Đang tải... (xem toàn văn)
Mã STBC, MIMO STBC, MISO STBC, SIMO STBCM Mã khối không gian thời gian hh b b c d e df ffffffffffdddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddddd
MÃ KHỐI KHÔNG GIAN THỜI GIAN ALAMOUTI – ALAMOUTI STBC 1.1 Giới thiệu Đối với hệ thống có số lượng lớn anten phát thu, kênh fading phẳng độc lập biết máy thu, dung lượng tăng cách tuyến tính với số lượng anten tối thiểu Một cách thực tế hiệu để đến gần dung lượng kênh vô tuyến MIMO (Multiple-input multiple-output) thực mã hóa khơng gian-thời gian ST (Spacetime) Mã hóa khơng gian - thời gian kỹ thuật mã hóa thiết kế để sử dụng với nhiều anten phát Mã hóa thực miền không gian thời gian để đưa vào tương quan tín hiệu phát từ anten khác chu kỳ thời gian khác Sự tương quan không gian-thời gian sử dụng để khai thác fading kênh MIMO tối thiểu hóa lỗi truyền máy thu Mã hóa khơng gian-thời gian đạt độ lợi phân tập phát độ lợi công suất hệ thống khơng mã hóa khơng gian mà khơng làm hao phí băng thơng Tuỳ theo phương pháp mã hố, mã khơng gian thời gian chia thành loại: mã khối không gian-thời gian (STBC - SpaceTime Block Code) mã lưới không gian-thời gian (STTC – Space Time Trellis Code) Mã STBC có ưu điểm thiết kế tách tín hiệu đơn giản Tuy nhiên, mã STBC cung cấp độ lợi phân tập phát mà khơng cung cấp độ lợi mã hố (coding gain) Ngược lại với mã STBC, mã STTC cho phép thu độ lợi phân tập phát độ lợi mã hoá việc thiết kế giải mã lại phức tạp 1.2 Các hệ thống mã hóa khơng gian thời gian Ta xét hệ thống truyền thông mã hóa khơng gian – thời gian băng tần gốc với nT anten phát nR anten thu, trình bày hình 1.1 Hình 1.1: Một mơ hình hệ thống băng tần gốc Dữ liệu phát mã hóa mã hóa khơng gian-thời gian Tại thời điểm t, khối m symbol thông tin nhị phân, ký hiệu bởi: ct = (c1t,ct2, ,ctm) (1.1) Được đưa vào ngõ vào mã hóa khơng gian-thời gian Bộ mã hóa khơng gianthời gian ánh xạ khối m symbol nhị phân ngõ vào thành nT symbol điều chế từ tín hiệu M = 2m điểm Dữ liệu mã hóa đưa vào chuyển đổi từ nối tiếp sang song song (S/P) để xuất chuỗi nT symbol song song, xếp thành vecto cột nT ×1 xt = ( xt1 , xt , xt nt )T 1.2 Trong đó, T có nghĩa chuyển vị ma trận nT ngõ song song phát đồng thời nT anten phát khác nhau, nhờ mà symbol xi,1 ≤ i ≤ nT, phát anten i tất symbol phát có khoảng thời gian T (giây).Vector symbol điều chế mã hóa từ anten khác nhau, (1.2), gọi symbol không gian-thời gian (space-time symbol) Hiệu suất phổ hệ thống : η= rb =m B bit/s/Hz (1.3) Trong đó, rb tốc độ bit B băng thông kênh truyền Hiệu suất phổ (1.3) với hiệu suất phổ hệ thống không mã hóa với anten phát Nhiều anten máy phát máy thu tạo kênh MIMO Đối với thông tin di động vô tuyến, liên kết từ anten phát đến anten thu mơ hình hóa fading phẳng, ta giả sử kênh truyền không nhớ Trong kênh fading nhanh, hệ số fading số chu kỳ symbol thay đổi từ symbol sang symbol khác Tại máy thu, tín hiệu nR anten thu