Cong Nghe Wimax Di Dong

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 chuẩn IEEE 802.16e-2005 được triển khai nhằm mở rộng chuẩn vô tuyến 802.16 đáp ứng các ứng dụng di động. Sự bổ sung này cho phép công nghệ OFDMA

đáp ứng nhiều tính năng sử dụng một cách linh hoạt và các thách thức về việc các thuê bao di động di chuyển nhanh trong môi trường NLOS. Chuẩn 802.16e-2005 hỗ trợ 3 tuỳ chọn phân phối kênh con, tuỳ theo các tình huống sử dụng như sau: - Các sóng mang con có thể được tán xạ thông qua kênh tần số. Điều này liên quan hoàn toàn tới việc sử dụng phân hoá kênh con (sub-channelization) hoặc FUSC - Một số nhóm sóng mang con tán xạ có thể được sử dụng để tạo thành một kênh con. Điều này liên quan 1 phần tới việc sử dụng phân hoá kênh con (sub-channelization) hoặc PUSC - Các kênh con có thể được tạo ra bởi các nhóm sóng mang con tiếp theo. Điều này liên quan tới sự điều biến và mã hoá tuỳ ứng hoặc AMC. Với FUSC và PUSC, việc phân phối các sóng mang con tới các kênh con được thực hiện theo mô hình giả ngẫu nhiên mà ở đó các sóng mang con của một kênh con nhất định trong một cell nhất định khác với các sóng mang con tại cùng một kênh con đó trong một cell khác (VD, sóng mang con trong kênh con 1 trong cell 1 sẽ hoàn toàn khác với các sóng mang trong kênh con 1 trong cell 2). Sự hoán đổi giả ngẫu nhiên này có ảnh hưởng tương đối đến nhiễu. Điều này làm giảm tác động đối nghịch của hiện tượng nhiễu giữa các cell. Nhìn chung, FUSC và PUSC là 2 tùy chọn tốt nhất cho các ứng dụng di động, trong khi AMC phù hợp hoàn toàn với các ứng dụng cố định, mang xách và di chuyển chậm. S-OFDMA Việc mở rộng công nghệ OFDMA (S-OFDMA) hỗ trợ khả năng điều chỉnh OFDMA cho phù hợp với độ rộng kênh đang được sử dụng. Theo nguyên tắc khi ấn định số lượng dải phổ dành cho các nhà cung cấp dịch vụ khác, các thông số Công nghệ OFDMA có thể được tối ưu hoá sao cho tỷ lệ với dải băng tần cấp cho một nhà cung cấp dịch vụ cụ thể. Với S-OFDMA, kích cỡ FFT khác với độ rộng kênh dựa trên các tham số theo chuẩn 802.16e-2005. Trong kênh tần số 5GHzm một FFT kích cỡ 512 sóng mang con được xác định còn một kênh 10MHz, một FFT kích cỡ 1024 được xác định. Điều đó đảm bảo rằng cả hai hệ thống 5MHz và 10MHz có cùng khoảng thời gian của ký tự và do đó có cùng khả năng chống méo đa đường kể cả khi 2 hệ thống khác nhau về kích cỡ. Hệ thống Anten thông minh Hệ thống Anten thông minh có liên quan tới loại công nghệ Anten được thiết kế để tăng cường độ tín hiệu nhận được trong mạng truy cập không dây. Mục đích là để làm tăng CINR (carrier-to-interference plus noise ratio). Sử dụng công nghệ Anten thông minh có thể vừa làm tăng cường độ tín hiệu nhận được và làm giảm mức độ nhiễu để tăng phần lớn công dụng trong một mạng giao tiếp di động. Cường độ tín hiệu nhận được dao động khi các thuê bao di động trong vùng phủ sóng và việc sử dụng nhiều anten hoặc anten thông minh để tăng chất lượng đường truyền đã được nghiên cứu ngay từ khi các hệ thống di động đầu tiên mới ra đời. Bước đầu tiên là sử dụng nhiều Anten để cung cấp độ phân tập thu "receive diversity". Hệ thống này hoặc lựa chọn một Anten với cường độ tín hiệu mạnh nhất hoặc tối ưu phối hợp các tín hiệu nhận được từ tất cả các Anten. Chuẩn WiMAX hỗ trợ nhiều loại Công nghệ Anten thông minh, bao gồm đa cổng vào ra (MIMO) và hệ thống Anten thông minh cải tiến (hoặc thích ứng) (AAS)

