Chương 1: GIỚI THIỆU CHUNG Trình bày lý do chọn đề tài, mục đích nghiên cứu, đối tượng và phạm vi nghiên cứu, phương pháp nghiên cứu. Chương 2: TỔNG QUAN IPTV TRÊN WiMAX VÀ CÁC MÔ HÌNH KÊNH TRUYỀN HVTH: Nguyễn Văn Chiến Page 2 Luận văn Thạc sĩ CBHD: PGS.TS Phạm Hồng Liên Trình bày các đặc điểm của công nghệ WiMAX, cấu trúc hệ thống cũng như chất lượng dịch vụ IPTV trên WiMAX (chuẩn 802. Nêu đặc điểm của lớp MAC và lớp vật lý, các đặc tính công nghệ tiên tiến của WiMAX như OFDMA, MIMO và cấu trúc mạng tham chiếu nhằm nêu rõ những ứng dụng của WiMAX. Tiếp theo trình bày các dịch vụ của IPTV, cấu trúc hệ thống khi triển khai IPTV trên WiMAX bao gồm: mô hình hệ thống, các thiết bị phía khách hàng để hỗ trợ cho triển khai dịch vụ IPTV qua WiMAX, mạng truyền dẫn.
Đồng thời, trình bày chất lượng dịch vụ IPTV trên WiMAX trong đó sẽ tập trung vào MDI, MOS và các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ IPTV trên WiMAX. Cuối cùng sẽ trình bày tổng quan về mô hình kênh truyền vô tuyến số và các mô hình kênh AWGN, fading. Đây là kênh truyền sẽ ảnh hưởng đến chất lượng dịch vụ IPTV khi triển khai trên mạng WiMAX. Chương 3: KỸ THUẬT ĐIỀU CHẾ MÃ HÓA XẾP CHỒNG SCM Trình bày các kỹ thuật điều chế BPSK, QAM và SCM, MDC.
Trong đó, tập trung vào SCM và MDC vì kỹ thuật điều chế SCM kết hợp với MDC ta sử dụng để cải thiện chất lượng dịch vụ IPTV trên WiMAX do nó khắc phục được hiện tượng phân tán kênh fading đa người dùng, tiết kiệm băng thông. Cuối cùng, sẽ trình bày cải thiện chất lượng IPTV khi triển khai trên WiMAX. Chương 4: MÔ PHỎNG CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ IPTV TRÊN WiMAX DÙNG SCM Trình bày mô hình kênh truyền, các thông số mô phỏng khi sử dụng điều chế mã xếp chồng bao gồm BPSK và 16-QAM hoặc 64-QAM để khắc phục phân tán kênh fading, tiết kiệm băng thông nhằm cải thiện chất lượng dịch vụ IPTV qua WiMAX. Cuối cùng, sẽ mô phỏng để chứng minh cho phương pháp mã xếp chồng 2 lớp đã trình bày.
Chương 5: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Chương này trình bày kết quả đã đạt được, chưa được của đề tài cũng như nêu hướng phát triển tiếp theo của đề tài. HVTH: Nguyễn Văn Chiến Page 3 Luận văn Thạc sĩ CBHD: PGS.TS Phạm Hồng Liên CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN IPTV TRÊN WIMAX VÀ CÁC MÔ HÌNH KÊNH TRUYỀN 2. LỚP VẬT LÝ VÀ LỚP MAC CỦA WIMAX 2. Giới thiệu WiMAX là chữ viết tắt của thuật ngữ Worldwide Interoperability for Microwave Access (Khả năng tương tác toàn cầu cho truy cập vi ba) là hệ thống truy nhập vi ba có tính tương tác toàn cầu dựa trên tiêu chuẩn kỹ thuật IEEE 802.
