểm và lưới

2.6 TỔNG KẾT CÁC ĐẶC TẢ GIAO DIỆN VÔ TUYẾN KHÁC NHAU TRONG IEEE 802.16e – 2005 CHO TRUY NHẬP CỐ ĐỊNH

2.7 WIRELESSMAN OFDM

2.7.1 Tổng quan các tính năng của WirelessMAN OFDM

2.7.2 Cấu trúc khung

2.7.3 Cấu trúc lớp vật lý WirelessMAN OFDM

2.7.3.1 Các thông số WirelessMAN OFDM

3

2.7.3.2 Sơ đồ khối máy phát và máy thu WirelessMAN OFDM 35

2.7 4 Mô tả các khối 38

2.7.4.1 Ngẫu nhiên hóa, PBRS 38

2.7.4.2 Khối mã hóa kênh 38

2.7.4.3 Bộ đan xen/ giải đan xen 40

2.7.4.4 Điều chế/ giải điều chế 40

2.7.4.5 IFFT và FFT 42

2.7.4.6 Bộ ước tính kênh và cân bằng 43

2.8 WirelessMAN OFDMA 45

2.8.1 Mô tả ký hiệu OFDMA, các thông số ký hiệu và tín hiệu phát 45

2.8.2 Sắp xếp kênh con và khe OFDMA 47

2.8.3 Ấn định các sóng mang con OFDMA 48

2.8.4 Sắp xếp kênh con đường xuống 49

2.8.4.1 Cấu trúc ký hiệu cho FUSC 49

2.8.4.2 Cấu trúc ký hiệu đường xuống PUSC 50

2.8.4.3 Cấu trúc ký hiệu đường xuống TUSC1 và TUSC2 52

2.8.5 Cấu trúc ký hiệu đường lên PUSC 52

2.8.6 Khe OFDMA và vùng số liệu 53

2.8.7 Sắp xếp số liệu OFDMA 54

2.8.8 Cấu trúc khung PMP 57

2.9 TỔNG KẾT 58

Chương 3 LỚP MAC CỦA WIMAX DI DỘNG 60

3.1 MỞ ĐẦU 60

3.2 CẤU TRÚC LỚP MAC 61

3.3 LỚP CON PHẦN CHUNG CỦA MAC (MAC CPS) 63

3.3.1 Khuôn dạng MACPDU 63

3.3.2 Các dịch vụ MAC 65

3.3.2.1 Hỗ trợ chất lượng dịch vụ (QOS) 65

3.3.2.2 Dịch vụ lập biểu MAC 67

3.3.2.3 Cơ chế yêu cầu và ấn định băng thông 69

3.3.3 Quản lý công suất và di động 71

3.3.3.1 Quản lý công suất 71

3.3.3.2 Chuyển giao 71

3.3.4 An ninh 73

3.4 TỔNG KẾT 74

Chương 4

MÔ HÌNH LỚP VẬT LÝ VÀ CÁC TÍNH NĂNG TIÊN TIẾN CỦA WIMAX DI DỘNG76

4.1 MỞ ĐẦU 76

4.2 OFDMA KHẢ ĐỊNH CỠ 78

4.3 CẤU TRÚC KÝ HIỆU OFDM 81

4.4 SẮP XẾP KÊNH CON 81

4.4.1 Sắp xếp kênh con sử dụng toàn bộ đường xuống (FUSC: Down Link Fully Used Channelization) 83

4.4.2 Sắp xếp kênh con sử dụng một phần (PUSC: Partially Used Subchannelization) 84

4.4.3 Sắp xếp AMC 85

4.5 ĐIỀU CHẾ VÀ MÃ HÓA 86

4.6 CÁC CÔNG NGHỆ ANTEN THÔNG MINH 89

4.7 CẤU TRÚC KHUNG TDD 92

4.8 CÁC TÍNH NĂNG TĂNG CƯỜNG KHÁC CỦA LỚP VẬT LÝ 96

4.9 CÁC TÍNH NĂNG TIÊN TIẾN CỦA WiMAX 96

4.9.1 Tái sử dụng tần số một phần 96

4.9.2 Dịch vụ đa phương và quảng bá (MBS) 98

4.10 QUỸ ĐƯỜNG TRUYỀN CỦA HỆ THỐNG WiMAX DI ĐỘNG 99

4.10.1 Các thông số của hệ thống WiMAX di động 99

4.10.2 Quỹ đường truyền WiMAX 102

4.11 THÔNG TIN BỔ SUNG VÀ ĐỘ TIN CẬY MAP CỦA WiMAX DI ĐỘNG 106

4.12 PHỔ TẦN CỦA WiMAX 108

4.13 TỔNG KẾT 109

Chương 5 ỨNG DỤNG CỦA WIMAX 110

5.1 GIỚI THIỆU 110

5.1.1 Ứng dụng cho mạng không dây 110

5.1.2 Ứng dụng trong y học 111

5.1.3 Hệ thống bảo mật 111

5.1.4 Kết nối mạng ngân hàng 112

5.1.5 VoIP 113

5.1.6 Truy nhập tới nhà 114

5.1.7 Kết luận 116

5

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Cấu hình topo của WMAN

Hình 1.2 Lộ trình phát triển công nghệ WiMAX

Hình 2.1 Mô hình tham khảo ngăn xếp giao thức của 802.16

Hình 2.3 Cấu trúc khung TDD

Hình 2.4 Vùng AAS, FDD

Hình 2.5 Vùng AAS, TDD

Hình 2.6 Nguyên lý STC

Hình 2.7 Điều chế thích ứng trong lớp vật lý

Hình 2.8 Cấu trúc khung OFDM đường xuống

Hình 2.9 Cấu trúc khung OFDM đường lên

Hình 2.10 Tiền tố dài đường xuống

Hình 2.11 Sơ đồ khối máy phát và máy thu WirelessMAN OFDM

Hình 2.12 Sơ đồ khối băng gốc của máy phát và máy thu WirelessMAN OFDM

Hình 2.13 Bộ ngẫu nhiên hóa

Hình 2.14 Bộ mã hóa xoắn

Hình 2.15 Các chùm tín hiệu điều chê BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM

Hình 2.16 Cấu trúc thời gian của ký hiệu OFDM

Hình 2.17 Mô tả miền tần số OFDMA (ba kênh)

Hình 2.18 Cấu trúc truyền dẫn cơ sở đường xuống

Hình 2.19 Cấu trúc ký hiệu đường xuống cho đoạn 0 trên ký hiệu số 1 sử dụng FUSC

Hình 2.20 Cấu trúc cụm

Hình 2.21 Mô tả lát đường lên

Hình 2.22 Thí dụ về vùng số liệu trong ấn định OFDM

Hình 2.23 Thí dụ về sắp xếp các khe OFDMA vào các kênh con và các ký hiệu trên đường xuống (trong chế độ PUSC)

Hình 2.24 Thí dụ về sắp xếp các khe OFDMA vào các kênh con và các ký hiệu cho đường lên

Hình 2.25 Thí dụ về cấu trúc khung theo thời gian TDD (vùng bắt buộc)

Hình 2.26 Khung OFDM có nhiều vùng

Hình 3.1 Chế độ PMP trong các mạng 802.16

Hình 3.2 Chế độ mạng 802.16 hỗ hợp

Hình 3.3 Cấu trúc lớp MAC của WiMAX

Hình 3.4 Khuôn dạng MACPDU

Hình 3.5 Hỗ trợ QoS của WiMAX di động

Hình 3.6 Quá trình chuyển giao

Hình 4.1 Cấu trúc lớp vật lý của S-OFDMA của WiMAX

Hình 4.3 Cấu hình sóng mang con cho 1024-FFT OFDMA DL FUSC 83

Hình 4.4 Các cấu trúc DL PUSC và UL PUSC 85

Hình 4.5 Các cấu hình kênh con đựơc tổ chức theo BIN trong AMC 86

Hình 4.6 Chuyển mạch thích ứng cho các chế độ MIMO 91

Hình 4.7 Cấu trúc khung OFDMA TDD (chỉ cho vùng bắt buộc) 93

Hình 4.8 Cấu trúc khung đa vùng 97

Hình 4.9 Tái sử dụng tần số một phần 98

Hình 4.10 Hỗ trợ MBS nhúng bằng các vùng MBS 99

Hình 4.11 Kết quả mô phỏng hiệu năng kênh điều khiển cho kênh mô hình truyền sóng TU (thành phố điển hình) [7,8] 107

Hình 4.12 Cụm MAP con 107

Hình 5.1 Kiến trúc mạng di động sử dụng T1 như là luồng truyền dẫn giữa các MSC 110

Hình 5.2 Ứng dụng y tế 111

Hình 5.3 Kiến trúc Wimax cho ứng dụng bảo mật 112

Hình 5.4 Kiến trúc Wimax cho hoạt động giám sát 112

Hình 5.5 Kết nối Wimax cho hệ thống ngân hàng 113

Hình 5.6 Kiến trúc hệ thống VoIP đơn giản 114

Hình 5.7 Mạch vòng nội hạt trong mạng PSTN 115

7

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.2 Các loại ứng dụng cho hệ thống dựa trên 802.16e 18

Bảng 2.1 Các đặc tả giao diện vô tuyến 29

Bảng 2.2 Các tính năng của WirelessMAN OFDM 31

Bảng 2.3 Các thông số chính WirelessMAN OFDM 35

Bảng 2.4 Thí dụ về đặt kênh cho các băng cấp phép 45

Bảng 2.5 Các thông số của một ký hiệu 49

Bảng 2.6 Ấn định sóng mang con đường xuống OFDM-PUSC 50

Bảng 2.7 Các thông số của một ký hiệu 52

Bảng 3.1 Các trường trong tiêu đề MAC PDU 64

Bảng 3.2 QoS và các ứng dụng của WiMAX 66

Bảng 3.3 Các tùy chọn lập biểu dịch vụ 68

Bảng 4.1 Các ứng dụng của WiMAX 77

Bảng 4.2 Các thông số cuả S-OFDMA 79

Bảng 4.3 Các cấu hình kênh FUSC cơ sở 83

Bảng 4.4 Các dạng điều chế và mã hóa được sử dụng ở lớp vật lý 87

Bảng 4.5 Tốc độ số liệu vật lý cho các kênh con PUSC 87

Bảng 4.6 Các tính năng tùy chọn anten tiên tiến 90

Bảng 4.7 Các tốc độ số liệu cho các cấu hình SIMO/MIMO khác nhau (cho kênh 10 MHz, khung 5ms, kênh con PUSC, 44 ký hiệu OFDM số liệu) 91

