Công nghệ OFDM với khả năng hạn chế nhiễ u

Một phần của tài liệu Wimax và ứng dụng (Trang 44 - 46)

WIMAX sử dụng công nghệ OFDM để truyền dữ liệu ở giao diện vô tuyến và cho phép các thuê bao truy nhập kênh. Cũng có nhiều công nghệ khác ở giao diện này như FDM, CDMA. Tuy nhiên OFDM đã chứng tỏ nó có những ưu điểm hơn rất nhiều về tốc độ truyền, tỷ lệ lỗi bit, cũng như hiệu quả sử dụng phổ tần nên

đã được IEEE chọn làm công nghệ truyền dẫn cho truyền dẫn vô tuyến băng rộng trong chuẩn IEEE.802.16.

Các kĩ thuật sử dụng trải phổ trực tiếp DS-CDMA như trong chuẩn 802.11b rất dễ bị ảnh hưởng bởi nhiễu đa đường vì thời gian trễ có thể vượt qua khoảng thời gian của một kí tự. OFDM sử dụng kĩ thuật truyền song song nhiều băng tần con nên kéo dài thời gian truyền kí tự lên nhiều lần. Ngoài ra OFDM còn chèn thêm một khoảng bảo vệ GI (Gaurd Interval) thường lớn hơn thời gian trễ tối đa của kênh truyền giữa 2 kí tự nên nhiễu ISI có thể được loại bỏ hoàn toàn.

Trên kênh truyền dẫn thì nhiễu lựa chọn tần số cũng là một vấn đề ảnh hưởng lớn đến chất lượng truyền thông tín hiệu. Tuy vậy OFDM cũng rất mềm dẻo và linh hoạt khi giải quyết vấn đề này. OFDM có thể khôi phục lại kênh truyền thông qua tín hiệu dẫn đường (Pilot) được truyền đi cùng với dòng tín hiệu thông tin. Ngoài ra với các kênh con suy giảm nghiêm trọng về tần số thì OFDM còn có một lựa chọn nữa để giảm tỷ lệ lỗi bit là giảm bớt số bit mã hóa cho một tín hiệu

điều chế tại kênh tần số đó.

Hình 2.12: So sánh sóng mang của OFDM với các hình thức truyền thống

Hình trên so sánh giữa hai hình thức điều chế. Đối với các hình thức truyền thống, một sóng mang đơn với băng thông rộng sẽ được truyền đi, trong khi với OFDM băng thông rộng này được chia thành các băng con, mỗi băng con sẽ ứng với một sóng mang con, các sóng mang con trực giao nhau. Việc chia băng con này sẽ làm tốc độ trên mỗi băng con này giảm đi N lần, tuy nhiên, chu kì của một sóng mang cũng sẽ dài hơn N lần. Điều này giúp cho việc đồng bộ dễ dàng hơn, tránh nhiễu đa đường cũng tốt hơn. Việc chia thông tin cũng giúp cho việc chống nhiễu tốt hơn, vì nếu bị nhiễu, cũng chỉ bị nhiễu trên các cụm đơn lẻ, nên có thể

khắc phục dễ dàng hơn.

Mỗi sóng mang được gán luồng dữ liệu để truyền đi. Biên độ và pha của sóng mang được tính toán dựa trên phương thức điều chế (thường là QPSK, BPSK, QAM). Sau đó dùng biến đổi IFFT (Inverse Fast Fourier Tranform) để biến từ

miền tần số về miền thời gian. IFFT là một phương pháp biến đổi hiệu quả và đảm bảo cho các sóng mang con trực giao. Tại bộ nhận, người ta dùng biến đổi FFT(Fast Fourier Tranform) để biến đổi ngược lại từ miền thời gian sang miền tần số.

Một vấn đề quan trọng trong truyền dẫn là sựđòi hỏi khắt khe về sự đồng bộ

vì sự sai lệch về tần số, ảnh hưởng của hiệu ứng Doppler khi di chuyển và lệch pha sẽ gây ra nhiễu giao thoa tần số ICI (Intercarrier Interfrence) mà hậu quả là phá bỏ

sự trực giao giữa các tần số sóng mang và làm tăng ảnh hưởng tới hệ thống cũng như BER. Tuy nhiên OFDM cũng có thể giảm bớt sự phức tạp của vấn đềđồng bộ

thông qua khoảng bảo vệ GI. Việc sử dụng chuỗi GI cho phép OFDM có thể điều chỉnh tần số thích hợp mặc dù việc thêm GI cũng đồng nghĩa với việc giảm hiệu quả sử dụng băng tần.

Hình 2.13: OFDM phát và thu

Bộ Serial to Para định dạng luồng dữ liệu, nhóm các bit lại để gán cho các sóng mang (Ví dụ sẽ nhóm 6 bit một nhóm nếu là QAM64)

Bộ Carrier Modulation mã hoá vi sai dữ liệu trong mỗi sóng mang, sau đó ánh xạ theo dạng khoá dịch pha PSK. Mã hoá vi sai đòi hỏi phải có dữ liệu ban

đầu, do đó một symbol sẽ được thêm vào ban đầu. Sau đó dữ liệu sẽ được ánh xạ

theo pha tuỳ theo cách điều chế. Ví dụ với QPSK các góc sẽ là 0, 90, 180, 270 độ.

Điều này có nghĩa là biên độ sẽ là hằng số, nên sẽ ít nhạy cảm với méo phi tuyến. Bộ IFFT biến đổi từ miền tần số sang miền thời gian

Bộ Guard Period Insertion thêm khoảng bảo vệ vào sau mỗi sóng mang Tại bộ nhận, trình tự làm theo chiều ngược lại. Khoảng bảo vệ sẽ được loại bỏ, sau

đó dùng biến đổi FFT biến từ miền thời gian sang miền tần số. Sau đó dùng bộ giải

điều chế để ánh xạ các sóng mang thành luồng dữ liệu tương ứng.

OFDM là một công nghệ chia nhỏ băng tần thành các băng nhỏ hơn. Trong WIMAX theo chuẩn 802.16d, đã áp dụng công nghệ này. Vì vậy WIMAX fixed có thể hoạt động được trong môi trường NLOS(Non Light of Sight). Trong WIMAX fixed được chia thành 256 sóng mang con, 198 là dành cho dữ liệu, còn lại dành cho khoảng bảo vệ.

Một phần của tài liệu Wimax và ứng dụng (Trang 44 - 46)