trên cả hai loại thiết bị đầu cuối khách hàng và trạm gốc. Trong khi MIMO đề cập đến việc sử dụng nhiều Anten và kết quả quá trình yêu cầu các tín hiệu bổ sung; AAS tuỳ thuộc hoặc vào công nghệ "mã hoá không gian- thời gian" (space-time coding) hoặc tạo chùm tia( beam-forming). Với beam-forming, tín hiệu với năng lượng phát đi, sẽ định hình theo dạng vật lý và truyền phát trực tiếp tới một thuê bao cụ thể dẫn đến độ lợi cao hơn, thông lượng cao hơn và khả năng chống nhiễu tốt hơn. Do công nghệ OFDMA chuyển một kênh dải tần rộng thành nhiều sóng mang con phẳng và độ rộng kênh hẹp, AAS có thể được hỗ trợ với độ phức tạp hơn ít rất nhiều so với yêu cầu của các hệ thống băng rộng không dây khác. Công nghệ đa cổng vào ra Công nghệ đa cổng vào ra (MIMO) miêu tả các hệ thống sử dụng nhiều hơn 1 radio và hệ thống Anten tại một điểm cuối của đường kết nối không dây. Trước đây, chi phí để kết hợp nhiều anten và các radio trong một đầu cuối khách hàng là rất cao. Các cải tiến gần đây trong công nghệ tích hợp và triển khai quy mô nhỏ cho hệ thống vô tuyến làm tăng tính khả thi và chi phí hiệu quả. Phối hợp nhiều tín hiệu nhận được sẽ đạt được các lợi ích tức thời khi tăng cường độ tín hiệu nhận được, tuy nhiên công nghệ MIMO cũng cho phép truyền phát các luồng dữ liệu song song để đạt được thông lượng lớn hơn. Ví dụ, trong một MIMO 2x2 ( tức là gồm 2 phần tử phát và 2 phần tử thu), với hệ thống Điểm - Điểm 2 phân cực, các tần số cấp cho carrier có thể được sử dụng 2 lần , làm tăng tốc độ truyền dữ liệu gấp 2 lần. Trong hệ thống Điểm-Đa điểm sử dụng MIMO, mỗi Anten trạm gốc phát đi luồng dữ liệu khác nhau và mỗi thiết bị đầu cuối khách hàng nhận nhiều thành phần của tín hiệu phát khác nhau với mỗi Anten thiết bị thuê bao khách hàng được minh hoạ trong hình dưới đây. Bằng cách sử dụng thuật toán thích hợp, thiết bị đầu cuối khách hàng có thể phân chia và giải mã các luồng dữ liệu nhận được trong cùng một lúc. Chuẩn Wimax di động bao gồm công nghệ mã hoá MIMO cho tới 4 Anten tại mỗi điểm cuối đường kết nối, (4x4 MIMO)