Bảng 4.8 Các thông số hệ thống WiMAX di động 101

Bảng 4.9 Các thông số OFDMA 101

Bảng 4.10 Mô hình truyền sóng 102

Bảng 4.11 Quỹ đường truyền DL cho Mibile WiMAX 103

Bảng 4.12 Quỹ đường truyền UL cho WiMAX di động 104

B

C

D

9

E

F

G

H

ISI Inter-Symbol Interference

L

M

N

Sub-Channel

QAM Quadrature Amplitude Modulation

QoS Quality of Service

QPSK Quadrature Phase Shift Keying

R

RG Relative Grant

RTG Receiver/Transmit Transition Gap

rtPS Real-time Polling Service

S

SDMA Space Division Multiple Access

SF Spreading Factor

SFN Single Frequency Network

SGSN Serving GPRS Support Node

SHO Soft Hand-Off

SIM Subscriber Indentify Module

SIMO Single Input Multiple Output

SNIR Signal to Noise+Interference Ratio

SLA Service Level Agreement

SM Spatial Multiplexing

SMS Short Message Service

SNR Signal to Noise Ratio

S-OFDMA Scalable Orthogonal Frequency

Division Multiplex Access

SS Subscriber Station

SSRTG SS Receive /Transmit Transit Gap

Quản lí khoá công cộng Kênh con sử dụng một phần

Điều chế biên độ vuông góc Chất lượng dịch vụKhoá dịch pha vuông góc

Cho phép tương đốiKhoảng trống để chuyển thu sangphát

Dịch vụ thăm dò thời gian thực

Đa truy nhập phân chia theo không gian

Hệ số trải phổMạng tần số đơnNode hỗ trợ dịch vụ GPRS Chuyển giao mềm

Phần nhận dạng thuê bao Một đầu vào nhiều đầu ra

Tỉ số tín hiệu trên nhiễu+tạp âmThảo thuận mức dịch vụ

Ghép kênh không gianDịch vụ bản tin ngắn

Tỉ số tín hiệu trên tạp âm

Đa truy nhập phân chia theo tần

số trực giao khả định cỡTrạm thuê bao

Khoảng thời gian chuyển đổi

SSTRG SS Transmit/Receive Transit Gap

T

Microwave Access

13

Chương 1 TỔNG QUAN HỌ TIÊU CHUẨN IEEE 802.16 VÀ WIMAX FORUM

1.1 TỔNG QUAN HỌ TIÊU CHUẨN IEEE 802.16

Họ tiêu chuẩn IEEE 802.16 (giao diện vô tuyến mạng vùng đô thị không dây)cho truy nhập băng rộng (BWA: Broadband Wireless Access) cung cấp công nghệ truynhập "km cuối cùng" cho các điểm nóng với dịch vụ số liệu, video, và thoại tốc độcao Ưu điểm nổi bật nhất của BWA là giá thành lắp đặt và bảo dưỡng thấp so với truynhập mạng cáp đồng và cáp quang nhất là đối với vùng xa xôi nơi khó lắp đặt mạngtruy nhập hữu tuyến BWA có thể mở rộng mạng cáp quang và cung cấp dung lượngcao hơn mạng cáp đồng hay đường dây thuê bao số (DSL: Digital Subsscriber Line).Mạng không dây này được lắp đặt rất nhanh bằng cách đặt trạm gốc (BS: Base Station)trên tòa nhà cao tầng hoặc trên các cột để tạo nên hệ thống truy nhập không dây tốc độcao Hình 1.1 cho thấy cấu hình của mạng WMAN

Bộ lặp

Công xưởng Trạm gốc

Hình 1.1 Cấu hình topo của WMAN

14

công tác của chuẩn này là 10-66 GHz, với truyền sóng trực xạ Cấu hình topo củachuẩn này dựa trên mạng điểm đa điểm trong đó lưu lượng được truyền giữa một trạmgốc BS (Base Station) và nhiều trạm thuê bao SS (Subscriber Station) Tiêu chuẩn

IEEE 802.16 được công bố vào 9/2001, với tiêu đề "Đồng tồn tại với các hệ thống truy

nhập băng rộng không dây cố định" cũng bao phủ 10-66GHz Tiêu chuẩn 802.16.c

"Các hồ sơ chi tiết cho 10-66 GHz" được dự thảo đầu tiên vào 24/5/2002 và phiên bản

cuối cùng được phát hành vào 15/1/2003

Việc sửa đổi bổ sung này đã cập nhật và mà mở rộng điều khoản 12 của tiêuchuẩn IEEE 802.16 2001 liên quan đến hồ sơ về tập tính năng và chức năng áp dụngcho các trường hợp thực hiện triển khai điển hình Tuy nhiên, do BWA ngày càng được

sử dụng nhiều cho các vùng dân cư, nên truyền trực xạ không con thích hợp do địahình và cây cối Ngoài ra, nhiễu đa đường truyền và giá thành lắp đặt anten ngoài trờicao Vì thế, cần sửa đổi bổ sung cho chuẩn 802.16 hiện hữu Đây là lý do ra đời tiêuchuẩn 802.16a được ban hành vào 1/4/2003 Chuẩn này bao hàm sửa đổi lớp MAC(Media Access Control) và nhiều đặc tả lớp vật lý cho cả băng tần cấp phép và miễnphép Một sửa đổi đáng kể của lớp MAC là các chế độ lưới tùy chọn Điểm khác biệtgiữa chế độ điểm đa điểm (PMP) và lưới là: trong chế độ PMP lưu lượng chỉ xẩy ragiữa BS và các SS, còn trong chế độ lưới lưu lượng có thể định tuyến qua các SS khác

và có thể trực tiếp giữa các SS Ưu điểm của chế độ này là hoạt động vẫn được đảmbảo ngay cả khi có chướng ngại lớn như núi đồi chặn đường truyền trực xạ giữa

Một thay đổi đáng kể nữa của lớp MAC là hỗ trợ nhiều đặc tả lớp vật lý, trong đó mỗiđặc tả phù hợp cho một môi trường khai thác đặc thù Trong chuẩn 802.16a ba cấu trúclớp vật lý (PHY) được định nghĩa: SC (Single Carrier: đơn sóng mang), 256-OFDM

Cả 802.16 và 802.16a đều được sử dụng cho truy nhâp không dây băng rộng cốđịnh Trên cơ sở chuẩn 802.16a, nhóm công tác IEEE 802.16e xây dựng chuẩn 802.16e

gồm "các lớp vật lý và MAC cho khai thác cố định và di động trong băng tần cấp

nối mạng cố định trong các băng tần từ 2 đến 6GHz Bảng 1.1 so sánh các tính năngcủa các chuẩn 802.16, 802.16a và 802.16e.

