7.4.1.2 OFDMA cho lớp vật lý vụ tuyến MAN-OFDMA
Như ta đĩ biết OFDM cú thể hỗ trợ việc truyền một người dựng hoặc truy nhập nhiều người dựng. Khi OFDM được kết hợp với TDMA (đa truy nhập phõn chia theo thời gian) chỳng ta được OFDM-TDMA. Khi OFDM kết hợp với FDMA thỡ tạo ra OFDMA (đa truy nhập phõn chia theo tần số trực giao). Kĩ thuật đa truy nhập OFDM-TDMA ấn định cỏc khe thời gian cho mỗi người dựng. Trong một khe thời gian, tất cả cỏc súng mang con được dành riờng định vị cho một người dựng.
OFDMA cho phộp nhiều người dựng truy nhập cỏc súng mang con cựng một lỳc. Ở mỗi đơn vị thời gian, tất cả cỏc người dựng cú thể truy nhập. Việc ấn định cỏc súng mang con cho một người dựng cú thể thay đổi ở mỗi đơn vị thời gian.
7.4.1.3 SOFDMA theo tỷ lệ (S-OFDMA)
Đõy là một đặc điểm bổ xung cho IEEE 802.16e để hỗ trợ chuyển giao dễ dàng. Trong OFDM-TDMA và OFDMA, số lượng súng mang con thường được giữ bằng nhau với phổ cú sẵn. Số súng mang con khụng thay đổi dẫn đến khụng gian súng mang con thay đổi trong cỏc hệ thống khỏc nhau. Điều này làm cho việc chuyển giao giữa cỏc hệ thống gặp khú khăn. Ngồi ra, mỗi hệ thống cần một thiết kế riờng và chi phớ cao.
OFDMA theo tỉ lệ (-SOFDMA) giải quyết cỏc vấn đề này bằng cỏch giữ cho khụng gian súng mang con khụng thay đổi. Núi cỏch khỏc, số súng mang con cú thể tăng hoặc giảm với những thay đổi trong một băng tần cho trước. Vớ dụ, nếu một băng tần 5MHz được chia thành 512 súng mang con, một băng tần 10MHz sẽ được chia thành 1024 súng mang con.
Bởi vỡ khụng gian súng mang con là giữ nguyờn trong S-OFDMA nờn một mỏy di động cú thể chuyển giao giữa cỏc hệ thống một cỏch suụn sẻ. Ngồi ra, với khụng gian súng mang con khụng thay đổi, một thiết kế là phự hợp cho nhiều hệ thống và cú thể tỏi sử dụng. Chi phớ cho thiết kế và sản phẩm sẽ thấp hơn.
IEEEE 802.16e-2005 kiểu MAN-OFDMA vụ tuyến dựa trờn cơ sở nội dung của OFDMA theo tỉ lệ (SOFDMA). SOFDMA hỗ trợ một phạm vi rộng băng tần để tập trung linh động vào nhu cầu cho việc cấp phỏt đa dạng phổ và cỏc yờu cầu sử dụng mới. Tớnh quy mụ được hỗ trợ bằng cỏch hiệu chỉnh kớch cỡ FFT trong khi cố định khụng gian tần số súng mang con ở 10.94kHz. Do đơn vị tài nguyờn là băng tần súng mang con và
9 súng mang con
Facebook: Khoi.utc@gmail.com 93
khoảng thời gian symbol là cố định, nờn tỏc động đến lớp cao hơn là tối thiểu khi cựng tỉ lệ băng tần.
Bảng 7.1: Cỏc tham số của SOFDMA
Cỏc tham số Cỏc giỏ trị
Băng tần kờnh truyền hệ thống (MHz) 1.25 5 10 20
Tần số lấy mẫu ( MHz) 1.4 5.6 11.2 22.4
Kớch cỡ FFT (NFFT) 128 512 1024 2048
Số kờnh con 2 8 16 32
Khụng gian tần số súng mang con 10.94kHz Thời gian symbol hữu ớch (Tb=1/f) 91.4 micro giõy Thời gian bảo vệ (Tg=Tb/8) 11.4 micro giõy Khoảng thời gian symbol OFDMA (Tg+Tb) 102.9 micro giõy Số lượng symbol OFDMA (khung 5ms) 48
S-OFDMA cho phộp cỏc kớch cỡ FFT nhỏ hơn để cải thiện hiệu suất cho cỏc kờnh truyền với băng thụng thấp hơn, cú thể giảm kớch cỡ FFT nhưng giữ nguyờn khụng gian súng mang con là hằng số độc lập với băng thụng khi băng thụng giảm hồn tồn.
