Hình 1.7: Công nghệ anten MIMO.
1.4.1.5 Mã hóa không gian-thời gian:
Mã hóa không gian-thời gian (Space-time coding) là kĩ thuật thực hiện phân tập truyền
phát (Transmission diversity). WIMAX sử dụng kĩ thuật phân tập truyền phát trên
đường Downlink để phân tập từng phần nhằm tăng cường chất lượng tín hiệu truyền
đến một thuê bao cụ thể nằm tại bất cứ điểm nào trong dải chùm tia anten phát ra.
Mặc dầu cung cấp độ lợi tín hiệu thấp hơn beam-forming nhưng đối với người sử dụng
di động thì sự phân tập truyền phát càng cần thiết hơn bởi vì nó không yêu cầu các kiến
thức hiểu biết trước về đặc tính truyền dẫn của kênh tần số cụ thể của một thuê bao.
Công nghệ STC, được biết đến như Alamouti code, được công bố vào năm 1998 và nó
hợp nhất với chuẩn WIMAX.
2.4.2.0.
.
. . 핕핕 ߁ ߁ Tạo chum tia (Beam-forming):
Việc truyền phát các tín hiệu đi từ nhiều anten ở các pha cân bằng cụ thể có thể được
sử dụng để tạo ong tia hẹp hơn. Hiện tượng này gọi là beam-forming.
Beam-forming mang đến các cải tiến đáng kể trong ngân sách đường kết nối theo cả 2
hướng uplink và downlink bằng cách tăng độ lợi của anten, ngoài ra để làm giảm sự
suy giảm cường độ tín hiệu do tác động bởi nhiễu.
Beam-forming yêu cầu thông tin về vị trí của thuê bao đặc biệt là đối với thuê bao đang
di chuyển với tốc độ lớn. Tuy nhiên, theo số liệu thống kê mạng Cellular, đa số các
thuê bao hoặc không di chuyển, hoặc di chuyển với tốc độ chậm, vì thế beam-forming
mang đến các lợi ích quan trọng cho hầu hết các mô hình sử dụng.
Hình 1.8: Beam-forming
Ví dụ, cấu hình beam-forming gồm 4 anten có thể hỗ trợ tăng cường tín hiệu có độ lợi
6dB trong khi vẫn cải tiến được tín hiệu truyền phát bị suy giảm. Kết quả là beam-
forming đem lại khả năng mở rộng hơn, thông lượng cao hơn và tăng khả năng phủ
ong trong nhà (indoor).
Với số lượng trạm gốc ít hơn để đạt được một dung lượng cụ thể trong một hệ thống,
beam-forming là công nghệ anten thông minh thứ 3 được hợp nhất trong thông số kĩ
thuật của WIMAX để tăng dung lượng hệ thống và tính năng trong các mạng di động
băng thông rộng.
1.4.1.7 Sử dụng lại tần số:
Để tối đa hóa khả năng bao phủ và khả năng sử dụng lại tần số đồng thời giảm thiểu độ
nhiễu, hệ thống không dây bao phủ vùng phục vụ với nhiều cell, được chia nhỏ thành
nhiều Sector.
Do một số các thuê có thể được định vị tại các ranh giới giữa các cell hoặc các Sector
và thường nhận được các tín hiệu từ nhiều nguồn-do đó nó tạo ra nhiễu-mỗi sector
được ấn định một kênh tần số khác nhau.
Khi đó để phù hợp với quy mô phủ ong vô tuyến tại một khu vực, mỗi kênh tần số
được sử dụng lại với một sự phân chia về mặt không gian để tối đa hóa việc sử dụng
của dải quang phổ bị hạn chế trong khi vẫn giảm thiểu hiện tượng tự nhiễu từ cùng
kênh được sử dụng lại trong mạng. Điều này thường liên quan đến hiện tượng nhiễu
cùng kênh CSI.
