CHƯƠNG 4: ỦÌNG DỤNG CỦA OFDM TRONG CHUẨN IEEE 802.11N
4.1. ứng dụng của OFDM trong các chuẩn WLAN hỉện cỗ
Hiện nay OFDM được sử dụng ừong các chưNi WLAN sau đây: IEEE 802.11a, IEEE 802.11g, HyperLAN 2...802.11N.
4.1.1. Chuẩn IEEE 802.11a
Chuẩn IEEE 802.1 la là sử mở lộng lớp vật lý của chuẩn gốc cho mạng cục hộ không dây IEEE 802.11. Chuẩn gốc IEEE 802.11 định nghĩa một tập hợp các yêu cầu cho lớp vật lý PHY và lóp điều khiển truy cập MAC. Với dữ liệu tốc độ cao, chuẩn này đưa ra hai lóp vật lý mở rộng là IEEE 802.1 lb hoạt động ở dải tần 2,4 Ghz và IEEE 802.11 a hoạt động ở dải tần 5 Ghz.
Chuẩn IEEE 802.1 la hỗ trợ các ứng dụng WLAN yêu cầu tốc độ dữ liệu cao hơn 11 Mbps ưong dải tần 5 GHz. OFDM được sử dụng ưong chuM 802.1 la nhằm đạt được hiệu suất cao trong việc chống lại pha đỉnh đa đường.
Hình 4.1. Đinh dạng khung IEEE 802.1 la với băng tần 5 Ghz Trong 802.1 la, thời gian để truyền mỗi bit tăng lên tương ứng với số lượng sóng mang, làm cho hệ thống ít nhạy cảm hơn đối với xuyên nhiễu đa đường. Để hoàn chỉnh OFDM , IEEE 802.1 la còn đưa ra một số phương pháp điều chế và mã hoá khác nhau để lựa chọn cho những tốc độ khác nhau
30 MHi _ _ 30 Mttr
20 M Hi ỈOMHi
Bảng sau trình bày một số phương pháp điều chế và mã hoá dùng trong chuNi IEEE 802.1 la:
IEEE 802.1 la tối ưu lớp vật lý cho việc truyền dẫn nội dung đa phương tiện như luồng video. Lớp vật lý OFDM có khả năng truyền các khung dữ liệu dịch vô với tốc độ dữ liệu lên tới 54 Mbps ở những nơi cần truyền dữ liệu đa phương tiện.
4.1.2. Chuẩn IEEE 802.11g
ChuNi IEEE 802.11g là chuNi WLAN mới được phát hành tháng 9/2003. ChuNi này cũng dùng OFDM để có thể hỗ trợ tốc độ dữ liệu tới 54 Mbps như 802.lia. Nhưng khác với 802.1 la, 802.11g hoạt động ở dải tần 2.4 GHz giống như 802.1 lb. Vì thế, IEEE 802.1 lg tương thích ngược ứở lại với 802.1 lb. ChuNi
802.1 lg bao gồm những đặc điểm tốt nhất của hai chuNi 802.1 la và 802.1 lb mà có thể thích hợp với những công nghệ mới ừong tương lai.
Với khả năng hoạt động tương thích với các tốc độ hiện có (802.1 lb), toàn bộ mạng WLAN không phải nâng cấp khỉ chuyển lên các tốc độ cao hơn của chuNi 802.1 lg. Củng với bang tần và kỹ thuật điều chế đã sử dụng, các tốc độ dữ liệu đang hoạt động mà 802.1 lg được cho rằng sẽ trở thành chuNì được lựa chọn sử dụng nhiều hơn 802.1 lb là chuNì thông dụng trên toàn thế giới hiện nay
Bảng 4.2 biểu diễn các tốc độ dữ liệu khác nhau đạt được khi sử dụng OFDM với các kênh con kết hợp với các kỹ thuật điều chế khác nhau ở lóp vật lý (trong các chuNi 802.1 la và 802.1 lg).