Hình 7 - Hệ thống Anten MIMO

Mã hoá không gian-thời gian Mã hoá không gian- thời gian (STC - Space-time coding) là kỹ thuật thực hiện phân tập truyền phát (transmission diversity). Wimax di động sử dụng kỹ thuật phân tập truyền phát trên đường downlink để phân tập từng phần nhằm tăng cường chất lượng tín hiệu truyền đến một thuê bao cụ thể nằm tại bất cứ điểm nào trong dải chùm tia ăng ten phát ra. Mặc dù cung cấp độ lợi tín hiệu thấp hơn beam-forming nhưng đối với người sử dụng di động thì sự phân tập truyền phát càng cần thiết hơn bởi vì nó không yêu cầu các kiến thức hiểu biết trước về đặc tính đường dẫn của kênh tần số cụ thể của một thuê bao. Công nghệ STC, được biết đến như Alamouti Code, được công bố vào năm 1998 và nó hợp nhất với chuẩn WiMAX. Tạo chùm tia- (Beam-Forming) Việc truyền phát các tín hiệu đi từ nhiều ăngten ở các pha cân bằng cụ thể có thể được sử dụng để tạo chùm tia hẹp hơn. Hiện tượng này gọi là beam forming. Beam-forming mang đến các cải tiến đáng kể trong ngân sách đường kết nối theo cả 2 hướng uplink và downlink bằng cách tăng độ lợi của Anten, ngoài ra để làm giảm sự suy giảm cường độ tín hiệu do tác động bởi nhiễu. Beam-forming yêu cầu thông tin về vị trí của thuê bao đặc biệt là đối với thuê bao đang di chuyển với tốc độ lớn. Tuy nhiên, theo số liệu thống kê mạng cellular, đa số thuê bao hoặc không chuyển động, hoặc chuyển động

với tốc độ chậm, vì thế beam-forming mang đến các lợi ích quan trọng cho hầu hết các mô hình sử dụng.

Hình 8 - Beam - forming

Ví dụ, cấu hình beam-forming gồm 4 ăngten có thể hỗ trợ tăng cường tín hiệu có độ lợi 6dB trong khi vẫn cải tiến được tín hiệu truyền phát bị suy giảm. Kết quả là Beam-forming đem lại khả năng mở rộng hơn, thông lượng cao hơn và là tăng khả năng phủ sóng trong nhà (indoor). Với số lượng trạm gốc ít hơn để đạt được một dung lượng cụ thể trong môt hệ thống, beam-forming có thể tiết kiệm 50% chi phí đầu tư vốn CAPEX và 30% chi phí vận hành OPEX. Beam-forming là công nghệ Anten thông minh thứ ba được hợp nhất trong thông số kỹ thuật WiMAX để tăng dung lượng hệ thống và tính năng trong các mạng di động băng thông rộng Quá trình triển khai và sử dụng lại tần số. Để tối đa hoá khả năng bao phủ và khả năng sử dụng lại tần số đồng thời giảm thiểu độ nhiễu, hệ thống không dây bao phủ vùng phục vụ với nhiều cell, được chia nhỏ thành nhiều sector. Do Một số thuê bao có thể được định vị tại các ranh giới giữa các cell hoặc các sector và thường nhận được các tín hiệu từ nhiều nguồn - do đó nó tạo ra nhiễu - mỗi sector được ấn định một kênh tần số khác nhau. Khi đó, để phù hợp với quy mô phủ sóng vô tuyến tại một khu vực, mỗi kênh tần số được sử dụng lại với một sự phân chia về mặt không gian để tối đa hoá việc sử dụng của dải quang phổ bị hạn chế trong khi vẫngiảm thiểu hiện tượng tự nhiễu từ cùng kênh được sử dụng lại trong mạng. Điều này thường liên quan tới hiện tượng nhiễu cùng kênh (CCI). Chức năng sử dụng lại, là thước đo một dải tần cung cấp được sử dụng lại linh hoạt như thế nào, được thể hiện như một phần nhỏ của sector hoặc cell hoạt động với cùng một kênh tần số. Các hệ số sử dụng lại điển hình đối với các hệ thống cellular truyền thống là hệ số 3 hoặc 7 - tuỳ theo nhu cầu 3-7 kênh tần số khác nhau để triển khai một mô hình mạng cellular cụ thể.