Công nghệ WiMAX, hay còn gọi là chuẩn 802.16 là công nghệ không dây băng thông rộng đang phát triển rất nhanh với khả năng triển khai trên phạm vi rộng, được coi là có tiềm năng to lớn để trở thành giải pháp lý tưởng nhằm mang lại khả năng kết nối Internet tốc độ cao tới các gia đình và công sở. Trong khi công nghệ quen thuộc Wi-Fi (802.11a, b và g) mang lại khả năng kết nối tới các khu vực nhỏ như trong văn phòng hay các điểm truy cập công cộng hotspot, WiMAX có khả năng phủ sóng rộng hơn, bao phủ cả một khu vực thành thị hay nông thôn nhất định. Công nghệ này có thể cung cấp tốc độ truyền dữ liệu đến 1Gbps đối với WiMAX cố định và 100 Mbps đối với WiMAX di động tại mỗi trạm phát sóng với tầm phủ sóng lên đến 100 Km và hỗ trợ tốc độ di chuyển lên đến 350 Km/h. WiMAX là công nghệ mới, do IEEE phát triển nhằm giải quyết các vấn đề trong mạng vô tuyến băng rộng điểm – điểm, điểm – đa điểm.
Có thể nói rằng WiMAX hoạt động tương tự như mạng LAN không dây WiFi nhưng với tốc độ cao hơn, khoảng cách xa hơn và số lượng người sử dụng nhiều hơn. Công nghệ này có thể giúp “phủ sóng” những khu vực không có dịch vụ Internet băng rộng ở các vùng ngoại ô và nông thôn. Sự bùng nổ mạng WLAN ở Mỹ và Châu Âu đã cho thấy nhu cầu về mạng không dây đặc biệt là truy cập Internet không dây là rất lớn. Trong khi nhu cầu đối với các dịch vụ băng thông rộng trên toàn thế giới ngày càng gia tăng, WiMAX chính là giải pháp tiềm năng giúp cho hàng triệu người có thể truy cập Internet không dây băng rộng bất cứ khi nào và bất cứ nơi đâu.
Phương pháp đa truy nhập OFDM Công nghệ ghép kênh phân chia tần số trực giao (OFDM) là một kỹ thuật ghép kênh, nó chia nhỏ băng thông thành các tần số sóng mang con. Trong một hệ thống OFDM, luồng dữ liệu đầu vào được chia thành các luồng con song song với tốc độ giảm (và như vậy tăng khoảng thời gian của ký hiệu – symbol) mỗi luồng con được được điều chế và truyền trên một sóng mang con trực giao tách biệt. Khoảng thời gian cho mỗi symbol tăng sẽ cải thiện khả năng chống lại trễ lan truyền của OFDM. Hơn nữa, tiền tố vòng - CP có thể loại bỏ nhiễu xuyên ký tự (ISI) miễn là thời lượng CP lâu hơn trễ kênh lan truyền.
CP chính là sự lặp HVTH: Nguyễn Văn Chiến Page 4 Luận văn Thạc sĩ CBHD: PGS.TS Phạm Hồng Liên lại phần dữ liệu gồm các mẫu cuối của khối được gắn vào trước một tải tin. Chính CP chống lại nhiễu liên khối và làm kênh quay vòng và cho phép cân bằng miền tần số với độ phức tạp thấp. Tuy vậy, một hạn chế của CP là nó được thêm vào trước tải tin làm giảm hiệu suất sử dụng băng thông. OFDM khai thác sự phân tập tần số của kênh đa đường bằng cách mã hoá và chèn thông tin trên các sóng mang con trước khi truyền đi.
Điều chế OFDM có thể thực hiện được với biến đổi ngược Fourier nhanh - IFFT, phép biến đổi này cho phép một số lượng lớn các sóng mang con (lên tới 2048) với độ phức tạp thấp. Trong hệ thống OFDM, tài nguyên sẵn có trong miền thời gian chính là các symbol OFDM và trong miền tần số chính là các sóng mang con. Tài nguyên về thời gian và tần số có thể được tổ chức thành các kênh con cấp phát cho người dùng. OFDMA là một nguyên lý đa truy cập cung cấp khả năng ghép kênh các luồng dữ liệu từ nhiều người dùng trên các kênh con hướng xuống và đa truy nhập hướng lên nhờ các kênh con hướng lên.
SOFDMA cũng là OFDMA chỉ khác nhau đó là trong SOFDMA thì kích thước FFT có thể thay đổi tuỳ theo độ rộng băng tần nhưng khoảng cách giữa các sóng mang con là không đổi 10. Còn trong OFDMA có kích thước FFT cố định là 2048.16m sử dụng OFDMA như một phương pháp đa truy nhập trong cả đường lên (UL) và đường xuống (DL). Nó hỗ trợ cả TDD và FDD bao gồm hoạt động bán song công HFDD của trạm di động trong mạng FDD. Quá trình xử lý băng thông cơ sở và các thuộc tính của cấu trúc khung đều dựa trên cả hai phương pháp này.
