b. Quá trình xây dựng MAC PDU trong 802.16
3.7. Xu hướng phát triển
Trong xu thế phát triển chung, yêu cầu về thông lượng cao hơn để hỗ trợ
Truyền hình di động – Mobile TV, dung lượng cuộc gọi VoIP lớn, trò chơi trực tuyến – game online và tốc độ truyền tệp cấp doanh nghiệp trở thành yếu tố quyết
định để cạnh tranh giữa các nhà cung cấp dịch vụ. Việc tìm hiểu và thực hiện mọi cách để tăng băng thông cho hệ thống WiMAX là điều quan trọng nhằm cung cấp giải pháp tốt hơn cho các nhà cung cấp dịch vụ Viễn thông và đạt vị trí dẫn đầu về
công nghệ trong thị trường WiMAX di động. Việc tích hợp công nghệ đa cổng vào/ra MIMO giữa trạm gốc WiMAX và thiết bị tích hợp WiMAX của các thuê bao
đưa ra băng thông cao hơn đáng kể. Vì vậy công nghệ này đang được nhiều nhà cung cấp dịch vụ quan tâm.
Các hệ thống MIMO có thể đạt được độ lợi dung lượng cao hơn so với hệ
thống SISO. Tuy nhiên việc sử dụng nhiều anten đòi hỏi nhiều chuỗi thiết bị vô tuyến đi kèm như các bộ khuếch đại, bộ chuyển đổi tương tự sang số AD, bộ trộn .. làm tăng giá thành thiết bị cũng nhưđộ phức tạp và thể tích phần cứng. Vì vậy các hãng sản xuất thiết bị chủ yếu tập trung nghiên cứu, sản xuất các sản phẩm tích hợp hệ thống đa anten với cấu hình 1x2 hoặc 2x2 sử dụng phương pháp mã hóa thời gian không gian hoặc ghép kênh không gian với chuyển mạch MIMO thích nghi. Hiện nay có rất nhiều hãng truyền thông đang quan tâm đến vấn đề này.
Tháng 4 năm 2007, tại diễn đàn các nhà phát triển của Intel được tổ chức tại Bắc Kinh, Trung Quốc, hãng Alavarion đã khẳng định vị trí dẫn đầu công nghệ
bằng sự trình diễn kết hợp công nghệ ghép kênh không gian MIMO ma trận B với trạm gốc BreezeMAX theo chuẩn WiMAX. Với công nghệ tiên tiến này giải pháp 4Motion mở của Alavarion sử dụng công nghệ ghép kênh không gian được mong
đợi đạt dung lượng băng thông gấp 2 lần, giảm chi phí đầu tư cơ sở hạ tầng mạng không dây cho các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông. Điều này cho phép các nhà cung cấp dịch vụ viễn thông đạt được lợi ích thiết thực từ giải pháp WiMAX mở
Tập đoàn Intel cũng công bố hoàn tất việc thiết kế chip băng cơ sở WiMAX di động đầu tiên, kết hợp với tần số đơn chip đa băng tần WiMAX/WiFi tạo thành một chipset hoàn hảo mang tên Intel® WiMAX Connecton 2300. Đây cũng là lần
đầu tiên Intel tích hợp chức năng đa kênh vào/đa kênh ra MIMO nhằm nâng cao chất lượng tín hiệu và thông lượng của băng thông không dây. Với việc hoàn tất thiết kế chipset này, Intel dự định tập trung vào việc thẩm định và kiểm tra sản phẩm, với các kế hoạch thử nghiệm trên cả mô hình card và thiết kế thành phần từ
cuối năm 2007.
26/3/2007 hãng truyền thông Sequans cũng đưa ra giới thiệu một loại chip mới là SQN1130 cho trạm WiMAX di động. Chip này bao gồm tất cả các đặc điểm của lớp vật lí và lớp MAC theo chuẩn 802.16e, được gọi là chip Wave 2, bao gồm
đầy đủ chức năng của MIMO 2x2. Chip SQN1130 tiêu thụ công suất thấp hơn 20% so với chip Wave 1 trong khi vẫn cải thiện được dung lượng cao trên 30 Mb/s. Với những ưu điểm này, chip SQN1130 có thể phù hợp với các thiết bị di động nhỏ và cho thấy sức mạnh của WiMAX có thể thay thế công nghệ 3G. Sequans đã hợp
đồng với ODM để phân phối các thiết bị di động WiMAX tích hợp SQN1130 trong các tháng tiếp theo, bao gồm: ExpressCards, USB dongles, PCMCIA cards, và các thiết bị cốđịnh như máy tính bàn.
