Đang tải... (xem toàn văn)
Nghiên cứu công nghệ wifi theo chuẫn IEEE802.11AD (tt)Nghiên cứu công nghệ wifi theo chuẫn IEEE802.11AD (tt)Nghiên cứu công nghệ wifi theo chuẫn IEEE802.11AD (tt)Nghiên cứu công nghệ wifi theo chuẫn IEEE802.11AD (tt)Nghiên cứu công nghệ wifi theo chuẫn IEEE802.11AD (tt)Nghiên cứu công nghệ wifi theo chuẫn IEEE802.11AD (tt)Nghiên cứu công nghệ wifi theo chuẫn IEEE802.11AD (tt)Nghiên cứu công nghệ wifi theo chuẫn IEEE802.11AD (tt)Nghiên cứu công nghệ wifi theo chuẫn IEEE802.11AD (tt)Nghiên cứu công nghệ wifi theo chuẫn IEEE802.11AD (tt)Nghiên cứu công nghệ wifi theo chuẫn IEEE802.11AD (tt)Nghiên cứu công nghệ wifi theo chuẫn IEEE802.11AD (tt)Nghiên cứu công nghệ wifi theo chuẫn IEEE802.11AD (tt)Nghiên cứu công nghệ wifi theo chuẫn IEEE802.11AD (tt)Nghiên cứu công nghệ wifi theo chuẫn IEEE802.11AD (tt)Nghiên cứu công nghệ wifi theo chuẫn IEEE802.11AD (tt)
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƢU CHÍNH VIỄN THÔNG - SOUPHIDA SAKHONE NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ WIFI THEO CHUẪN IEEE802.11AD CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT VIỄN THÔNG MÃ SỐ: 60.52.02.08 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI – 2017 Luận văn hoàn thành tại: HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƢU CHÍNH VIỄN THÔNG Người hướng dẫn khoa học: TS TRƢƠNG TRUNG KIÊN Phản biện 1: ………………………… Phản biện 2: …………………………………………… Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ Học viện Công nghệ Bưu Viễn thông Vào lúc: ngày tháng năm Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Thư viện Học viện Công nghệ Bưu Viễn thông MỞ ĐẦU Các mạng truy nhập vô tuyến nội hạt WiFi triển khai rộng rãi Việt Nam giới Ưu điểm công nghệ WiFi hỗ trợ dịch vụ liệu với tốc độ cao với điều kiện phạm vi truyền dẫn không lớn Đa số công nghệ WiFi triển khai Việt Nam dựa tiêu chuẩn IEEE 802.11 hoạt động dải tần số nhỏ 6GHz Tuy nhiên, nhược điểm chung hệ thống thông tin vô tuyến hoạt động dải tần số băng thông hệ thống tương đối nhỏ, tối đa 20MHz, hỗ trợ tốc độ liệu đỉnh cao Vì vậy, số giải pháp kỹ thuật nghiên cứu để tạo đột phá tốc độ liệu đỉnh hỗ trợ mạng truy nhập vô tuyến nội hạt WiFi Một giải pháp quan trọng số chuyển sang hoạt động dải tần số cao, ví dụ dải tần số 60GHz, để tăng băng thông hệ thống lên đến 100 lần, ví dụ tới 2GHz, từ tăng tốc độ liệu tương ứng Tuy nhiên, dải tần số 60GHz có nhiều đặc tính truyền sóng vô tuyến điện khác nhiều so với dải tần số 6GHz Chính vậy, việc nghiên cứu chi tiết dải tần số 60GHz, đặc điểm truyền sóng kỹ thuật truyền dẫn công nghệ WiFi dựa tiêu chuẩn IEEE 802.11ad cần thiết Cuối năm 2012, IEEE ban hành tiêu chuẩn IEEE 802.11ad cho mạng WiFi hoạt động dải tần số 60GHz Đến nay, giới, số nhà sản xuất có chip hỗ trợ công nghệ WiFi dựa tiêu chuẩn IEEE 802.11ad Tuy nhiên, công nghệ Việt Nam chưa nghiên cứu tìm hiểu nhiều Ngoài ra, dải tần số 60GHz có nhiều đặc tính truyền sóng vô tuyến điện khác nhiều so với dải tần số 6GHz Chính vậy, việc nghiên cứu chi tiết dải tần số 60GHz, đặc điểm truyền sóng kỹ thuật truyền dẫn công nghệ WiFi dựa tiêu chuẩn IEEE 802.11ad cần thiết Từ động lực nói trên, theo định hướng người hướng dẫn khoa học, học viên lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu công nghệ WiFi theo chuẩn IEEE 802.11ad” làm nội dung nghiên cứu luận văn cao học Học viên