Tải Khảo sát hệ thống WimaX
Mở Đầu
Được coi như một động lực chính đẩy nhanh tốc độ phổ cập internet và xoá nhoà khoảng cách số giữa thành thị và nông thôn, WiMAX - công nghệ kết nối băng thông rộng không dây đã trở thành tâm điểm chú ý của cả thế giới. Ngay từ khi vừa ra mắt, WiMAX đã gây một sự chú ý lớn đối với giới viễn thông. Với 3 ưu thế chính: tốc độ đường truyền cao, khả năng xử lý được cả dữ liệu và tiếng nói, truy cập internet và không dây, WiMAX - với cả hai chuẩn di động và cố định - được xem là đối thủ đáng gờm của không chỉ những công nghệ ứng dụng truyền data mà còn cả với công nghệ thoại. Tất cả những đặc tính đầy hứa hẹn này của WiMAX sẽ mang lại một thị trường lớn trong tương lai. Chính vì vậy, việc hiểu biết về hệ thống WiMAX là một điều không thể thiếu trong lĩnh vực công nghệ BWA.
Xuất phát từ các vấn đề nêu trên, em đã lựa chọn đề tài nghiên cứu của mình là “ Khảo Sát Hệ Thống WiMAX”. Mục tiêu chính của đề tài là nghiên cứu các kỹ thuật tiên tiến trong WiMAX và tập trung phân tích các chuẩn 802.16 đã được ứng dụng thực tế. Mặt khác, giúp có được cái nhìn tổng quát trong hệ thống WiMAX và xu thế ứng dụng tại Việt Nam.
Đề tài được chia thành 4 chương:
Chương 1: Tổng quan về hệ thống WiMAX, giới thiệu các chuẩn, dải tần sử dụng trong WiMAX và các ứng dụng thực tiễn.Chương 2: Các kỹ thuật ghép kênh OFDM và đa truy nhập OFDMA trong WiMAX.Chương 3: Trình bày chi tiết về lớp MAC và lớp PHY của hai chuẩn 802.16a và 802.18eChương 4: Quá trình phát triển của WiMAX tại Nam.
Em xin chân thành Thank thầy giáo Nguyễn Tấn Nhân đã hướng dẫn tận tình trong suốt thời gian em thực hiện đề tài.
Em xin Thank các thầy cô giáo trong bộ môn vô tuyến cũng như các thầy cô giáo trong khoa viễn thông đã có những hướng dẫn và tạo điều kiện để cho em hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình.
Mục Lục
1.1. Giới thiệu các chuẩn wimax. 10
1.2. Phân bố băng tần trong wimax. 13
1.3. Các ưu thế và ứng dụng trong wimax. 14
1.3.1. Các ưu thế công nghệ WiMAX 14
1.3.2. Các ứng dụng trong WiMAX 17
2.1. Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao OFDM . 28
2.1.1. Tạo các ký hiệu OFDM . 28
2.1.2 Mô tả ký hiệu OFDM . 29
2.1.3. Các thông số và tín hiệu được phát của ký hiệu OFDM . 30
2.2. Đa truy xuất phân chia theo tần số trực giao OFDMA 32
2.2.1. Các giao thức OFDMA 32
2.2.2. Cấu trúc ký hiệu OFDMA và phân kênh con. 33
2.3. OFDMA theo tỉ lệ (scalable). 35
2.4. Cấu trúc khung TDD 36
3.1. Mô hình lớp vật lý Wimax chuẩn 802.16a. 38
3.1.1. Các phần tử của mô hình. 39
3.2. Các đặc trưng lớp MAC của IEEE 802.16a. 47
3.2.1. Lớp con hội tụ dịch vụ đặc trưng (CS). 47
3.2.2. Lớp con phần chung (MAC CP). 47
3.2.3. Lớp con an ninh. 50
3.3. Các ưu điểm khác của lớp PHY chuẩn 802.16e. 50
3.3.1. Công nghệ anten thông minh. 52
3.3.2. Tái sử dụng phân đoạn tần số. 54
3.3.3. Dịch vụ đa hướng và quảng bá (MBS). 56
3.4. Mô tả lớp MAC của chuẩn 802.16e. 57
3.4.1. Hỗ trợ chất lượng dịch vụ (QoS). 57
3.4.2. Dịch vụ lập lịch MAC 58
3.4.3.Quản lý tính di động. 59
3.4.4. An ninh. 61
4.1. Mô hình thử nghiệm wimax tại bưu điện tỉnh Lào Cai 62
4.2. Các kết quả thử nghiệm . 65
4.3. Hệ thống điện thoại VoIP trên nền wimax. 66
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Hình 3.8 Khối mã xoắn
ðịnh nghĩa bộ tạo cho mã hoá xoắn có ñộ dài bắt buộc là 7, khoá (tap) của
171 và 133.
