Các thiết kế bộ thu phát để triển khai TDD cũng ít phức tạp và ít tốn kém hơn. Hình 2.9: Cấu trúc khung WIMAX OFDMA. Hình 14 mô tả cấu trúc khung OFDM ở chế độ TDD. Mỗi khung được chia thành các khung con hướng xuống (DL) và hướng lên (UL) bởi bộ phát/thu và thu/phát (TTG và RTG ) để tránh xung đột giữa hướng lên và hướng xuống. Trong một khung, thông tin điều khiển ong để đảm bảo hoạt động hệ thống được tối ưu: Phần đầu khung (Preamble): là biểu tượng OFDM đầu tiên của khung ong để đồng bộ. Tiêu đề điều khiển khung (FCH): FCH nằm sau phần mở đầu khung. Nó cho biết thông tin cấu hình khung như độ dài bản tin MAP, nguyên lý mã hoá và các kênh con khả dụng. DL-MAP và UL-MAP: DL-MAP và UL-MAP cho biết cấp phát kênh con và các thông tin điều khiển khác lần lượt cho các khung con DL và UL. Sắp xếp UL: kênh con sắp xếp cho UL được cấp phát cho trạm di động MS để thực hiện điều chỉnh: thời gian vòng kín, tần số và công suất cung cấp cũng như yêu cầu băng thông. UL CQICH: kênh UL CQICH cấp phát cho MS để phản hồi trạng thái kênh. UL ACK: kênh UL ACK cấp cho MS để xác nhận phản hồi DL HARQ. 2.3.4 Các đặc tính lớp vật lý cao cấp khác: WIMAX di động đưa ra các kĩ thuật: AMC-điều chế thích nghi và mã hoá, HARQ-yêu cầu tự động lặp lại tự động lại kiểu kết hợp, CQICH-phản hồi kênh nhanh để nâng cao khả năng phủ ong, dung lượng cho WIMAX trong các ứng dụng di động. Trong WIMAX di động ở đường xuống, bắt buộc phải có các hỗ trợ điều chế QPSK, 16 QAM và 64 QAM, còn ở đường lên, 64 QAM là tuỳ chọn. Cả mã hoá vòng và mã hoá Turbo vòng với tốc độ mã thay đổi và mã lặp cũng được hỗ trợ. Ngoài ra, mã khối Turbo và mã kiểm tra chẵn lẻ mức độ thấp (LDPC) cũng được hỗ trợ tuỳ chọn. Bảng 2 tổng kết các nguyên lý mã hoá và điều chế hỗ trợ trong WIMAX di động (điều chế và mã hoá hướng lên tuỳ chọn được in nghiêng). Sự tổ hợp các kĩ thuật điều chế và các tốc độ mã đem lại sự tinh phân giải tốc độ dữ liệu như minh hoạ trong bảng 3 (với độ rộng các kênh là 5 Mhz và 10 Mhz với các kênh con PUSC), độ dài khung là 5ms. Mỗi khung có 48 biểu trưng OFDM gồm 44 biểu trưng OFDM sẵn ong để truyền dữ liệu. Các giá trị được đánh dấu màu là để chỉ các tốc độ cho kĩ thuật 64 QAM tuỳ chọn ở đường lên. Bộ lập lịch trạm gốc xác định tốc độ dữ liệu phù hợp cho mỗi cấp phát cụm (burst) dựa trên kích thước bộ đệm và điều khiển truyền sóng ở phía thu,…Một kênh chỉ thị chất lượng kênh (CQI-channel quality indicator) được sử dụng để cung cấp thông tin trạng thái kênh từ thiết bị đầu cuối người ong đến bộ lập lịch trạm gốc. Thông tin trạng thái kênh tương ứng từ kênh CQICH gồm: CINR vật lý, CINR hiệu quả, lựa chọn chế độ MIMO và lựa chọn kênh con lựa chọn tần số. Với kĩ thuật TDD, khả năng điều chỉnh kênh lợi dụng ưu điểm khả năng trao đổi kênh để cung cấp thông tin chính xác hơn về tình trạng kênh. WIMAX di động cũng hỗ trợ HARQ. HARQ được phép sử dụng giao thức “dừng và đợi ” N kênh để cung cấp khả năng đáp ứng nhanh để đóng gói lỗi và cải tiến khả năng phủ ong đường biên cell. Ngoài ra để cải thiện hơn nữa sự ổn định của đường truyền. Một kênh dành riêng ACK cũng được cung cấp ở đường lên để báo hiệu ACK /NACK của HARQ. Hoạt độngs đa kênh HARQ cũng được hỗ trợ. ARQ đa kênh dừng và đợi (stop and wait) với một số lượng nhỏ kênh là một giao thức đơn giản mà hiệu quả cho phép tối thiểu bộ nhớ yêu cầu cho HARQ. WIMAX cũng cung cấp báo hiệu cho phép hoạt động ở chế độ không đồng bộ. Chế độ không đồng bộ cho phép các độ trễ khác nhau giữa những lần truyền lại và chính điều này đem lại sự linh hoạt cho bộ lập lịch do sự hiệu quả của mào đầu thêm vào khi cấp phát phiên truyền lại. HARQ kết hợp với CQICH và AMC sẽ cung cấp khả năng thay đổi đường truyền trong môi trường di động với tốc độ xe tải không vượt quá 120 Km/h. 2.4 Phân bố rayleigh và Rice: Khi nghiên cứu các kênh vô tuyến di động, thường các phân bố Rayleigh và Rice được sử dụng để mô tả tính chất thống kê thay đổi theo thời gian của tín hiệu phading phẳng. Trong phần này, ta sẽ xét các phân bố này và đưa ra các tính chất của chúng. 