Một hệ thống VLC điển hình được chỉ ra trên hình 2.1 dưới đây [8-10]. Trong đó, hiệu năng hệ thống này tập trung vào kênh truyền dữ liệu đường xuống của một hệ thống mạng VLC đa cell (multi-cell) với đa người dùng được triển khai trong một không gian trong nhà rộng lớn với kích thước L W H (chiều dài, chiều rộng, chiều cao). Đường lên của hệ thống mạng VLC có thể sử dụng sóng vô tuyến điện RF hoặc hồng ngoại.
AP Coordinator
Internet
UE UE
AP
Hình 2.1: Mô hình hệ thống VLC
Hệ thống VLC xem xét được thể hiện như trên hình 2.1, ở đây các thành phần chính bao gồm: Một điều phối viên VLC (Coordinator), các trạm phát hay điểm truy cập (AP) và thiết bị người dùng (UE). Trong đó, ứng với mỗi cell là một trạm phát AP được thiết kế với nhiều chùm sáng định hướng. Các AP kết nối với internet thông qua một Coordinator. AP truyền dữ liệu cho thiết bị người dùng UE thông qua đường truyền bằng ánh sáng nhìn thấy.
Điều phối viên - Coordinator: Nhiệm vụ chính của Coordinator là kết nối các thiết bị người dùng với mạng bên ngoài ví dụ như internet [12-14]. Coordinator
Coordinator cũng chịu trách nhiệm quản lý hoạt động của các AP và người dùng như thực hiện các giải pháp nâng cao hiệu năng, quản lý di chuyển, quản lý và cấp phát tài nguyên,…. Trong mô hình hệ thống này, hàng đợi (buffer) của thiết bị người dùng được để ở Coordinator. Mỗi thiết bị người dùng sẽ được cấp phát một buffer với kiểu dữ liệu FIFO tại Coordinator. Khi đó, các gói tin của thiết bị người dùng từ mạng ngoài đi vào Coordinator, và được lưu trữ trên buffer. Sau khi được lập lịch phân bổ tài nguyên, các gói tin này sẽ được truyền đến các điểm truy cập AP để thực hiện truyền xuống cho thiết bị.
Điểm truy cập - AP: Điểm truy cập hay trạm phát trong mạng truyền thông ánh sáng nhìn thấy (VLC access point) là một thiết bị lớp hai, hoạt động trên lớp liên kết dữ liệu và lớp vật lý [12-14]. Tín hiệu truyền cho UE là tín hiệu quang được phát ra từ nguồn sáng LED, AP có thể truyền dữ liệu cho tất cả các UE nằm trong vùng phủ sóng ánh sáng của nó.
Trong đề tài này sẽ xem xét các điểm truy cập AP sử dụng cấp hình đa chùm sáng để cải thiện chất lượng tín hiệu, nâng cao hiệu năng hệ thống và sử dụng tài nguyên hiệu quả. Mỗi chùm sáng sẽ tương ứng với một LED có góc bức xạ nửa công suất tương đối hẹp được định hướng theo các góc khác nhau với mục đích đem lại vùng phủ sóng riêng biệt như ví dụ trên hình 2.2.
Hình 2.2: Cấu hình chiếu sáng của điểm truy cập đa chùm sáng
Bên cạnh đó, đa truy cập phân chia theo tần số trực giao OFDMA được sử dụng cho truyền dữ liệu đường xuống để hỗ trợ đa truy cập. Trong một điểm truy cập AP bao gồm nhiều chùm sáng, tương ứng với mỗi chùm sáng sẽ cung cấp một
phần từ transmitter OFDMA sử dụng cùng một tài nguyên về dải tần (một AP có N chùm sáng sẽ tương ứng với N phần tử OFDMA). Điều này giúp tái sử dụng tài nguyên tần số một cách hiệu quả, từ đó giúp nâng cao hiệu năng hệ thống (VD: Với AP có 5 chùm sáng, sẽ có 5 phần từ OFDMA tương ứng với mỗi chùm sáng, từ đó tái sử dụng dải tần số 5 lần).
Đa truy cập phân chia theo tần số trực giao (OFDMA) được sử dụng để đạt được đa truy cập và chống lại sự can thiệp giữa các ký hiệu (ISI). Băng thông có sẵn có thể được chia sẻ giữa nhiều người dùng bằng cách gán cho mỗi người dùng một lượng băng thông khác nhau tương ứng với nhu cầu của người dùng và chính sách lập kế hoạch.