ĐATN Ch ng 3ươ : K thu t OFDMA ỹ ậ trong
WiMAX
CH NG 3ƯƠ
K THU T OFDMA TRONG WiMAXỸ Ậ
Gi i thi u ch n: ớ ệ ươ Trong ch ng 3 này s trình bày v nh ng khái ni mươ ẽ ề ữ ệ
c b n, các đ c đi m và tính ch t n i b t c a k thu t đa truy nh p phânơ ả ặ ể ấ ổ ậ ủ ỹ ậ ậ
t n tr c giao OFDMA. Qua đó chúng ta có th th y đ c nh ng u đi mầ ự ể ấ ượ ữ ư ể
c a k thu t này trong vi c x lý truy n nh n tín hi u nói chung và ngủ ỹ ậ ệ ử ề ậ ệ ứ
d ng trong công ngh WiMAX nói riêng.ụ ệ
3.1 Gi i thi u k thu t OFDMAớ ệ ỹ ậ
OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access - Đa truy nh p phânậ
t n tr c giao ) là m t công ngh đa sóng mang phát tri n d a trên n n kĩ thu tầ ự ộ ệ ể ự ề ậ
OFDM. Trong OFDMA, m t s các sóng mang con, không nh t thi t ph i n m kộ ố ấ ế ả ằ ề
nhau, đ c g p l i thành m t kênh con (sub-channel) và các user khi truy c p vàoượ ộ ạ ộ ậ
tài nguyên s đ c c p cho m t hay nhi u kênh con đ truy n nh n tùy theo nhuẽ ượ ấ ộ ề ể ề ậ
c u l u lu ng c th .ầ ư ợ ụ ể
3.2 Đ c đi mặ ể
OFDMA có m t s u đi m nh là tăng kh năng linh ho t, thông l ng vàộ ố ư ể ư ả ạ ượ
tính n đ nh đ c c i thi n.Vi c n đ nh các kênh con cho các thuê bao c th ,ổ ị ươ ả ệ ệ ấ ị ụ ể
vi c truy n nh n t m t s thuê bao có th x y ra đ ng th i mà không c n s canệ ề ậ ừ ộ ố ể ả ồ ờ ầ ự
thi p nào, do đó s gi m thi u nh ng tác đ ng nh nhi u đa truy xu t (Multiệ ẽ ả ể ữ ộ ư ễ ấ
access Interfearence- MAI)
SVTH :Tr n Văn Xang – L p 03DT3 Trang ầ ớ 19
ĐATN Ch ng 3ươ : K thu t OFDMA ỹ ậ trong
WiMAX
Hình 3.1 ODFM và OFDMA
Hình 3.2 mô t m t ví d v b ng t n s th i gian c a OFDMA, trong đó cóả ộ ụ ề ả ầ ố ờ ủ
7 ng i dùng t ườ ừ a đ n ếg và m i ng i s d ng m t ph n xác đ nh c a các sóngỗ ườ ử ụ ộ ầ ị ủ
mang ph có s n,khác v i nh ng ng i còn l i.ụ ẵ ớ ữ ườ ạ
FA d A D a D
A d A D a D
A c e A c E a c E
A c e A c E a c E
B e g B E g b E g
B e g B E g b E g
B F g B F g b F g
B F g B F g b F g
t
Hình 3.2 Ví d c a bi u đ t n s , th i gian v i OFDMA.ụ ủ ể ồ ầ ố ờ ớ
Thí d c th này th c t là sụ ụ ể ự ế ự h n h p c a OFDMA và TDMA b i vì m iỗ ợ ủ ở ỗ
ng i s d ng ch phát m t trong 4 khe th i gian, ch a 1 ho c vài symbolườ ử ụ ỉ ở ộ ờ ứ ặ
SVTH :Tr n Văn Xang – L p 03DT3 Trang ầ ớ 20
ĐATN Ch ng 3ươ : K thu t OFDMA ỹ ậ trong
WiMAX
OFDM. 7 ng i s d ng t a đ n gườ ử ụ ừ ế đ uề đ c đ t c đ nh (fix set) cho các sóngượ ặ ố ị
mang theo b n khe th i gian.ố ờ
3.3 OFDMA nh y t nả ầ
Trong ví d tr c c a OFDMA, m i ng i s d ng đ u có m t s s p đ tụ ướ ủ ỗ ườ ử ụ ề ộ ự ắ ặ
c đ nh (fix set) cho sóng mang. Có th d dàng cho phép nh y các sóng mang phố ị ể ễ ả ụ
theo khe th i gian nh đ c mô t trong hình.ờ ư ượ ả
Vi c cho phép nh y v i các m u nh y khác nhau cho m i user làm bi n đ iệ ả ớ ẫ ả ỗ ế ổ
th c s h th ng OFDM trong h th ng CDMA nh y t n. Đi u này có l i là tínhự ự ệ ố ệ ố ả ầ ề ợ
phân t p theo t n s tăng lên b i vì m i user dùng toàn b băng thông có s n cũngậ ầ ố ở ỗ ộ ẵ
nh là có l i v xuyên nhi u trung bình, đi u r t phư ợ ề ễ ề ấ ổ bi n đ i v i các bi n thế ố ớ ế ể
c a CDMA. B ng cách s d ng mã s a l i h ng đi (Forward Error Correcting -ủ ằ ử ụ ử ỗ ướ