Chức năng sử dụng lại, là thước đo một dải tần cung cấp được sử dụng lại linh hoạt
như thế nào, được thể hiện như một phần nhỏ của sector hoặc cell hoạt động với cùng
một kênh tần số. Các hệ số sử dụng lại điển hình đối với các hệ thống cellular truyền
thống là hệ số 3 hoặc 7-tùy theo nhu cầu 3-7 kênh tần số khác nhau để triển khai một
mô hình mạng cụ thể.
Hình 1.9 : Mô hình sử dụng lại tần số
(a)-3 tần số ( hệ thống Digital )
(b)-7 tần số ( Analog FDMA )
©-OFDMA và CDMA
Mục đích khác được sử dụng trong cả 2 công nghệ OFDMA và CDMA là sử dụng tất
cả các kênh tần số trong mỗi sector sẵn có và sử dụng biểu đồ điều chế như OFDMA
hoặc CDMA, để xử lý nhiễu tại mức độ cao từ các sector hoặc các cell lân cận.
Quá trình này liên quan tới việc khi có một hệ số sử dụng lại của 1 đôi khi được gọi là
“ Reuse 1 ” hoặc “universal frequency reuse”-và rất phổ biến với các nhà cung cấp dịch
vụ mạng ngày nay bởi vì từ khi nó giảm thiểu các nhu cầu đối với việc hoạch định vô
tuyến của mạng cụ thể.
Để hỗ trợ sử dụng lại tần số phổ biến, những biểu đồ điều chế này quản lý nhiễu bằng
cách sử dụng các mã sửa lỗi như mã CTC (Convolution turbo code) và bằng cách sử
dụng dải băng tần sẵn có thông qua việc sử dụng các mã truy nhập trong trường hợp sử
dụng CDMA, và các ong mang con trong trường hợp sử dụng OFDM.
Chuẩn WIMAX di động cũng cung cấp khả năng phân chia trực giao với các nguồn tài
nguyên trong 1 cell đồng thời vẫn định vị ngẫu nhiên các ong mang con giữa các cell.
Phân chia trực giao trong cell đảm bảo rằng hiện tượng nhiễu giữa các sector gần nhau
là rất ít hoặc không xảy ra, trong khi hiện tượng định vị các ong mang con giữa các
cell đảm bảo rằng hiện tượng chồng chéo giữa các ong mang con được sử dụng trong
các thuê bao cụ thể tại các cell liền kề là rất ít.
Điều này làm giảm khả năng nhiễu giữa các cell và cho phép các kết nối vô tuyến hoạt
động với hiệu quả điều chế cao hơn, dẫn đến thông lượng dữ liệu cao hơn.
1.4.1.8 Điều khiển công suất:
Điều khiển công suất phát thích hợp là một chức năng quan trọng nhằm mục đích đảm
bảo chất lượng đường truyền. Trong luồng upstream, điều khiển công suất phát thích
ứng được sử dụng để tối đa hóa các mức độ điều khiển tiện ích, nhằm đạt được thông
lượng cao nhất trong khi vẫn tiếp tục kiểm soát độ nhiễu đến các cell kế cận.
Trong luồng Downstream, các kênh con cụ thể được phân chia luồng công suất khác
nhau có thể được sử dụng để cung cấp dịch vụ tốt hơn tới các thuê bao tại các cạnh của
cell, trong khi vẫn cung cấp đầy đủ các mức độ tín hiệu tới các thuê bao gần nhất với
trạm gốc.
1.4.1.9 Điều khiển sắp xếp:
Điều khiển sắp xếp là một cơ chế được đặt tại trạm gốc, để quản lí vị trí các gói tin
theo hướng lên và xuống dựa trên các yêu cầu về lưu lượng và các trạng thái kênh phát
tại bất kỳ thời điểm đã định nào.
