CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ WIMAX
1.2. CÁC ĐẶC TÍNH NỔI BẬT CỦA WIMAX
WiMax là giải pháp không dây băng thông rộng cung cấp đặt tính phong phú và linh hoạt trong tiềm năng và tùy chọn triển khai dịch vụ. Một số đặc tính đáng lưu ý là:
Tầng vậy lý dựa OFDM: Tầng vậy lý WiMAX dựa trên ghép kênh phân chia theo tần số trực giao, cung cấp khả năng tốt trong môi trường đa đường truyền, và hoạt động trong các điều kiện NLOS. OFDM hiện nay được chấp nhận rộng rãi để giảm lỗi đa đường truyền.
Tốc độ dữ liệu đỉnh rất cao: WiMAX có khả năng hỗ trợ tốc độ dữ liệu đỉnh rất cao. Trong thực tế, tốc độ dữ liệu đỉnh có thể đạt 74Mbps khi hoạt
động ở quang phổ rộng 20MHz. Khi sử dụng lược đồ TDD với tỷ lệ 3:1 cho tốc độ dữ liệu đỉnh tương ứng là 25Mbps và 6.7 Mbps cho liên kết tải xuống và liên kết tải lên tương ứng. Những tốc độ dữ liệu đỉnh này đạt được bằng cách sử dụng điều chế 64 QAM với tỷ lệ mã hóa sửa lỗi là 5/6. Với các điều kiện tín hiệu rất tốt, thậm chí có thể đạt tốc độ dữ liệu cao hơn bằng cách sử dụng nhiều ăng ten và ghép kênh theo không gian.
Hỗ trợ mở rộng băng thông và tốc độ dữ liệu: WiMAX có kiến trúc tầng vật lý với khả năng mở rộng cho phép mở rộng tốc độ dữ liệu với băng thông kênh có sẵn. Khả năng mở rộng này được hỗ trợ trong chế độ OFDM, khi kích thước FFT (biến đối Fourier nhanh) có thể thay đổi theo băng thông kênh có sẵn. Ví dụ, một hệ thống WiMAX có thể sử dụng 128, 512, 1048 bit FFT dựa trên các băng thông kênh 1.25MHz, 5MHz hay 10MHz tương ứng. Khả năng mở rộng được thực hiện động để hỗ trợ chuyển vùng giữa các mạng khác nhau với phân bổ băng thông khác nhau.
Điều chế và mã hóa thích ứng (AMC): WiMAX hỗ trợ một lượng các điều chế và lược đồ mã hóa sửa lỗi cho phép các lược đồ này thay đổi trên mỗi người dùng và mỗi khung dựa trên các điều kiện kênh. AMC là cơ chế hiệu quả để tối đa thông lượng trong các kênh thay đổi theo thời gian. Thuật toán thích ứng điển hình sử dụng các lược đồ điều chế và mã hóa hỗ trợ tín hiệu đến nhiễu và tỷ lệ giao thoa ở bộ thu mà mỗi người dùng được cung cấp tốc độ cao nhất có thể với các liên kết của họ.
Tầng liên kết truyền lại: Cho các kết nối yêu cầu tính tin cậy nâng cao, WiMAX hỗ trợ các yêu cầu truyền lại tự động (ARQ) ở tầng liên kết. Các kết nối cho phép ARQ yêu cầu mỗi gói được truyền được nhận biết bởi bộ thu, các gói không biết được cho là thất lạc và được truyền lại. WiMAX cũng hỗ trợ ARQ lai, là lai hiệu quả giữa FEC và ARQ.
Hỗ trợ TDD và FDD: Cả IEEE 802.16-2004 và 802.16e-2005 hỗ trợ cả ghép kênh theo thời gian và ghép kênh theo tần số, cũng như ghép kênh FDD, cho phép triển khai với chi phí thấp. TDD nhận được quan tâm nhất trong thực thi chính bởi các thuận lợi: (1) linh động trong chọn lựa tỷ lệ tốc độ dữ liệu của liên kết tải lên đến liên kết tải xuống, (2) khả năng khai thác hoán chuyển kênh, (3) khả năng thi hành trên quang phổ không ghép cặp, và (4) thiết kế bộ phát ít phức tạp. Tất cả các hồ sơ WiMAX ban đầu dựa trên TDD ngoại trừ hai hồ sơ WiMAX cố định trong tần số 3.5GHz.