chồng nhiễu nT tín hiệu phát bị suy biến fading kênh Tại thời điểm t, tín hiệu thu anten j, j= 1, 2, …, nR, ký hiệu rjt ,được cho bởi: nT rt = ∑ htj ,i xti + nti j i =1 (1.4) Với nti thành phần nhiễu anten thu j thời điểm t Nó mẫu độc lập biến ngẫu nhiên Gaussian phức trung bình với mật độ phổ cơng suất N0 Ta miêu tả tín hiệu thu từ nR anten thu thời điểm t vectơ cột nR×1 rt = (rt1, rt2 , , rtnR )T (1.5) Nhiễu máy thu mơ tả vectơ cột nR × 1, ký hiệu nT nt = (nt1 , nt2 , , ntnR )T (1.6) Trong đó, thành phần đến mẫu nhiễu anten thu Do đó, vectơ tín hiệu thu được biểu diễn sau: Yt = Ht xt + nt (1.7) Ta giả sử giải mã máy thu sử dụng thuật tốn maximumlikelihood để khơi phục chuỗi thơng tin phát máy thu có thông tin trạng thái kênh CSI lý tưởng kênh MIMO Mặt khác, máy phát lại khơng có thơng tin kênh Tại máy thu, số metric định tính tốn dựa bình phương khoảng cách Euclidean chuỗi thu giả thiết chuỗi thu thực sau: nT nT ∑∑ r − ∑ h t j =1 i t i =1 t i j ,i t x (1.8) Bộ giải mã chọn từ mã với số metric định nhỏ làm chuỗi giải mã 1.3 Hệ thống Alamouti với nhiều anten thu Hệ thống Alamouti ứng dụng cho hệ thống với anten phát nR anten thu Q trình mã hóa phát cấu hình giống với trường hợp anten thu đơn Các tín hiệu thu r1j r2j từ anten thu thứ j thời điểm t t + T tương ứng: r1j=hj,1x1 + hj,2x2 + n1j ( 1.9) r2j=hj,1x2 + hj,2x1 + n2j (1.10) Trong hi,j , i = 1, 2; j = 1, 2, …,nR hệ số fading cho đường từ anten phát i đến anten thu j n1i , n2j tín hiệu nhiễu anten thu j thời điểm t t +T tương ứng Máy thu xây dựng đại lượng thống kê định dựa kết hợp tuyến tính tín hiệu nhận Các đại lượng thống kê định x% x% cho bởi: nR * j j x% = ∑ h j ,1r1 + h j ,2 ( r2 ) * j =1 nR nR = ∑∑ h j ,i x1 + ∑ h*j ,1n1j + h j ,2 ( n2j ) i =1 j =1 * j =1 nR x%2 = ∑ h*j ,2 r1 j − h j ,1 ( r2j ) * j =1 nR nR = ∑∑ h j ,i x2 + ∑ h*j ,2 n1j − h j ,1 ( n2j ) i =1 j =1 * j =1 (1.11) Các quy tắc giải mã maximum likelihood cho tín hiệu độc lập x1 x2 cho : ( nR xˆ1 = arg ∑ h j ,1 + h j ,2 xˆ1∈S j =1 ( ) −1÷ xˆ ˆ + d ( x% , x1 ) (1.12) ) nR 2 ˆ xˆ2 = arg ∑ h j ,1 + h j ,2 − 1÷ xˆ2 + d ( x% , x ) 2 xˆ2 ∈S j =1 (1.13) Đối với điều chế M –PSK, tất tín hiệu chòm có lượng Các quy tắc giải mã maximum likelihood tương đương với trường hợp có anten thu đơn 1.1 1.2 anten phát , anten thu Mã Alamouti – STBC anten phát, anten thu Hình : Sơ đồ khối mã hóa khơng gian – thời gian Alamouti *Phương pháp mã hóa: Ở bit thông tin điều chế theo kiểu điều chế đa mức Bộ mã hóa sau lấy khối hai ký tự điều chế x1 x2 lần mã hóa đưa anten phát theo ma trận mã sau: Tại chu kỳ tín hiệu cho trước hai dấu tín hiệu x2 mã hóa khơng gian thời gian mô tả bảng Khe thời gian thứ Khe thời gian thứ hai Anten x1 Anten x2 Trong khe thời gian thứ nhất, hai mẫu ký hiệu x x2 phát từ anten anten Trong khe thời gian thứ hai, anten phát anten phát Trong liên hợp phức , liên hợp phức x Bằng cách việc mã hóa thực theo khơng