hy vọng sau thực xong, luận văn tài liệu tham khảo có giá trị cho người tìm hiểu, nghiên cứu mạng truy nhập vô tuyến WiFi hoạt động dải tần 60GHz dựa tiêu chuẩn IEEE 802.11ad Việt Nam Chƣơng TỔNG QUAN VỀ WIFI DỰA THEO CHUẨN IEEE 802.11AD 1.1 Giới thiệu tổng quan WiFi dựa theo tiêu chuẩn IEEE 802.11ad 1.1.1 Giới thiệu chuẩn IEEE 802.11ad Công nghệ thông báo thức vào năm 2009, bắt đầu giai đoạn dự thảo với IEEE vào năm 2011 cuối lên tiêu chuẩn ngày Liên minh WiGig sáp nhập với Liên minh Wifi vào năm 2013 1.2 Hệ sinh thái hỗ trợ tiêu chuẩn 802.11ad Hình 1.1: Hệ sinh thái sản phẩm 802.11ad trƣờng hợp sử dụng 1.3 Kết luận chƣơng Như 802.11ad tiếp cận Wi-Fi theo hướng hoàn toàn khác biệt so với tiêu chuẩn trước đó: chấp nhận hi sinh phạm vi kết nối để đổi lấy tốc độ kết nối cực cao Chuẩn Wi-Fi sử dụng dải tần 60GHz, cho phép giúp tốc độ truy cập liệu đạt đến Gb/s – đủ nhanh để tận dụng tối đa tốc độ ổ cứng mạng Thay vào đó, dải tần 802.11ad chẳng thể xuyên tường đòi hỏi không chiếm chướng ngại vật nằm router phụ kiện kết nối 802.11ad hứa hẹn đổi hoàn toàn cáp nối mà "hi sinh" tốc độ tải liệu Do mà 802.11ad phù hợp cho trường hợp trao đổi liệu bên phòng chẳng thể làm giải pháp Wi-Fi gia đình/văn phòng hoàn chỉnh 802.11ad hứa hẹn công nghệ hữu ích vòng số tình (ví dụ cho phép người dùng copy file video 4K từ ổ cứng lên TV vòng vài phút), chuẩn Wi-Fi thời điểm lúc đắt đỏ Chƣơng DẢI TẦN HOẠT ĐỘNG VÀ ĐẶC ĐIỂM KÊNH TRUYỀN DẪN VÔ TUYẾN 2.1 Dải tần số hoạt động băng thông đƣợc phân bổ cho 802.11ad [5] 2.1.1 Băng tần 60Ghz Truyền tần số 60 GHz có khoảng cách cho công suất cụ thể, chủ yếu gia tăng mát không gian trống (mất m tần số 60 GHz 68 dB, thấp 21.6 dB so với GHz), kết hợp với tổn thất lan truyền thông qua vật liệu Và hình dạng thể người (tổn thất từ vài dB đến 30 dB +) Sự hấp thụ RF thực tế đạt đỉnh dải tần số 60 GHz cộng hưởng phân tử oxy khí thường coi hạn chế phạm vi dải này, hiệu ứng hấp thụ bắt đầu trở nên có ý nghĩa khoảng >100m mà thực không liên quan đến việc truyền dẫn công suất thấp thảo luận Một tiện ích khác cho thiết bị tiêu dùng hoạt động dải tần số lên công nghệ chế tạo linh kiện vi sóng chi phí thấp Sự mát đường truyền mạnh giảm nhẹ cách tăng thêm ăng-ten Nhiều cấu hình anten sử dụng beam-steering tính tùy chọn thông số kỹ thuật Beam-steering triển khai để vòng quanh chướng ngại vật nhỏ người di chuyển xung quanh phòng số thiết bị nội thấtt, khoảng cách không gian tự dài (ví dụ:> 10 m) vật cản lớn (ví dụ: tường, cửa , v.v…) ngăn chặn việc truyền dẫn 2.1.2 Tổng quan việc phân bổ băng tần 60GHz Hình2.1: Kế hoạch kênh băng tần 60 GHz phân bổ tần số theo vùng 2.2 Một số đặc điểm truyền dẫn vô tuyến dải tần số hoạt động 802.11ad Đặc điểm băng tần 60GHz có bước sóng ngắn (tính mm) tần số sử dụng miễn phí không cần cấp phép, phổ biến Mỹ số quốc gia khác Phần lớn phổ tần quanh băng tần 60GHz không cần cấp phép sẵn có hầu Chẳng hạn, khu vực Bắc Mỹ dùng băng tần 57-64GHz, Nhật Bản dùng băng tần 59-66GHz Liên minh Châu Âu dùng băng tần 57-66GHz; tình hình phân bổ Hàn Quốc, Brazil, Nga, Ấn Độ Trung Quốc tương tự 2.3 Kết luận chƣơng IEEE 802.11ad bổ sung quan trọng cho Wi-Fi Nó thúc đẩy băng tần 60 GHz cách miễn phí cho giao thức băng tần Wi-Fi có 802.11ad sử dụng kỹ thuật ăng-ten chùm để sử dụng băng tần quang phổ mà trước khó sử dụng Bản chất chùm có nghĩa phổ sử dụng lại