Công nghệ WiMAX di động và ứng dụng công nghệ trong việc tối ưu hoá triển khai mạng

Hiện nay, ngày càng có nhiều công nghệ mới ra đời đặc biệt là công nghệ WiMAX di động đang được rất nhiều người quan tâm. Đây là công nghệ mang đến nhiều tranh luận nhất về dung lượng, khả năng phủ sóng, chất lượng dịch vụ QoS và quan trọng nhất là các loại hình ứng dụng băng rộng mà công nghệ này có thể hỗ trợ.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Công nghệ WiMAX di động và ứng dụng công nghệ trong việc tối ưu hoá triển khai mạng We're on your wavelength. Công nghệ WiMAX di động Và ứng dụng công nghệ trong việc tối ưu hoá triển khai mạng Giới thiệu Hiện nay, ngày càng có nhiều công nghệ mới ra đời đặc biệt là công nghệ WiMAX di động đang được rất nhiều người quan tâm. Đây là công nghệ mang đến nhiều tranh luận nhất về dung lượng, khả năng phủ sóng, chất lượng dịch vụ QoS và quan trọng nhất là các loại hình ứng dụng băng rộng mà công nghệ này có thể hỗ trợ. Đặc tính công nghệ vô tuyến có ảnh hưởng trực tiếp đến thành công về dịch vụ và nguồn tài chính của nhà cung cấp dịch vụ. Kỹ thuật điều chế OFDM và OFDMA ứng dụng triển khai thương mại, công nghệ ăngten thông minh, quản lý tài nguyên vô tuyến và chuyển vùng (handoff); có nhiều thuật toán và công nghệ cải tiến sẵn có nhằm đáp ứng các thách thức cung cấp các dịch vụ băng rộng di động và đảm bảo mô hình kinh doanh hấp dẫn đối với nhà cung cấp dịch vụ. Trong vòng 15 năm, Alvarion đã đi đầu trong các triển khai công nghệ vô tuyến cải tiến và ăngten thông minh đối với các hệ thống băng rộng không dây trong đó gồm cả WiMAX di động. Trong bài viết này, Alvarion đã nghiên cứu những lợi ích của các công nghệ liên quan và công nghệ vô tuyến mới nhất đồng thời miêu tả việc tác động của những lợi ích này đến việc triển khai các mạng WiMAX di động. Các công nghệ điều chế và đa truy nhập Điều chế theo thứ tự cao hơn Ngược với công nghệ tượng tự có trước đây (FM,AM) và biểu đồ điều chế số hóa hiệu suất thấp. (PSK, BPSK và QPSK) được sử dụng rộng rãi trong các mạng ngày nay, công nghệ băng rộng không dây yêu cầu sử dụng các biểu đồ điều chế theo thứ tự cao hơn với hiệu quả trải phổ tốt hơn. Tuy nhiên biểu đồ điều chế theo thứ tự cao hơn này rất dễ bị tác động bởi nhiễu (interference) và hiện tượng đa đường dẫn. Cả hai yếu tố này đều phổ biến trong các triển khai mạng không dây có mặt khắp nơi và số lượng người dùng lớn. Hình 1 - Một số lược đồ điều chế theo thứ tự khác nhau Để biết được những tác động này, Công nghệ OFDM, OFDMA và S-OFDMA là những công nghệ truy nhập mới cải tiến hỗ trợ kênh cần thiết để đạt được hiểu quả trải phổ cao hơn và thông lượng kênh cao hơn. Những công nghệ truy nhập mới này là nền tảng cho WiMAX di động và các hệ thống băng rộng di động thế hệ tiếp theo khác. OFDM Nhu cầu về các dịch vụ băng rộng tin cậy trong điều kiện truyền không dây bi che chắn (không có đường truyền thẳng- NLOS, đặc biệt bị ảnh hưởng bởi hiện tượng đa đường dẫn và can thiệp từ các nhà cung cấp dịch vụ không dây khác ) đã đưa công nghệ không dây vào triển khai rộng khắp sử dụng công nghệ ghép kênh phân chia theo tần số trực giao OFDM trong các chuẩn và sản phẩm. Hình 2 - Ví dụ điển hình về hiện tượng đa đường dẫn Công nghệ OFDM chia luồng dữ liệu ra thành nhiều đường truyền băng hẹp trong vùng tần số sử dụng các song mang con trực giao với 1 sóng mang con khác. Những sóng mang con này sau đó ghép thành các kênh tần số để truyền vô tuyến. Hình 3 - Lược đồ các sóng mang con trong công nghệ OFDM Các đường truyền băng hẹp này sử dụng các ký tự có khoảng thời gian dài (long duration symbol) trong miền thời gian để làm cho các ký tự không bị méo do hiện tượng đa đường dẫn. Bằng cách sử dụng các khoảng thời gian của ký tự xấp xỉ 100ms với khoảng bảo vệ khoảng 10ms, công nghệ OFDM cho phép khắc phục được các tác động của hiện tượng đa đường dẫn. Hình 4 - Sự nguyên vẹn của ký tự được sử dụng làm chậm chễ hiện tượng đa đường dẫn với khoảng bảo vệ thời gian Để đảm bảo khả năng trực giao, khoảng dãn cách giữa các sóng mang con phải được chọn lựa sao cho nó đảo ngược với khoảng thời gian của ký tự. Hình 5 - Khoảng dãn cách giữa các sóng mang con được lựa chọn để mỗi sóng mang con trực giao với các sóng mang con khác. Độ dãn cách giữa các sóng mang con phải cân bằng với sự đảo ngược các khoảng thời gian của ký tự Số lượng các sóng mang con phụ thuộc vào nhiều yếu tố như độ rộng kênh và mức độ nhiễu. Con số này tương ứng với kích thước FFT (fast fourier transformer). Chuẩn giao tiếp vô tuyến 802.16-2004 xác định rõ 256 sóng mang con, tương ứng với kích cỡ FFT 256 độ rộng kênh độc lập. Theo cách khác, chuẩn 802.16e-2005 cung cấp các kích cỡ FFT từ 512 tới 2048 phù hợp với các độ rộng kênh từ 5 tới 20MHz để duy trì tương đối khoảng thời gian không đổi của ký tự và khoảng dãn cách giữa các sóng mang con độc lập với độ rộng kênh. Vì thế với công nghệ OFDM, sự kết hợp của các sóng mang con trực giao truyền song song với các ký tự có khoảng thời gian dài đảm bảo rằng lưu lượng băng thông rộng không bị hạn chế do môi trường bị che chắn tầm nhìn (NLOS) và nhiễu do hiện tượng đa đường dẫn. OFDMA Truy cập phân chia theo tần số trực giao (OFDMA) là công nghệ đa sóng mang phát triển từ công nghệ OFDM , ứng dụng như một công nghệ đa truy cập. Được diễn tả như ở biểu đồ dưới đây, OFDMA hỗ trợ các nhiệm vụ của các nhóm sóng mang con đối với các thuê bao nhất định. Mỗi một nhóm sóng mang con được biểu thị như một kênh con (subchannel), và mỗi thuê bao được chỉ định một hoặc nhiều kênh con để truyền phát dựa trên mỗi yêu cầu cụ thể về lưu lượng của mỗi thuê bao. Hình 6 - Công nghệ OFDM và OFDMA OFDMA có một số ưu điểm như khả năng linh hoạt tăng và thông lượng và tính ổn định được cải tiến. Bằng việc ấn đinh các kênh con cho các thuê bao cụ thể, việc truyền phát từ một số thuê bao có thể xảy ra đồng thời mà không cần sự can thiệp nào, do đó sẽ giảm thiểu tác động như ảnh hưởng đa truy nhập- MAI (multiple access interference). Hơn nữa, hiện tượng các kênh con cho phép tập trung công suất phát qua một số lượng các sóng mang con ít hơn. Kết quả này làm tăng số đường truyền dẫn đến tăng phạm vi và khả năng phủ sóng. Việc sửa đổi bổ sung c ...