60 136 120 280 Sóng mang con dữ liệu 3 272 720
2.2.1 Hỗ trợ chất lƣợng dịch vụ (QoS)
Với tốc độ đường truyền vô tuyến cao, khả năng truyền bất đối xứng đường xuống/lên, và một cơ chế phân bố tài nguyên linh hoạt, WiMax di động đáp ứng được yêu cầu chất lượng dịch vụ cho nhiều loại ứng dụng và dịch vụ.
Trong lớp MAC của WiMax di động, QoS được cung cấp qua các luồng dịch vụ được mô tả trong hình 2.7. Đây là 1 luồng các gói dữ liệu theo một hướng nhất định được cung cấp với một bộ thông số chất lượng dịch vụ. Trước khi cung cấp một kiểu dịch vụ dữ liệu nào đó, trạm gốc và đầu cuối người sử dụng thiết lập một đường truyền logic theo một hướng nhất định giữa các MAC ngang cấp, gọi là một kết nối. Sau đó MAC đầu ra kết hợp với các gói tin truyền đến giao diện MAC tạo thành một luồng dịch vụ để truyền trên kênh kết nối đã được thiết lập. Các tham số chất lượng dịch vụ đi kèm với luồng dịch vụ xác định thứ tự truyền và lập lịch trên đường vô tuyến. Do vậy QoS hướng kết nối này có thể cung cấp việc kiểm soát chính xác trên giao diện vô tuyến. Vì giao diện này thường là nút cổ chai nên QoS hướng kết nối có thể cho phép điều khiển QoS đầu cuối tới đầu cuối một cách hiệu quả. Các tham số luồng dịch vụ được quản lý động nhờ các bản tin MAC để đáp ứng nhu cầu dịch vụ động. Luồng dịch vụ dựa trên cơ chế QoS áp dụng cho cả DL và UL để cải thiện chất lượng dịch vụ trên cả hai hướng. WIMAX di động hỗ trợ nhiều loại dịch vụ dữ liệu và ứng dụng với các yêu cầu chất lượng khác nhau, xem trong bảng 2.4.
Hình 2.7: Hỗ trợ QoS của WiMax di động
Các loại QoS Các ứng dụng Các đặc tính QoS
UGS
Dịch vụ cấp không theo yêu cầu
VoIP - Tốc độ duy trì cực đại. - Độ dự phòng trễ cực đại - Độ dự phòng trượt
rtPS
Dịch vụ kiểm soát vòng thời gian thực
Chuỗi Video hay Audio - Tốc độ dự phòng tối thiểu.
- Tốc độ duy trì cực đại - Độ dự phòng trễ cực đại - ưu tiên về lưu lượng
ErtPS
Dịch vụ kiểm soát vòng thời gian thực mở rộng
Thoại với việc tách hoạt động (VoIP) - Tốc độ dự phòng tối thiểu. - Tốc độ duy trì cực đại - Độ dự phòng trễ cực đại - Độ dự phòng trượt. - ưu tiên về lưu lượng
nrtPS
Dịch vụ kiểm soát vòng phi thời gian thực
Giao thức truyền file (FTP)
- Tốc độ dự phòng tối thiểu.
- Tốc độ duy trì cực đại - ưu tiên về lưu lượng
BE
Dịch vụ cố gắng tốt nhất
Truyền dữ liệu, duyệt Web, ..
- Tốc độ duy trì cực đại - ưu tiên về lưu lượng Bảng 2.4: Các ứng dụng WiMax và chất lượng dịch vụ 2.2.2 Dịch vụ lập lịch trình MAC. Bộ lậ p lịc h Phâ n lo ại
Dịch vụ lập lịch trình MAC của WiMax di động này được hình thành để cung cấp hiệu quả các dịch vụ dữ liệu băng rộng gồm: thoại, dữ liệu và video trên các kênh vô tuyến băng rộng thay đổi theo thời gian. Dịch vụ lập lịch trình MAC có các đặc tính dịch vụ dữ liệu băng rộng sau đây:
- Bộ lập lịch dữ liệu nhanh: Bộ lập lịch MAC phải cấp phát các tài nguyên sẵn có một cách hiệu quả để đáp ứng luồng dữ liệu nhóm và theo các điều kiện kênh thay đổi theo thời gian. Bộ lập lịch này được đặt tại mỗi trạm gốc để cho phép đáp ứng nhanh các yêu cầu lưu lượng và các điều kiện kênh. Các gói dữ liệu kèm theo luồng dịch vụ cùng với các thông số chất lượng dịch vụ được xác định từ trước tại lớp MAC để cho bộ lập lịch có thể xác định chính xác thứ tự truyền gói qua giao diện vô tuyến. Kênh CQICH cung cấp phản hồi thông tin kênh nhanh chóng để bộ lập lịch chọn được phương thức mã hoá và điều chế phù hợp cho mỗi lần phân chia. Mã hoá/điều chế thích nghi kết hợp với HARQ tạo ra khả năng truyền dẫn trong suốt trên kênh thay đổi theo thời gian.