nhiều lần phần khác phòng Điều cho phép không tăng dung lượng không dây, mà làm cho kết nối không dây mạnh mẽ 802.11ad tránh nhiễu với kết nối 802.11ad gần hoàn toàn tránh can thiệp với giao thức Wi-Fi đa hướng băng tần 2,4 GHz GHz 802.11ad phát triển với 802.11ac 802.11ax WiGig (802.11ay) cải thiện sử dụng Wi-Fi tốc độ 60 GHz tương thích ngược với chuẩn 802.11ad Chƣơng MỘT SỐ KỸ THUẬT TRUYỀN DẪN Ở LỚP VẬT LÝ 3.1 Giới thiệu chung 3.1.1 Giới thiệu DMG PHY 3.1.1.1 Phạm vi DMG PHY hỗ trợ ba phương pháp điều chế [1]: Điều chế điều khiển sử dụng MCS (control PHY) Điều chế đơn sóng mang(SC) sử dụng MCS tới MCS 12 (SC PHY) MCS 25 tới MCS 31 (Low Power SC PHY) Điều chế OFDM sử dụng MCS 13 đến MCS 24 (OFDM PHY) Tất phương pháp điều chế chung phần Header 3.1.1.2 Chức DMG PHY 1) Lớp DMG PLCP [1] 2) Lớp DMG PMD [1] 3) Thực thể quản lý PHY (PLME) [1] 4) Phương pháp đặc tả dịch vụ [1] 3.2 Một số kỹ thuật truyền dẫn chế độ điều khiển (Control PHY) 3.2.1 Giới thiệu Bảng 3.1: Quy trình điều chế mã hóa cho điều khiển PHY Chỉ số MCS Điều chế Tỷ lệ mã hóa Tốc độ liệu DBPSK / 2a 27.5 Mbps a 3.2.2 Định dạng khung Khung điều khiển PHY bao gồm Phần mở đầu, Tiêu đề, Trường liệu, có Trường AGC TRN-R / T Thể hình 3.8 Hình 3.1: Khung điều khiển PHY 3.2.3 Truyền dẫn 3.2.3.1 Phần mở đầu 1) Tổng quát Hình 3.1: Phần mở đầu Điều khiển PHY 2) Trường đào tạo ngắn [1] Trường Đào tạo ngắn gồm 48 lần lặp lại chuỗi Gb128 n có chiều dài 128, chuỗi đơn Gb128 n (để đồng hóa) sau chuỗi đơn Ga128 n 3) Trường ước lượng Kênh [1] Trường ước tính Kênh giống với trường ước tính SC PHY, định nghĩa Hình 3.5 3.2.3.2 Tiêu đề 1) Tổng quát Bảng 3.2: Các trƣờng tiêu đề điều khiển PHY Tên trƣờng Số Bit bắt Mô tả bit đầu Dự trữ Đặt thành Khởi tạo xáo Các bit X1-X4 trạng thái xáo trộn ban đầu 10 Số lượng octet liệu PSDU trộn Chiều dài Phạm vi 14-1023 Loại gói 15 Tương ứng với tham số TXVECTOR PACKETTYPE Packet Type = cho biết gói tin có phần liệu theo sau nhiều trường TRN-R, gói tin yêu cầu trường TRN-R gắn vào gói tin phản hồi tương lai Packet Type = cho biết gói tin có phần liệu theo sau nhiều trường TRN-T Trường giữ lại Độ dài trường Đào tạo Độ dài đào tạo 16 Chiều dài trường đào tạo Việc sử dụng trường định nghĩa 21.10.2.2.3 Chu kỳ quay 21 Được định nghĩa Bảng 21-1 Bit bảo 22 Đặt thành 0, bị bỏ qua máy thu 16 24 Kiểm tra tiêu đề chuỗi Tính toán chuỗi kiểm tra vệ HCS tiêu đề quy định 21.3.7 2) Các hệ bit HCS [1] Chuỗi kiểm tra tiêu đề (HCS) tính bit 0-23 sử dụng CRC 16 CCITT mô tả mục 3.1.3.7 3) Mã hóa điều chế tiêu đề [1] Các bit tiêu đề bit HCS thêm vào trước bit trường liệu truyền vào mã hoá trường liệu theo mục 3.2.3.3 Chiều dài tải liệu tối thiểu 14 octet 3.2.3.3 Trường liệu 1) Tổng quát Trường liệu bao gồm tải liệu PSDU PSDU xáo trộn, mã hoá, điều chế trải rộng mô tả mục 2) Xáo trộn [1] Các bit x1, x2, x3, x4 ghi dịch xáo trộn cách sử dụng bit bit khởi tạo từ phần tiêu đề, bit x5, x6, x7 đặt thành Tiêu đề bắt đầu xáo trộn từ bit Xáo trộn trường liệu tiếp tục việc xáo trộn tiêu đề mà không cần thiết lập lại 3) Bộ mã hóa [1] Tiêu đề điều khiển PHY liệu mã hóa sử dụng tỷ lệ mã LDPC hiệu nhỏ ½, tạo từ tỷ lệ liệu PHY ¾ LDPC ma trận kiểm tra chẵn lẻ rút gọn 4) Điều chế Dòng bít mã hoá xáo trộn chuyển đổi thành chuỗi điểm chòm phức tạp cách sử dụng vi sai khóa dịch pha nhị phân (DBPSK) Luồng bit mã hóa c0 , c1, c2 , c3 , c4 , chuyển đổi luồng không phân biệt s(k ) 2ck Vi phân chuỗi tạo d(k ) s(k ) d(k 1) Với mục đích vi phân mã hóa d(1) s(0) bit bit tiêu đề mã hoá 5) Trải rộng Các điểm chòm truyền cách sử dụng trình tự Ga32 n định nghĩa mục 21.11 Dạng sóng cho trường liệu điều chế trải rộng là: n n rDATA (nTC ) Ga32 n mod 32 d exp j , n 0,1,2, 2 32 Khi x số nguyên lớn nhỏ số thực x d(k) điều chế chòm điểm k 3.2.4 Yêu cầu hiệu suất 3.2.4.1 Các yêu cầu truyền 1) Truyền dẫn EVM [1] Bảng 3.3: Yêu cầu EVM cho điều khiển PHY Chỉ số MCS Mô tả Giá trị EVM [dB] Điều chế CPHY -6 3.2.4.2 Yêu cầu máy thu 1) Giới thiệu Mục 2) mô tả yêu cầu thực từ máy thu CPHY 2) CCA Bắt đầu truyền dẫn DMG điều khiển PHY có giá trị mức độ thu cao so với độ nhạy tối thiểu điều khiển PHY (-78 dBm) gây CCA xác suất bận> 90% vòng μs 12 5) Chặn chèn bảo vệ ký hiệu [1] Mỗi nhóm bit NCBPB thêm vào trước ký hiệu π/2-BPSK tạo chuỗi Golay 64 điểm xác định 21.11 Các giá trị NCBPB trình bày Bảng 21-20 Chỉ số ký hiệu bắt đầu cho vòng quay π / 3.3.4 Yêu cầu hiệu suất 3.3.4.1 Các yêu cầu truyền 1) Truyền dẫn EVM [1] EVM tính theo công thức đây: 2) Thời gian xuất phát xác Đánh giá Thời gian xuất phát xác TIME_OF_DEPARTURE against aTxPmdTxStartRMS aTxPmdTxStartRMS against 3.3.4.2 Yêu cầu máy thu 1) Giới thiệu Mục mô tả yêu cầu máy thu DMG SC PHY 2) CCA [1] Bắt đầu truyền DMG SCY PHY hợp lệ có giá trị mức độ thu cao so với độ nhạy tối thiểu CCA gây CCA xác suất bận > 90% vòng μs Máy thu phải giữ tín hiệu cảm biến tsóng mang bận tín hiệu 20 dB sođộ nhạy tối thiểu với MCS 3.3.5 SC PHY DMG công suất thấp 3.3.5.1 Giới thiệu SC PHY công suất thấp DMG chế độ tùy chọn SC cung cấp yêu cầu công suất xử lý thấp cho thu phát DMG 3.3.5.2 Truyền dẫn 1) Phần mở đầu SC PHY công suất thấp DMG có phần mở đầu giống DMG SC PHY 2) Tiêu đề a) Tổng quát 13 b) Mã hóa điều chế tiêu đề [1] Tiêu đề SC PHY công suất thấp DMG mã hóa cách sử dụng: [1] Tiêu đề xáo trộn [2] Kết octet mã hoá cách sử dụng RS (24,8) tạo 24 octet [3] Kết 24 octet mã hoá mã khối (16,8) mô tả mục 3)c) Mã hóa khối (N, 8) tạo 48 octet [4] Một octet thêm vào cuối dãy 48 byte tạo 49 octet [5] Mỗi tập hợp octet ghép xen sử dụng ghép xen thống xác định bước 6) mục 3)c) [6] Kết 49 octet bị chặn mô tả 3)e) truyền π/2BPSK mô tả 3.3.3.2.4)b) 3) Trường liệu a) Tổng quát Trường liệu bao gồm tải liệu PSDU khả đệm Dữ liệu đệm với số không, trộn, mã hoá điều chế mô tả phần b) Bộ xáo trộn Hoạt động xáo trộn định nghĩa 3.1.3.9 Sự xáo trộn trường liệu tiếp tục sau xáo trộn tiêu đề mà thiết lập lại Các bit đệm vào xáo trộn c) Mã hóa Tổng quát Dữ liệu mã hoá cách sử dụng mã hóa khối RS bên (224,208) mã ngắn bên Mã bên mã khối (16,8) cho MCS 25 28, mã khối (12,8) cho MCS 26 29 mã khối SPC (9,8) cho MCS 27 Và 30 mã khối nhận dạng cho MCS 31 Mã hoá RS 16 Mã khối RS dựa đa thức: g( x ) ( x k ) k 1 Khi x02 gốc đa thức ban đầu: p( x ) x x x x Giả định octet b0 b1b2 b3b4 b5b6 b7 ( b0 LSB) M b7 x b6 x b5 x b4 x b3 x b2 x b1x b0 cho đa thức: 14 RS mã khối hệ thống Với khối octet m (mM1, mM2 , , m0 ) , bổ sung octet r (r15 , r14 , , r0 ) , tính chẵn lẻ r( x ) x16 m( x ) mod g( x ) 15 r( x ) rk x k k 0 M 1 m( x ) mk x k tính toán GF(28 ) Các octet chẵn lẻ r nối vào khối giải mã k 0 m để tạo khối RS mã hoá (mM 1, mM 2 , , m0 , r15 , r14 , , r0 ) Mã hóa khối (N, 8) Mỗi c1N =[ b18 octet b18 [b0 b1b2 b3b4 b5b6 b7 ] mã hoá