Bảng 1.1 So sánh các chuẩn IEEE 802.16, 16a, 16e

1.2 WiMAX FORUM

Chuẩn IEEE 802.16 đã được phát triển nhiều năm với sự tham gia của nhiềunhà công nghiệp Tuy nhiên, chuẩn này quá rộng và việc hợp chuẩn IEEE 802.16 chưađảm bảo được thiết bị của một nhà cung cấp sẽ tương hợp với thiết bị của nhà cungcấp khác WiMAX Forum, tổ chức phi lợi nhuận bao gồm trên 350 thành viên, tiếpnhận công việc mà IEEE để lại Trong số các thành viên của WiMAX Forum có nhàcung cấp dịch vụ, nhà cung cấp thiết bị, nhà sản xuất bán dẫn và thiết bị WiMAXcũng cộng tác với HiperMAN, nhóm công tác trong trong Ủy ban kỹ thuật của ETSIBRAN Việc hợp tác này dẫn đến sự hài hòa hoàn toàn giữa ETSI HiperMAN và IEEE802.16, được thể hiện ở tài liệu bổ sung 802.16e và các chuẩn tương tác: PHY (TS 102

16

177v.1.6.1) và DLC (TS 102.178v.1.6.1) Hoạt động khởi thảo của các tiêu chuẩn đokiểm được dùng trong quá trình kiểm tra của WiMAX Forum đã được thực hiện với sựcộng tác chặt chẽ của ETSI BRAN HiperMAN, nhóm công tác WiMAX Forum vànhóm công tác chứng nhận WiMAX Forum Với nhiều thành viên khác nhau, đại diệntoàn thế giới và sự cộng tác của ETSI, WiMAX Forum đã sẵn sàng cổ vũ việc tiếpnhận toàn cầu và hài hòa giải pháp vô tuyến băng rộng được chuẩn hóa dựa trên chuẩn

vô tuyến IEEE 802.16 đảm bảo được tính tương tác Để đạt được mục đích này, Forumđịnh nghĩa hiệu năng hệ thống và hồ sơ chứng nhận bao gồm tập con chuẩn IEEE802.16 với tính năng bắt buộc và tùy chọn cùng với một bộ đo kiểm tính tương tác vàhợp chuẩn để kiểm tra thiết bị và đảm bảo tính tương tác của nhiều nhà cung cấp Vìthế nhãn chứng nhận WiMAX đảm bảo cả sự hợp chuẩn WiMAX 802.16 lẫn tínhtương tác Các phương tiện đo kiểm cấp chứng nhận đầu tiên được thiết lập tạiCetecom Labs ở Malaga, Tây Ban Nha tháng 7 năm 2005 và các sản phẩm được cấpchứng nhận WiMAX trên chuẩn 802.16-2004 đã bắt đầu xuất hiện trên thị trường Cácphương tiện cấp chứng nhận bổ sung cũng sẽ được thiết lập để để tạo điều kiện choquá trình cấp chứng nhận và đáp ứng các yêu cầu bổ sung cho quá trình đo kiểm cấpchứng nhận cho 802.16e cho ứng dụng di động Các nhóm công tác cấp chứng nhận và

kỹ thuật của WiMAX Forum đang nghiên cứu để cấp chứng nhận sản phẩm WiMAX

di động sẽ bắt đầu đưa ra vào quý 4 năm 2006 đến giữa năm 2007 Kỳ vọng rằng sẽ cónhiều sự tham gia của các thành viên hệ thống, các đối tác và nhu cầu về các sản phẩm802.16e sẽ tăng, giá thành trên một thuê bao sẽ giảm trong 2 -3 năm tiếp theo

1.3 WiMAX DI ĐỘNG

WiMAX di động được xây dựng trên chuẩn IEEE 802.16e là một giải phápkhông dây băng rộng cho phép hội tụ mạng di động và cố định thông qua một côngnghệ vô tuyến băng rộng vùng rộng chung và kiến trúc mạng linh hoạt Giao diện vôtuyến của WiMAX di động tiếp nhận đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao(OFDMA) để cải thiện hiệu năng cho môi trường truyền dẫn không trực xạ S-OFDMA (OFDMA khả định cỡ) được đưa vào 802.16e để hỗ trợ băng thông khả định

cỡ từ 1,25 đến 20 MHz Nhóm kỹ thuật di động (MTG) trong WiMAX Forum đã pháttriển hồ sơ hệ thống WiMAX di dộng để định nghĩa tính năng bắt buộc và tùy chọn củachuẩn IEEE Các tính năng này cần thiết để xây dựng giao diện vô tuyến hợp chuẩnvới chứng nhận của WiMAX Forum Hồ sơ hệ thống WiMAX di động cho phép lậpcấu hình hệ thống di động dựa trên tập tính năng cơ sở chung để đảm bảo hoạt độngtương hợp cho thiết bị đầu cuối và trạm gốc Một số phần tử của hồ sơ trạm gốc được

biệt đòi hỏi cấu hình khác (chẳng hạn như tối ưu hóa dung lượng hoặc vùng phủ) Pháthành 1 của hồ sơ WiMAX di động sẽ bao phủ các băng thông 5; 7; 8.75; 10 MHz chocác ấn định phổ tần trong các băng cấp phép: 2,3 GHz; 2,5 GHz; 3,3 GHz và 3,5 GHz.

