15.2 Cấu trúc OFDM symbol
Trong một hệ thống OFDM, chuỗi dữ liệu cao đầu vào sẽ được tách thành nhiều chuỗi song song với tốc độ dữ liệu thấp hơn, mỗi chuỗi đó sẽ được điều chế thành các tín hiệu số trực giao hay nói cách khác được mang trên các sóng mang con trực giao. Băng thông tín hiệu cơ bản được truyền dẫn là toàn bộ băng thông tín hiệu trong tất cả những sóng mang con.
Ở miền thời gian Symbol OFDM có độ dài Ts, trong đó Tb là khoảng thời gian thực của symbol, còn Tg = Ts – Tb là phần copy từ cuối lên để chống hiện tượng đa đường. Phần này gọi là tiền tố vòng CP (Cyclic Prefix), nó có thể có các giá trị (độ dài) khác nhau tuỳ vào hệ thống và thỏa mãn điều kiện chống đa đường.
Hình 3.25. Cấu trúc symbol OFDM trong miền thời gian
Trong miền tần số, mỗi symbol OFDM được tạo ra bởi việc ánh xạ các chuỗi symbol trên các sóng mang con. Wimax có 3 kiểu sóng mang con:
các chế độ hoạt động của Wimax • Sóng mang con dữ liệu: được sử dụng cho việc mang các symbol dữ liệu. • Sóng mang con dẫn đường: được sử dụng cho việc mang các symbol dẫn
đường (pilot). Các symbol dẫn đường được biết đến như một sự ưu tiên và có thể được sử dụng cho đánh giá kênh và dò kênh.
Sóng mang con rỗng: không có công suất được cấp đến chúng, bao gồm các sóng mang con một chiều DC và các sóng mang con bảo vệ (guard).
Hình 3.26. Cấu trúc symbol OFDM trog miền tần số
Hình 3.27. Miêu tả OFDM symbol trong miền tần số và thời gian
16. Cấu trúc khung TDD
PHY 802.16e hỗ trợ cả TDD và FDD tuy nhiên, phiên bản đầu của WiMAX di động chỉ hỗ trợ chế độ TDD. TDD là một kĩ thuật song công dựa trên đa truy nhập phân chia theo thời gian TDMA (TimeDevision Multiple Acces) để phân tách tín hiệu phát và tín hiệu thu. Một đặc điểm khác khiến TDD được sử dụng trong WiMAX di
các chế độ hoạt động của Wimax động thế hệ đầu là đường tín hiệu radio uplink và downlink là rất giống trong hệ thống mà các thiết bị đầu cuối di chuyển chậm điều đó có nghĩa là công nghệ như beamforming làm việc rất tốt với hệ thống TDD. Sự sắp xếp có hệ thống của TDD có thể cấp phát một cách linh hoạt số lượng khe thời gian cho hai chiều truyền và nhận dữ liệu, điều này đặc biệt quan trọng trong các đường truyền với tỉ lệ UL/DL không bị bắt buộc phải là 50/50. Xét một cách tổng quát thì TDD có thể mang lại sự linh hoạt cũng như giúp nâng cao năng lực của hệ thống lên rất nhiều. Tuy nhiên, việc sử dụng TDD trong phiên bản đầu này của WiMAX di động gặp phải một nhược điểm đó là bị hạn chết bởi dài tần nhỏ.
Để hiệu quả TDD chia dòng dữ liệu ra thành nhiều khung và với mỗi khung này lại chia thành các khe thời gian để truyền đi và nhận về. Đối với vấn đề xuyên nhiễu, TDD không yêu cầu sự đồng bộ hệ thống ở diện rộng, tuy nhiên TDD sẽ ưu tiên chế độ song công vì những lý do sau:
TDD cho phép điều chỉnh tỷ số đường xuống/đường lên để hỗ trợ lưu lượng đườngxuống/đường lên một cách hiệu quả, trong khi đó với FDD, đường xuống và đường lên luôn luôn bị cố định và thường bằng với băng thông DL và UL.
TDD đảm bảo sự trao đổi kênh để hỗ trợ khả năng điều chỉnh đường truyền, MIMO và các công nghệ anten khác.
Không giống như FDD với việc yêu cầu một cặp kênh, TDD chỉ yêu cầu một kênh đơn cho cả đường xuống và đường lên, điều này dẫn đến mềm dẻo hơn đối với sự phân chia phổ thay đổi.
các chế độ hoạt động của Wimax
Hình 3.28. Cấu trúc khung TDD
Hình vẽ trên đây minh hoạ cấu trúc khung OFDM với phương thức song công phân chia theo thời gian (TDD). Mỗi khung được chia thành khung con DL và UL riêng rẽ bởi các bộ chuyển dịch phát/thu và thu/phát (TTG và RTG tương ứng) để chống lại sự xung đột trong truyền dẫn DL và UL. Trong một khung, thông tin điều khiển sau được sử dụng để đảm bảo hoạt động hệ thống tối ưu. Symbol OFDM đầu tiên trong khung con đường xuống được sử dụng cho truyền dẫn phần mào đầu DL. Phần mào đầu có thể được sử dụng cho những thủ tục khác nhau của lớp vật lý như đồng bộ về thời gian và tần số, đánh giá kênh ban đầu, đánh giá tạp âm và nhiễu. Trong symbol OFDM sau phần mào đầu khung DL, những kênh con đầu tiên được cấp cho tiêu đề điều khiển khung FCH. Trường FCH được sử dụng cho việc mang thông tin điều khiển hệ thống, như các sóng mang con được sử dụng (trong trường hợp phân đoạn), các kênh con ranging, và chiều dài bản tin DL-MAP. Thông tin này được mang trên bản tin DL_Frame_Prefix nằm bên trong FCH. FCH luôn luôn được mã hóa với phương thức mã hóa BPSK 1/2 để đảm bảo cường độ tín hiệu tối đa. Sau FCH là bản tin DL-MAP và UL-MAP, mà nó phân vùng dữ liệu của người sử dụng khác nhau trong các khung con DL và UL của khung hiện tại. Bằng cách lắng nghe những thông điệp này, mỗi MS có thể nhận diện các kênh con và symbol được cấp trong DL và UL cho nó sử dụng. Theo định kỳ, BS cũng truyền tập miêu tả các kênh
các chế độ hoạt động của Wimax đường xuống (DCD) và tập miêu tả kênh con đường lên (UCD) sau bản tin UL-MAP, chúng bao gồm các thông tin điều khiển thêm vào để duy trì việc miêu tả cấu trúc kênh và bust profile cho phép khác nhau bên trong BS được ấn định. Kênh UL CQICH được phân bổ cho MS để trả lời lại các thông tinvề trạng thái kênh. Kênh UL ACK được sử dụng cho MS để trả lời lại thông báo DL HARQ.