ðầu ra khối ñục lỗ lựa chọn X1Y1Y2X3Y4X5.
Ở phía thu, bộ giải mã Viterbi sẽ ñược sử dụng ñể giải mã xoắn.
c) ðan xen/Giải ñan xen
Sau khi mã hoá RS-CC, tất cả các bit dữ liệu ñược mã hoá sẽ ñược ñan xen bởi
một khối ñan xen với một cỡ khối tương ứng số bít ñược mã hoá trong mỗi kênh con
ñã cấp phát mỗi ký hiệu OFDM, Ncbps. Vì biểu ñồ ñiều chế khác nhau QPSK, 16QAM,
64QAM, nên Ncbps tương ứng là sẽ 384, 768, 1152. ðan xen ñược ñịnh nghĩa bởi hoán
vị hai bước.
Giả sử Ncpc là số bit ñược mã hoá trên sóng mang, vídụ 2, 4, hay 6 tương ứng
với QPSK, 16QAM, 64QAM. Giả sử s=Ncpc/2. ðặt k là chỉ số của bit ñược mã hoá
trước khi hoán vị ñầu tiên ở lúc phát; m là chỉ số sau hoán vị ñầu tiên và trước khi
hoán vị thứ hai; và j là chỉ số sau hoán vị thứ hai, trước khi ñiều chế.
Hoán vị bước thứ nhất:
mod(16) cbps( /16) oor(k/16) k=0, 1, 2,..., N 1cbpsm N k fl= + − (3.3)
Hoán vị bước thứ hai:
c p b s c b p s m o d ( ). o o r (m /s )+ (m + N o o r(1 6 .m /N ))
0 ,1, .. . . . , 1
s
c b p s
j s f l f l
m N
= −
= −
(3.4)
Bước ñầu tiên ñảm bảo rằng các bít lân cận nhau ñược mã hoá ñược sắp xếp
vào các sóng mang không lân cận. ðiều này ñảm bảo rằng nếu pha ñinh sâu ảnh hưởng
ñến một bit, các bit lân cận của nó sẽ không bị tác ñộng bởi pha ñinh, và vì vậy có khả
năng sửa chữa những ảnh hưởng của pha ñinh. Hoán vị thứ hai ñảm bảo rằng các bit
ñược mã hoá lân cận sẽ ñược ghép xen kẽ vào các bit có trọng số nhỏ hơn của chòm
sao. ðiều này giúp thực hiện tách chính xác và tránh ñược sự kéo dài của các bit có ñộ
tin cậy thấp. Giải ñan xen ñược thực hiện ngược lại ở phía thu.
d) ðiều chế/ giải ñiều chế
Encoder
1
Out1
ðục lỗ
Puncture
Mã hoá xoắn
Convolutional
1
In1
44
ID ðiều chế Cỡ khối
chưa mã
hoá (byte)
Cỡ khối
mã hoá
(byte)
Tỉ lệ mã
hoá toàn
bộ
Mã RS Tỉ lệ
mã CC
0 QPSK 24 48 1/2 (32, 24, 4) 2/3
1 QPSK 36 48 3/4 (40, 36, 2) 5/6
2 16-QAM 48 96 1/2 (64, 48, 8) 2/3
3 16-QAM 72 96 3/4 (80, 72, 4) 5/6
4 64-QAM 96 144 2/3 (108, 96, 6) 3/4
5 64-QAM 108 144 3/4 (120, 108, 6) 5/6
Bảng 3.2 Mã hoá kênh bắt buộc bởi ñiều chế
Sau khi bít ñược ñan xen, các bít dữ liệu ñược ñưa vào theo thứ tự tới bộ sắp
xếp chòm sao. Gray-mapped QPSK, 16-QAM, và 64-QAM ñược hỗ trợ. Chòm sao sẽ
ñược nhân với một hằng số c ñể ñạt ñược công suất trung bình cân bằng. c bằng 1/ 2
ñối với QPSK, 1/ 10 ñối với 16-QAM, 1/ 42 ñối với 64-QAM. Bảng 3.2 biểu diễn
mối quan hệ của ñiều chế và các tốc ñộ mã hoá.
e) Tạo khung
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
MSB LSB
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1Giá trị DL ban ñầu
Hình 3.9 PRBS cho ñiều chế hoa tiêu
ðơn vị cơ bản trong truyền dẫn dữ liệu của một hệ thống OFDM là tín hiệu
OFDM. Trong chuẩn IEEE 802.16a, mỗi ký hiệu OFDM gồm có 192 dữ liệu tải trọng
phức, 8 hoa tiêu và một DC.Các sóng mang con hoa tiêu sẽ ñược chèn vào mỗi cụm dữ
liệu theo thứ tự ñể tạo thành ký hiệu và các sóng mang hoa tiêu sẽ ñược ñiều chế dựa
vào vị trí sóng mang của chúng bên trong ký hiệu OFDM. Các hoa tiêu ñược sinh ra
bởi bộ tạo PRBS, như biểu diễn trong hình 3.9
ða thức của bộ tạo PRBS là g(x)=x11+x9+1.
Các ký hiệu OFDM nên ñược ñóng gói thành các khung trước khi gửi ñi. Trong
kế hoạch này, cấu trúc khung ñường lên FDD ñược biểu diễn như trong hình 3.10.
45
Hình 3.10 Cấu trúc khung PHY OFDM FDD
Mào ñầu trong khung ñường lên ñược gọi là mào ñầu dài, nó gồm có một CP và
4 khoảng 64 mẫu, tiếp theo là một CP và 2 khoảng 128 mẫu, như biểu diễn trong hình
3.11. Mào ñầu dài ñược sử dụng cho ñồng bộ và ước tính kênh.
Hình 3.11 Mào ñầu dài ñường lên
Phần ñi sau mào ñầu dài là một cụm FCH, nó là một ký hiệu OFDM dài. FCH
chứa thông tin ñiều khiển cho toàn bộ khung vật lý này, ví dụ tỉ lệ ID ñể xác ñịnh tỉ lệ
ñiều chế cũng như ñộ dài khung ñược sử dụng cho khung hiện tại. Nó cũng chứa bản
tin ñiều khiển MAC ngắn. Cụm FCH cũng ñược ñiều chế với 1/2 QPSK. Trong mô
hình này không có ñiều chế fly-on-air (chúng ta chỉ mô hình lớp vật lý không tương
tác với MAC), vì vậy cụm FCH không bao gồm trong mô hình này. Chúng ta sử dụng
một cụm tải trọng ñể thay thế nó. Các cụm theo sau FCH là các cụm dữ liệu tải trọng.
f) Phát IFFT/ Thu FFT
Hai tín hiệu hai tuần hoàn ñược coi như trực giao khi tích phần nguyên của
chúng trên một chu kì bằng 0. Các sóng mang của một hệ thống OFDM là ñường hình
sin của nhiều tần số căn bản khác nhau. Mỗi sóng mang con có một số nguyên các tiền
46
tố trong một chu kì. Hình 3.12 ñưa ra một ví dụ của các sóng mang con trực giao trong
hệ thống OFDM.