Cấu trúc khung Siêu khung là một khái niệm mới được giới thiệu trong IEEE 802. Siêu khung bắt đầu được đánh dấu bởi header siêu khung. Header siêu khung mang các thông tin cấu hình hệ thống ngắn hạn và dài hạn. Để giảm độ trễ truy nhập, các khung vô tuyến được chia thành các khung nhỏ (subframes), ở đó mỗi subframe bao gồm một số nguyên lần các symbols OFDMA.
Khoảng thời gian truyền được xác định cũng như trễ truyền qua đường truyền không dây và bằng nhiều lần độ dài subframe (mặc định là 1 frame). Có 3 loại subframe phụ thuộc vào dung lượng của tiền tố vòng: - Subframe loại 1 gồm có 6 symbols. - Subframe loại 2 gồm có 7 symbols. - Subframe loại 3 gồm có 5 symbols.
Việc sử dụng khái niệm subframe với các thông số thứ hai được thiết lập để làm giảm độ trễ trên kênh vô tuyến từ 15ms đến nhỏ hơn 10ms. HVTH: Nguyễn Văn Chiến Page 5 Luận văn Thạc sĩ CBHD: PGS.TS Phạm Hồng Liên Hình 2.1 Cấu trúc khung căn bản của 802. Điều chế và mã hóa IEEE 802.16m hỗ trợ các phương pháp điều chế QPSK, 16QAM, 64QAM cho cả đường lên và đường xuống [6]. Thực hiện điều chế thích ứng, thường thì công suất không hiệu quả cho các định dạng điều chế đa mức.
Điều này dẫn đến sự thay đổi độ tin cậy do các bit ánh xạ vào trong chòm sao tín hiệu. Để khắc phục vấn đề này, phương pháp sắp xếp lại chòm sao được sử dụng. Sự ánh xạ các bit vào trong các symbols truyền lại HARQ được thay đổi, kết quả là tỉ lệ lỗi gói thấp hơn. Sự ánh xạ các bit vào các điểm của chòm sao phụ thuộc vào loại sắp xếp chòm sao sử dụng cho truyền lại HARQ và cũng có thể phụ thuộc vào phương pháp MIMO.
Các symbol điều chế giá trị phức được ánh xạ vào ngõ vào của bộ mã hóa MIMO. Cấu trúc Pilot Sự truyền dẫn của các sóng mang dẫn đường trong đường xuống được yêu cầu để cho phép ước lượng kênh, đo chất lượng kênh, ước lượng offset tần số.16m hỗ trợ cả hai cấu trúc pilot chung và pilot riêng. Các pilot chung có thể được sử dụng bởi tất cả các trạm di động. Các pilot riêng có thể được sử dụng cho cả phân phối địa phương và phân phối phân tán.
Để khắc phục nhiễu pilot xung quanh các sector hoặc các BS gần nhau, một cấu trúc pilot hỗn hợp được sử dụng bằng cách dịch vòng mô hình pilot căn bản. Như vậy các pilot của các cell gần nhau sẽ không bị chồng lặp. Các pilot UL được dành riêng để định vị và phân bố đơn vị tài nguyên và được tiền mã hóa. Cấu trúc pilot UL được xác định cho 4 chuỗi với mô hình trực giao [6].
HVTH: Nguyễn Văn Chiến Page 6 Luận văn Thạc sĩ CBHD: PGS.TS Phạm Hồng Liên 2. Các kênh điều khiển Các kênh điều khiển DL: mang các thông tin cần thiết cho sự hoạt động của hệ thống [6]. Phụ thuộc vào loại báo hiệu điều khiển, thông tin được truyền đi trong những khoảng thời gian khác nhau. Các thông số cấu hình hệ thống được truyền ở các khoảng superframe, trong khi đó báo hiệu điều khiển liên quan đến sự phân phối dữ liệu người dùng được truyền ở các khoảng khung/siêu khung.
Header siêu khung mang những thông tin cấu hình của hệ thống. Nội dung của header siêu khung được chia làm 2 phần: header siêu khung chính và header siêu khung phụ.