Data rate (Mbits/s)
Modulation Coding rate
(R) Coded bits per subcarrier
(Nbpsc)
Coded bits per OFDM symbol
(Ncbps)
Data bits per OFDM symbol (Ndbps) 6 BPSK 1/2 1 48 24 9 BPSK 3/4 1 48 36 12 QPSK 1/2 L1 96 48 18 QPSK 3/4 2 96 72 24 16-ỌAM 1/2 4 192 96 36 16-ỌAM 3/4 4 192 144 48 64-ỌAM 2/3 6 288 192 54 64-ỌAM 3/4 6 288 216
4.1.3. Chuẩn HyperLAN2
ChuNi mạng cục bộ không dây HyperLAN2 (High Performance radio LAN 2), chuNi mạng không dây được định nghĩa bởi Viện chuNi viễn thông châu Âu (European Telecommunications Standards Institute - ETSI) vào tháng 9 năm 1999. ChuNi HyperLAN2 là chuNi sử dụng OFDM thích ứng cho công nghệ vô tuyến băng rộng trong dải tần 5 GHz và hỗ trợ tốc độ dữ liệu đến 54 Mbps. ChuNi này kết nối các thiết bị di động trong các môi trường trong nhà và công cộng. Một số đặc điểm nổi bật của HyperLAN2 bao gồm:
• Độc lập về mạng và các ứng dụng: Kiến trúc giao thức HyperLAN2 linh hoạt, dễ thích nghi và phù họp với nhiều dạng của mạng cố định. HyperLAN2 có thể kết nối tới nhiều cơ sở hạ tầng mạng như mạng Internet, IP, ATM, ppp, và cả mạng di động tế bào 3G.
• Quản lý tần số một cách tự động: Giống nhu mạng đi động tế bào - GSM, HyperLAN2 không cần lên kế hoạch quản lý tần số. Các AP thiết lập một hỗ trợ để tự động lựa chọn kênh truyền vô tuyến thích họp bên trong mỗi vùng phủ sóng của AP. Do đó, việc ứiển khai mạng được đơn giản hoá đi rất nhiều.
Kỹ thuật điều chế vói các kênh phụ
Tốc đô dữ liêu • •
cho mỗi kênh phụ (Kbps)
Tổng tốc độ dữ liệu (Mbps) BPSK 125 6 BPSK 187.5 9 QBPSK 375 18 QBPSK 250 12 16QAM 500 24 16QAM 750 36 64QAM 1000 48 64QAM 1125 54 ---T---7---7--- Bảng 4.2. Các kỹ thuật điêu chê với các tôc độ tuơng ứng
• Chất lượng dịch vô: Kết nối định hướng, dữ liệu truyền trên những kết nối giữa các trạm đầu cuối di động và AP phải được thiết lập trước khi truyền. Đặc biệt chuẩn này rất thích hợp với các ứng dụng như video và thoại.
• Bảo mật: bao gồm nhận thực và mã hoá. Các AP và các trạm đầu cuối di động có thể nhận thực lẫn nhau để đẳm bảo quyền truy cập mạng. Sự nhận thực này còn hỗ trợ các chức năng như dịch vô thư môc, dịch vô ánh xạ các volume v.v... ẩ goài ra, trong bảo mật HyperLAẩ 2 còn có cơ chế mã hoá, bảo vệ lưu lượng người sử dụng trên một kết nối đã thiết lập để chống nghe trộm và lấy cắp dữ liệu.
Tương tự như các chuẩn WLAẩ khác, HyperLan2 chỉ định nghĩa lớp vật lý và lớp điều khiển liên kết dữ liệu, ẩ goài ra, chuẩn này còn định nghĩa một lớp mới được gọi là lớp con hội tụ (Convergene Sublayer). Lớp con này quan tâm tới các chức năng dịch vô độc lập giữa các lớp điều khiển liên kết dữ liệu và lớp mạng. Lớp con hội tụ có chức năng nhận các gói và các ô từ hệ thống mạng có dây, rồi định dạng chúng để chuyển qua môi trường không dây. ẩ hư các chuẩn WLAẩ khác, HyperLan2 có thể thực hiện kết nối giữa các trạm tới các điểm truy cập và cho phép các nút mạng di động truyền thông trực tiếp với nhau. Lớp con hội tụ cũng có thể sử dụng trên lớp vật lý để kết nối các mạng IP, ATM và UMTS (mạng di động 3G của châu Âu). Trên lớp vật lý, HyperLAẩ 2 dùng các phương thức điều chế BPSK, QPSK, 16QAM hoặc 64 QAM kết hợp với OFDM, về bảo mật, dữ liệu HyperLAẩ 2 được bảo mật bằng các thuật toán DES và 3DES. Các AP và máy di động có thể nhận thực lẫn nhau.