thành từ mã N-bit p1( N 8) ] c1N =b18 G8N ma trận máy phát điện G8N cho biểu thức sau với N = 8, 9, 12,và 16, tương ứng: G88 ma trận nhận dạng d) Điều chế Giống π/2-BPSK mô tả 3.3.3.2)4)b)và π/2-QPSK mô tả 3.3.3.2)4)c) sử dụng DMG SC PHY công suất thấp e) Chặn 15 Hình 3.4: Chặn với SC lƣợng thấp 3.4 Một số kỹ thuật truyền dẫn chế độ đa sóng mang (OFDM PHY) 3.4.1 Giới thiệu Việc truyền nhận PPDU OFDM PHY không bắt buộc 3.4.2 Định dạng khung Hình 3.5: Định dạng khung OFDM 3.4.3 Truyền dẫn 3.4.3.1 Tiêu đề 1) Tổng quát 2) Kế hoạch điều chế mã hóa Bảng 3.5: Kế hoạch điều chế mã hóa cho OFDM 16 3) Tạo bit HCS Tính toán HCS cho bit 0-47 tiêu đề định nghĩa 3.1.3.7 4) Mã hóa điều chế tiêu đề Tiêu đề mã hóa cách sử dụng ký hiệu OFDM Các bit trộn mã hoá sau: [1] 64 bit tiêu đề b1, b2 , , bLH LH=64 trộn theo mô tả mục 3.1.3.9 bit thứ để tạo q= q1 , q2 , , qLH [2] Các dãy q đệm với 440 số để có tổng cộng 504 bit, q1, q2 , , qLH ,0 LH 1,0 LH 2 , ,0504 Sau mã hoá cách sử dụng mã LDPC 3/4 168 bít chẵn lẻ p1, p2 , , p168 tạo [3] Một chuỗi c1 tạo (q1, q , , q LH , p9 , p10 , p168 ) [4] Một chuỗi c2 tạo q1, q , , q LH , p1, p2 , p84 , p94 , p168 XOR với chuỗi đệm lần cách sử dụng trộn mục 21.3.9 với ghi dịch khởi tạo cho tất [5] Một dãy c3 tạo (q1, q , , q LH , p1, p2 , p160 ) XOR với tiếp nối chuỗi đệm trước tạo bước 4) [6] Các chuỗi c1, c2 c3 ghép nối để tạo thành chuỗi 672-bit c = c1 , c2 , c3 , , c672 =( c1, c2, c3 ) [7] Chuỗi c 672 bit, sau ánh xạ dạng QPSK mô tả 21.5.3.2.4.3, chuỗi d0 , d1, , dSD1 điều chế ký hiệu OFDM sau: rtiªu®Ò (qTS ) Ntinhieu NSR wTSYM (qTS ) k NSR ( Dk p1 pk )exp( j 2 k F (qTS TGI )) 3.4.3.2 Trường liệu 1) Tổng quát Trường liệu bao gồm tải liệu PSDU khả đệm Dữ liệu đệm với số không, trộn, mã hoá điều chế mô tả phần 2) Bộ xáo trộn Hoạt động xáo trộn định nghĩa 21.3.9 Sự xáo trộn trường liệu tiếp tục sau xáo trộn tiêu đề mà thiết lập lại 3) Mã hóa 17 a) Tổng quát Dữ liệu mã hoá hệ thống mã hoá LDPC [1] Bảng 3.6: Tỷ lệ mã LDPC Tỷ lệ mã hóa Kích thƣớc từ mã Số bit liệu 1/2 672 336 5/8 672 420 3/4 672 504 13/16 672 546 b) Ma trận kiểm tra chẵn lẻ c) Quá trình mã hoá LDPC Quá trình mã hóa LDPC[1] bao gồm số bước bao gồm: xác định số bit đệm, đệm với số không mã hóa từ 4) Sơ đồ điều chế a) Tổng quát Các bit mã hóa ánh xạ tới điểm chòm cho điều chế theo quy định MCS mô tả phần b) Điều chế SQPSK [1] Trong điều chế SQPSK dòng đầu vào chia thành nhóm NCBPS bit c (q) , c2( q ) , , cN( q ) CBPS 1 Mỗi cặp bit c (q) 2k điểm chòm phức dk( q ) c (q) 2k , c2( qk)1 , k 0,1, , NCBPS chuyển đổi thành 1 j c2( qk) 1 Điều tạo điểm chòm cho nửa số sóng mang OFDM Đối với sóng mang khác, dP( q( k) ) conj(dk( q ) ) với k 0,1, , NCBPS Trong số P(k ) khoảng NCBPS đến NCBPS nêu 21.5.3.2.6 c) Điều chế QPSK [1] Dòng đầu vào chia thành nhóm NCBPS bit - c1( q ) , c2( q ) , , cN( q ) bốn bit c4( qk) , c4( qk)1 , c4( qk)2 , c4( qk)3 chuyển thành CBPS 1 hai điểm Mỗi nhóm chòm 18 c phức x2( qk) Khối x0( q ) , x1( q ) , , xN( q ) CBPS 1 [2] Mỗi cặp c 1 j c4( qk)2 1 , x2( qk)1 (q) 4k điểm 1 (q) k 1 1 j c4( qk)3 1 tạo chòm x2( qk) , x2( qk)1 k 0,1, , NCBPS thành dk( q ) , xP( q()k ) Q x2( qk) , x2( qk)1 T T ma Q trận chuyển 2 2 số P(k ) thuộc phạm vi NSD / tới NSD giói thiệu 21.5.3.2.5 [3] Đầu dòng khối d0( q ) , d1( q ) , , dN( q ) 1 , q 1, , NSYM SD d) Điều chế 16-QAM [1] Dòng đầu vào chia thành nhóm