Như vậy, trong tương lai, triển khai WiMAX tích hợp công nghệ MIMO hứa hẹn nhiều thành công với xu hướng hình thành mạng truyền thông băng rộng thế hệ
sau.
Kết luận chương 3:
Như vậy cả 2 phương pháp mã hóa không gian thời gian và ghép kênh không gian đều đưa ra những ưu điểm riêng của chúng. Phương pháp mã hóa không gian thời gian cho phép cải thiện độ tin cậy truyền dẫn còn phương pháp ghép kênh không gian lại góp phần nâng cao thông lượng đỉnh, tăng tốc độ truyền dẫn. Điều này cho thấy hệ thống WiMAX với hỗ trợ của công nghệ MIMO góp phần đáng kể
trong việc nâng cao hiệu năng hệ thống, đáp ứng nhu cầu về băng thông và chất lượng truyền dẫn của môi trường Viễn thông cạnh tranh ngày nay.
KẾT LUẬN
Luận văn đã hoàn thành được mục tiêu đề ra là nghiên cứu công nghệ WiMAX và ứng dụng kỹ thuật MIMO trong WiMAX. Trong luận văn, công nghệ truy cập băng rộng không dây WiMAX được trình bày với nhiều ưu điểm vượt trội như tốc
độ truyền dẫn dữ liệu cao, phạm vi phủ sóng rộng, tính bảo mật cao... Nói chung
đáp ứng được những dịch vụ mà công nghệ hiện tại như ADSL chưa đáp ứng được. Các thuộc tính và khả năng thực thi của WiMAX làm cho nó trở thành một giải pháp thuyết phục với khả năng thực thi cao và dịch vụ không dây băng rộng chi phí thấp. Thông qua công nghệ truy nhập vô tuyến băng rộng và kiến trúc mạng linh hoạt, WiMAX đang trên đường hội nhập vào thị trường toàn cầu.
Công nghệ MIMO tuy mới được quan tâm trong những năm gần đây, công việc thiết kế và thử nghiệm đang ở giai đoạn đầu nhưng lợi ích to lớn của nó đối với các hệ thống Viễn thông đã được khẳng định và được trình bày trong chương 2 của luận văn. Chương 3 trình bày hai hướng được hỗ trợ của hệ thống MIMO trong chuẩn WiMAX là MIMO ma trận A (sử dụng mã hóa không gian thời gian) và MIMO ma trận B (sử dụng kỹ thuật ghép kênh không gian). Qua các nghiên cứu về
lí thuyết cùng kết quả mô phỏng về hai dạng MIMO này, có thể khẳng định MIMO ma trận A là kỹ thuật hiệu quả trong việc giảm ảnh hưởng của fading lên tín hiệu, nâng cao độ tin cậy hệ thống còn MIMO ma trận B khai thác hiệu quả thành phần không gian làm tăng dung lượng hệ thống mà không yêu cầu mở rộng băng tần. Với các ưu điểm đó, có thể thấy việc ứng dụng MIMO vào WiMAX là hoàn toàn phù hợp, đặc biệt trong việc nâng cao dung lượng và chất lượng truyền dẫn, một yêu cầu
đang rất được quan tâm trong truyền thông không dây băng rộng hiện đại.
Dựa trên những kết quả nghiên cứu của luận văn, chúng ta có thể tiếp tục nghiên cứu sâu hơn một số hướng tiếp theo là:
- Nghiên cứu xu hướng và kế hoạch triển khai phát triển cho các hệ thống MIMO
- Nghiên cứu thuật toán lựa chọn tập con anten trong các hệ thống MIMO. - Nghiên cứu kỹ thuật ghép kênh không gian đa người dùng.
- Nghiên cứu hệ thống truyền thông tốc độ Gigabit sử dụng xử lí tín hiệu thời
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Ahmed Younus, “WiMAX-Broadband Wireless Access”, Technical University of Munich, Germany.