Hình 9 - Mô hình sử dụng lại tần số (a) - 3 tần số (Hệ thống Digital) (b) - 7 tần số ( Analog FDMA) (c) - OFDMA và CDMA

Mục đích khác được sử dụng trong cả 2 Công nghệ CDMA và OFDMA là sử dụng tất cả các kênh tần số trong mỗi sector sẵn có và sử dụng biều đồ điều chế như OFDMA hoặc CDMA, để xử lý nhiễu tại mức độ cao từ các sector hoặc các cell kế cận. Qúa trình này liên quan tới việc khi có một hệ số sử dụng lại của 1 - đôi khi được gọi là "reuse-1" hoặc "universal frequency reuse" - và rất phổ biến với các nhà cung cấp dịch vụ mạng ngày nay bởi vì từ khi nó sẽ giảm thiểu các nhu cầu đối với việc hoạch định vô tuyến của mạng cụ thể. Để hỗ trợ sử dụng lại tần số phổ biến, những biểu đồ điều chế này quản lý nhiễu bằng cách sử dụng các mã sửa lỗi như mã CTC (convolution turbo code) và bằng cách sử dụng dải băng tần sẵn có thông qua việc sử dụng các mã truy nhập trong trường hợp sử dụng CDMA, và các sóng mang con trong trường hợp sử dụng công nghệ OFDM. Chuẩn WiMAX di động cũng cung cấp khả năng phân chia trực giao các nguồn tài nguyên trong 1 cell đồng thời vẫn định vị ngẫu nhiên các sóng mang con giữa các cell. Phân chia trực giao trong cell đảm bảo rằng hiện tượng nhiễu giữa các sector gần nhau là rất ít hoặc không xảy ra, trong khi hiện tượng định vị các sóng mang con giữa các cell đảm bảo rằng hiện thượng chồng chéo giữa các sóng mang con được sử dụng trong các thuê bao cụ thể tại các cell liền kề là rất ít. Điều này làm giảm khả năng nhiễu giữa các cell và cho phép các kết nối vô tuyến hoạt động với hiệu quả điều chế cao hơn, dẫn đến thông lượng dữ liệu cao hơn. Chất lượng dịch vụ QoS Hỗ trợ chất lượng dịch vụ QoS rất cần thiết đối với hệ thống băng thông rộng không dây với các kênh được thiết kế để đồng thời cung cấp các dịch vụ thoại, dữ liệu và video. Các thuật toán QoS là cần thiết để đảm bảo việc sử dụng chung kênh không dẫn tới việc làm giảm chất lượng dịch vụ hoặc các lỗi dịch vụ. Mặc dù trong thực tế các thuê bao đang dùng chung một đường kết nối băng thông rộng với nhiều thuê bao khác nhưng họ mong đợi nhà cung cấp dịch vụ cung cấp các tính năng ở một mức độ chấp nhận được trong mọi điều kiện. Chuẩn Wimax di động cung cấp gói công cụ cần thiết để hỗ trợ QoS cho đa ứng dụng. Trạm gốc Wimax định vị các đường uplink và downlink thông qua việc sử dụng một quy

trình quản lý lưu lượng. Quy trình này phản ánh các nhu cầu về lưu lượng và các thông tin về các thuê bao cá nhân. Sau đó các thuật toán tổng hợp được triển khai nhằm đảm bảo đáp ứng các tham số QoS ứng dụng cụ thể. Bảng biểu dưới đây là một bản tóm tắt các loại QoS, các ứng dụng và các tham số QoS được sử dụng trong chuẩn 802.16e-2005