FEC) trên các b c nh y, h th ng có th s a cho các sóng mang ph khi b fadingướ ả ệ ố ể ử ụ ị
sâu hay các sóng mang b xuyên nhi u b i các user khác. Do đ c tính xuyên nhi uị ễ ở ặ ễ
và fading thay đ i v i m i b c nh y, h th ng ph thu c vào năng l ng tínổ ớ ỗ ướ ả ệ ố ụ ộ ượ
hi u nh n đ c trung bìnhệ ậ ượ h n là ph thu c vào user và năng l ng nhi u trongơ ụ ộ ượ ễ
tr ng h p x u nh t.ườ ợ ấ ấ
fA b
c
c B
A
B c
B a
C
A
t
Hình 3.3 Bi u đ t n s th i gian v i 3 ng i dùng nh y t n a, b, cể ồ ầ ố ờ ớ ườ ả ầ đ u có 1ề
b c nh y v i 4 khe th i gian.ướ ả ớ ờ
u đi m c b nƯ ể ơ ả c a h th ng OFDMA nh y t nủ ệ ố ả ầ h n h n các h th ng DS-ơ ẳ ệ ố
CDMA và MC-CDMA là t ng đ i d dàng lo i b đ c xuyên nhi u trong m tươ ố ễ ạ ỏ ượ ễ ộ
t bào b ng cách s d ng các m u nh y tr c giao trong m t t bào.ế ằ ử ụ ẫ ả ự ộ ế
M t ví d c a vi c nh y t n nh v y đ c mô t trong hình 3.4 cho N sóngộ ụ ủ ệ ả ầ ư ậ ượ ả
mang ph ,nó luôn luôn có th t o ra N m u nh y tr c giao.ụ ể ạ ẫ ả ự
SVTH :Tr n Văn Xang – L p 03DT3 Trang ầ ớ 21
ĐATN Ch ng 3ươ : K thu t OFDMA ỹ ậ trong
WiMAX
A F e D c b
B A f E d c
C B a F e d
D C b A f e
E D c B a f
F E d C b a
Hình 3.4 6 m u nh y t n tr c giao v i 6 t n s nh y khác nhauẫ ả ầ ự ớ ầ ố ả
3.4 H th ng OFDMAệ ố
Hình 3.5: T ng quan h th ng s d ng OFDMAổ ệ ố ử ụ
Ngu n tín hi u làm m t bít đ c đi u ch băng t n c s thông qua cácồ ệ ộ ượ ề ế ở ầ ơ ở
ph ng pháp đi u ch nh QPSK ,M- QAM… Tín hi u d n đ ng (b n tin d nươ ề ế ư ệ ẫ ườ ả ẫ
đ ng, kênh hoa tiêu - pilot symbol) đ c chèn vào ngu n tín hi u, sau đó đ cườ ượ ồ ệ ượ
đi u ch thành tín hi u OFDM thông qua bi n đ i IFFT và chèn chu i b o v GI.ề ế ệ ế ổ ỗ ả ệ
Lu ng tín hi u s đ c chuy n thành tín hi u t ng t tr c khi truy n trên kênhồ ệ ố ượ ể ệ ươ ự ướ ề
vô tuy n qua anten phát. Tín hi u này s b nh h ng b i fading và nhi u tr ngế ệ ẽ ị ả ưở ở ễ ắ
AWGN( Addictive White Gaussian Noise ).
Tín hi u d n đ ng là m u tín hi u đ c bi t tr c phía phát và phía thu,ệ ẫ ườ ẫ ệ ượ ế ướ ở
đ c phát kèm v i tín hi u có ích nh m khôi ph c kênh truy n và đ ng b hượ ớ ệ ằ ụ ề ồ ộ ệ
th ng.ố
Hình 3.6 M u tín hi u d n đ ng trong OFDMAẫ ệ ẫ ườ
SVTH :Tr n Văn Xang – L p 03DT3 Trang ầ ớ 22
Đi uch băng ề ế
t n g cầ ố Chèn ký t ự
d n đ ngẫ ườ IFFT Chèn GI DAC
DACTách GIIFFT
Tách ký t ự
d n đ ngẫ ườ
Cân b ng ằ
kênh
Khôi ph c ụ
kênh truy nề
Gi i đi u ch ả ề ế
băng t n g cầ ố
Kênh
truy nề
ĐATN Ch ng 3ươ : K thu t OFDMA ỹ ậ trong
WiMAX
Phía máy thu s th c hi n ng c l i so v i máy phát. Đ khôi ph c tín hi uẽ ự ệ ượ ạ ớ ể ụ ệ
phát thì hàm truy n ph i đ c khôi ph c nh vào m u tin d n đ ng đi kèm. Tínề ả ượ ụ ờ ẫ ẫ ườ
hi u nh n đ c sau khi gi i đi u ch OFDM đ c chia làm hai lu ng tín hi u.ệ ậ ượ ả ề ế ượ ồ ệ
Lu ng th nh t là tín hi u có ích đ c đ a đ n b cân b ng kênh. Lu ng th haiồ ứ ấ ệ ượ ư ế ộ ằ ồ ứ
là m u tin d n đ ng đ c đ a vào b khôi ph c kênh truy n, sau đó l i đ cẫ ẫ ườ ượ ư ộ ụ ề ạ ượ
đ a đ n b cân b ng kênh đ khôi ph c l i tín hi u ban đ u.ư ế ộ ằ ể ụ ạ ệ ầ
Đ i v i kênh h ng xu ng :ố ớ ướ ố
Hình 3.7 OFDMA downlink
SVTH :Tr n Văn Xang – L p 03DT3 Trang ầ ớ 23