Đa truy cập phân chia theo tần số trực giao (OFDMA): WiMAX di động sử dụng OFDM như là kỹ thuật đa truy cập, trong đó các người dùng khác nhau được phân bổ các tập con OFDM. OFDMA khai thác khác biệt tần số và khác biệt đa người dùng để cải thiện đáng kể khả năng hệ thống.
Phân bổ linh hoạt và động tài nguyên cho mỗi người dùng: Cả phân bổ tài nguyên liên kết tải lên và liên kết tải xuống được điều khiển bởi lịch biểu ở trạm mặt đất. Khả năng được chia sẻ giữa nhiều người dùng trên các nhu cầu cơ bản, sử dụng lược đồ TDM. Khi sử dụng chế độ OFDMA-PHY, ghép kênh được thực hiện trong chiều tần số, bằng cách phân bổ các tập con sóng mang phụ khác nhau cho các người dùng khác nhau. Tài nguyên có thể được phân bổ trong miền không gian khi sử dụng các hệ thống ăng ten nâng cao (AAS).
Chuẩn cho phép tài nguyên băng thông được phân bổ trong thời gian, tần số, không gian và có cơ chế linh hoạt để chuyển thông tin phân bổ tài nguyên trên các khung.
Hỗ trợ chất lượng dịch vụ: Tầng MAC WiMAX có kiến trúc hướng kết nối và được thiết kế để hỗ trợ nhiều loại ứng dụng, bao gồm thoại và các dịch vụ đa phương tiện. Hệ thống cung cấp hỗ trợ cho tốc độ bit không đổi, tốc độ bit thay đổi, thời gian thực, và luồng không thời gian thực, thêm vào giao thông dữ liệu nỗ lực nhất. MAC WiMAX được thiết kế để hỗ trợ lượng lớn người dùng, với nhiều kết nối mỗi thiết bị cuối, mỗi có yêu cầu QoS riêng.
Bảo mật mạnh mẽ: WiMAX hỗ trợ mã hóa mạnh mẽ, sử dụng chuẩn mã hóa nâng cao (AES), có tính riêng tư mạnh mẽ và giao thức quản lý chìa khóa. Hệ thống cũng cung cấp kiến trúc xác thực linh động dựa trên giao thức xác thực mở rộng (EAP), cho phép ủy nhiệm người dùng, gồm tên người dùng/mật khẩu, chứng thực số và thẻ thông minh.
Hỗ trợ tính di động: Sự khác biệt của hệ thống WiMAX di động là cơ chế là hỗ trợ bàn giao liên tục an toàn cho các ứng dụng di động hoàn toàn không trễ, như VoIP. Hệ thống cũng có hỗ trợ xây dựng bên trong cho cơ chế tiết kiệm năng lượng mở rộng tuổi thọ pin của các thiết bị thuê bao cầm tay.
Tầng vật lý được cải tiến, như ước lượng kênh thường xuyên hơn, phụ hóa kênh liên kết tải lên, và điều khiển năng lượng được dành cho hỗ trợ các ứng dụng di động.
Kiến trúc dựa IP: Diễn đàn WiMAX đã định danh kiến trúc mạng tham chiếu dựa trên IP. Các dịch vụ cuối đến cuối phân phối qua kiến trúc IP tin
cậy vào các giao thức dựa IP cho truyền tải cuối đến cuối, QoS, quản lý phiên, bảo mật, và di động. Dựa vào IP cho phép WiMAX giảm đường cong chi phí của xử lý IP, hội tụ với các mạng khác, và khai thác tính kinh tế cho phát triển ứng dụng đã tồn tại cho IP.