Quản lý nguồn tài nguyên vô tuyến Các thuật toán nguồn tài nguyên vô tuyến cải tiến trong hệ thống băng thông rộng không dây cho phép các nhà cung cấp dịch vụ có thể tối đa hoá thông lượng thuê bao và khả năng phủ sóng trong khi vẫn duy trì QoS. Các kỹ thuật để tối ưu hoá nguồn tài nguyên vô tuyến sẵn có, bao gồm công suất điều khiển, đáp ứng tỷ lệ, yêu cầu lặp tự động, chỉ báo chất lượng kênh và lập biểu và điều khiển . Wimax với cấu trúc dựa trên côn nghệ OFDMA cung cấp một giá trị trung bình nhằm làm cân đối tính hiệu quả của các công nghệ trên, để cung cấp một sự cân bằng giữa thông lượng và chất lượng đường truyền. Công suất điều khiển Điều khiển công suất phát thích ứng là một chức năng quan trọng nhằm mục đích đảm bảo chất lượng đường truyền. Trong luồng upstream, điều khiển công suất phát thích ứng được sử dụng để tối đa hoá các mức độ điều chế tiện ích, nhằm đạt được thông lượng cao nhất trong khi vẫn tiếp tục kiểm soát độ nhiễu tới các cell kế cận. Trong luồng downstream, các kênh con cụ thể được phân chia công suất khác nhau có thể được sử dụng để cung cấp dịch vụ tốt hơn tới các thuê bao tại các cạnh của cell, trong khi vẫn cung cấp đầy đủ các mức độ tín hiệu tới các thuê bao gần nhất với trạm gốc.

Đáp ứng tỉ lệ Trong bất kỳ mạng đa tế bào-cellular nào, thuê bao di động sẽ thử nghiệm qua các điều kiện của đường truyền phát thay đổi theo thời gian và các vị trí tương ứng. Với công nghệ OFDMA, Biểu đồ mã hoá và điều chế nhất định có thể thích ứng trên mỗi thuê bao tùy theo các điều kiện của đường dẫn để tối đa hoá thông lượng kênh truyền, trong khi vẫn duy trì chất lượng đường truyền tới mỗi thuê bao. Với hệ thống OFDMA, các sóng mang con được điều chế với QPSK hoặc điều chế QAM hiệu quả hơn và thứ tự cao hơn – với biểu đồ điều chế tinh vi hơn, đạt được thông lượng cao hơn nhưng cũng dễ bị tác động của nhiễu và các tạp âm hơn. Bằng phương pháp điều chế thích ứng và biểu đồ mã hoá lỗi, việc đáp ứng tỉ lệ này này đảm bảo số bit của mỗi sóng mang con được tối ưu tương đương với CINR cần thiết để đảm bảo kết nối vô tuyến ổn định. Các Hệ thống OFDMA cũng có thể làm tăng thông lượng tới các thuê bao cá nhân bằng cách làm tăng số lượng kênh con đã cấp tại bất kỳ thời điểm nào. Cả 2 khái niệm này đều có trong các thông số kỹ thuật Wimax di động. Hybrid Automatic Repeat Request Thuật toán ARQ trở nên phổ biến trong mạng không dây và mạng dùng dây để truyền lại các thông tin truyền bị lỗi. Tuy nhiên, hiệu quả của việc sử dụng ARQ yêu cầu sự lựa chọn chính xác về công suất phát và tốc độ dữ liệu trong quá trình tái truyền phát, về mặt khác, đường truyền trở nên bị lỗi. Khi quá trình duy trì các thiết lập tối ưu này trong môi trường thời gian không ổn định trở thành một thách thức cho các dịch vụ băng thông rộng di động, kỹ thuật Hyprid-ARQ (H-ARQ) được phát triển. H-ARQ trở thành 1 phần của thông số Wimax di động, khối thu tập hợp các thông tin từ một gói tin bị lỗi với hiện tượng tái truyền phát tín hiệu của cùng một gói tin cho tới khi thông tin tập hợp đủ lại để lấy lại toàn bộ gói tin. Hiện thị chất lượng kênh phát Thông điệp hiện thị chất lượng kênh phát theo thời gian (CQI) tại khối thu rất cần thiết để điều khiển công suất thích ứng và tốc độ và mang lại hiệu quả cao. Việc hỗ trợ các dịch vụ di động yêu cầu thực hiện tác động chính xác nhanh vào thiết bị truyền phát để đảm bảo đường kết nối luôn luôn hoạt động tối ưu. Wimax di dộng xác định thông điệp CQI theo một kích cỡ nhỏ gọn (4-6 bit), do đó dẫn đến độ trễ thấp hơn và độ tin cậy cao hơn các thông điệp điều khiển bình thường. Các thông điệp CQI cung cấp các phản hồi nhanh và đáng tin cậy về điều kiện của đường dẫn tới trạm gốc. Điều khiển sắp xếp. Điều khiển sắp xếp là một cơ chế được đặt tại trạm gốc, để quản lý vị trí các gói tin theo hướng lên và xuống dựa trên các yêu cầu về lưu lượng và các trạng thái kênh phát tại bất kỳ thời điểm đã định nào. Bảng phân bố các nguồn tài nguyên vô tuyến tại các dải tần số và khoảng thời gian, dựa trên các chỉ tiêu như: tham số QoS dành cho các loại lưu lượng cụ thể, chấp nhận mức dịch vụ thuê bao cá nhân (SLA) và các trạng thái của các đường dẫn dạng connection-to-connection.. Do lưu lượng dữ liệu có thể thay đổi đáng kể giữa 2 đường uplink và downlink nên cũng cần hỗ trợ việc cấp phát dung lượng không đối xứng