gian thời gian Gọi ht,r đáp ứng kênh phức anten phát t anten thu r Nếu sử dụng anten phát, hai anten thu ta có đáp ứng kênh sau: Anten phát Anten phát Anten thu h11 h21 Anten thu h12 h22 Ký hiệu tín hiệu thu anten thu: Anten thu Anten thu Khe thời gian thứ Khe thời gian thứ hai Biểu thức cho tín hiệu thu sau: = h1,1x1 + h2,1x2 + = - h1,1 + h2,1+ = h1,2x1 + h2,2x2 + = -h1,2 + h2,2 + : Hệ số nhiễu tác động lên anten thứ khe thời gian thứ : Hệ số nhiễu tác động lên anten thứ khe thời gian thứ hai : Hệ số nhiễu tác động lên anten thứ hai khe thời gian thứ : Hệ số nhiễu tác động lên anten thứ hai khe thời gian thứ hai Vector tín hiệu thu nhận cách xếp tín hiệu thu sau: Y = Kết hợp khe thời gian thứ thứ ta có : y11 h11 1 y2 = h12 * y12* h21 2* * y2 h22 h21 n11 h22 x1 n12 + − h11* x2 n12* 2* −h12* n2 Trong đó: H= Và: N= Ta nhận thấy cột ma trận H trực giao với nhau, cách thiết kế hiệu mã khối Alamouti Máy thu xây dựng đại lượng thống kê định dựa kết hợp tuyến tính tín hiệu nhận Các đại lượng thống kê định d1 d2 sau: * d1 = h*11 y11 + ( y12 ) h21 + h12* y12 + h12 ( y22 )* * d = h*21 y11 − ( y12 ) h11 + h22* y12 − h12 ( y22 )* Vector định d tạo cách lọc phù hợp vector tín hiệu thu kênh có dạng sau: d = HHy d = HH(Hx+n) d = HHHx + HHn Ta có: HH = HHH = Nhận xét: h11h11 + h*21.h12 + h12 Đặt Eh = | h11 |2 + | h12 |2 + | h21 |2 + | h22 |2 Vecto d gồm : d = Trong đó: d1 = Ehx1 + v1 d2 = Ehv2 + v2 1.1.1 Giải mã Giả sử tín hiệu phát x phát kênh có đáp ứng kênh h,với mẫu tạp âm n, tín hiệu thu y Thì ta có y = hx + n Theo luật định xác suất tối đa máy thu : = arg min{ |y – hx|2} = arg min{d 2(y,hx)} Trong d2(y,hx) =| y – hx|2 = (y – hx)(y-hx)* bình phương khoảng cách Euclid tín hiệu thu y tín hiệu khơng chứa tạp âm hx Luật định ML cho x1 x2 là: {xµ1 , xµ2 } = arg min{| y11 − ( h11 x1 + h21 x2 ) |2 + | y12 − (− h11 x2* + h21 x1* ) |2 + | y12 − ( h12 x1 + h22 x2 ) |2 + | y22 − (− h12 x2* + h22 x1* ) |2 } (*) Khai triển đối số (*) ta có: ASTBC = y11 − (h11 x1 + h21 x2 ) y11 − ( h11 x1 + h21 x2 ) + y12 − (−h11 x2* + h21 x1* ) y12 − (h11 x2* + h21 x1* ) + y12 − (h12 x1 + h22 x2 ) y12 − (h12 x1 + h22 x2 ) * * * + y22 − ( −h21 x2* + h22 x1* ) y22 − (h12 x2* + h22 x1* ) * =| y11 |2 − y11h11* x1* − y11h21* x2* − h11 ( y11 )* x1 + (h11 ) ( x1 ) + h11h21* x1 x2* − h21 ( y11 )* x2 + h21 x2 h11* x1* − | h21 |2 | x2 |2 +( y12 ) + y12 h11* x2 − y12 h21* x1 + h11 x2* ( y12 )* + (h11 )2 ( x2 )2 − h11 x2*h21* x1 − h21 x1* ( y12 )* − h21x1*h21* x2 + (h21 )2 ( x1 )2 +( y12 )2 − y12 h12* x1* − y12 h22* x2* − h12 x1 ( y11 )* + (h12 ) ( x1 ) + h12 x1h22* x2* − h22 x2 ( y12 )* + h22 x2 h12* x1* + (h22 ) ( x2 ) +( y22 )2 + y22 h12* x2 − y22 h22* x1 + h12 ( y22 )* x2* + (h12 )* ( x2 ) − h12 x2*h22* x1 − h22 x1* ( y22 )* − h22 x1*h12* x2 + (h22 ) ( x1 )2 2 2 (h112 + h21 + h122 + h22 )( x1 ) + (h21 + h112 + h22 + h122 )( x2 ) + | y11 |2 +( y12 ) + ( y12 ) + ( y22 ) = − y11h11* + y12 h12* + h21 ( y21 )* + h22 ( y22 )* x1* * * x1 − h11 ( y11 )* + y12 h21 + h12 ( y12 )* + y22 h22 * * x2* − y12 h22 − h12 ( y22 )* − h11 ( y12 )* + y11h21 − h21 ( y11 )* − y12 h11* + h22 ( y12 )* − y22 h12* x2 Để ý ( y11 ) + ( y21 ) + ( y12 ) + ( y22 ) thành phần chung không làm thay đổi luật định, chúng ta bỏ qua chúng cho đơn giản Vì ta có: ASTBC = ( h112 + h212 + h122 + h222 )( x1 ) + | d1 − x1 |2 − | d1 |2 − | x1 |2 +( h212 + h112 + h222 + h122 )( x2 ) + | d − x2 |2 − | d |2 − | x2 |2 Một điểm thú vị nhận thấy luật định ML đồng thời cho x x2 chia thành luật định độc lập cho x x2 Do luật định cho x1 x2 nhau, sau bỏ qua thành phần chung | d1 |2 chúng ta thu luật định chung cho Alamouti STBC: x1 = arg min{( h112 + h212 + h122 + h222 ) | x1 |2 + | d1 − x1 |2 } x2 = arg min{(h112 + h212 + h122 + h222 ) | x2 |2 + | d − x2 |2 } Đối với tín hiệu PSK, lượng tín hiệu tất thành phần tín hiệu, luật định ML lược giản thành: x1 = arg min{| d1 − x1 |2 } x2 = arg min{| d − x2 |2 } 1.3.2 Đánh giá BER của Alamouti STBC với MRC Ta giả sử fading từ anten phát đến anten thu độc lập với máy thu nhận biết cách tốt hệ số kênh Hình 1.2 biểu diễn tỷ lệ lỗi bit BER hệ thống Alamouti với điều chế BPSK quán so với tỷ số tín hiệu nhiễu SNR anten thu Đặc tính BER hệ thống phân tập thu nhánh với anten phát đơn kết hợp tỷ số tối đa MRC biểu diễn hình để dễ so sánh Hơn nữa, ta giả sử công suất phát tổng từ anten hệ thống Alamouti với công suất phát từ anten phát đơn hệ thống phân tập máy thu MRC thông thường chúng Các kết mô hệ thống Alamouti với anten phát anten thu đơn đạt khả phân tập hệ thống phân tập thu nhánh MRC độ dốc Tuy nhiên, đặc tính hệ thống Alamouti dB Sự thua lượng phát xạ từ anten phát hệ thống Alamouti phân nửa so với anten đơn hệ thống phân tập thu MRC hệ thống có cơng suất phát tổng Nếu anten phát hệ thống Alamouti phát xạ mức lượng với anten phát đơn hệ thống phân tập thu MRC hệ thống Alamouti tương đương với hệ thống phân tập thu MRC Tương tự, từ hình vẽ chúng ta thấy hệ thống Alamouti với anten thu đạt khả phân tập hệ thống phân tập thu MRC nhánh đặc tính lại dB Thơng thường, hệ thống Alamouti với anten phát nR anten thu có độ lợi phân tập với hệ thống phân tập thu MRC có anten phát 2nR anten thu Với Alamouti, thông tin truyền từ hai anten phát Do truyền tải lượng Alamouti sử dụng gấp hai lần so với MRC Do để cân chúng ta cần làm cho lượng truyền từ anten trường hợp STBC mạnh lên với lượng truyền từ anten MRC.Với quy mơ chúng ta thấy hiệu suất BER trường hợp 2Tx, 1Rx Alamouti STBC 3dB so với với trường hợp 1Tx, 2Rx so MRC Tỷ lệ lỗi bit cho điều chế BPSK kênh Rayleigh với trường hợp anten phát, anten thu là: (1.14) Trong : 1/2 pMRC 1 = − 1 + ÷ 2 Eb / N (1.15) Khi anten phát anten thu nhận : (1.16) Tỷ lệ lỗi bit: Pe , STBC = pSTBC [ + 2(1 − pSTBC )] (1.17) Hình Đặc tính BER hệ thống BPSK Alamouti với anten thu kênh fading