WiMAX Forum đã định nghĩa một số ứng dụng cho hệ thống sử dụng 802.16e

và nghiên cứu mô hình lưu lượng và ứng dụng cho chúng, chúng Các ứng dụng nàyđược chia thành năm loại, chúng được tổng kết trong bảng 1.2 dưới đây cùng với cácthông số trễ và jitter để đảm bảo chất lượng người sử dụng

Bảng 1.2 Các loại ứng dụng cho hệ thống dựa trên 802.16e

dung phương tiệnNhóm công tác mạng của WiMAX Forum (NWG) đang phát triển các tiêuchuẩn kết nối mạng lớp cao cho các hệ thống WiMAX di động vì chuẩn IEEE 802.16echỉ định nghĩa vấn đề liên quan đến giao diện vô tuyến Nỗ lực kết hợp của IEEE802.16 và WiMAX Forum sẽ hỗ trợ giải pháp đầu cuối đầu cuối cho mạng WiMAX diđộng

Các hệ thống WiMAX di động hỗ trợ khả năng định cỡ trong cả công nghệ truynhập vô tuyến và kiến trúc mạng Một số tính năng được WiMAX di động hỗ trợ là:

1 Tốc độ số liệu cao: Bao gồm cả kết hợp kỹ thuật anten MIMO với sơ đồ

phân kênh con linh hoạt Mã hóa và điều chế tiên tiến cho phép WiMAX di

động hỗ

18

trợ tốc độ số liệu đỉnh đường xuống lên đến 63 Mbps trên đoạn ô và tốc độ số liệu đỉnh đường lên lên đến 28 Mbps trên đoạn ô trong kênh 10 MHz

2 Chất lượng dịch vụ (QoS): Điểm căn bản của kiến trúc IEEE 802.16

MAC là QoS Nó định nghĩa các luồng dịch vụ nhằm sắp đặt chúng lên các

điểm mã DiffServ hoặc các nhãn MPLS để truyền IP đầu cuối đầu cuối theoQoS Ngoài ra việc phân chia kênh con và sơ đồ báo hiệu dựa trên MAP cũngtạo ra cơ chế linh hoạt để lập biểu tối ưu tài nguyên không gian, tần số và thờigian trên giao diện vô tuyến theo từng khung

3 Khả định cỡ: Việc phân bổ tài nguyên tần số cho thông tin không dây

băng rộng rất khác nhau Vì thế công nghệ WiMAX di động phải được thiết kế

để có thể định cỡ theo các kênh khác nhau có băng thông từ 1,25 MHz đến 20MHz

4 An ninh: WiMAX di động sẽ đảm bảo tính năng an ninh tốt nhất với: nhận

thực dựa trên EAP (Extensible Authentication Protocol: giao thức nhận thựckhả mở rộng), mật mã hóa với nhận thực dựa trên AES-CCM, CMAC vàHMAC dựa trên sơ đồ bảo vệ bản tin điều khiển Hỗ trợ tập chứng nhận người

sử dụng khác nhau bao gồm: SIM/USIM, thẻ thông minh, chứng nhận số và các

sơ đồ tên người sử dụng/ mật khẩu dựa trên cá phương pháp EAP cho kiểuchứng nhận

5 Di động: WiMAX di động hỗ trợ sơ đồ chuyển giao tối ưu với trễ thấp hơn

50 ms để đảm bảo ứng dụng thời gian thực như VoIP Các sơ đồ quản lý khóa

linh hoạt đảm bảo an ninh trong quá trình chuyển giao

1.4 LỘ TRÌNH PHÁT TRIỂN SẢN PHẨM WiMAX

Phòng thí nghiệm kiểm định cấp chứng nhận cho các hệ thống WiMAX cố định

đã được thiết lập tại tại Cetecoms Labs tại Malaga, Tây Ban Nha vào tháng 7 năm

2005 và hiện nay sản phẩm hợp chuẩn WiMAX cho dịch vụ cố định đã khả dụng và đãđược triển khai trong băng 3,5 GHz (băng tần cấp phép) và 5,8GHz (băng tần khôngcần cấp phép) Phòng thí nghiệm cấp chứng nhận thứ hai, TTA đã được thiết lập tạiHàn Quốc Cả hai phòng thí nghiệm cấp chứng nhận theo chuẩn của phát hành 1WiMAX di động vào quý ba năm 2006 nhằm triển khai sản phẩm có chứng nhậnWiMAX di động vào cuối năm 2006

WiMAX di động thường xuyên xem xét các hồ sơ chuẩn hiệu năng WiMAX diđộng bổ sung dựa trên khả năng của thị trường Các chuẩn này đề cập các băng tầnkhác nhau, các băng thông kênh và các giải pháp FDD để phù hợp với yêu cầu luật địa

phương trong thị trường được chọn Hình 1.2 cho thấy lộ trình phát triển sản phẩm chuẩn WiMAX.

nó trong việc tương hợp toàn cầu các thiết bị dựa trên chuẩn mở của IEEE 802.16

20

Chương 2

GIAO DIỆN VÔ TUYẾN CHO CÁC HỆ THỐNG KHÔNG DÂY

BĂNG RỘNG CỐ ĐỊNH CỦA WIMAX

2.1 MỞ ĐẦU

IEEE 802.16-2004 đặc tả giao diện vô tuyến cho các hệ thống truy nhập khôngdây băng rộng (BWA) hỗ trợ các dịch vụ đa phương tiện cho mạng vùng Lớp MACtrước hết hỗ trợ kiến trúc điểm đa điểm cùng với cấu hình topo lưới tùy chọn MACđược cấu trúc để hỗ trợ nhiều dạng lớp vật lý, trong đó mỗi dạng lớp vật lý phù hợpcho một môi trường cụ thể Đối với các tần số trong trong dải tần từ 10-66 GHz, đểđảm bảo truyền sóng trực xạ lớp vật lý WirelessMAN-SC PHY (điều chế đơn sóngmang) được đặc tả Đối với các tần số trong dải tần thấp hơn 11 GHz, để đảm bảotruyền sóng không trực xạ (NLOS), ba lớp vật lý được đặc tả: WirelessMAN-OFDM,WirelessMAN- OFDMA và WirelessMAN -SCa (điều chế đơn sóng mang) Chuẩn nàysửa đổi và thống nhất các chuẩn IEEE-802.16-2001, IEEE-802.16a-2003 và IEEE802.16c-2002 Chuẩn IEEE 802.16 e-2005 sửa đổi và bổ sung các chuẩn trước đó vàbao hàm cả các dịch vụ truy nhập không dây cố định và di động WiMAX chỉ đề cậpđến các dịch vụ truy nhập không dây dược trên WirelessMAN-OFDM, WirelessMAN-OFDMA Trong phần này ta sẽ xét các giao diện vô tuyến cho truy nhập không dây cốđịnh cuả WiMAX

2.2 MÔ HÌNH THAM KHẢO

Hình 2.1 cho thấy mô hình tham khảo giao diện vô tuyến của chuẩn IEEE802.16e-2005

2.3 TỔNG QUAN CÁC TÍNH NĂNG LỚP MAC

MAC bao gồm ba lớp con: (i) lớp con hội tụ đặc thù dịch vụ (CS: Convergence Sublayer); (ii) lớp con phần chung của MAC (MAC CPS); (iii) lớp con an ninh.

