Обзор системы WiMAX: Ưu điểm và ứng dụng trong thực tế

Các ưu thế và ứng dụng trong wimax

Các ưu thế công nghệ WiMAX

Tải nội dung truyền thông (lưu trữ và. chuyển tiếp). Không Dữ liệu lớn, tải phim >1 Mbps. Các ứng dụng trong WiMAX. Chuẩn WiMAX ủược triển khai cho ủủ loại ứng dụng, như ủược tổng kết trong bảng 1.3. Dựa vào các thuộc tính công nghệ và các lớp dịch vụ, WiMAX thích hợp cho việc hỗ trợ một số lượng lớn cỏc ứng dụng. Cỏc ứng dụng này ủược phõn cấp trong bảng 1.4. Và ủể minh họa khả năng của wimax cho cỏc ứng dụng trong bảng chỳng ta cú thể chia cỏc ứng dụng thành hai loại lơn ủược trỡnh bày trong phần kế. Kiến trỳc mềm dẻo Bảo mật cao QoS WiMAX Triển khai nhanh Dịch vụ ủa mức Khả năng cựng vận hành Khả năng mang theo ủược Tớnh di ủộng Mang lại lợi nhuận Vựng phủ rộng NLOS Dung lượng cao Chuyển về tế. Các mạng ngân. Các mạng giáo. An ninh công. Liên kết khuôn. Xây dựng tạm. Các công viên. WSP truy cập. Kết nối nông. Bảng 1.4 Các ứng dụng thực tiễn trong WiMAX a) Các mạng riêng. Các cơ quan chính phủ, hãng (xí nghiệp) lớn, khu công nghiệp, trung tâm vận tải, trường ủại học, cao ủẳng, cú thể sử dụng mạng WiMAX ủể kết nối nhiều vị trớ, ủịa ủiểm và cỏc văn phũng bờn trong khuụn viờn của họ, như ủược minh hoạ ở hỡnh 1.9. Cỏc hệ thống khuụn viờn yờu cầu dung lượng dữ liệu lớn, trễ nhỏ, vựng phủ lớn, và ủộ an toàn cao. Cỏc mạng WiMAX ủược triển khai một cỏch dễ dàng và nhanh chúng. Mạng cú thể ủược thiết lập hoặc bố trớ lại trong khoảng vài giờ, bằng khụng thỡ vài phỳt, thậm chớ ngay cả khi cỏc giàn khoan dầu, bệ khoan chuyển tới cỏc ủịa ủiểm khỏc. Cỏc giải pháp có dây không thích hợp cho kịch bản này, vì các phương tiện ở xa bờ, và vì các giàn khoan dầu ủược lắp ủặt tạm thời, di chuyển ủều ủặn trong mỏ ga hoặc dầu. Trong trường hợp phải từ bỏ tạm thời phương tiện xa bờ, các phương tiên liên lạc ủể kiểm tra tỡnh trạng tài sản cú thể tiếp tục ủược duy trỡ, sử dụng cỏc thiết bị ủầu cuối WiMAX dùng ác quy. Giống như các kịch bản sử dụng khác, mạng khuôn viên mang lưu lượng hỗn hợp; thoại, dữ liệu, và video, mà nhờ vào WiMAX QoS ủể ưu tiờn, tối ưu hoỏ. Tốn rất ớt thời gian và tài nguyờn ủể tương kết một khuụn viờn bằng mạng WiMAX, vỡ khụng yờu cầu ủào, xõy dựng mở rộng. Một số khuụn viờn ủó tồn tại từ lõu, và việc ủào cống cỏp là khụng ủược phộp. Trong cỏc trường hợp như vậy, giải phỏp WiMAX là một cỏch hiệu quả nhất ủể kết nối giữa cỏc toà nhà trong khuụn viờn. Cho dự ủược phộp lắp ủặt dõy, nhưng thời gian ủể triển khai giải phỏp cú dõy lõu hơn triển khai WiMAX, mà khụng ủưa ra bất cứ lợi ớch nào kốm theo. b) Các mạng công cộng.

