3.2.3.1. Đường lờn (từ trạm chủ đến trạm thuờ bao)
- Sử dụng phương phỏp ghộp kờnh phõn chia tần số trực giao mó hoỏ TPC (TPC Orthogonal- Frequency- division- multiplexed L-code Link: TOLL), là một luồng băng thụng rộng, súng mang kết hợp điều chế OFDM 54 MHz, tốc độ dữ liệu của người sử dụng cú độ rộng băng thụng từ 8 Kbps đến 8 Mbps, tốc độ dữ liệu từ trạm chủ lờn đến 139Mbps.
- Đặc điểm cơ bản của đường lờn: Cỏc dạng mó hoỏ và điều chế động phự hợp nhất với hiệu xuất tuyến của cỏc thiết bị đầu cuối xột theo C/N, sử dụng ghộp kờnh phõn chia theo thời gian (cỏc khe) và OFDM. Đồng bộ định thời và súng mang được thực hiện trờn kờnh trung tõm (kờnh số 0), cú giải phỏp hiệu suất cụng suất và
60
băng tần, TOLL cho phộp cỏc tốc độ dữ liệu khỏc nhau trờn 1 khỏch hàng qua việc kết hợp điều chế, mó hoỏ, và phõn định khe sử dụng. Thiết bị đầu cuối khỏch hàng cú thể thỏy đổi phương thức điều chế, mó hoỏ lặp đi lặp lại mà khụng cần đồng bộ lại.
Mỗi băng TOLL (TOLL band) gồm nhiều kờnh TOLL (TOLL channel) được sắp xếp chồng lấn theo kiểu ghộp kờnh phõn chia tần số trực giao (OFDM).
Mỗi kờnh cú tốc độ mẫu cố định là 3,375Mbps. - Cấu trỳc khung của đường lờn:
Trong mỗi kờnh 3,375Mbps cú cấu trỳc khung được xỏc định là 220
(1048576) mẫu trờn khung.
Chu kỳ lặp lại cấu trỳc khung tương ứng 3,11 giõy. Với băng TOLL 54 MHz, cỏc kờnh được đỏnh số 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 cú tần số từ thấp đến cao. Một kờnh trong mỗi khung cú 256 khe, trong đú 252 khe được sử dụng cho lưu lượng của người sử dụng, 4 khe sử dụng cho hệ thống.
- Phõn định kờnh đường lờn:
Cỏc thiết bị đầu cuối khỏc nhau trong cựng kờnh TOLL trong cựng khung cú thể sử dụng phương thức điều chế, mó hoỏ khỏc nhau. Mó hoỏ/điều chế cho 1 UT cú thể được thay đổi qua khung bờn cạnh. Giả sử hệ thống được thiết kế cú 8 kờnh TOLL, ấn định số kờnh sẽ là 12, 13, 14, 15, 0, 1, 2, 3. Trỡnh tự kờnh mà RRM phõn định cho thiết bị đầu cuối là từ kờnh trung tõm ra. Vớ dụ: lần lượt là 0,15,1,14,2,13,3,12.
61
Hỡnh 3.5: Mụ phỏng OFDM đơn giản
- Sự sắp xếp đỏnh số kờnh và định dạng súng OFDM căn cứ vào tần số trung tõm của FC
- Tần số trung tõm của CH#0 (fCH0) được xỏc định như đồng bộ kờnh TOLL
Chu kỳ khung 311 ms Guard band Guard band 256 khe trờn khung trờn kờnh CH8 CH7 FDS slot 3 CH9 CH10 54 MHz 0 3.375 MHz SYNC Slot 0 FDS Slot 2 User Slot 4 User Slot 255 RAC Slot 1 RAC Slot 1 RAC Slot 1 SYNC Slot 0 SYNC Slot 0 FDS Slot 2 FDS Slot 2 FDS Slot 2 FDS slot 3 FDS slot 3 FDS slot 3 User Slot 4 User Slot 4 User Slot 4 User Slot 255 User Slot 255 User Slot 255 RAC Slot 1 Tần số Thời gian SYNC Slot 0
Hỡnh 3.4: Cấu trỳc khung/ khe
CH8 CH9 CH10 CH11 CH12 CH13 CH14 CH15 CH0 CH1 CH2 CH3 CH4 CH5 CH6 CH7 fCH0
50.625 MHz
OFDM Power Spectral Density (Unfiltered)
57.375 MHz -18 dB
62
- Tần số trung tõm của súng mang TOLL được đặt giữa CH#15 và CH#0 tại fC=fCH0 -1,6875MHz .
- Độ rộng bỳp chớnh thường là 50,625MHz, tớnh từ điểm 0 bờn này qua điểm 0 bờn kia của băng thụng là 57,375MHz.
- Bỳp phụ thứ nhất xấp xỉ -18dB từ bỳp súng chớnh. - Trờn thực tế TOLL được lọc để giới hạn cỏc bỳp phụ.
- Sự lựa chọn việc điều chế, mó hoỏ, tăng ớch linh động để đảm bảo chất lượng đường truyền kịp thời.