FFT thực hiện biến ñổi tín hiệu trong miền thời gian thành một tín hiệu trong
miền tần số như một hàm của chu kì lấy mẫu và số mẫu ñược sử dụng. Tần số căn bản
của FFT ñược ñịnh nghĩa bằng 1/Ts_tot (Ts_tot là tổng thời gian mẫu của FFT). IFFT
thực hiện ngược lại với FFT bằng cách chuyển ñổi tín hiệu trong miền tần số thành tín
hiệu thời gian. Khoảng thời gian của tín hiệu thời gian IFFT bằng số bin FFT ñã ñược
ghép bởi chu kỳ lấy mẫu. Sau ñó mỗi luồng con ñược sắp xếp vào một sóng mang con
tại một tần số duy nhất và kết hợp cùng với IFFT ñể sinh ra dạng sóng miền thời gian
ñể phát. Các giá trị tín hiệu tại ñầu ra của IFFT là tổng của các mẫu hình sin. Khi một
ký hiệu OFDM có thể ñược ñịnh nghĩa bởi một IFFT, mô hình toán học của một ký
hiệu OFDM phát ñược cho bởi:
21
0
1 jnkN N
n k
k
x X e
N
π−
=
=
∑ ,N=0, 1,2,….,N-1 (3.5)
Hình 3.12 Các sóng mang con OFDM trực giao
Các zero ñược ñộn bằng nhau tại ñiểm bắt ñầu và kết thúc của một ký hiệu
OFDM ñể thực hiện IFFT 256 ñiểm tại phía phát. Các sóng mang zero này cũng ñược
sử dụng như khoảng bảo vệ ñể tránh giao thoa giữa các kênh. Tại phía thu, sau khi
thực hiện FFT các bít ñộn zero sẽ ñược xoá khỏi vị trí tương ứng.
Trong thông tin vô tuyến, tín hiệu thông thường có thể bị méo bởi tín hiệu phản
xạ vì trễ ña ñường. ðây gọi là giao thoa giữa các ký hiệu (ISI). ðể ñối phó với vấn ñề
này, một tiền tố tuần hoàn ñược chèn vào trước mỗi ký hiệu ñược phát. Nếu trễ ña
ñường nhỏ hơn khoảng CP, ISI ñược loại trừ hoàn toàn bởi thiết kế. Vì vậy, sau khi
thực hiện IFFT, tiền tố tuần hoàn cần ñược thêm vào mỗi ký hiệu OFDM. ðiều này
ñược thực hiện bằng cách chép lại dữ liệu phần sau cùng trong một ký hiệu OFDM ñể
làm phần bắt ñầu. Trong chuẩn IEEE 802.16a, ñộ dài CP phù hợp là 1/4, 1/8, 1/16,
1/32 có thể ñược ápdụng cho ký hiệu phát. Tại phía thu thực hiện ngược lại.
47
3.2. Các ñặc trưng lớp MAC của IEEE 802.16a
3.2.1. Lớp con hội tụ dịch vụ ñặc trưng (CS)
CS thực hiện các chức năng sau:
Tiếp nhận các ñơn vị dữ liệu giao thức (PDU) của lớp cao hơn
Thực hiện phân loại các PDU
Xử lý (nếu cần thiết) các PDU dựa vào việc phân loại
Chuyển giao các PDU CS thành MAC SAP
Nhận các CS PDU từ thực thể ngang hàng
Hiện tại...