NCBPS bit c1( q ) , c2( q ) , , cN( q ) bit c4( qk) , c4( qk)1, c4( qk)2 , c4( qk)3 , c4( qk)2 N c4( qk)12 N , c4( qk)22 N , c4( qk)32 N SD SD SD SD CBPS 1 với Mỗi nhóm tám k 0,1,2, , NSD chuyển thành hai điểm chòm phức x2( qk) , x2( qk)1 : (q) 4c4 k 2c4( qk) 2c4( qk)1 j 4c4( qk)2 2c4( qk)2 2c4( qk)3 10 (q) x2( qk)1 4c4 k 2 NSD 2c4( qk)2 NSD 2c4( qk)12 NSD j 4c4( qk)22 NSD 2c4( qk)22 NSD 2c4( qk)32 NSD 10 x2( qk) Đầu dòng khối x0( q ) , x1( q ) , x2( q ) , , xN( q ) 1 q 0,1,2 , NSYM SD e) Điều chế 64-QAM [1] Dòng đầu vào chia thành nhóm NCBPS bit c1( q ) , c2( q ) , , cN( q ) CBPS 1 Điểm chòm cho sóng mang thứ k ký hiệu thứ q dk( q ) j 8c 42 (q) 6m 8c 42 (q) m 3 (2c6( qm) 1)(4c6( qm)1 2) (2c6( qm) 1)(2c6( qm)1 1)(2c6( qm)2 1) (2c6( qm)3 1)(4c6( qm) 2) (2c6( qm)3 1)(2c6( qm) 1)(2c6( qm)5 1) m 112(k mod 3) k / 3 , k 0,1, NSD LƯU Ý-Sơ đồ cho thấy giao thoa ba từ mã LDPC sóng mang sở Sơ đồ thể hình 3.17 19 Hình 3.7: Sơ đồ điều chế 64-QAM f) Ghép nối tín hiệu cho SQPSK QPSK [1] i Tổng quát ii Ghép nối tín hiệu tĩnh (STP) Khi áp dụng cho tải, STP quy định trường Loại ghép nối tín hiệu tiêu đề PHY đặt STP áp dụng cho tiêu đề PHY Khi STP áp dụng, số ký hiệu QPSK SQPSK k P(k ) : P(k ) k iii NSD với k 0,1,2, , NSD Ghép nối tín hiệu động (DTP) Khi áp dụng cho tải, STP quy định trường Loại ghép nối tín hiệu tiêu đề PHY đặt DTP áp dụng cho tải PPDU sử dụng MCS 13-17 5) Chuỗi Pilot 20 Các tín hiệu Pilot thêm vào tín hiệu -150, -130, -110, -90, -70, -50, -30, -10, 10, 30, 50, 70, 90, 110, 130,150 Các giá trị tín hiệu pilot tương ứng [-1, 1, -1, 1, 1, -1, -1, -1, -1, -1, 1, 1, 1, -1, 1, 1] Chuỗi Pilot P tạo cách tạo chuỗi số không tương ứng với tín hiệu-NSR đến NSR Các pilot đưa vào tín hiệu tương ứng với giá trị nêu Tại ký hiệu n OFDM chuỗi pilot nhân với giá trị pn -1 Với pn giá trị tạo ghi dich xác định 21.5.3.2.2 x1 , x2 , x7 thiết lập ký hiệu OFDM 6) Điều chế OFDM Dòng điểm chòm phức d (k ) chia thành nhóm điểm NSD d(m,n) m 1,2,, NSD n 1,2,, NSYM Băng tần sở cho pha liệu rData (qTS ) Ntinhieu NSYM NSR w qT n 1 T D n 1 TSYM S SYM k NSR k ,n pn1Pk exp j 2 k F qTS (n 1)TSYM TGI k 0, 1, 10, 30, 50, 70, 90, 110, 130,150 Dk ,n dM ( k ),n 3.4.4 Yêu cầu việc thực 3.4.4.1 Các yêu cầu truyền dẫn 1) Giới thiệu Các mục mô tả yêu cầu thực từ máy phát OFDM PHY 2) Truyền dẫn EVM [1] Kiểm tra độ xác phép đo truyền EVM thực thiết bị đo có khả chuyển đổi tín hiệu truyền vào luồng mẫu phức, có độ xác biên độ I / Q , cân pha, độ lệch dc, tiếng ồn pha v.v… Tín hiệu lấy mẫu phải xử lý theo cách tương tự với máy thu thực tế, 3) Độ phẳng Tx [1] Khi sử dụng OFDM PHY truyền ký hiệu OFDM, lượng trung bình chòm ký hiệu OFDM sóng mang có số -146 đến -2 +2 đến +145 không vượt ± dB lượng trung bình chúng Năng lượng trung bình chòm sóng mang với số -147 đến -177 +147 đến 21 +177 không lệch + 2/-4 dB từ lượng trung bình sóng mang với số -177 đến -2 + đến +177 4) Thời gian xuất phát xác Đánh giá Thời gian xuất phát xác TIME_OF_DEPARTURE against aTxPmdTxStartRMS aTxPmdTxStartRMS against 3.4.4.2 Yêu cầu máy thu a) CCA Sự bắt đầu DMG OFDM PHY hợp lệ truyền dẫn DMG SC PHY mức thu được lớn độ nhạy tối thiểu cho MCS (-68 dBm) khiến CCA báo bận với xác suất> 90% vòng μs 3.5 Một số vấn đề khác kỹ thuật truyền dẫn lớp vật lý Beamforming đời dựa ý tưởng thay định tuyến (router) phát sóng tín hiệu khu vực rộng lớn với hy