- Lập lịch trình cho cả đường xuống và đường lên: Dịch vụ lập lịch này cung cấp cho cả thông tin đường lên và đường xuống. Để bộ lập lịch MAC tạo ra một sự cấp phát tài nguyên một cách hiệu quả và cung cấp chất lượng dịch vụ mong muốn cho đường lên, thì UL phải phản hồi thông tin chính xác và kịp thời theo các điều kiện lưu lượng và các yêu cầu chất lượng dịch vụ. Băng tần cho nhiều đường lên cần có các cơ chế như sau: yêu cầu băng thông qua kênh thay đổi, cõng (piggyback) và kiểm soát vòng được thiết kế để hỗ trợ cho các yêu cầu băng tần đường lên. Luồng dịch vụ đường lên xác định cơ chế phản hồi cho mỗi kết nối đường lên để đảm bảo dự tính được phản ứng của bộ lập lịch đường lên. Hơn nữa, không có can nhiễu trong một cell đối với các kênh con đường lên trực giao. Việc lập lịch cho UL có thể phân bố tài nguyên hiệu quả hơn và chất lượng dịch vụ tốt hơn.
- Cấp phát tài nguyên động: MAC cho phép phân chia tài nguyên tần số-thời gian ở cả đường lên và đường xuống DL và UL trên cơ sở từng khung. Việc
cấp phát tài nguyên này gửi đi trong các bản tin MAP tại thời điểm bắt đầu của mỗi khung. Do vậy, có thể thay đổi việc cấp phát tài nguyên ở từng khung để đáp ứng tốt yêu cầu về lưu lượng và kênh. Ngoài ra, lượng tài nguyên trong mỗi lần cấp phát có thể sắp xếp từ 1 khe đến toàn bộ một khung. Việc cấp phát tài nguyên nhanh chóng, chi tiết mang lại chất lượng dịch vụ tối ưu cho luồng dữ liệu.
- QoS hướng kết nối: Bộ lập lịch MAC điều khiển việc truyền dữ liệu theo từng kết nối. Mỗi kết nối được liên kết với một dịch vụ dữ liệu đơn lẻ cùng một loạt các thông số QoS mà xác định được các hành vi của nó. Nhờ khả năng cấp phát tài nguyên động ở cả đường lên và đường xuống, bộ lập lịch có thể cung cấp chất lượng dịch vụ cao cấp cho cả lưu lượng đường xuống và đường lên. Đặc biệt là với việc lập lịch cho đường lên- tài nguyên đường lên được cấp phát hiệu quả hơn, tính năng hoạt động có thể dự đoán được và chất lượng dịch vụ tốt hơn.
- Lập lịch lựa chọn tần số: Bộ lập lịch có thể hoạt động trên nhiều kênh con khác nhau. Với các kênh phân tập tần số như hoán vị PUSC trong đó các sóng mang con trong các kênh con này được phân bổ giả ngẫu nhiên trên toàn băng tần, các kênh con này có chất lượng như nhau. Việc lập lịch phân tập tần số có thể cung cấp chất lượng dịch vụ tốt và việc lập lịch tài nguyên tần số-thời gian một cách linh hoạt. Với phép hoán vị lân cận chẳng hạn như hoán vị AMC, các kênh con có thể có độ suy hao khác nhau. Việc lập lịch lựa chọn tần số có thể cấp phát cho những người sử dụng di động kênh tương ứng tốt nhất của họ. Việc lập lịch lựa chọn tần số có thể tăng dung lượng hệ thống khi tăng từ mào đầu CQI một cách hợp lý trên đường lên.