Rayleigh chậm Phẩm chất BER hệ thống MISO X MIMO STBC X sử dụng điều chế BPSK so sánh với phẩm chất hệ thống SIMO MRC X SIMO MRC X Hình 5.12 Do tổng cơng suất phát hệ thống STBC chuẩn hóa thành đơn vị (tức là, công suất phát từ anten nửa), đường cong BER hệ thống STBC có độ dốc đường cong BER hệ thống MRC systems tương ứng dịch sang bên trái dB Điều chứng tỏ hệ thống STBC MRC có cấp độ phân tập Theo kết mơ ta có: - Với trường hợp sử dụng ăng-ten phát ăng-ten thu chất lượng so với trường hợp ăng-ten phát, ăng-ten thu ăng-ten phát, ăng-ten thu sử - dụng mã hóa khơng gian thời gian STBC Ưu điểm Đặt nhiều ăng-ten phía phát, nên lợi dụng việc không bị giới hạn công - suất Base Station Tránh nhiễu Tách tín hiệu xác - Thiết kế giải mã đơn giản Nhược điểm Khó khăn việc ước lượng ma trận kênh truyền STBC phải dùng slot thời gian để truyền, tăng tốc độ liệu cách chuyển sang ghép liệu miền tần số: kỹ thuật SFBC, lúc thay dùng tài nguyên thời gian ta dùng tài nguyên tần số Ứng dụng 4.1 Wifi (chuẩn 802.11n) Một điều mong đợi người dùng thiết bị đầu cuối Wi-Fi khơng khác ngồi tốc độ tầm phủ sóng Theo đặc tả kỹ thuật, chuẩn 802.11n có tốc độ lý thuyết lên đến 600Mbps (cao 10 lần chuẩn 802.11g) vùng phủ sóng rộng khoảng 250m (cao chuẩn 802.11g gần lần, 140m) Hai đặc điểm then chốt giúp việc sử dụng ứng dụng môi trường mạng Wi-Fi cải tiến đáng kể, phục vụ tốt cho nhu cầu giải trí đa phương tiện, nhiều người dùng xem phim chất lượng cao (HD, Full HD, Full HD 3D ), gọi điện thoại qua mạng Internet (VoIP), tải tập tin dung lượng lớn đồng thời mà chất lượng dịch vụ độ tin cậy đạt mức cao Hình 1: Logo chứng nhận sản phẩm đạt chuẩn 802.11n Bên cạnh đó, chuẩn 802.11n đảm bảo khả tương thích ngược với sản phẩm trước đó, chẳng hạn, sản phẩm Wi-Fi chuẩn n sử dụng đồng thời hai tần số 2,4GHz 5GHz tương thích ngược với sản phẩm chuẩn 802.11a/b/g Chuẩn 802.11n IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) phê duyệt đưa vào sử dụng thức Hiệp hội Wi-Fi (Wi-Fi Alliance) kiểm định cấp chứng nhận cho sản phẩm đạt chuẩn Chứng nhận chuẩn Wi-Fi 802.11n bước cập nhật thêm số tính tùy chọn cho 802.11n dự thảo 2.0 (draft 2.0, xem thêm viết ID: A0905_100) Wi-Fi Alliance hồi tháng 6/2007; yêu cầu (băng tầng, tốc độ, MIMO, định dạng khung, khả tương thích ngược) khơng thay đổi Đây tin vui cho sở hữu thiết bị đạt chứng nhận 802.11n draft 2.0 Chứng nhận Wi-Fi n đảm bảo cho 700 sản phẩm cấp chứng nhận draft 2.0 trước (gồm máy tính, thiết bị điện tử tiêu dùng tivi, máy chủ đa phương tiện (media server) thiết bị mạng) Tất thiết bị cấp chứng nhận dạng draft n có đủ điều kiện để sử dụng logo "Wi-Fi CERTIFIED n" mà khơng cần phải kiểm tra lại (xem hình 1) Vậy đâu công nghệ quan trọng chuẩn 802.11n? Một công nghệ gắn liền với cải tiến để nâng cao chất lượng dịch vụ Wi-Fi 802.11n Mục tiêu cơng nghệ tăng tốc độ tầm phủ sóng cho thiết bị cách kết hợp công nghệ vượt trội tiên