3.2.3.2. Đường về (từ trạm thuờ bao đến trạm chủ)
Cỏc thiết bị đầu cuối đến trạm chủ sử dụng cỏc phương phỏp truyền dẫn hiệu suất cao gồm kỹ thuật điều chế TPC đũi hỏi cao hơn và FDM với kỹ thuật trải TDM (SCPC TDMA Aloha Return Link: STAR). Là cỏc súng mang đa tần băng thụng hẹp, tốc độ dữ liệu người sử dụng từ 1,8 Kbps đến 4 Mbps. Đường truyền dẫn từ UT đến Gateway gọi là STAR Link - Slotted TDMA Aloha Return Link, để chỉ 3 kỹ thuật truy nhập Slotted Aloha, Aloha, TDMA dựng cho hướng truyền này. Mỗi một phương thức truy nhập được sử dụng linh hoạt thụng qua điều khiển của RRM phự hợp cho loại dịch vụ hay lưu lượng gỏn cho mỗi UT. Một dải tần 500MHz chia thành 237 băng con, mỗi băng cú độ rộng 2.11MHz (gọi là „STAR band‟), mỗi STAR band cú thể được chia thành một trong năm loại kờnh (súng mang) tuỳ vào đặc tớnh lưu lượng và kiểu truy nhập: 16 kờnh 132Khz ; 8 kờnh 264 KHz ; 4 kờnh 528KHz ; 2 kờnh 1.026MHz ; hoặc 1 kờnh 2.11 MHz.
Hỡnh 3.6: Cỏc kiểu kờnh STAR Link
Mỗi một súng mang lại được phõn theo cỏc định dạng khung (TDM) khỏc nhau, trong mỗi khung cú thể được phõn thành 256, 128, 64, 32 hoặc 16 time slots tuỳ thuộc đặc tớnh liờn lạc của UT. Để đồng bộ, khoảng thời gian cho một khung của STAR Link cũng giống TOLL Link là 0.311sec, và do tốc độ STAR Link được
63
thiết kế bằng nửa tốc độ TOLL Link nờn mỗi khung STAR cho cú tổng cộng là 524288 symbols. Sau đõy là một vớ dụ về cấu trỳc khung của STAR Link cho loại 8 kờnh, 64 slot, điều chế QPSK:
Hỡnh 3.7: Cấu trỳc khung của STAR Link cho loại 8 kờnh
- Kớch thước của cỏc khe phụ thuộc vào loại mó hoỏ TPC
Loại truy cập Tỷ lệ mó (Code Rate)
Aloha 0.66015625 SA - Small 0.66015625 SA - Large 0.793212891 TDMA - Small 0.66015625 TDMA - Large 0.793212891 TDMA - 8Ary 0.81640625
- Chỉ loại 16 kờnh trờn 1 băng STAR cung cấp loại gúi nhỏ
- Đỏnh số kờnh STAR với kờnh 0 tại tần số thấp nhất của băng tần
- Mỗi tuyến truyền của người sử dụng sẽ được bự thời gian bởi một lượng kết hợp với độ trễ độ dài tuyến.
- GW xỏc định bự định thời từ gúi truy nhập Aloha và yờu cầu mỗi trạm đầu cuối hiệu chỉnh bự định thời của nú. Sau đú bộ thu STAR sẽ biết mỗi dữ liệu của người sử dụng đến với mẫu bự định thời đỳng.
- GW liờn tục giỏm sỏt cỏc lỗi định thời của mỗi trạm đầu cuối. Nếu cần thiết, GW sẽ yờu cầu cỏc trạm đầu cuối thực hiện bự định thời trong phạm vi cửa sổ xỏc định trước, GW sẽ yờu cầu trạm đầu cuối hiệu chỉnh bự định thời của nú.
64
- Cú 3 loại truy nhập luồng từ trạm đầu cuối đến trạm chủ là: ALOHA, Slotted ALOHA, và TDMA
+ ALOHA cho gúi đăng nhập trạm đầu cuối ban đầu. Nú khụng yờu cầu đồng bộ thời gian với trạm chủ
+ Slotted ALOHA phự hợp cho dữ liệu cụm hoặc cỏc trạm rỗi, như trỡnh duyệt Web
+ TDMA cho dữ liệu người sử dụng liờn tục, tải lờn dung lượng vừa và lớn, như FTP, VoIP, Video Streaming
- Mục đớch chớnh của kờnh ALOHA là cung cấp cỏc trạm đầu cuối khả năng truy nhập vào hệ thống IPSTAR trong lần thiết lập đầu tiờn.
- Một số cỏc kờnh 131,84KHz sẽ được thiết kế làm cỏc kờnh ALOHA - Cỏc kờnh này sẽ được cố định và dựng cho tất cả người sử dụng
- Lỗi định thời giữa trạm đầu cuối người sử dụng và trạm chủ cú thể được đo và hiệu chỉnh.
- Khi GW ấn định kờnh Slotted ALOHA, nú cung cấp cho trạm đầu cuối thụng tin về điều chế, mó hoỏ, kờnh và bự đồng bộ.
- Sự khỏc nhau giữa ALOHA và Slotted ALOHA là cú một đồng bộ khung của người sử dụng với bộ thu GW trong Slotted ALOHA.
- Một phương phỏp đỏnh dấu được sử dụng để duy trỡ việc sử dụng bỡnh quõn của Slotted ALOHA cho mỗi người sử dụng.
- Trong IPSTAR, trạm đầu cuối được phộp phỏt một số gúi trước khi yờu cầu xỏc nhận
- Khụng cú sự chồng lấn trong loại TDMA: mỗi khe được ấn định cụ thể đến 1 trạm đầu cuối.
- GW ấn định độ dài kờnh TDMA với thụng tin điều chế, mó hoỏ, mặt nạ khe phỏt và bự đồng bộ
- Trạm đầu cuối chỉ được phộp phỏt trong cỏc khe xỏc định bởi mặt nạ khe phỏt được ấn định