vọng đến thiết bị người dùng, không tập trung tín hiệu hướng trực tiếp đến thiết bị cần thiết? May mắn thay, cuối beamforming trở thành tính phổ biến router không dây chuẩn Wi-Fi 802.11ad nay, dòng sản phẩm cao cấp 3.6 Định dạng khung Beamforming PHY 3.6.1 Quét phận TX Các gói tin gửi trình quét phận TX gói control PHY định nghĩa 3.2 3.6.2 Lọc chùm tia 1) Tổng quát Lọc chùm tia trình mà STA cải thiện cấu hình ăng-ten (hoặc vector trọng lượng ăng-ten) cho truyền tiếp nhận Nếu đào tạo chùm tia SLS không bao gồm RSS, trường hợp hai thiết bị có nhiều khu truyền tải ăng-ten, việc sàng lọc chùm tia phục vụ đào tạo cấu hình anten nhận Trong thủ tục sàng lọc chùm tia, gói BRP sử dụng để đào tạo ăng-ten máy thu máy phát Có hai loại gói BRP: gói BRP-RX gói BRP-TX: - BRP-RX gói tin có tập huấn luyện TRN-R nối với chúng Các gói tin cho phép huấn luyện vector trọng lượng ăng ten nhận 22 - BRP-TX gói có chuỗi huấn luyện TRN-T gắn với chúng STA truyền thay đổi cấu hình ăng ten đầu dãy STA nhận thực phép đo chuỗi gửi phản hồi đến STA truyền gói BRP-TX 2) Cấu trúc gói BRP Mỗi gói BRP bao gồm STF, trường CE, trường liệu theo sau trường đào tạo có chứa trường đào tạo AGC lĩnh vực đào tạo tiếp nhận Hình 0.6: Cấu trúc gói BRP 3) Trường tiêu đề gói BRP Các trường Packet Type Training Length nằm tiêu đề SC, control PHY, LP SC PHY OFDM, sử dụng để gói tin gói BRP chiều dài trường đào tạo - Giá trị 0x0 trường Packet Type cho biết gói BRP-RX (trường TRN-R có) - Giá trị 0x1 trường Packet Type cho biết gói BRP-TX (trường TRN-T diện) - Giá trị N trường Training Length AGC có 4N trường trường TRN-R / T có 5N trường - Giá trị N trường Training Length gói BRP-RX với giá trị trường LRX yêu cầu tiếp nhận dự định gói BRP-RX trường Yêu cầu BRP nhận trước 4) Thời lượng gói BRP Khoảng thời gian tối thiểu trường liệu gói BRP gửi SC PHY khối aBRPminSCblocks SC và, cần, trường liệu gói liệu mở rộng cách thêm số không để tạo số khối SC yêu cầu Bảng 3.23 chứa giá trị NCWmin cho MCS cần thiết để tính toán phần thêm vào 23 Bảng 0.7: Điền số không vào gói tin SC BRP Khoảng thời gian tối thiểu trường liệu gói BRP gửi OFDM PHY aBRPminOFDMblocks OFDM và, cần, trường liệu gói liệu mở rộng cách thêm số không để tạo số ký hiệu OFDM yêu cầu Khoảng thời gian tối thiểu trường liệu gói BRP gửi với low-power SC PHY khối low-power SC 5) Trường AGC sàng lọc chùm tia Trường AGC sàng lọc chùm tia gồm có 4N lần lặp lại chuỗi [Ga64 Ga64 Ga64 Ga64 Ga64] gói truyền OFDM SC PHY [Gb64 Gb64 Gb64 Gb64 Gb64] gói truyền cách sử dụng control PHY Các chuỗi truyền cách sử dụng điều chế quay π / 2-BPSK Bất kỳ tín hiệu chuyển tiếp xảy thay đổi cấu hình TX AWV hoàn toàn giải kết thúc chuỗi Ga64 Gb64 Trong gói BRP-TX, máy phát thay đổi cấu hình TX AWV đầu trường AGC Tập hợp AWV sử dụng cho trường AGC phải giống với trường TRN-T Trong gói BRP-RX, máy phát sử dụng TX AWV phần đầu liệu gói tin 6) Trường TRN-R sàng lọc chùm tia Các trường TRN-R cho phép đào tạo AWV bên nhận Các trường TRN-R có dạng thể hình 3.19 24 Hình 0.7: Định nghĩa trường TRN-R Các trường 4N từ R1 tới R4N bao gồm chuỗi [Ga128 Gb128 Ga128 Gb128 Ga128] Các chuỗi Ga128 Gb128 xác định Bảng 3.24 Bảng 3.25, tương ứng Các dãy truyền cách sử dụng điều chế quay π / 2-BPSK 7) Trường TRN-T sàng lọc chùm tia Trường TRN-T cho phép đào tạo AWV bên phát Các trường TRN-T có dạng thể hình 3.20 Hình 