tiến (xem hình 2) MIMO trở thành bắt buộc Với đặc tả kỹ thuật phê chuẩn, MIMO (tham khảo ID: A0905_100) công nghệ bắt buộc phải có sản phẩm Wi-Fi 802.11n MIMO làm tăng tốc độ lên nhiều lần thông qua kỹ thuật đa phân chia theo không gian (spatial multiplexing) - chia chuỗi liệu thành nhiều chuỗi liệu nhỏ phát nhiều chuỗi nhỏ song song đồng thời kênh - tương tự xe xa lộ Ngoài ra, MIMO giúp cải thiện phạm vi phủ sóng độ tin cậy (giảm tỉ lệ lỗi) thiết bị thông qua kỹ thuật gọi phân tập không gian (spatial diversity) Kết hợp với công nghệ MIMO kỹ thuật (tùy chọn): Mã hóa liệu STBC (Space Time Block Coding) giúp cải thiện việc thu/phát tín hiệu nhiều anten; chế độ HT Duplicate (MCS 32) - cho phép gửi thêm gói tin tương tự lúc lên kênh 20MHz thiết bị hoạt động chế độ 40MHz – giúp tăng độ tin cậy cho thiết bị phát (xem hình 3) Nâng cao kênh tần số Ngồi lợi ích đạt từ MIMO, cơng nghệ 802.11n sử dụng số kỹ thuật khác nhằm tăng tốc độ liệu nhanh cách sử dụng kênh (channelization) rộng Thay sử dụng kênh 20MHz chuẩn 802.11a/b/g trước đây, chuẩn 802.11n sử dụng hai kênh 20MHz 40MHz Các kênh 40MHz giúp tốc độ truyền liệu tăng gấp đôi, lên đến 150Mbps/một chuỗi liệu không gian (spatial stream), xem bảng tốc độ chuẩn 802.11n (xem hình bảng tốc độ) Năm 2007, IEEE cho đời chuẩn 802.11n cho mạng Wifi có tốc độ lý thuyết lên đến 600Mbps vùng phủ sóng rộng khoảng 250m Hiện IEEE 802.11n giai đoạn thử nghiệm hầu hết thiết bị thị trường điều có chuẩn Ưu điểm 802.11n tốc độ nhanh nhất, vùng phủ sóng tốt nhất; trở kháng lớn để chống nhiễu từ tác động môi trường Nhược điểm 802.11n chưa phê chuẩn cuối cùng; giá cao 802.11g; sử dụng nhiều luồng tín hiệu gây nhiễu với thiết bị 802.11b/g kế cận MIMO cơng nghệ bắt buộc phải có sản phẩm Wi-Fi 802.11n MIMO làm tăng tốc độ lên nhiều lần thông qua kỹ thuật đa phân chia theo không gian (spatial multiplexing) - chia chuỗi liệu thành nhiều chuỗi liệu nhỏ phát nhiều chuỗi nhỏ song song đồng thời kênh - tương tự xe xa lộ Ngồi ra, MIMO giúp cải thiện phạm vi phủ sóng độ tin cậy (giảm tỉ lệ lỗi) thiết bị thông qua kỹ thuật gọi phân tập không gian (spatial diversity) Kết hợp với công nghệ MIMO kỹ thuật: Mã hóa liệu STBC (Space Time Block Coding) giúp cải thiện việc thu/phát tín hiệu nhiều anten 4.2 Wimax chuẩn 802.16 sử dụng mã khối không gian –thời gian (STBC) Ngày Internet ngày trở thành phổ biến công cụ thiếu sống người Theo phát triển Internet, nhu cầu truy cập Internet với tốc độ cao ngày lớn dẫn tới phát triển công nghệ truy cập băng rộng Hiện chuẩn truy cập vô tuyến băng rộng 802.16 – Wimax ứng dụng mơ hình mạng khơng dây đô thị WMAN nghiên cứu, triển khai phạm vi toàn giới Việt Nam Wimax đời đáp ứng nhu cầu cao sử dụng Internet tốc độ truy cập cao, bán kính vùng phủ rộng, chất lượng dịch vụ tốt….hứa hẹn phát triển nhanh chóng, thay dịch vụ DSL (Digital Subcriber Line: đường dây thuê bao số), wifi… tương lai