Lớp con hội tụ đặc thù dịch vụ (CS): đảm bảo chuyển đổi các số liệu nhận từ

mạng ngoài qua điểm truy nhập dịch vụ CS (CS SAP) vào các MAC SDU (đơn vị sốliệu dịch vụ MAC) và cung cấp chúng cho lớp con phần chung của MAC qua điểmtruy nhập dịch vụ MAC(MAC SAP) MAC SDU gồm: các đơn vị số liệu dịch vụ(SDU) từ mạng ngoài, nhận dạng luồng dịch vụ (SFID: Service Flow Identifier) MAC

21

và nhận dạng kết nối (CID: Connection Identifier) Nó có thể có cả chức năng nén tiêu

đề tải tin (PHS: Payload Header Supression) Nhiều đặc tả CS được đưa ra để chophép giao tiếp với các giao thức khác nhau Khuôn dạng bên trong của tải tin CS làduy nhất đối với CS và MAC CPS không cần biết khuôn dạng này hay bất kỳ thông tinnào về tải trọng CS

Phạm vi của tiêu chuẩn

Hình 2.1 Mô hình tham khảo ngăn xếp giao thức của 802.16.

Lớp con MAC CPS: cung cấp chức năng MAC lõi của hệ thống truy nhập như:

cấp phát băng thông, thiết lập kết nối và duy trì kết nối Nó nhận số liệu từ các CSkhác nhau thông qua MAC SAP (được phân loại cho từng kết nối cụ thể) Áp dụngQoS cho truyền dẫn và lập biểu số liệu đưa đến lớp vật lý

22

2.4 TỔNG QUAN CÁC TÍNH NĂNG LỚP VẬT LÝ, PHY

vô tuyến điều chế đơn sóng mang được đặc tả trong chuẩn giao diện vô tuyến

"WirelessMAN-SC"

2.4.1.2 Các tần số thấp hơn 11 MHz

Các tần số thấp hơn 11 MHz được sử dụng trong môi trường vật lý, trong đó dobước sóng dài, nên LOS không đáng kể và chủ yếu là NLOS Để có thể hỗ trợ cáctrường hợp cận trực xạ và không trực xạ (NLOS), lớp vật lý phải có chức năng bổ sungnhư: các kỹ thuật quản lý công suất tiên tiến, loại bỏ nhiễu, hoặc đồng tồn tại nhiễu và

đa anten

Tại đây một số tính năng được bổ sung cho MAC như: cấu hình lưới và yêu cầu

tự động phát lại (ARQ: Automatic Repeat Request)

2.4.1.3 Các tần số miễn phép dưới 11 MHz (chủ yếu là 5-6MHz)

Môi trường vật lý các băng tần miễn phép dưới 11 MHz tương tự như môitrường cho các băng tần miễn phép trong dải tần này Tuy nhiên bản chất của miễnphép là gây thêm nhiễu và các vấn đề đồng tồn tại, đồng thời các quy định cũng hạnchế công suất được phép phát xạ Ngoài các tính năng như đã trình bày trong 2.2.2, lớpPHY và MAC trong trường hợp này còn có thêm tính năng chọn tần số động (DFS:Dynamic Frequency Selection) để phát hiện và tránh lỗi

2.4.2 Kỹ thuật ghép song công

Giao thức MAC hỗ trợ một số kỹ thuật ghép song công cho PHY Việc lựa chọn

kỹ thuật ghép song công ảnh hưởng lên một số thông số PHY cũng như các tính năng

có thể được hỗ trợ

2.4.2.1 Ghép song công phân chia theo tần số, FDD

Trong hệ thống FDD, kênh đường lên và đường xuống được ấn định tần sốriêng, và số liệu đường xuống có thể truyền theo cụm Khung có độ dài cố định được

sử dụng cho cả đường xuống và đường lên Điều này cho phép sử dụng các kiểu điềuchế khác nhau Ngoài ra nó cũng cho phép các trạm thuê bao (SS: Subscriber Station)

sử dụng chế độ phát song công (phát thu đồng thời) và bán song công (phát thu khôngđồng thời) ở dạng tùy chọn Trong chế độ bán song công, bộ điều khiển băng thôngkhông cấp phát băng thông đường lên cho SS khi nó thu số liệu trên kênh đườngxuống, bao gồm cả trễ truyền lan, khoảng thời gian chuyển đổi từ phát sang thu của SS(SSTTG)và chuyển đổi từ thu sang phát của SS (SSRTG)

Hình 2.2 cho thấy việc ấn định băng thông FDD theo cụm Việc kênh đường lên vàđường xuống đều sử dụng khung có độ dài cố định làm đơn giản giải thuật ấn định băngthông SS song công có thể liên tục đợi thu từ kênh đường xuống trong khi đó SS bánsong công chỉ có thể thu từ kênh đường xuống khi nó không phát trên đường lên

Hình 2.2 Ấn định băng thông FDD theo cụm

2.4.2.2 Ghép song công phân chia theo thời gian, TDD

24

Trong trường hợp TDD, truyền dẫn đường xuống và đường lên xẩy ra trong cácthời gian khác nhau và cùng sử dụng chung một tần số Khung TDD (xem hình 2.3) có