trong việc thực hiện ghép kênh phân chia theo thời gian-TDD với các nguồn tài nguyên vô tuyến và ấn định các gói tin được thực hiện trên mối sector trong một khoảng thời gian thay đổi tuỳ theo yêu cầu thực. Cơ chế điều khiển sự sắp xếp này là một phần của chuẩn Wimax di động.

Điều khiển chấp nhận Điều khiển chấp nhận là một quá trình xác định xem liệu nó có cho phép thiết lập một kết nối mới hay không dựa trên: các trạng thái hiện thời của lưu lượng, các nguồn tài nguyên có sẵn và các yêu cầu QoS có được. Lưu lượng vượt mức trong 1 cell làm tăng lượng nhiễu tới các cell lân cận do đó làm giảm khả năng phủ sóng của cell. Điều khiển chấp nhận được sử dụng nhằm chấp nhận hoặc từ chối các yêu cầu kết nối để duy trì sự nhận dữ liệu của cell trong lượng giới hạn được chấp nhận. Chức năng điều khiển chấp nhận có tại trạm gốc Wimax hoặc tại cổng mạng dịch vụ truy cập (ASN) nơi mà các thông tin được nhận về dành cho một số trạm gốc có thể được kiểm soát Quản lý sự di động. Việc giám sát nguồn trong các thiết bị cầm tay di động và khả năng hỗ trợ chuyển (handoff) mềm là các yêu cầu cần thiết nhằm hỗ trợ các ứng dụng di động. Để dễ dàng di chuyển và thuận tiện cho các thuê bao, các thiết bị đầu cuối di động phải nhỏ gọn do đó kích thước pin sẽ bị hạn chế. Trong khi đó các thê bao cần nguồn hoạt đông trong thời gian dài. Công suất Tiêu thụ cải tiến. Chuẩn Wimax di động cho phép các thiết bị đầu cuối khách hàng có thể linh động trong một khoảng thời gian nhât định khi thực hiện kết nối với trạm gốc. Khi không có sự truyền hay phát dữ liệu, thiết bị đầu cuối khách hàng có thể chuyển đến trạng thái "sleep" hoặc "idle" nhằm giảm thiểu công suất tiêu thụ. Người quản lý Các trạm gốc phải nhận biết mọi trạng thái nghỉ ("sleep" hay "idle") của thiết bị đầu cuối khách hàng và có khả năng chuyển trạng thái của thiết bị đầu cuối sang chế độ phát hay thu tín hiệu bất cứ khi nào cần. Ở trạng thái phát của thiết bị đầu cuối khách hàng, việc sử dụng các kênh con đảm bảo công suất phát tương đương với công suất để duy trì chất lượng đường truyền ổn định khi đang phát lưu lượng, do đó nó làm giảm đáng kể công suất tiêu thụ trong thiết bị đầu cuối khách hàng. Hỗ trợ chuyển vùng. Việc sử dụng thiết bị đầu cuối khách hàng di động trong mạng cellular yêu cầu một số dạng cơ chế chuyển vùng được triển khai tại các lớp vật lý, và liên quan đến các vân đề về quản lý khả năng di động khác. Chuẩn Wimax di động hỗ trợ 3 cơ chế chuyển vùng lớp vật lý: - Hard Handoff - đây là chức năng chuyển vùng dạng “phá vỡ trước khi thực hiện” "break before make" khi các thiết bị đầu cuối khách hàng không kết nối với bất kỳ trạm gốc nào trước khi kết nối với trạm gốc tiếp theo. - FBSS - mạng chuyển vùng thuê bao giữa các trạm gốc trong khi vẫn duy trì sự kết nối mạng lõi với trạm gốc - MDHO (Macro-diversity handover) - thuê bao duy trì một kết nối với đồng thời 2 hoặc nhiều trạm gốc để tạo sự chuyển vùng không bị gián đoạn với chất lượng kết nối cao nhất.