S-OFDMA mang lại một thuận lợi hơn OFDMA. Nú tỉ lệ kớch cỡ của chuyển đổi Fourier nhanh với băng tần kờnh để giữ cho khụng gian súng mang khụng đổi qua cỏc băng tần kờnh khỏc nhau. Khụng gian súng mang khụng đổi làm cho hiệu suất dựng phổ cao hơn trong cỏc kờnh rộng và giảm chi phớ trong cỏc kờnh hẹp.
7.4.1.4 Kờnh con húa
Đa truy nhập phõn chia theo tần số trực giao (OFDMA) cho phộp một số cỏc súng mang con được gỏn cho cỏc người dựng khỏc nhau. Vớ dụ, súng mang con 1, 3 và 7 cú thể được gỏn cho người dựng 1 và súng mang con 2, 5 và 9 cho người dựng 2. Cỏc nhúm súng mang con này được xem như cỏc kờnh con.
Kờnh con húa định nghĩa cỏc kờnh con mà cú thể cấp phỏt cho cỏc thuờ bao khỏc nhau tựy thuộc vào điều kiện kờnh truyền và cỏc yờu cầu dữ liệu khỏc. Điều này mang lại cho cỏc nhà khai thỏc tớnh mềm dẻo cao hơn trong quản lớ băng tần và cụng suất phỏt đồng thời sử dụng tài nguyờn hiệu quả hơn.
Vớ dụ trong cựng một khe thời gian mà cụng suất phỏt lớn hơn cú thể được cấp phỏt cho người dựng với điều kiện kờnh truyền kộm thuận lợi hơn, trong khi cụng suất thấp hơn cho cỏc người dựng trong cỏc vị trớ tốt hơn. Cải thiện độ bao phủ trong cỏc tũa nhà cú thể đạt được bằng cỏch cấp phỏt cụng suất cao hơn cho cỏc kờnh con được ấn định cho cỏc thiết bị người dựng bờn trong.
Kờnh con húa trong đường lờn mang lại sự cải thiện hiệu năng, khi cụng suất phỏt từ thiết bị người dựng cú nhiều hạn chế. Trong OFDM, cỏc thiết bị người dựng phỏt sử dụng tồn bộ khụng gian súng mang. OFDMA hỗ trợ đa truy nhập, cho phộp cỏc thiết bị người dựng phỏt chỉ qua một kờnh con được cấp phỏt cho chỳng. Trong OFDMA với 2048 súng mang và 32 kờnh con, nếu chỉ một kờnh con được cấp phỏt cho một thiết bị, tất
Facebook: Khoi.utc@gmail.com 94
cả cụng suất phỏt sẽ được tập trung trong 1/32 phổ cú sẵn và cú thể mang lại độ khuếch đại cao. Đa truy nhập trở nờn thuận lợi khi sử dụng cỏc kờnh rộng.
OFDMA khai thỏc tớnh đa dạng tần số của kờnh truyền đa đường bằng cỏch mĩ húa và đan xen thụng tin qua cỏc súng mang con trước khi truyền. Điều chế OFDMA cú thể được thực hiện với chuyển đổi Fourier ngược nhanh với hiệu suất cao, điều này cho phộp số lượng lớn súng mang con (lờn tới 2048) với độ phức tạp thấp. Trong một hệ thống OFDMA, tài nguyờn là cú sẵn trong miền thời gian bởi cỏc symbol OFDMA và trong miền tần số bởi cỏc súng mang con. Cỏc tài nguyờn tần số và thời gian cú thể được sắp xếp trong một kờnh con để cung cấp đến cỏc người dựng cụ thể. OFDMA là một lược đồ ghộp kờnh/đa truy nhập mà cung cấp thao tỏc ghộp kờnh cỏc luồng dữ liệu từ nhiều người dựng lờn cỏc kờnh con đường xuống và đa truy nhập bởi cỏc kờnh con đường lờn.
Trong OFDM cỏc thiết bị người dựng được ấn định cỏc khe thời gian cho truyền dẫn, nhưng chỉ một thiết bị người dựng cú thể phỏt trong một khe thời gian.