Download miễn phí Khảo sát hệ thống WimaX
Mở Đầu
Được coi như một động lực chính đẩy nhanh tốc độ phổ cập internet và xoá nhoà khoảng cách số giữa thành thị và nông thôn, WiMAX - công nghệ kết nối băng thông rộng không dây đã trở thành tâm điểm chú ý của cả thế giới. Ngay từ khi vừa ra mắt, WiMAX đã gây một sự chú ý lớn đối với giới viễn thông. Với 3 ưu thế chính: tốc độ đường truyền cao, khả năng xử lý được cả dữ liệu và tiếng nói, truy cập internet và không dây, WiMAX - với cả hai chuẩn di động và cố định - được xem là đối thủ đáng gờm của không chỉ những công nghệ ứng dụng truyền data mà còn cả với công nghệ thoại. Tất cả những đặc tính đầy hứa hẹn này của WiMAX sẽ mang lại một thị trường lớn trong tương lai. Chính vì vậy, việc hiểu biết về hệ thống WiMAX là một điều không thể thiếu trong lĩnh vực công nghệ BWA.
Xuất phát từ các vấn đề nêu trên, em đã lựa chọn đề tài nghiên cứu của mình là “ Khảo Sát Hệ Thống WiMAX”. Mục tiêu chính của đề tài là nghiên cứu các kỹ thuật tiên tiến trong WiMAX và tập trung phân tích các chuẩn 802.16 đã được ứng dụng thực tế. Mặt khác, giúp có được cái nhìn tổng quát trong hệ thống WiMAX và xu thế ứng dụng tại Việt Nam.
Đề tài được chia thành 4 chương:
Chương 1: Tổng quan về hệ thống WiMAX, giới thiệu các chuẩn, dải tần sử dụng trong WiMAX và các ứng dụng thực tiễn.Chương 2: Các kỹ thuật ghép kênh OFDM và đa truy nhập OFDMA trong WiMAX.Chương 3: Trình bày chi tiết về lớp MAC và lớp PHY của hai chuẩn 802.16a và 802.18eChương 4: Quá trình phát triển của WiMAX tại Nam.
Em xin chân thành Thank thầy giáo Nguyễn Tấn Nhân đã hướng dẫn tận tình trong suốt thời gian em thực hiện đề tài.
Em xin Thank các thầy cô giáo trong bộ môn vô tuyến cũng như các thầy cô giáo trong khoa viễn thông đã có những hướng dẫn và tạo điều kiện để cho em hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình.
Mục Lục
1.1. Giới thiệu các chuẩn wimax. 10
1.2. Phân bố băng tần trong wimax. 13
1.3. Các ưu thế và ứng dụng trong wimax. 14
1.3.1. Các ưu thế công nghệ WiMAX 14
1.3.2. Các ứng dụng trong WiMAX 17
2.1. Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao OFDM . 28
2.1.1. Tạo các ký hiệu OFDM . 28
2.1.2 Mô tả ký hiệu OFDM . 29
2.1.3. Các thông số và tín hiệu được phát của ký hiệu OFDM . 30
2.2. Đa truy xuất phân chia theo tần số trực giao OFDMA 32
2.2.1. Các giao thức OFDMA 32
2.2.2. Cấu trúc ký hiệu OFDMA và phân kênh con. 33
2.3. OFDMA theo tỉ lệ (scalable). 35
2.4. Cấu trúc khung TDD 36
3.1. Mô hình lớp vật lý Wimax chuẩn 802.16a. 38
3.1.1. Các phần tử của mô hình. 39
3.2. Các đặc trưng lớp MAC của IEEE 802.16a. 47
3.2.1. Lớp con hội tụ dịch vụ đặc trưng (CS). 47
3.2.2. Lớp con phần chung (MAC CP). 47
3.2.3. Lớp con an ninh. 50
3.3. Các ưu điểm khác của lớp PHY chuẩn 802.16e. 50
3.3.1. Công nghệ anten thông minh. 52
3.3.2. Tái sử dụng phân đoạn tần số. 54
3.3.3. Dịch vụ đa hướng và quảng bá (MBS). 56
3.4. Mô tả lớp MAC của chuẩn 802.16e. 57
3.4.1. Hỗ trợ chất lượng dịch vụ (QoS). 57
3.4.2. Dịch vụ lập lịch MAC 58
3.4.3.Quản lý tính di động. 59
3.4.4. An ninh. 61
4.1. Mô hình thử nghiệm wimax tại bưu điện tỉnh Lào Cai 62
4.2. Các kết quả thử nghiệm . 65
4.3. Hệ thống điện thoại VoIP trên nền wimax. 66
Để tải bản Đầy Đủ của tài liệu, xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.