2.4.1 Phân bố Rayleigh: Trong các đường truyền vô tuyến, tín hiệu RF từ nơi truyền sẽ bị phản xạ bởi nhà cửa và các vật chắn trên đường truyền … Điều này sẽ làm tăng bội số đường truyền tại máy thu. Nếu giữa anten phát và anten thu không có đường truyền tầm nhìn thẳng (LOS) thì tia phát được thu bằng nhiều đường ong khác nhau do phản xạ, nhiễu xạ, tán xạ. Do vậy điện trường tổng hợp thu được lớn hơn nhiều so với tia tương tự truyền trong không gian tự do. Ngoài ra, các thăng giáng tức thời của điện trường thu được phức tạp hơn so với tương tác 2 tia do nhiễu từ nhiều đường truyền ong. Hiện tượng này gọi là phading Rayleigh. Ta có thể xem phân bố phading Rayleigh là phân bố đường bao của tổng 2 tín hiệu phân bố GAUSS vuông góc. Hàm mật độ xác suất (PDF) của phân bố phading Rayleigh được biểu diễn như sau: 0r , 0 r0 , )( 2 2 2 2 r e r rf Trong đó, là biến ngẫu nhiên của điện áp đường bao tín hiệu thu và r là giá trị của biến này, là giá trị trung bình quân phương của tín hiệu thu của từng thành phần Gauss, 2 là công suất trung bình theo thời gian của tín hiệu thu của từng thành phần Gauss. Giá trị trung bình, tb của phân bố Rayleigh trở thành: 253,1 2 )(]0[ 0 drrrpE tb Phương sai của phân bố Rayleigh, 2 r (thể hiện thành phần công suất xoay chiều trong đường bao) được xác định như sau: 22 2 0 2222 4292,0 2 2 2 )(][][ drrprEE r 2.4.2 Phân bố Rice : Khi tín hiệu thu có thành phần ổn định (không bị phading) vượt trội, đường truyền trực tiếp (Line of sight), phân bố phading đường bao phạm vi hẹp có dạng phân bố Rice. Trong phân bố Rice, các thành phần đa đường đến máy thu theo các góc khác nhau và xếp chồng lên tín hiệu vượt trội này. Phân bố Rice được biểu diễn như sau: 0, 0 0,0, )( 2 0 2 )( 2 2 22 r rA A Ie r rf Ar Trong đó A là biên độ đỉnh của tín hiệu vượt trội và (.) 0 I là hàm Bessel cải tiến loại một bậc 0 được xác định như sau: dteyI ty cos 0 2 1 )( Phân bố Rice thường được mô tả bằng thừa số K như sau: K=(Công suất trong các đường vượt trội/công suất trong các đường tán xạ)= 2 2 A Khi K tiến đến 0 thì kênh suy thoái thành kênh Rayleigh, khi K tiến đến vô hạn thì kênh chỉ có đường trực tiếp. Hình 2.10: Pdf Ricean với K=0(rayleigh), và K=2,4,8,16,32 Hình 2.11: Khả năng )( 2 AP khi năng lượng chắc chắn thấp hơn giá trị cho kênh Rice với K=0 ( Rayleigh ) và K= 1,2,4,8,16,32 CHƯƠNG 3 : Ước Lượng Kênh Trong OFDM 3.1 Giới thiệu chương: Chúng ta đã biết rằng OFDM có rất nhiều ưu điểm, tuy nhiên muốn sử dụng có hiệu quả các đặc tính của hệ thống này một cách tốt nhất thì việc thực hiện các yêu cầu sau đây là cần thiết: +Ước lượng tham số kênh. . K=2,4,8, 16, 32 Hình 2.11: Khả năng )( 2 AP khi năng lượng chắc chắn thấp hơn giá trị cho kênh Rice với K=0 ( Rayleigh ) và K= 1,2,4,8, 16, 32 CHƯƠNG 3 : Ước Lượng Kênh Trong OFDM. CQICH-phản hồi kênh nhanh để nâng cao khả năng phủ ong, dung lượng cho WIMAX trong các ứng dụng di động. Trong WIMAX di động ở đường xuống, bắt buộc phải có các hỗ trợ điều chế QPSK, 16 QAM và 64 QAM,. sau: K=(Công suất trong các đường vượt trội/công suất trong các đường tán xạ)= 2 2 A Khi K tiến đến 0 thì kênh suy thoái thành kênh Rayleigh, khi K tiến đến vô hạn thì kênh chỉ có đường