WiMax ra đời nhằm cung cấp một phương tiện truy cập Internet không dây tổng hợp có thể thay đổi cho ADSL và WLAN. Hệ thống WiMax có khả năng cung cấp đường truyền vời tốc độ đến 70Mb s/ và với bán kính phủ sóng của
một trạm anten phát lên đến 50km. Mô hình phủ sóng của mạng Wimax tương tự như mạng điện thoại tế bào. Một hệ thống Wimax gồm hai phần:
- Trạm phát: giống như trạm BTS trong mạng thông tin di động với công suất lớn có thể phủ sóng một vùng rộng đến 8000km2.
- Trạm thu: có thể là anten thu nhỏ như các card mạng cắm vào hoặc được thiết lập sẵn trên Mainboard bên trong các máy tính, theo cách mà
WLAN vẫn dùng.
Các trạm BTS được kết nối tới mạng Internet thông qua các đường truyền tốc độ cao riêng hoặc có thể được nối tới một BTS khác như một trạm trung chuyển bằng đường truyền thẳng LOS (Line Of Sight), và chính vì vậy WiMax có thể phủ sóng tới những vùng rất xa.
Hình 1.17 thể hiện mô hình truyền thông của WiMax. Các anten thu/phát có thể trao đổi thông tin với nhau qua các tia sóng truyền thẳng hoặc các tia phản xạ. Trong trường hợp truyền thẳng LOS, các anten được đặt cố định trên các điểm cao, tín hiệu trong trường hợp này ổn định và tốc độ truyền có thể đạt được tối đa. Băng tần sử dụng có thể dùng ở tần số cao đến 66GHz
vì ở tần số này tín hiệu ít bị giao thoa với các kênh tín hiệu khác và băng thông sử dụng cũng lớn hơn. Đối với trường hợp có vật chắn NLOS, WiMax sử dụng băng tần thấp hơn từ 2 đến 11GHz, tương tự như ở WLAN, tín hiệu có thể vượt qua các vật cản thổng qua phản xạ, nhiễu xạ, uốn cong, vòng qua các vật thể đến đích.
Hình 1.17. Mô hình truyền thông của WiMax. Hệ thống Wimax có các đặc điểm chính sau:
- Khoảng cách giữa trạm thu và phát có thể tới 50km. - Tốc độ truyền có thể thay đổi, tối đa 70Mb/s.
- Hoạt động trong cả hai môi trường truyền dẫn: đường truyền tầm nhìn thẳng LOS và đường truyền che khuất NLOS.
- Trong Wimax hướng truyền tin được chia thành 2 đường lên và xuống. Đường lên có tần số thấp hơn đường xuống và đều sử dụng công nghệ OFDM để truyền. OFDM trong WiMax sử dụng tối đa 2048 sóng mang, trong đó có 1536 sóng mang dành cho thông tin được chia thành 32 kênh con mỗi kênh con tương đương với 48 sóng mang. WiMax sử dụng điều chế nhiều mức thích ứng từ BPSK, QPSK đến 256-QAM kết hợp các phương pháp sửa lỗi Reed Solomon, mã xoắn tỉ lệ mã từ 1/ 2đến 7/ 8.
- Độ rộng băng tần của WiMax từ 5MHz đến trên 20MHz được chia thành nhiêu băng con 1,75MHz. Mỗi băng con này được chia nhỏ hơn nữa
nhờ công nghệ OFDM, cho phép nhiều thuê bao có thể truy cập đồng thời một hay nhiều kênh một cách linh hoạt để đảm bảo tối ưu hiệu quả sử dụng băng tần. Công nghệ này gọi là công nghệ đa truy cập OFDMA (Orthorgonal
Frequency Division Multiple Access).
- Cho phép sử dụng 2 công nghệ TDD (Time Division Duplexing) và FDD (Frequency Division Duplexing) cho việc phân chia truyền dẫn của hướng lên và hướng xuống.
- Về cấu trúc phân lớp, hệ thống WiMax được phân chia thành 4 lớp: Lớp con tiếp ứng (Convergence) làm nhiệm vụ giao tiếp giữa lớp đa truy nhập và các lớp trên, lớp đa truy nhập (MAC layer), lớp truyền dẫn (Transmission) và lớp vật lý (Physical). Các lớp này tương đương với hai lớp dưới của mô hình OSI và được tiêu chuẩn hóa để có thể giao tiếp với nhiều ứng dụng lớp trên.
Ngoài những ứng dụng trên kỹ thuật OFDM còn được sử dụng trong rất nhiều các hệ thống khác nữa như trong các hệ thống phát thanh số (DAB: Digital Audio Broadcasting), hệ thống tuyền hình số (DVB:Digital Video Broadcating), trong hệ thống ADSL (ADSL:Asynchronous Digital Subscriber Line)… Và đặc biệt OFDM còn là kỹ thuật được coi như một ứng cử viên cho
1.6. Tóm tắt
Ở chương này chúng ta đã tìm hiểu về các đặc điểm của kỹ thuật OFDM như phương pháp điều chế, giải điều chế, tiếp đầu tuần hoàn..vv.. và những ứng dụng của OFDM như hệ thống DRM, Wifi, WiMax..
Một lợi thế của hệ thống OFDM là khả năng chống nhiễu ISI, ICI với việc sử dụng tiếp đầu tuần hoàn đủ rộng có thể chống lại kênh pha-đinh chọn lọc theo tần số rất tốt.
Chương tới đây chúng ta sẽ tìm hiểu phương pháp mã khối không gian- thời gian.
CHƯƠNG 2