Bảng phân bố các nguồn tài nguyên vô tuyến tại các dải tần số và khoảng thời gian,
dựa trên các chỉ tiêu như: tham số QoS dành cho các loại lưu lượng cụ thể, chấp nhận
mức dịch vụ thuê bao cá nhân (SLA) và các trạng thái của các đường dẫn dạng
connection-to-connection…
Do lưu lượng dữ liệu có thể thay đổi đáng kể giữa 2 đường uplink và downlink nên
cũng cần hỗ trợ việc cấp phát dữ liệu không đối xứng trong việc thực hiện ghép kênh
phân chia thời gian –TDD với các nguồn tài nguyên vô tuyến và ấn định các gói tin
được thực hiện trên mỗi sector trong một khoảng thời ong hay đổi tùy theo nhu cầu
thực. Cơ chế điều khiển sắp xếp này là một phần của WIMAX di động.
1.4.1.10 Điều khiển chấp nhận:
Là một quá trình xác định xem liệu nó có cho phép thiết lập một kết nối mới hay không
dựa trên: các trạng thái hiện thời của lưu lượng, các nguồn tài nguyên có sẵn và các
yêu cầu QoS có được. Lưu lượng vượt mức trong một cell làm tăng lượng nhiễu tới các
cell lân cận do đó làm giảm khả năng phủ ong của các cell.
Điều khiển chấp nhận được sử dụng nhằm chấp nhận hoặc từ chối các yêu cầu kết nối
để duy trì sự nhận dữ liệu của cell trong lượng giới hạn được chấp nhận. Chức năng
điều khiển chấp nhận có tại trạm gốc WIMAX hoặc tại cổng mạng dịch vụ truy cập
(ASN) nơi mà các thông tin được nhận về dành cho một số trạm gốc có thể kiểm soát
được.
1.4.1.11 Chất lượng dịch vụ QoS:
Hỗ trợ chất lượng dịch vụ rất cần thiết đối với hệ thống băng rộng không dây với các
kênh được thiết kế để đồng thời cung cấp các dịch vụ thoại, dữ liệu và video. Các thuật
toán QoS là cần thiết để đảm bảo việc sử dụng chung kênh không dẫn tới việc làm
giảm chất lượng dịch vụ hoặc các lỗi dịch vụ.
Mặc dầu trong thực tế các thuê bao đang ong chung một đường kết nối băng thông
rộng với nhiều thuê bao khác nhưng họ mong đợi nhà cung cấp dịch vụ cung cấp các
tính năng ở một mức độ chấp nhận được trong mọi điều kiện.
Chuẩn WIMAX di động cung cấp gói công cụ cần thiết để hỗ trợ QoS cho đa ứng
dụng. Trạm gốc WIMAX định vị các đường uplink và downlink thông qua việc sử
dụng một quy trình quản lý lưu lượng. Quy trình này phản ánh các nhu cầu về lưu
lượng và các thông tin về thuê bao cá nhân.
Sau đó các thuê bao tổng hợp được triển khai nhằm đảm bảo đáp ứng các tham số QoS
ứng dụng cụ thể. Bảng dưới đây là một bản tóm tắt các loại QoS, các ứng dụng và các
tham số QoS được sử dụng trong chuẩn 802.16e-2005.
Hình 1.10: Các tham số QoS.
1.5 Ứng dụng của WIMAX :
WIMAX là chuẩn không dây băng thông rộng hỗ trợ cho cả lĩnh vực máy tính và
truyền thông, với hiệu quả chi phí cao. Nó được thiết kế để phục vụ cho nhiều môi
trường khác nhau (doanh nghiệp, người ong bình thường, hay dịch vụ công cộng),
không kể đến vị trí vật lý (vùng thành thị, ngoại ô, hay nông thôn) hay khoảng cách
gần xa.
Về kĩ thuật, chuẩn WIMAX được phát triển với nhiều mục tiêu đề ra, tập trung ở tính
đa dụng, hiệu suất cao mà chi phí thấp.