0.8: Định nghĩa trường TRN-T Mỗi trường CE phù hợp với trường Channel Estimation Các trường 4N từ T1 tới T4N bao gồm chuỗi [Ga128 Gb128 Ga128 Gb128 Ga128] Các chuỗi Ga128 Gb128 xác định Bảng 3.24 Bảng 3.25, tương ứng Các chuỗi truyền cách sử dụng luân phiên điều chế π / 2-BPSK Khi truyền trường CE, bên phát sử dụng AWV phần đầu liệu gói tin Bất kỳ tín hiệu chuyển tiếp xảy cấu hình TX AWV thay đổi trường giải kết thúc 64 mẫu trường 8) Đo lường kênh Các tính chất tự tương quan tốt trình tự Golay cho phép tái tạo lại phần phản ứng xung kênh bên phát bên thu Bên nhận tìm thấy vòi có biên độ lớn kênh trường CE BRP-RX Nó chọn sau vòi đo xung quanh vòi với biên độ lớn nhất, theo giá trị dot11ChanMeasFBCKNtaps Nó chọn tập tiếp giáp vòi chọn tập hợp không liên tục vòi nước, bao gồm trường bị trì hoãn phần phép đo trường Sau đo bước biên độ kênh tương ứng trường lặp TRN-T (trừ trường hợp sử dụng cấu hình CE AWV) Trường phản hồi sàng lọc khúc xạ k-1 biên độ tương đối pha vòi lần lặp lại k'th so với vòi trường TRN-T 9) BRP lấy mẫu lại gói OFDM Các trường BRP, AGC, CE, Tn / Rn định tốc độ chip SC (Tc) 10) Trình tự Golay Các trình tự Golay sau sử dụng phần mở đầu, khoảng đơn sóng mang trường lọc TRN-R / T AGC: Ga128 (n), Gb128 (n), Ga64 (n), Gb64 (n), 25 Ga32 (N), Gb32 (n) Đây cặp trình tự bổ sung Các số biểu thị độ dài chuỗi Các trình tự tạo thủ tục đệ quy sau đây: Bảng 0.8: Chuỗi Ga128(n) Bảng 0.9: Chuỗi Gb128(n) 3.7 Kết luận chƣơng Như vậy, nguyên tắc, có ba chế độ điều chế khác Chúng đáp ứng yêu cầu khác (như thông lượng cao mạnh) Không phải tất ba chế độ cần hỗ trợ việc thực Tất DMG PHYs sử dụng cấu trúc gói giống nhau, chúng khác trường riêng lẻ định nghĩa việc mã hóa điều chế sử dụng KẾT LUẬN Mạng truy nhập vô tuyến WiFi hoạt động dải tần 60GHz dựa tiêu chuẩn IEEE 802.11ad công nghệ đầy hứa hẹn để tăng chất lượng hoạt động đồng thời giảm chi phí đầu tư chi phí hoạt động Kết đạt đƣợc: Luận văn đạt số kết quan trọng sau: - Nội dung luận văn cao học cung cấp số kiến thức mạng truy nhập vô tuyến WiFi hoạt động dải tần 60GHz dựa tiêu chuẩn IEEE 802.11ad, từ số hướng nghiên cứu giúp cho việc nghiên cứu, phát triển triển khai công nghệ Việt Nam 26 - Luận văn cao học tài liệu tham khảo quý giá tiếng Việt mạng truy nhập vô tuyến WiFi hoạt động dải tần 60GHz dựa tiêu chuẩn IEEE 802.11ad Hƣớng phát triển: Hiện 802.11ad chưa thức có mặt cách rộng rãi, nên chưa biết xác thứ diễn nhà sản xuất quảng cáo hay không Tuy nhiên, điều chắn 802.11ad trở nên phổ biến nhờ tham gia công ty công nghệ lớn việc tích hợp 802.11ad vào SoC di động Router chạy 802.11ad mắt để giúp tận dụng tối đa chuẩn mạng không dây tốc độ cao Vì vậy, thứ mà học viên muốn nghiên cứu, việc giải vấn đề phạm vi hoạt động hạn chế 802.11ad ... tài: Nghiên cứu công nghệ WiFi theo chuẩn IEEE 802.11ad” làm nội dung nghiên cứu luận văn cao học Học viên hy vọng sau thực xong, luận văn tài liệu tham khảo có giá trị cho người tìm hiểu, nghiên. .. 802.11ad cho mạng WiFi hoạt động dải tần số 60GHz Đến nay, giới, số nhà sản xuất có chip hỗ trợ công nghệ WiFi dựa tiêu chuẩn IEEE 802.11ad Tuy nhiên, công nghệ Việt Nam chưa nghiên cứu tìm hiểu nhiều... thức mạng truy nhập vô tuyến WiFi hoạt động dải tần 60GHz dựa tiêu chuẩn IEEE 802.11ad, từ số hướng nghiên cứu giúp cho việc nghiên cứu, phát triển triển khai công nghệ Việt Nam 26 - Luận văn