Hệ thống SDMA/OFDMA cho đường xuống đã được nghiên cứu trong hệ thống truyền thông RF. Đa truy cập phân chia theo không gian - SDMA đã được tích hợp vào các tiêu chuẩn truyền thông 4G như LTE và IEEE 802.11ac. Trong SDMA, một mảng anten được sử dụng ở máy phát để tạo ra nhiều chùm tia hẹp hướng tới những thiết bị người dùng khác nhau đang hoạt động. Bằng cách này, nhiều người dùng có thể được phục vụ cùng một lúc cùng một khe thời gian. Mặc
dù SDMA cho thấy hiệu suất hứa hẹn trong RF, nó không thể thực hiện đơn giản trong VLC. Một trong những vấn đề chính là máy phát. Trong RF, các chùm hẹp định hướng được tạo ra bằng cách thay đổi biên độ và pha của các tín hiệu truyền qua mảng anten. Cách tiếp cận này không thể được thực hiện trực tiếp trong VLC vì VLC sử dụng điều chế cường độ và phát hiện trực tiếp (IM/DD). Tuy nhiên, LED có vùng chiếu sáng hạn chế vốn có. Đặc tính này được khai thác để tạo ra các chùm ánh sáng định hướng với các vùng phủ sóng tách biệt. Do đó, trong SDMA quang học, một máy phát nhiều chùm sáng hẹp được định hướng theo nhiều hướng khác nhau được sử dụng. Từ sự đa dạng về vùng phủ của các chùm sáng, máy phát có thể đồng thời phục vụ nhiều người sử dụng ở các vị trí khác nhau với cùng tài nguyên băng tần, giúp tái sử dụng tài nguyên hiệu quả, nâng cao hiệu năng mạng.
Đa truy cập phân chia theo tần theo tần số trực giao – OFDMA được sử dụng khi trong một chùm sáng của điểm truy cập cần có hơn một thiết bị người dùng cần phục vụ. Các thiết bị người dùng được phục vụ truyền dữ liệu bởi cùng một chùm sáng trong điểm truy cập, quá trình phân bổ tài nguyên OFDM cần được thực hiện.
OFDMA 2 OFDMA 1 OFDMA Nb UE 1 OFDMA 2 OFDMA 1 OFDMA Nb Coordinator AP 1 AP 2 UE 2 UE 3 CS 1 CS 2 CS Nb CS 1 CS 2 CS Nb UE 4 CCI
nội cell CCI
liên cell
Hình 2.6: Hệ thống VLC SDMA/OFDMA
Hệ thống VLC này sử dụng SDMA/OFDMA để thực hiện hỗ trợ đa truy cập như thể hiện trên hình 2.6. Ở đây, mỗi AP sẽ có N phần tử transmitter OFDMA
OFDMA trên các AP đều sử dụng chung tài nguyên về dải tần giúp tái sử dụng tài nguyên nhiều lần, nâng cao hiệu năng sử dụng phổ tần. Các chùm sáng thực hiện truyền dữ liệu cho các thiết bị người dùng nằm trong vùng phủ của nó. Khi có nhiều thiết bị người dùng cùng nằm trong một chùm sáng, cơ chế đa truy cập OFDMA được thực hiện để cấp phát tài nguyên cho các thiết bị đó để có thể nhận dữ liệu downlink. Như ví dụ trên hình 2.6, UE 3 và UE 4 được phục vụ truyền dữ liệu bởi chùm sáng 2 (CS 2) của điểm truy cập (AP) 2, từ đó khối lập lịch tại Coordinator phải có nhiệm vụ phân bổ tài nguyên trong phần tử OFDMA 2 cho 2 UE này.
Trong không gian tài nguyên của OFDMA được chia làm hai miền là miền thời gian và miền tần số. Trong miền thời gian, một khung truyền truyền dữ liệu sẽ có K khe thời gian (để đơn giản hệ thống xem xét K = 10 tương ứng với 10 khe thời gian, mỗi khe thời gian có độ dài là 1ms). Quá trình cấp phát tài nguyên OFDMA cho các thiết bị người dùng trong hệ thống VLC này được thực hiện tại đầu mỗi khung thời gian.
Xem xét mỗi phần tử transmitter OFDMA có Nsc sóng mang con và các sóng mang con này được nhóm lại thành các khối đơn vị tài nguyên kênh con bằng nhau (ký hiệu là RU). Giả sử mỗi khối đơn vị tài nguyên đó sẽ có nsc sóng mang con và kéo dài trong một khung thời gian, ta có số lượng khối đơn vị tài nguyên kênh con của mỗi transmitter trong một khung thời gian là NRU = Nsc/nsc. Mỗi AP i sẽ có một tập các khối đơn vị tài nguyên RU như sau:
, { R U } A P i i b r R U (2.7) Trong đó, A P i
R U là tập tài nguyên của AP i, R Uib r, là khối đơn vị tài nguyên thứ r trong phần tử transmitter OFDMA b của AP i. b {1, …, Nb} với Nb là số phần tử transmitter OFDMA (hay là số chùm sáng) trong AP. r {1, …, NRU}.