We're
on
your
wavelength.
Công nghệ
WiMAX di động
Và ứng dụng công nghệ trong
việc tối ưu hoá triển khai mạng
Giới thiệu
Hiện nay, ngày càng có nhiều công nghệ mới ra đời đặc biệt là công nghệ WiMAX di động
đang được rất nhiều người quan tâm. Đây là công nghệ mang đến nhiều tranh luận nhất về
dung lượng, khả năng phủ sóng, chất lượng dịch vụ QoS và quan trọng nhất là các loại hình
ứng dụng băng rộng mà công nghệ này có thể hỗ trợ. Đặc tính công nghệ vô tuyến có ảnh
hưởng trực tiếp đến thành công về dịch vụ và nguồn tài chính của nhà cung cấp dịch vụ.
Kỹ thuật điều chế OFDM và OFDMA ứng dụng triển khai thương mại, công nghệ ăngten
thông minh, quản lý tài nguyên vô tuyến và chuyển vùng (handoff); có nhiều thuật toán và
công nghệ cải tiến sẵn có nhằm đáp ứng các thách thức cung cấp các dịch vụ băng rộng di
động và đảm bảo mô hình kinh doanh hấp dẫn đối với nhà cung cấp dịch vụ.
Trong vòng 15 năm, Alvarion đã đi đầu trong các triển khai công nghệ vô tuyến cải tiến và
ăngten thông minh đối với các hệ thống băng rộng không dây trong đó gồm cả WiMAX di
động. Trong bài viết này, Alvarion đã nghiên cứu những lợi ích của các công nghệ liên
quan và công nghệ vô tuyến mới nhất đồng thời miêu tả việc tác động của những lợi ích
này đến việc triển khai các mạng WiMAX di động.
Các công nghệ điều chế và đa truy nhập
Điều chế theo thứ tự cao hơn
Ngược với công nghệ tượng tự có trước đây (FM,AM) và biểu đồ điều chế số hóa hiệu suất
thấp. (PSK, BPSK và QPSK) được sử dụng rộng rãi trong các mạng ngày nay, công nghệ
băng rộng không dây yêu cầu sử dụng các biểu đồ điều chế theo thứ tự cao hơn với hiệu
quả trải phổ tốt hơn. Tuy nhiên biểu đồ điều chế theo thứ tự cao hơn này rất dễ bị tác động
bởi nhiễu (interference) và hiện tượng đa đường dẫn. Cả hai yếu tố này đều phổ biến trong
các triển khai mạng không dây có mặt khắp nơi và số lượng người dùng lớn.
Hình 1 - Một số lược đồ điều chế theo thứ tự khác nhau
Để biết được những tác động này, Công nghệ OFDM, OFDMA và S-OFDMA là những
công nghệ truy nhập mới cải tiến hỗ trợ kênh cần thiết để đạt được hiểu quả trải phổ cao
hơn và thông lượng kênh cao hơn. Những công nghệ truy nhập mới này là nền tảng cho
WiMAX di động và các hệ thống băng rộng di động thế hệ tiếp theo khác.
OFDM
Nhu cầu về các dịch vụ băng rộng tin cậy trong điều kiện truyền không dây bi che chắn
(không có đường truyền thẳng- NLOS, đặc biệt bị ảnh hưởng bởi hiện tượng đa đường dẫn
và can thiệp từ các nhà cung cấp dịch vụ không dây khác ) đã đưa công nghệ không dây
vào triển khai rộng khắp sử dụng công nghệ ghép kênh phân chia theo tần số trực giao
OFDM trong các chuẩn và sản phẩm.
Hình 2 - Ví dụ điển hình về hiện tượng đa đường dẫn
Công nghệ OFDM chia luồng dữ liệu ra thành nhiều đường truyền băng hẹp trong vùng tần
số sử dụng các song mang con trực giao với 1 sóng mang con khác.
Những sóng mang con này sau đó ghép thành các kênh tần số để truyền vô tuyến.
Hình 3 - Lược đồ các sóng mang con trong công nghệ OFDM
Các đường truyền băng hẹp này sử dụng các ký tự có khoảng thời gian dài (long duration
symbol) trong miền thời gian để làm cho các ký tự không bị méo do hiện tượng đa đường
dẫn. Bằng cách sử dụng các khoảng thời gian của ký tự xấp xỉ 100ms với khoảng bảo vệ
khoảng 10ms, công nghệ OFDM cho phép khắc phục được các tác động của hiện tượng đa
đường dẫn.
Hình 4 - Sự nguyên vẹn của ký tự được sử dụng làm
chậm chễ hiện tượng đa đường dẫn với khoảng bảo vệ thời gian
Để đảm bảo khả năng trực giao, khoảng dãn cách giữa các sóng mang con phải được chọn
lựa sao cho nó đảo ngược với khoảng thời gian của ký tự.
Hình 5 - Khoảng dãn cách giữa các sóng mang con được lựa chọn để mỗi sóng
mang con trực giao với các sóng mang con khác. Độ dãn cách giữa các sóng mang con
phải cân bằng với sự đảo ngược các khoảng thời gian của ký tự
Số lượng các sóng mang con phụ thuộc vào nhiều yếu tố như độ rộng kênh và mức độ
nhiễu. Con số này tương ứng với kích thước FFT (fast fourier transformer). Chuẩn giao
tiếp vô tuyến 802.16-2004 xác định rõ 256 sóng mang con, tương ứng với kích cỡ FFT 256
độ rộng kênh độc lập. Theo cách khác, chuẩn 802.16e-2005 cung cấp các kích cỡ FFT từ
512 tới 2048 phù hợp với các độ rộng kênh từ 5 tới 20MHz để duy trì tương đối khoảng
thời gian không đổi của ký tự và khoảng dãn cách giữa các sóng mang con độc lập với độ
rộng kênh. Vì thế với công nghệ OFDM, sự kết hợp của các sóng mang con trực giao
truyền song song với các ký tự có khoảng thời gian dài đảm bảo rằng lưu lượng băng thông