Ai cần download tài liệu gì mà không tìm thấy ở đây, thì đăng yêu cầu down tại đây nhé:
Nhận download tài liệu miễn phí
Tóm tắt nội dung tài liệu:
vẽ, bao gồm:Hình 3.8 Khối mã xoắn
ðịnh nghĩa bộ tạo cho mã hoá xoắn có ñộ dài bắt buộc là 7, khoá (tap) của
171 và 133.
ðầu ra khối ñục lỗ lựa chọn X1Y1Y2X3Y4X5.
Ở phía thu, bộ giải mã Viterbi sẽ ñược sử dụng ñể giải mã xoắn.
c) ðan xen/Giải ñan xen
Sau khi mã hoá RS-CC, tất cả các bit dữ liệu ñược mã hoá sẽ ñược ñan xen bởi
một khối ñan xen với một cỡ khối tương ứng số bít ñược mã hoá trong mỗi kênh con
ñã cấp phát mỗi ký hiệu OFDM, Ncbps. Vì biểu ñồ ñiều chế khác nhau QPSK, 16QAM,
64QAM, nên Ncbps tương ứng là sẽ 384, 768, 1152. ðan xen ñược ñịnh nghĩa bởi hoán
vị hai bước.
Giả sử Ncpc là số bit ñược mã hoá trên sóng mang, vídụ 2, 4, hay 6 tương ứng
với QPSK, 16QAM, 64QAM. Giả sử s=Ncpc/2. ðặt k là chỉ số của bit ñược mã hoá
trước khi hoán vị ñầu tiên ở lúc phát; m là chỉ số sau hoán vị ñầu tiên và trước khi
hoán vị thứ hai; và j là chỉ số sau hoán vị thứ hai, trước khi ñiều chế.
Hoán vị bước thứ nhất:
mod(16) cbps( /16) oor(k/16) k=0, 1, 2,..., N 1cbpsm N k fl= + − (3.3)
Hoán vị bước thứ hai:
c p b s c b p s m o d ( ). o o r (m /s )+ (m + N o o r(1 6 .m /N ))
0 ,1, .. . . . , 1
s
c b p s
j s f l f l
m N
= −
= −
(3.4)
Bước ñầu tiên ñảm bảo rằng các bít lân cận nhau ñược mã hoá ñược sắp xếp
vào các sóng mang không lân cận. ðiều này ñảm bảo rằng nếu pha ñinh sâu ảnh hưởng
ñến một bit, các bit lân cận của nó sẽ không bị tác ñộng bởi pha ñinh, và vì vậy có khả
năng sửa chữa những ảnh hưởng của pha ñinh. Hoán vị thứ hai ñảm bảo rằng các bit
ñược mã hoá lân cận sẽ ñược ghép xen kẽ vào các bit có trọng số nhỏ hơn của chòm
sao. ðiều này giúp thực hiện tách chính xác và tránh ñược sự kéo dài của các bit có ñộ
tin cậy thấp. Giải ñan xen ñược thực hiện ngược lại ở phía thu.