Hard Handoff mang lại hiệu quả dải thông cao nhất và được xác nhận bởi Wimax Forum, trong khi FBSS và MDHO là các chế độ chuyển vùng tuỳ chọn Ngoài chức năng chuyển vùng dạng lớp vật lý ra, cơ sở hạ tầng mạng end-to-end phải hỗ trợ các quá trình chuyển giao giữa các mạng và các nhà cung cấp để đảm bảo sự liên tục của phiên (session), bảo mật và nhận thực thông tin, chất lượng dịch vụ QoS và tính hoá đơn. Wimax Forum đã xác định mạng end-to-end như một mạng IP hoàn toàn để thực hiện các chức năng chuyển vùng và các dịch vụ liên tục tạo sự dễ dàng khi thực hiện và sử dụng Alvarion và Wimax di động Alvarion là nhà sản xuất và phân phối các công nghệ băng thông rộng không dây dẫn đầu trên thế giới trong vòng 15 năm gần đây. Ngoài ra, Alvarion đã đạt được chứng nhận theo chuẩn IEEE 802.11, 802.11a, 802.1 và HiperMAN. Năm 1992, Alvairon là một trong những công ty sáng lập ra chuẩn IEEE 802.11, chuẩn cơ bản của mạng Wifi. Đồng thời, Alvarion là một thành viên sáng lập ra Wimax Forum và là công ty đầu tiên đưa ra giải pháp thương mại WiMAX dựa trên chuẩn 802.16-2004. Bài viết này sẽ đề cập tới vai trò lãnh đạo của Alvarion trong quá trình phát triển công nghệ vô tuyến và sự đổi mới các giải pháp không dây. Alvarion là nhà tiên phong của WiMAX Forum, đóng vai trò trong quá trình đưa WiMAX đạt được vị trí như hiện tại. Từ năm 2002, đại diện của công ty đã đảm nhiệm 2 vị trí trong ban quản lý Forum, và một thành viên của Alvarion hiện tại là đồng chủ tịch Wimax Forum. Ngoài ra, Alvarion chủ trì liên minh ETSI BRAN HiperMAN và đảm nhiệm vị trí trong ban quản lý WCA (Wireless Communication Association) Với các công nghệ OFDM, OFDMA và S-OFDMA, khách hàng có thể thu được nhiều lợi ích từ các thiết bị của Alvarion, các thiết bị có khả năng hoạt động trong các điều kiện môi trường không có tầm nhìn thẳng với thông lượng băng thông lớn và khả năng bao phủ lớn. Với việc giới thiệu giải pháp 4Motion, thiết bị WiMAX của Alvarion kết hợp với tính năng beam-forming và công nghệ MIMO, khách hàng được hưởng sự cải tiến lớn trong hiệu quả quang phổ và thông lượng cao nhất. Thuật toán quản lý nguồn tài nguyên vô tuyến trong giải pháp 4Motion của Alvarion triển khai trên mọi lớp của mạng truy cập không dây (PHY, MAC, điều khiển công suất và mạng), đảm bảo rằng mọi tài nguyên vô tuyến được tối ưu cung cấp các dịch vụ băng thông rộng hiệu quả nhất. Sự quản lý tài nguyên vô tuyến trong giải pháp 4Motion dựa trên cơ cấu điều khiển sắp xếp cơ bản, trong chuẩn WiMAX di động, tận dụng nhiều thông số bổ sung để đạt được sự cân bằng tối ưu thông lượng tới mọi thuê bao.Các công cụ sắp xếp cải tiến của Alvarion điều khiển sự phát sóng trên cả hai tuyến up và down, với tuyến up, công cụ sắp xếp được đặt tại trạm gốc để nhanh chóng đưa ra các tín hiệu trả lời trong quá trình truyền phát tín hiệu cho các thuê bao có hiệu lực. Chức năng sắp xếp cải tiến cho phép dung lượng khung tạo sự đa dạng trong quá trình thiết lập cho các thuê bao, do đó đảm bảo rằng các nguồn tài nguyên vô tuyến hiện có được gán phù hợp với các mức độ dịch vụ khách hàng.