Truyền tin vơ tuyến chịu ảnh hưởng mơi trường, địa hình,… gây nên suy hao lớn Một công nghệ giúp cho Wimax khắc phục nhược điểm sử dụng mơ hình đa đầu vào – đa đầu MIMO với kỹ thuật phân tập giúp cải thiện hiệu suất phổ, tăng dung lượng hệ thống Có nhiều kỹ thuật phân tập sử dụng hệ thống MIMO mã khối không gian – thời gian(STBC),… WiMAX kỹ thuật mạng truyền dẫn dựa tiêu chuẩn IEEE 802.16 ETSI HiperMAN Nhóm phát triển WiMAX gọi WiMAX forum (ra đời thang 6/2001) hợp tác vói nhóm IEEE 802.16 để xây dựng nên mạng giao tiếp vô tuyến hoạt động lớp PHY MAC Phiên đầu tiên, WiMAX 802.16a.2001 xây dựng hệ thống cung cấp dịch vụ băng thông rộng (BWA) cho user cố định kỹ thuật truyền dẫn vô tuyến phương thức triển thay cho mạng cable băng thông rộng (DSL) Các phiên sau 802.16d.2004 (hỗ trợ cho fixed nomadic user) 802.16e.2005 (hỗ trợ nomadic mobile user) Đến năm 2007 WiMAX cơng nhận mạng di động hệ 3G (IMT2000) Và 4G với WiMAX 802.16m Như WiMAX đời mà UMTS (3GPP) 1xEVDO(3GPP2) bắt đầu triển khai, WiMAX gần xây dựng từ số với mục đích ban đầu khác khơng phục vụ di động, nên việc WiMAX ko cần phải tương thích với hệ thống thiết bị 2G, 2.5G điều hiển nhiên Ngay thiết bị theo tiêu chẩn 802.16e ko tương thích ngược với 802.16d Nhưng 802.16m tương thích ngược với chuẩn cũ… Hiện WIMAX có chuẩn sau 802.16a,b,c,d,e m nhìn chung chuẩn phổ biến nói đến nhiều d e Chuẩn 802.16d chuẩn dành cho WIMAX cố định Chuẩn 802.16e chuẩn dành cho WIMAX di động Chuẩn m đệ trình lên ITU-T phê duyệt chuẩn WIMAX đạt chuẩn 4G ( cố định Ghz di động 100 Mhz) Công nghệ WIMAX công nghệ vô tuyến tốc độ cao DL UL bất đối xứng Sử dụng phổ tần từ 2Ghz đến 11Ghz Việt Nam phổ tần cấp phép 2.3 > 3.5 Ghz Hỗ trợ FDD TDD Khả đâm xuyên Wimax vượt xa so với Wifi nhờ sử dụng anten thông minh định hướng Tính phải kể đến WiMax khả bảo mật Như biết, kết nối WiFi tồn nhiều vấn đề, đặc biệt truy cập Internet điểm truy cập công cộng Với người sử dụng WiFi, khơng có lý khiến họ nghĩ cố tương tự không xảy đến với WiMax Ngoài ra, hầu hết cố bảo mật WiFi bắt nguồn từ thực tế người dùng quản trị viên mạng thông thường họ người bảo mật mạng có kinh nghiệm WiMax khơng nằm tầm kiểm sốt người dùng, giải pháp nhà cung cấp dịch vụ viễn thơng Điều có nghĩa nhà cung cấp dịch vụ tiến hành quản trị mạng nhân viên bảo mật mạng có kinh nghiệm bảo mật cho mạng Liên quan tới suy giảm thực thi mà nhiều người dùng gặp phải, vấn đề với WiMax Trước tiên, vấn đề khắc phục triệt để WiMax với MIMO (multiple-input and multiple-output – nhiều đầu vào nhiều dầu ra) Tương tự MIMO tích hợp chuẩn WiMax Một điểm khác WiMax giúp hạn chế suy giảm khả thực thi (suy giảm tốc độ độ nhiễu) WiMax sử dụng quang phổ Điều có nghĩa WiMax sử dụng tần số chi phí cao Do đó, điện thoại vi sóng hay khơng dây khơng bị nhiễu sóng với kết nối WiMax nhà cung cấp dịch vụ phân bổ băng thông rộng phù hợp cho người dùng để giảm thiểu suy giảm tốc