d) ðiều chế/ giải ñiều chế
Encoder
1
Out1
ðục lỗ
Puncture
Mã hoá xoắn
Convolutional
1
In1
44
ID ðiều chế Cỡ khối
chưa mã
hoá (byte)
Cỡ khối
mã hoá
(byte)
Tỉ lệ mã
hoá toàn
bộ
Mã RS Tỉ lệ
mã CC
0 QPSK 24 48 1/2 (32, 24, 4) 2/3
1 QPSK 36 48 3/4 (40, 36, 2) 5/6
2 16-QAM 48 96 1/2 (64, 48, 8) 2/3
3 16-QAM 72 96 3/4 (80, 72, 4) 5/6
4 64-QAM 96 144 2/3 (108, 96, 6) 3/4
5 64-QAM 108 144 3/4 (120, 108, 6) 5/6
Bảng 3.2 Mã hoá kênh bắt buộc bởi ñiều chế
Sau khi bít ñược ñan xen, các bít dữ liệu ñược ñưa vào theo thứ tự tới bộ sắp
xếp chòm sao. Gray-mapped QPSK, 16-QAM, và 64-QAM ñược hỗ trợ. Chòm sao sẽ
ñược nhân với một hằng số c ñể ñạt ñược công suất trung bình cân bằng. c bằng 1/ 2
ñối với QPSK, 1/ 10 ñối với 16-QAM, 1/ 42 ñối với 64-QAM. Bảng 3.2 biểu diễn
mối quan hệ của ñiều chế và các tốc ñộ mã hoá.
e) Tạo khung
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
MSB LSB
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1Giá trị DL ban ñầu
Hình 3.9 PRBS cho ñiều chế hoa tiêu
ðơn vị cơ bản trong truyền dẫn dữ liệu của một hệ thống OFDM là tín hiệu
OFDM. Trong chuẩn IEEE 802.16a, mỗi ký hiệu OFDM gồm có 192 dữ liệu tải trọng
phức, 8 hoa tiêu và một DC.Các sóng mang con hoa tiêu sẽ ñược chèn vào mỗi cụm dữ
liệu theo thứ tự ñể tạo thành ký hiệu và các sóng mang hoa tiêu sẽ ñược ñiều chế dựa
vào vị trí sóng mang của chúng bên trong ký hiệu OFDM. Các hoa tiêu ñược sinh ra
bởi bộ tạo PRBS, như biểu diễn trong hình 3.9
ða thức của bộ tạo PRBS là g(x)=x11+x9+1.
Các ký hiệu OFDM nên ñược ñóng gói thành các khung trước khi gửi ñi. Trong
kế hoạch này, cấu trúc khung ñường lên FDD ñược biểu diễn như trong hình 3.10.
45
Hình 3.10 Cấu trúc khung PHY OFDM FDD
Mào ñầu trong khung ñường lên ñược gọi là mào ñầu dài, nó gồm có một CP và
4 khoảng 64 mẫu, tiếp theo là một CP và 2 khoảng 128 mẫu, như biểu diễn trong hình
3.11. Mào ñầu dài ñược sử dụng cho ñồng bộ và ước tính kênh.
Hình 3.11 Mào ñầu dài ñường lên
Phần ñi sau mào ñầu dài là một cụm FCH, nó là một ký hiệu OFDM dài. FCH
chứa thông tin ñiều khiển cho toàn bộ khung vật lý này, ví dụ tỉ lệ ID ñể xác ñịnh tỉ lệ
ñiều chế cũng như ñộ dài khung ñược sử dụng cho khung hiện tại. Nó cũng chứa bản
tin ñiều khiển MAC ngắn. Cụm FCH cũng ñược ñiều chế với 1/2 QPSK. Trong mô
hình này không có ñiều chế fly-on-air (chúng ta chỉ mô hình lớp vật lý không tương
tác với MAC), vì vậy cụm FCH không bao gồm trong mô hình này. Chúng ta sử dụng
một cụm tải trọng ñể thay thế nó. Các cụm theo sau FCH là các cụm dữ liệu tải trọng.
f) Phát IFFT/ Thu FFT
Hai tín hiệu hai tuần hoàn ñược coi như trực giao khi tích phần nguyên của
chúng trên một chu kì bằng 0. Các sóng mang của một hệ thống OFDM là ñường hình
sin của nhiều tần số căn bản khác nhau. Mỗi sóng mang con có một số nguyên các tiền
46
tố trong một chu kì. Hình 3.12 ñưa ra một ví dụ của các sóng mang con trực giao trong
hệ thống OFDM.