Đóng vai trò như một nhà lãnh đạo trong công nghệ WiMAX di động, giải pháp 4Motion của Alvarion cho phép các nhà cung cấp dịch vụ triển khai dễ dàng, nhanh chóng và kinh tế hệ thống WiMAX di động và xây dựng một hệ thống dịch vụ thế hệ mới tiện ích. Với kinh nghiệm và vai trò của Alvarion, WiMAX di động sẽ vượt qua các thử thách mới của dịch vụ băng thông rộng cá nhân. - Alvarion cũng đã ra mắt sản phẩm WiMAX dải tần mới 2.3 GHz và 2.5 GHz dành cho di động. Đó chính là sản phẩm BreezeMAX 2300 và 2500, đưa ra tất cả các thông số dành cho các hệ thống truy cập vô tuyến băng rộng thế hệ thứ 3, carrier –grade, tiết kiệm chi phí. Điều chế theo phương thức TDD lý tưởng cho các nhà khai thác dịch vụ viễn thông triển khai băng thông lớn, các dịch vụ truyền thông đa phương tiện, thoại và dữ liệu IP và cho các công ty đang có kế hoạch chuyển sang cung cấp dịch vụ băng rộng cá nhân trong thời gian tới. - Hiện tại, trên WiMAX forum mới chỉ có sản phẩm WiMAX của 12 hãng sau được chứng nhận theo chuẩn WiMAX gồm có: Alvarion, Selex Communications, Airspan, Aperto, Axxcelera, Proxim Wireless, Redline, Sequans, Siemens, SR Telecom, Telsim và, Wavesat (http://www.wimaxforum.org/kshowcase/view/profile_search/simple_search/process?profil e_node=All%20Categories&keywords=&referring_url=http%3A//www.wimaxforum.org/h ome/&step%3Aint=1&batch_size=10&profilelist_start=1) Nếu quý vị thắc mắc hoặc hỗ trợ tư vấn kỹ thuật, xin vui lòng liên hệ: Phan Thanh Hương Phòng đối ngoại và phát triển KD Công ty VEGASTAR 141 Lê Duẩn, Hoàn Kiếm, Hà Nội Tel: 04.9425628/ ext: 121 Fax:04.9425629 Cel: 0904252549 Email: [email protected]