[2]. Andrea Goldsmith, “Wireless Communication”, Stanford university, 2005.
[3]. IEEE Standard for Local and Metropolitian Area Networks, IEEE Computer Society and the IEEE Microwave Theory and Techniques Society, Oct 2004.
[4]. Jorg Sperling, “Broadband Wireless Access”, Luxembourg, 21 September 2005. [5]. Michael F. Finneran, “A Comparison of Technologies, Markets and Business
Plans”, dBrn Associates, Inc, June 1-2004.
[6] R. U. Nabar A. J. Paulraj, D. A. Gore and H. B¨olcskei, “An overview of MIMO communications - a key to gigabit wireless,” Proceedings of the IEEE, vol. 92, no. 2, pp. 198–218, Feb. 2004.
[7] S. M. Alamouti, “A simple transmit diversity technique for wireless communications,” IEEE J. Select. Areas Commun., vol.16, no. 8, pp. 1451–1458, Oct. 1998.
[8] Catreus, S.; Greenstein, L. J.; Erceg, V.; “Some Results and Insights on the Performance Gains of MIMO Systems” IEEE Journal on Selected Areas in Communications, vol. 21, no. 5 June 2003;
[9] Shuguang Cui; Andrea J. Goldsmith and Ahmad Bahai; “Energy-efficiency of MIMO and Cooperative MIMO Techniques in Sensor Networks” IEEE Journal on selected areas in communication, 2004.
[10] G.L. Stüber; J.R. Barry; S.W. Mclaughlin; M.A. Ingram and T.G. Pratt; “Broadband MIMO-OFDM Wireless Communications” Proceedings of the IEEE, vol. 92, no. 2, February 2004.
[11] David Gesbert; Mansoor Shafi; Da-shan Shiu; Peter J. Smith and Ayman Naguib “From Theory to Practice: An Overview of MIMO Space–Time Coded Wireless Systems”, IEEE Journal on Selected Areas in Communications, vol. 21, no.3, April 2003
[12] Robert W. Heath, Jr. and Arogyaswami J. Paulraj “Switching Between Diversity and Multiplexing in MIMO Systems” IEEE transactions on communications, vol.53, no.6, June 2005.
[13] Srikanth Mettukuru “Application of Diversity Techniques to WiMAX” Morgantown, West Virginia 2007
[14] B. Muquet, E. Biglieri, A. Goldsmith, and H. Sari “MIMO Techniques for Mobile WiMAX Systems” SEQUANS Communications White Paper
[15] Proefschrift “Adaptive OFDM and CDMA Algorithms for SISO and MIMO Channels”
[16]. Volker Kühn, “Wireless Communications over MIMO channels”, Germany.
[17]. DAVID TSE, “Fundamentals of Wireless Communication”, University of California, Berkeley & Pramod Viswanath, University of Illinois, Urbana- Champaign, September 10, 2004
[18]. Mohinder Jankiraman “The MIMO Wireless channel” Artech House Boston London [19]. A.B. Gershman, “Space time processing for MIMO communications”, McMaster
University Canada and University of Duisburg – Essen, Germany & and N.D. Sidiropoulos, Technical University of Crete, Greece.
[20] Inaki Berenguer & Xiaodong nang “Space Time coding and signal processing for MIMO communications” Department of Electrical Engineering, Columbia University, New York 2007.
[21]. Aispan network, “Multiple antenna systems in WiMAX”, White Paper
[22]. Nortel, MIMO or ASS: “Key technology choice in deploying WiMAX”, White Paper [23]. TS. Phan Hồng Phương, KS. Lâm Chi Thương, “Kỹ thuật phân tập anten trong cải
thiện dung lượng hệ thống MIMO”
[24]. ThS. Nguyễn Anh Tuấn, “Phương pháp mã hóa không gian thời gian trong các hệ thống MIMO và một số hướng nghiên cứu”, hội nghị khoa học lần thứ 6, Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông.
[25]. TS. Lê Thanh Dũng, ThS. Lâm Văn Đà, “WiMAX di động, phân tích, so sánh với các công nghệ 3G”, nhà xuất bản Bưu điện 2007.