WiMAX di động: Tổng quan kỹ thuật - đánh giá hoạt động (phần 2)

Các công nghệ anten thông minh bao gồm các toán tử véctơ hoặc ma trận phức tạp tác động lên các tín hiệu do hệ thống nhiều anten. OFDMA cho phép các hoạt động anten thông minh được thực hiện trên các sóng mang con véctơ phẳng. Các bộ cân bằng phức tạp không phải bù fading lựa chọn tần số. Vì vậy OFDMA rất thích hợp hỗ trợ các công nghệ anten thông minh. Trong thực tế, MIMO-OFDM/OFDMA được hình dung như là cơ sở nền tảng cho các hệ thống truyền thông băng rộng thế hệ mới. WiMAX di động hỗ trợ một dải...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
WiMAX di động: Tổng quan kỹ thuật - đánh giá hoạt động (phần 2) WiMAX di động: Tổng quan kỹ thuật - đánh giá hoạt động (phần 2) Đỗ Ngọc Anh 3. Các đặc tính cao cấp của WiMAX di động 3.1. Các công nghệ Anten thông minh Các công nghệ anten thông minh bao gồm các toán tử véctơ hoặc ma trận phức tạp tác động lên các tín hiệu do hệ thống nhiều anten. OFDMA cho phép các hoạt động anten thông minh được thực hiện trên các sóng mang con véctơ phẳng. Các bộ cân bằng phức tạp không phải bù fading lựa chọn tần số. Vì vậy OFDMA rất thích hợp hỗ trợ các công nghệ anten thông minh. Trong thực tế, MIMO-OFDM/OFDMA được hình dung như là cơ sở nền tảng cho các hệ thống truyền thông băng rộng thế hệ mới. WiMAX di động hỗ trợ một dải rộng các công nghệ anten thông minh để nâng cao hiệu suất hệ thống. Các công nghệ anten thông minh được hỗ trợ gồm: - Tạo chum (beamforming): Nhờ khả năng tạo chùm, hệ thống sử dụng nhiều anten để truyền các tín hiệu quan trọng để nâng cao dung lượng và khả năng phủ sóng của hệ thống cũng như giảm khả năng mất dịch vụ. - Mã không gian - thời gian (Space Time Code – STC): Hỗ trợ phân tập truyền như mã Alamouti để cung cấp khả năng phân tập không gian và giảm dự trữ suy hao tín hiệu. - Ghép kênh không gian (SM): Hỗ trợ ghép kênh không gian để tận dụng tốc độ đỉnh cao hơn và giảm thông lượng. Nhờ ghép kênh không gian, nhiều luồng sẽ được truyền trên hệ thống nhiều anten. Nếu phía thu cũng có hệ thống nhiều anten, nó có thể phân tách các luồng khác nhau để đạt được thông lượng cao hơn so với các hệ thống đơn anten. Với hệ thống MIMO 2x2, SM tăng tốc đốc độ dữ liệu đỉnh gấp 2 lần. Ở đường lên (UL), mỗi người dùng chỉ có một anten phát, 2 người dùng có thể truyền cùng với nhau trong cùng một khe thời gian giống như hai luồng được ghép kênh không gian từ hai anten của cùng một người dùng. Quá trình như vậy gọi là SM cùng UL. Các đặc tính hỗ trợ trong WiMAX di động được liệt kê trong bảng 5. Bảng 5: Các tuỳ chọn của Anten cao cấp Mã hóa Liên kết Dạng tia Đa phương Không gian-Thời gian Nt≥2, Nt=2, Nr≥2 DL 3 Nt=2, Nr≥1 Ma trận A Nr≥1 Ma trận B, Mã hóa dọc Nt≥1, Nt=1, Nr≥2 UL N/A Nr≥2 Hai người dùng cộng tác SM WiMAX di động hỗ trợ khả năng chuyển đổi lựa chọn thích nghi để khai thác tối đa lợi ích của các công nghệ anten thông minh trong các tình trạng kênh truyền khác nhau. Ví dụ, SM cải thiện thông lượng đỉnh. Mặc dù, điều kiện kênh không tốt, tỉ lệ lỗi gói tin PER có thể cao và do vậy vùng phủ sóng với tỉ lệ PER yêu cầu sẽ bị hạn chế. Ngoài ra STC còn cung cấp khả năng phủ sóng rộng bất chấp tình trạng kênh truyền nhưng lại không cải thiện được tốc độ dữ liệu gói. WiMAX di động còn hỗ trợ lựa chọn MIMO thích nghi (Adaptive MIMO Switching – ÁM) giữa các chế độ đa MIMO để sử dụng tối đa hiệu suất phổ mà vùng phủ sõng không bị giảm. Hình 9 chỉ ra cấu trúc hỗ trợ các đặc tính anten thông minh. 1 Bảng dưới đây tổng kết tốc độ dữ liệu đỉnh lý thuyết với các tỉ lệ DL/UL khác nhau giả định băng thông kênh la 10MHz, độ rộng khung là 5ms gồm 44 biểu trưng dữ liệu OFDM (trong tổng số 48 biểu trưng OFDM) và kênh con hoá kiểu PUSC. Với hệ thống MIMO 2x2, hướng xuống của người dùng và tốc độ dữ liệu đỉnh sector có thể gấp đôi (theo lý thuyết). Tốc độ dữ liệu đỉnh tối đa hướng xuống (DL) là 63.36 Mbps khi tất cả biểu trưng dữ liệu chỉ dành cho hướng xuống (DL). Với đường lên UL cùng SM, tốc độ dữ liệu đỉnh sector được nhân đôi trong khi tốc độ dữ liệu đỉnh người dùng không đổi. Tốc độ dữ liệu đỉnh người dùng hướng lên và tốc độ dữ liệu đỉnh sector lần lượt là 14.11 Mbps và 28.22 Mbps khi tất cả các biểu trưng dữ liệu chỉ dành rcho hướng lên (UL). Bằng cách áp dụng các tỉ lệ DL/UL khác nhau, băng thông có thể được điều chỉnh giữa DL và UL để cung cấp các mẫu lưu lượng khác nhau. Cần chú ý là hiếm khi có Bảng 6: Các tốc độ dữ liệu cho các cấu hình SIMO/MIMO (Cho kênh 10MHz, độ dài khung 5ms, kênh con PUSC, 44 biểu trưng OFDM dữ liệu) Tỷ số DL/UL 1:0 3:1 2:1 3:2 1:1 0:1 Tỷ lệ SIMO DL 31.68 23.04 20.16 18.72 15.84 0 tối đa (1x2) UL 0 4.03 5.04 6.05 7.06 17.11 người dùng MIMO DL 63.36 46.08 40.32 37.44 31.68 0 (Mbps) (2x2) UL 0 4.03 5.04 6.05 7.06 16.11 SIMO DL 31.68 23.04 20.16 18.72 15.84 0 Tỷ lệ (1x2) UL 0 4.03 5.04 6.05 7.06 14.11 tối đa vùng MIMO DL 63.36 46.08 40.32 37.44 31.68 0 (Mbps) (2x2) UL 0 8.06 10.08 12.10 14.12 28.22 Tải trọng dạng sóng IFFT IFFT Ánh xạ W Sub-CH IFFT S8 S7 S6 S 5 S4 S3 S2 S1 ...