độ dài cố định và chứa một khung con đường xuống và một khung con đường lên Đểthuận tiện cho việc phân chia băng thông, các khung này được chia thành một sốnguyên lần các PS (Physical Slot: khe vật lý) Việc ấn định khung TDD thay đổi (thíchứng) với sự thay đổi ấn định băng thông đường xuống so với ấn định băng thôngđường lên Phân chia đường xuống và đường lên là một thông số hệ thống và đượcđiều khiển bởi các lớp trên trong hệ thống

Khung con đường lên

PS0

Khung j-2 Đối với SC, SCa, tốc độ là tốc độ ký hiệu; đối với OFDM và OFDMA tốc độ là tần số lấy mẫu danh định (fs)

số phần tử anten Ngoài ra cũng tăng được tỷ số tín hiệu trên tạp âm nhờ việc kết hợptương quan các tín hiệu và có khả năng điều khiển độ lợi này cho các người sử dụng cụthể Một lợi ích nữa là giảm được nhiễu nhờ việc lái các hướng phát xạ bằng không đếnđến các các nguồn nhiễu đồng kênh Kết hợp các lợi ích do tăng độ lợi SNR của một sốngười sử dụng và lái phát xạ không cho phép có thể phát đồng thời các cụm đến các SSnằm cách nhau trong không gian Cũng có thể áp dụng phương

pháp này cho đường lên một cách tương hỗ Việc truyền đồng thời các cụm không chỉtăng vùng phủ của hệ thống mà có thể tăng dung lương hệ thống.

Việc thiết kế tùy chọn AAS (Adaptive Antenna System: hệ thống anten thíchứng) cung cấp cơ chế chuyển từ một hệ thống không AAS đến một hệ thống cho phépASS, trong đó thay thế ban đầu BS không có AAS bằng BS có AAS sẽ làm mất dịch

vụ của các SS không có khả năng AAS

Để tránh điều này cần dành một phần khung cho lưu lượng không AAS và mộtphần khung cho lưu lượng AAS Việc ấn định được thực hiện động bởi BS Các SSkhông AAS sẽ bỏ qua lưu lượng AAS Để nhận ra lưu lượng này chúng sử dụng cácbản tin DL MAP và UL MAP (sắp xếp đường lên và đường xuống)

Phần AAS của khung đường xuống được bắt đầu bằng một tiền tố đặc thù AASnhư cho trên hình 2.4 và 2.5

Các cụm đường xuống thông thường

27

2.5.2 Mã hóa không gian thời gian, STC

STC (sơ đồ Alamouti) có thể được sử dụng cho đường xuống để cung cấp phântập phát (không gian) bậc hai Hai anten phát được sử dụng tại BS và một anten thuđược sử dụng tại SS Sơ đồ này đòi hỏi ước tính kênh MISO (Multi Input SingleOutput: nhiều đầu vào một đầu ra) Hai anten phát phát đồng thời hai ký hiệu số liệuOFDM khác nhau Bộ giải mã phía thu sẽ thực hiện giải mã sau khi nhận được cả hai

ký hiệu này từ mỗi anten Trong sơ đồ này mỗi ký hiệu được phát lặp theo thời giantrên hai anten khác nhau

Hình 2.6 cho thấy vị trí của STC trong chuỗi truyền dẫn OFDM Mỗi antenphát có một chuỗi truyền dẫn OFDM riêng, nhưng chúng có cùng bộ dao động nội chomục đích đồng bộ

Điều chế

kênh con

Cơ chế ARQ (Automatic Repeat Request) là một bộ phận của MAC, nó được

sử dụng như một tùy chọn Khi ARQ được cài đặt, nó được cho phép theo từng kếtnối ARQ sẽ được đặc tả và đàm phán trong quá trình tạo lập kết nối Một kết nốikhông thể có hỗn hợp cả lưu lượng ARQ và lưu lượng không ARQ

2.5.4 Cấu hình điểm đa điểm và lưới

WiMAX cố định cho phép hỗ trợ cả hai cấu hình điểm đa điểm (PMP: Point toMultipoint) và lưới (Mesh), trong đó cấu hình PMP là bắt buộc

28

1 Cấu hình bắt buộc điểm đa điểm, PMP

Trong chuẩn IEEE 802.16e-2005 cho các hệ thống không dây cố định, cấu hìnhđiểm đa điểm (PMP) là bắt buộc Trong cấu hình này, đường xuống từ BS đến các SSlàm việc trên cơ sở điểm đa điểm Đường truyền vô tuyến của IEEE 802.16e-2005 làmviệc với một BS trung tâm có anten phân đoạn để có thể xử lý đồng thời nhiều đoạn ô.Trong một kênh tần số cho trước và một đoạn ô cho trước, tất cả các SS nhận đượccùng một truyền dẫn BS chỉ là máy phát phát theo hướng này, vì thế nó chỉ việc phát

mà không phối hợp với các SS khác trừ việc phân chia thời gian cho đường lên vàđường xuống trong TDD Nói chung đường xuống phát quảng bá Trong trường hợpbản tin sắp xếp đường xuống (DL MAP) không chỉ thị một đoạn khung con đườngxuống cho một SS cụ thể, thì tất cả các SS có thể thu đoạn khung con này đều sẽ thu.Các SS sẽ kiểm tra CID (Connection Identifier: nhận dạng kết nối) của các PDU(Protocol Data Unit) thu được và sẽ chỉ nhận các PDU gửi cho nó

2 Cấu hình lưới, Mesh

Khác biệt chính giữa chế độ PMP và chế độ lưới là trong chế độ PMP, lưulượng chỉ xẩy ra giữa BS và các SS, còn trong chế độ lưới (Mesh) lưu lượng có thểđược định tuyến qua các SS khác và có thể xẩy ra giữa các SS Phụ thuộc vào giảithuật cuả giao thức truyền dẫn được sử dụng, điều này có thể được thực hiện trên cơ sởbình đẳng khi sử dụng lập biểu phân bố hoặc trên cơ sở ưu tiên của Mesh BS

