Hình 2.7: Mô hình kênh con hóa OFDM
OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access) là phương thức đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao, cung cấp hoạt động ghép kênh luồng số liệu cho đa người sử dụng vào các kênh con đường xuống và đa truy nhập đường đa đường lên bằng phương tiện kênh con đường lên.
OFDMA là công nghệđa sóng mang phát triển trên nền kỹ thuật OFDM. Trong OFDMA, một số sóng mang con, không nhất thiết là phải nằm kề nhau được gộp lại thành kênh con (sub-channel) và các user khi truy cập vào tài nguyên sẽ được cấp cho một hay nhiều kênh con để truyền nhận tùy theo yêu cầu lưu lượng cụ thể. [12]
OFDMA có một số ưu điểm như là tăng khả năng linh hoạt, thông lượng và tính ổn định được cải thiện. Việc ấn định các kênh con cho các thuê bao cụ thể, có thể xảy ra đồng thời với việc truyền nhận từ một số thuê bao mà không cần sự can thiệp nào, do đó sẽ giảm những tác động như nhiễu đa truy nhập (Multi Access Interference-MAI).
OFDMA cho phép nhiều người dùng truy nhập các sóng mang con cùng một lúc. Ở mỗi đơn vị thời gian, tất cả các người dùng có thể truy nhập. Việc ấn định các sóng mang con cho một người dùng có thể thay đổi ở mỗi đơn vị thời gian.
Cấu trúc ký hiệu OFDMA bao gồm 3 kiểu sóng mang con nhưđược chỉ ra trong hình sau:
Sóng mang con số liệu cho truyền dẫn số liệu
Sóng mang con dẫn đường (Pilot) cho mục đích ước lượng và đồng bộ hoá
Sóng mang con Null (DC) không sử dụng cho truyền dẫn, được sử dụng cho phần băng thông an toàn và tải mang DC.
Hình 2.8: Cấu trúc sóng mang con OFDMA
Sóng mang con (số liệu và pilot) được nhóm thành từng nhóm gọi là kênh con. Lớp vật lý WiMAX OFDMA hỗ trợ kênh con hoá trong cả DL và UL. Khối nguồn tài nguyên thời gian-tần số tối ưu cho kênh con hoá là một khe, bằng 48 tone số liệu (sóng mang con).
Có 2 kiểu hoán vị sóng mang con cho kênh con hoá: phân tán và kề nhau. Sự hoán vị phân tán dẫn đến các sóng mang con giả ngẫu nhiên để hình thành một kênh con. Sự hoán vị này mang đến tính đa dạng tần số và trung bình xuyên nhiễu giữa các cell. Sự hoán vị phân tán bao gồm DL FUSC (Sóng mang con sử dụng hoàn toàn), DL PUSC (Sóng mang con sử dụng một phần), UL PUSC và các hoán vị tuỳ chọn thêm. Với DL PUSC, mỗi cặp ký hiệu OFDM, các sóng mang con có thể sử dụng hoặc khả dụng được nhóm thành các nhóm (cluster) chứa 14 sóng mang liền kề trên một ký hiệu, với sự phân bổ pilot và số liệu trên mỗi nhóm trong các ký hiệu chẵn và lẽ như hình 2.9.
Nguyên lý sắp xếp lại được sử dụng để hình thành nhóm các cluster. Một kênh con trong nhóm chứa 2 cluster và được được tạo bởi 48 sóng mang con số liệu và 8 sóng mang con pilot. Các sóng mang con số liệu trong mỗi nhóm được tiếp tục hoán vị để tạo thành các kênh con trong phạm vi nhóm. Vì vậy, chỉ các vị trí
dẫn đường trong cluster là được biểu thị trong hình trên.Các song mang con dữ liệu trong cluster được phân bổ cho nhiều kênh con.
Hình 2.9: Kênh con phân tập tần số DL
Tương tự với cấu trúc nhóm cho DL, cấu trúc kiểu lợp ngói (tile) được xác định cho UL PUSC có định dạng như hình 2.10.
Hình 2.10: Cấu trúc tile của UL PUSC
Không gian sóng mang con hiệu dụng được chia thành các tile, được chọn từ phổ bằng sơ đồ hoán vị/ sắp xếp lại, sau đó được nhóm thành một khe bao gồm 48 sóng mang số liệu và 24 sóng mang pilot trong 3 ký hiệu OFDM.
Hoán vị liền kề nhóm một khối các sóng mang con liền kề để hình thành kênh con. Hoán vị liền kề bao gồm DL AMC và UL AMC, và có cùng một cấu trúc. Một “thùng” (bin) bao gồm 9 sóng mang con trong một ký hiệu, trong đó 8 sóng mang con được gán cho số liệu và 1 sóng mang con được gán cho pilot. Một khe (slot) trong AMC được xác định như là một tập hợp các bin với kiểu (N*M=6), trong đó N là số bin liền kề và M là số ký hiệu liền kề. Do đó, các kiểu hoán vị này có thể là (6 bin, 1 ký hiệu, 3 bin, 2 ký hiệu, 1 bin 6 ký hiệu). Hoán vị AMC cho phép nhiều người sử dụng bằng cách chọn kênh con với sự phản hồi tần số tốt nhất.
Nói chung, kiểu hoán vị sóng mang con phân tán thực hiện tốt trong các ứng dụng di động trong khi đó hoán vị sóng mang con liền kề lại phù hợp tốt cho môi trường di động thấp, hoặc có thể lưu động hoặc cố định. Những tuỳ chọn này cho phép người thiết kế hệ thống lựa chọn ra kiểu hoán vị phù hợp với hệ thống của mình. [12]