FFT thực hiện biến ñổi tín hiệu trong miền thời gian thành một tín hiệu trong
miền tần số như một hàm của chu kì lấy mẫu và số mẫu ñược sử dụng. Tần số căn bản
của FFT ñược ñịnh nghĩa bằng 1/Ts_tot (Ts_tot là tổng thời gian mẫu của FFT). IFFT
thực hiện ngược lại với FFT bằng cách chuyển ñổi tín hiệu trong miền tần số thành tín
hiệu thời gian. Khoảng thời gian của tín hiệu thời gian IFFT bằng số bin FFT ñã ñược
ghép bởi chu kỳ lấy mẫu. Sau ñó mỗi luồng con ñược sắp xếp vào một sóng mang con
tại một tần số duy nhất và kết hợp cùng với IFFT ñể sinh ra dạng sóng miền thời gian
ñể phát. Các giá trị tín hiệu tại ñầu ra của IFFT là tổng của các mẫu hình sin. Khi một
ký hiệu OFDM có thể ñược ñịnh nghĩa bởi một IFFT, mô hình toán học của một ký
hiệu OFDM phát ñược cho bởi:
21
0
1 jnkN N
n k
k
x X e
N
π−
=
=
∑ ,N=0, 1,2,….,N-1 (3.5)
Hình 3.12 Các sóng mang con OFDM trực giao
Các zero ñược ñộn bằng nhau tại ñiểm bắt ñầu và kết thúc của một ký hiệu
OFDM ñể thực hiện IFFT 256 ñiểm tại phía phát. Các sóng mang zero này cũng ñược
sử dụng như khoảng bảo vệ ñể tránh giao thoa giữa các kênh. Tại phía thu, sau khi
thực hiện FFT các bít ñộn zero sẽ ñược xoá khỏi vị trí tương ứng.
Trong thông tin vô tuyến, tín hiệu thông thường có thể bị méo bởi tín hiệu phản
xạ vì trễ ña ñường. ðây gọi là giao thoa giữa các ký hiệu (ISI). ðể ñối phó với vấn ñề
này, một tiền tố tuần hoàn ñược chèn vào trước mỗi ký hiệu ñược phát. Nếu trễ ña
ñường nhỏ hơn khoảng CP, ISI ñược loại trừ hoàn toàn bởi thiết kế. Vì vậy, sau khi
thực hiện IFFT, tiền tố tuần hoàn cần ñược thêm vào mỗi ký hiệu OFDM. ðiều này
ñược thực hiện bằng cách chép lại dữ liệu phần sau cùng trong một ký hiệu OFDM ñể
làm phần bắt ñầu. Trong chuẩn IEEE 802.16a, ñộ dài CP phù hợp là 1/4, 1/8, 1/16,
1/32 có thể ñược ápdụng cho ký hiệu phát. Tại phía thu thực hiện ngược lại.
47
3.2. Các ñặc trưng lớp MAC của IEEE 802.16a
3.2.1. Lớp con hội tụ dịch vụ ñặc trưng (CS)
CS thực hiện các chức năng sau:
Tiếp nhận các ñơn vị dữ liệu giao thức (PDU) của lớp cao hơn
Thực hiện phân loại các PDU
Xử lý (nếu cần thiết) các PDU dựa vào việc phân loại
Chuyển giao các PDU CS thành MAC SAP
Nhận các CS PDU từ thực thể ngang hàng
Hiện tại...