Trong một mạng Mesh, một hệ thống có kết nối trực tiếp đến các dịch vụ đườngtrục ra bên ngoài mạng Mesh đựơc gọi là Mesh BS Tất cả các hệ thông khác củamạng Mesh đều được gọi là Mesh SS Nói chung, các hệ thống của mạng Mesh đượcgọi là các nút Trong ngữ cảnh Mesh, các đường lên và đường xuống được định nghĩa

là lưu lượng trong hướng đến Mesh BS và và ngược lại

2.6 TỔNG KẾT CÁC ĐẶC TẢ GIAO DIỆN VÔ TUYẾN KHÁC NHAU TRONG IEEE 802.16e – 2005 CHO TRUY NHẬP CỐ ĐỊNH

Bảng 2.1 tổng kết các đặc tả giao diện vô tuyến khác nhau trong chuẩn IEEE802.16 e cho truy nhập cố định

Bảng 2.1 Các đặc tả giao diện vô tuyến Tên đặc tả

***ARQ: Automatic Repeat Request: Yêu cầu phát lại tự động

****STC: Space Time Coding: Mã không gian thời gian

Vì WiMAX chỉ đề cập đến OFDM và OFDMA nên trong các phần dưới đây ta

sẽ xét WirelessMAN OFDM và WirelessMAN OFDMA

2.7 WIRELESSMAN OFDM

2.7.1 Tổng quan các tính năng của WirelessMAN OFDM

Băng tần công tác cần thiết cho WirelessMAN OFDM là 2-11GHz, vì không thểđảm bảo truyền không trực xạ (NLOS: Non Line of Sight) trong băng tần cao hơn.Bảng 2.2 cho thấy các tính năng chính của lớp vật lý (PHY) của IEEE 802.16e -2005cho hệ thống không dây cố định

30

Bảng 2.2 Các tính năng của WirelessMAN OFDM Tính năng

Dạng sóng 256 điểm FFT OFDM

Điều chế và thay đổi mã sửa lỗi thích

ứng theo từng cụm sóng vô tuyến

Để đảm bảo tính bền vững và thông lượng cực đai, các sơ đồ điều chế thích ứngđược sử dụng trong chuẩn WirelessMAN OFDM: QPSK, 16QAM, 64 QAM Khi điềukện kênh tốt, điều chế 64QAM tốc độ số liệu cao được lựa chọn, trái lại khi điều kiệnkênh kém điều chế QPSK tốc độ số liệu thấp hơn được lựa chọn (hình 2.7)

31

sử dụng.

2.7.2 Cấu trúc khung

Hệ thống sử dụng khung có độ dài 0,5; 1 hay 2 ms Mỗi khung được chia thànhcác khe vật lý (PS: Physical Slot) để ấn định băng thông và nhận dạng sự chuyển đổilớp vật lý Lớp vật lý OFDM hỗ trợ ba phương án ghép song công: FDD, TDD vàHFDD Mỗi khung bao gồm một khung con đường xuống và một khung con đườnglên Trong phương án FDD khung con đường xuống và đường lên được truyền trongtoàn bộ thời gian khung nhưng ở hai tần số khác nhau Trong phương án TDD, khungcon đường lên được truyền tiếp sau khung con đường xuống trong cùng một thời giankhung trên cùng một sóng mang, giữa khai khung con này có một khoảng bảo vệ đểtránh chồng lấn do đồng bộ không tốt Mỗi khung chứa các PDU (Protocol Data Unit:đơn vị số liệu giao thức) lớp vật lý, các khoảng trống và các khoảng bảo vệ

Cấu trúc khung con đường xuống và đường lên của OFDM được cho trên hình2.8 và 2.9

Khung con đường xuống chỉ chứa một PDU đường xuống Khung con đường lên chứacác khoảng va chạm (tranh chấp) được lập biểu cho định cự ly khởi đầu, để yêu cầu

băng thông và một hay nhiều PDU lớp vật lý đường lên từ các SS khác nhau PDU lớpvật lý đường xuống bắt đầu bằng một tiền tố dài sử dụng cho đồng bộ lớp vật lý Sautiền tố này là cụm FCH (Frame Control Header: tiêu đề điều khiển khung) Cụm FCH

có độ dài một ký hiệu OFDM được phát bằng cách điều chế BPSK với sơ đồ mã hóakênh tỷ lệ mã 1/2 FCH chứa DLFP (DL Frame Prefix:tiền tố khung đường xuống) đểđặc tả hồ sơ cụm và độ dài của một hay nhiều cum đường xuống tiếp sau FCH Bản tinDL-MAP (sắp xếp đường xuống) (nếu được truyền trong khung này) sẽ là PDU củalớp MAC đầu tiên tiếp sau FCH Sau DL-MAP (nếu được truyền) là UL-MAP (sắp xếpđường xuống) Tiếp theo UL-MAP là UCD (mô tả kênh đường lên) và DCD (mô tảkênh đường xuống) nếu các mô tả này đựơc truyền Mặc dù cụm 1 chứa thông tinquảng bá, nhưng không nhất thiết phải sử dụng điều chế và mã hóa chắc chắn nhất Cóthể sử dụng sơ đồ điều chế mã hóa hiệu suất nhất cho tấtcả các SS của BS

Các cụm đường xuống sau FCH được truyền với các hồ sơ cụm khác nhau Mỗicụm chứa một số nguyên các ký hiệu OFDM Vị trí và hồ sơ cụm thứ nhất được đặc tảtrong DLFP Vị trí và hồ sơ của các cụm tiếp theo đựơc đặc tả trong DL-MAP đựơcphát quảng bá trong cụm 1

DL-MAP: sắp xếp đường xuống UL-MAP: sắp xếp đường lên DCD: Downlink Channel Descriptor: mô tả kênh đường xuống UCD: Uplink Channel Descritor: mô tả kênh đường lên DLFP: Downlink Frame Prefix: tiền tố đường xuống

Hình 2.8 Cấu trúc khung OFDM đường xuống