Tạo các ký hiệu OFDM

GHÉP KÊNH PHÂN CHIA THEO TẦN SỐ TRỰC GIAO OFDM VÀ ðA TRUY XUẤT PHÂN CHIA THEO TẦN SỐ TRỰC GIAO OFDMA 2.1. Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao OFDM. Ghộp kờnh phõn chia tần số trực giao dựa trờn cụng nghệ truyền thụng ủa súng mang. Truyền thụng ủa súng mang là phõn chia tớn hiệu băng thụng tổng thành nhiều súng mang con và thụng tin ủược truyền trờn cỏc súng mang con ủú. Trong OFDM khoảng cỏch giữa hai súng mang con ủược chọn sao cho chỳng trực giao với nhau. Phổ của cỏc súng mang con chồng lắp nhau nhưng cú thể ủược tỏch riờng biệt bằng cỏch sử lý băng tần gốc ở ủầu thu. ðặc tớnh chồng lắp phổ này làm cho OFDM hiệu quả về phổ hơn so với cỏc mụ hỡnh truyền thụng ủa súng mang thụng thường. Súng OFDM ủược tạo ra nhờ biến ủổi Fourier ngược; khoảng thời gian này ủược xem như là khoảng thời gian cú ớch của ký hiệu Tb. Bản sao của chu kỡ ký hiệu cú ớch cuối cựng Tg, ủược gọi là tiền tố tuần hoàn CP, ủược sử dụng ủể hiệu quả hơn trong tập hợp ủa ủường, trong khi vẫn duy trỡ tớnh trực giao của cỏc súng mang con. Hình 2.2 Biểu diễn cấu trúc ký hiệu OFDM trong miền thời gian. Hình 2.2 Cấu trúc miền thời gian của ký hiệu OFDM b) Miền tần số. Cỏc súng mang khụng giỏ trị (Null): khụng truyền dẫn tất cả, ủược dựng cho các dải bảo vệ và các sóng mang DC.

OFDMA theo tỉ lệ (scalable )

Một khe trong AMC ủược ủịnh nghĩa như một tập hợp cỏc bin của kiểu (NxM=6), trong ủú N là số bin liền kề và M là số ký hiệu liền kề. Cỏc băng thụng hệ thống cho hai thiết kế ban ủầu ủược phỏt triển bởi nhúm cụng nghệ diễn ủàn WiMAX trong Release-1 là 5 và 10 MHz.

Cấu trúc khung TDD

UL CQICH: Kờnh UL CQICH ủược cấp phỏt cho MS ủể hồi tiếp thụng tin trạng thái kênh. UL ACK: UL ACK ủược cấp phỏt cho MS ủể hồi tiếp chấp nhận DL HARQ.

Mô hình lớp vật lý Wimax chuẩn 802.16a

Các phần tử của mô hình a) Khối ngẫu nhiên hoá (bộ trộn)

Ngẫu nhiờn hoỏ thực hiện trờn mỗi một vị trớ của cụm dữ liệu, ủiều ủú cú nghĩa là với mỗi vị trí của khối dữ liệu (các kênh con trong miền tần số và các ký hiệu OFDM trong miền thời gian) sẽ sử dụng cỏc bộ ngẫu nhiờn hoỏ ủộc lập. Hình 3.2 PRBS cho ngẫu nhiên hoá dữ liệu. Sử dụng bộ trộn ủể ngăn ngừa việc kộo dài chuỗi cỏc bit 1 và cỏc bit 0, vỡ chuỗi cỏc bit ủú sẽ gõy ra khú khăn cho việc khụi phục ủồng hồ tại phớa thu. Cỏc thanh ghi dịch sẽ ủược khởi tạo cho mỗi vị trớ mới. Mỗi byte dữ liệu truyền ủi sẽ ủược ủưa tuần tự vào bộ trộn, ủầu tiờn là bit cú trọng số lớn nhất. Cỏc mào ủầu sẽ khụng ủược trộn. Số lượng tạo ra sẽ ủược sử dụng ủể tớnh toỏn cỏc bit ngẫu nhiờn hoỏ mà sẽ ủược kết hợp vào toỏn tử XOR cựng với luồng bit tuần tự của mỗi cụm. Việc ngẫu nhiờn hoỏ chỉ ủược ỏp dụng với cỏc bit mang tin. Cỏc bit sau khi ủược trộn sẽ ủược ủưa ủến bộ mó hoỏ. Bộ trộn sẽ khụng Reset ở ủầu cụm số 1. Ở ủầu cỏc cụm theo sau, bộ trộn sẽ ủược khởi tạo với một vector chỉ ra trong hỡnh 3.3. Chỉ số khung ủược sử dụng cho việc khởi tạo là khung mà ở ủú cụm ủường xuống ủược phỏt. Với ủường lờn, bộ trộn ủược khởi tạo với vector như hỡnh 3.4. Chỉ số khung ủược dựng khởi tạo là khung mà trong ủú sắp xếp UL chỉ ra cụm ủường lờn ủược phỏt. Hỡnh 3.4 Vector khởi tạo ủường xuống Khối ngẫu nhiờn húa ủược biểu diễn như hỡnh 3.5, bao gồm:. Khối zero pad ủược yờu cầu bởi vỡ chỳng ta thấy trong chuẩn: “Một byte cuối ủơn 0x00 ủược thờm vào cuối mỗi cụm. Byte cuối này sẽ ủược thờm vào sau ngẫu nhiên hoá”. Hình 3.5 Khối ngẫu nhiên hoá Phớa thu cú cấu trỳc tương tự ủược sử dụng ủể giải trộn. b) Sửa lỗi chuyển tiếp (FEC). Bộ mó hoỏ Reed-Solomon sẽ sinh ra một mó sao cho trước tiờn K bớt ủầu ra từ bộ mó hoỏ là cỏc bit thụng tin và N-K bit tiếp theo từ bộ mó hoỏ là cỏc bớt kiểm tra ủược thờm vào ủể sửa lỗi.