độ Hiện WIMAX có mặt khoảng 70 quốc gia tồn giới, phát triển mạnh Mỹ,Châu Âu, Hàn Quốc, Ấn Độ v.v.v Các hãng viễn thông lớn giới AT&T , Centel, Samcomtel, Intel,Motorola v.v.v triển khai WIMAX.Tính đến nay, Bộ TT&TT cấp phép triển khai thử nghiệm công nghệ WiMAX cho 10 doanh nghiệp Việt Nam, có VNPT, Viettel, VTC, FPT Telecom, CMC, EVN Telecom, Đông Dương Telecom VNPT doanh nghiệp cấp phép thử nghiệm WiMAX doanh nghiệp triển khai thử nghiệm mạnh mẽ công nghệ Việt Nam Tuy nhiên, đến chưa có doanh nghiệp thức cung cấp dịch vụ WiMAX Triển khai thử nghiệm WIMAX cố định miền núi phía bắc VDC Lào Cai hay công ty khác gặp số khó khăn Modem thu WIMAX bị che khuất khơng gian trống khơng có đường NLOS nên gặp số vấn đề Năm ngoái vào dịp Festival Huế VNPT( VDC) Alcatel triển khai thử nghiệm thành công số điểm thành phố Huế, Hạ Long tình hình tốt nhiều bạn du lịch Hạ Long thuyền kết nối Wimax dễ dàng tốc độ tải trang web trung bình khoảng 2s, nói chung thử nghiệm thành cơng Người dùng đầu cuối cần mua thiết bị Indoor Wimax (kích thước modem ADSL), cắm dây mạng dùng Internet tốc độ cao Ngồi ra, Wimax cố định thay đường truyền leased-line DN.Thiết bị đầu cuối dịch vụ Wimax di động card PCMCIA, USB, tích hợp sẵn vào chip máy tính (kiểu cơng nghệ Centrino Intel) Giá thiệt bị ngày giảm PCMCIA Alcatel khoảng 75$.Nhiều ứng dụng công nghệ cao áp dụng như: truy cập Internet tốc độ cao, video streaming, video on Demand, dịch vụ thoại VoIP… WiMAX công nghệ không dây truyền dẫn liệu băng rộng với hiệu suất băng thông bit/s/Hz Để tăng phạm vi độ tin cậy các hệ thống WiMAX, tiêu chuẩn IEEE 802.16-2004 hỗ trợ tùy chọn các kỹ thuật đa anten như: mã hóa không gian – thời gian Alamouti (STC), hệ thống anten thích nghi (AAS) các hệ thống đa đầu vào đa đầu (MIMO) Với WiMAX, hệ thống MIMO đơn giản thực tế mã STC đa đầu vào đầu (MISO) gọi mã Alamouti Để thực hệ thống cần anten trạm gốc (BS) Mã Alamouti cung cấp độ lợi phân tập truyền lớn cho anten Sơ đồ phân tập truyền khác phân tập trễ chu kì Một lợi phân tập truyền có thể thực trạm gốc, phí đầu tư tập trung vào trạm gốc, việc mở rộng các trạm thuê bao phụ trở nên dễ dàng (đầu tư ít, kỹ thuật khơng phức tạp), cho phép các sản phẩm dòng 802.16 thâm nhập vào thị trường nhanh chóng Đánh giá chất lượng mã STBC 5.1 Kết mô 5.2 Nhận xét ... nhu cầu cao sử dụng Internet tốc độ truy cập cao, bán kính vùng phủ rộng, chất lượng dịch vụ tốt….hứa hẹn phát triển nhanh chóng, thay dịch vụ DSL (Digital Subcriber Line: đường dây thuê bao số),... xem phim chất lượng cao (HD, Full HD, Full HD 3D ), gọi điện thoại qua mạng Internet (VoIP), tải tập tin dung lượng lớn đồng thời mà chất lượng dịch vụ độ tin cậy ln đạt mức cao Hình 1: Logo... đặc tả kỹ thuật, chuẩn 802.11n có tốc độ lý thuyết lên đến 600Mbps (cao 10 lần chuẩn 802.11g) vùng phủ sóng rộng khoảng 250m (cao chuẩn 802.11g gần lần, 140m) Hai đặc điểm then chốt giúp việc sử