พรชัย ลีลาพรชัย
เรียนรู้การสื่อสารในยุคหน้าที่เรียกกันว่า 5G
บทความนี้จะกล่าวถึงการสื่อสารในระบบ 5G ที่เป็นพัฒนาการต่อจาก LTE/LTE-A โดยเป็นส่วนหนึ่งจากโครงการศึกษา 5GNOW ในยุโรป โดยจะกล่าวถึงแรงขับเคลื่อนที่ทำให้เกิดเครือข่าย 5G เช่น Internet of Things (IoT) และการควบรวมเข้ากับการส่งสัญญาณที่กำเนิดจากมนุษย์แบบเก่า ที่ทำให้ต้องมีการออกแบบระบบใหม่ เราจะชี้ให้เห็นว่าระบบที่มีคุณสมบัติด้าน Synchronism และ Orthogonality อย่างที่ใช้กันใน LTE จะมีปัญหาด้านประสิทธิภาพและ scalability และมีการนำเสนอเทคโนโลยีในชั้น PHY ใหม่ เช่น โครงสร้างของเฟรมการออกแบบรูปคลื่นแบบหลายคลื่นพาห์หรือ multicarrier waveform รวมถึงฟังก์ชั่นในการกรองสัญญาณ การประมวลสัญญาณแบบ sparse และการส่งที่เน้นระดับความล่าช้าที่ต่ำ องค์ประกอบเหล่านี้ ทำให้เราได้แอร์อินเตอร์เฟสที่รองรับความต้องการที่เหมาะสมในระบบ 5G
ความต้องการของการประยุกต์ใช้งานในระบบ 5G มาจากแรงผลักดันต่างๆคือ
• Internet of Thing (IoT) มีผู้มองกันว่า IoT จะเป็น killer application ใหม่ IoT จะมีบทบาทสำคัญอย่างแน่นอน แต่โมเดลทางธุรกิจที่ชัดเจนนั้นยังไม่ได้เริ่มตนอย่างจริงจัง ข้อท้าทายหลักอยู่ที่ปัญหาทางการขยาย เช่น อาจมีโนดที่มีทราฟิกแบบ MTC (Machine-Type Communication) มากกว่า 100,000 โนดใน 1 เซลล์ โดยที่มีต้นทุนต่ำ (มีชุด radio module ที่ถูกกว่า 10 เหรียญ) และมีอายุใช้งานนาน (เป็น 10 ปี) IoT จะเปลี่ยนมุมมองที่เรามีต่ออินเทอร์เน็ต จากเดิมที่เป็นแบบ human-to-human interface ไปเป็นแพลตฟอร์มแบบ machine-to-machine มากขึ้น อีกทั้งยังมีประเด็นด้านความเป็นส่วนบุคคลที่ต้องพิจารณาใน IoT
• Gigabit Wireless Connectivity ตัวอย่างการใช้งานลักษณะนี้ เช่น เมื่อผู้ใช้ต้องการจะดาวน์โหลดข้อมูลแบบ 3D Streaming ที่มีอัตราเร็วของข้อมูลในระดับ 100 Mbps ดังนั้นเวลาในการดาวน์โหลดควรจะเร็วขึ้น 100 เท่าหรืออยู่ในระดับ 10Gbps Gigabit Wireless Connectivity นั้นยังเหมาะกับสถานการณ์ที่มีฝูงชนชุมนุมกัน เช่น ในคอนเสิร์ต ซึ่งต่างคนก็จะมีอุปกรณ์พวก smartphone หรือ tablet
• Tactile Internet เป็นการใช้งานที่ประกอบด้วยแอพพลิเคชั่นแบบเรียลไทม์ จำนวนมากที่มีความต้องการด้านความล่าช้าในระบบที่ต่ำ Tactile internet ได้รับแรงบันดาลใจจากการที่ประสาทสัมผัสของมนุษย์สามารถแบ่งแยกหรือรับรู้ถึงความล่าช้าในระดับ 1ms ระบบ 5G จึงถูกนำมาประยุกต์ใช้งานในด้านการควบคุม นับเป็นจุดเปลี่ยนจากการสื่อสารในปัจจุบัน ที่เป็นแบบ content driven ตัวอย่างแนวคิดในการใช้งาน เช่น การทำ Virtual Overlay โดยมีการวางข้อมูลซ้อนลงบนจอที่แสดงภาพ ไปจนถึงงานควบคุมด้านหุ่นยนต์และการดูแลสุขภาพ ไปถึงงานด้านความปลอดภัยในยานยนต์ และการประยุกต์ใช้งานแบบสมาร์ทซิตี้ การจำกัดระยะเวลา roundtrip ที่ระดับ 1 ms สำหรับการตอบสนองในระดับ tactile ทั่วไป จะต้องการ time budget ในระดับที่สูงสุดที่ 100 ไมโครวินาที บนชั้น PHY ซึ่งเป็นระดับที่น้อยกว่าระบบเซลลูลาร์ในปัจจุบันอย่างมาก
รูปที่ 1 ตัวอย่างการประยุกต์ใช้งานในระบบ 5G ที่ radio access ต้องจัดการกับความต้องการต่างๆ
• สเปกตรัมที่ไม่เป็นกลุ่มก้อน สเปกตรัมเป็นทรัพยาการที่หายาก และมีราคาพงแต่ก็มีการใช้งานที่น้อยกว่าที่ควรจะเป็น ตัวอย่างเช่น การสื่อสารแบบ white space ซึ่งจะมีคุณสมบัติด้าน localization หรือระบุตำแหน่งความถี่ที่ดีขึ้น 100 เท่า รวมถึงคุณสมบัติด้าน PAPR (Peak-to-Average Power Ratio) ที่ดีอยู่ด้วย
จากมุมมองทางเทคนิค การที่จะทำให้ผู้ใช้บริการมีประสบการณ์กับบริการระดับเดียวกัน ภายใต้เครือข่ายแบบ heterogeneous หรือเครือข่ายแบบที่ใช้ small cell ที่จะเกิดขึ้นในอนาคตนับเป็นสิ่งท้าทาย ผู้ให้บริการเครือข่ายต้องเตรียมรับมือกับอัตราข้อมูลต่อผู้ใช้ที่สูง และความต้องการแบนด์วิดธ์ที่มากขึ้น และยังต้องสามารถให้บริการที่มีความต้องการที่แตกต่างกันตามการประยุกต์ใช้งานแต่ละอย่าง
ดังนั้น radio access ต้องมีความยืดหยุ่นสเกลได้ดี มีลักษณะที่เหมาะสมกับคอนเทนต์ (content-aware) มีความแข็งแรง เชื่อถือได้ดีและมีประสิทธิภาพเชิงพลังงานและสเปกตรัม
ในส่วนต่อไป เราจะกล่าวถึงข้อจำกัดของระบบ 4G ในปัจจุบัน รวมถึงความต้องการของ 5G ที่สร้างแรงกดดันให้เกิดการออกแบบชั้น PHY ใหม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ข้อจำกัดของ waveform แบบ OFDM ที่ใช้กันอยู่ในระบบ LTE-A
จากสถาปัตยกรรมของระบบ 5G ในรูปที่ 1 เราจะเห็นระบบเซลลูลาร์ที่มีความหนาแน่นขึ้น (densification) รวมถึงการใช้สถานีฐานแบบ light และการรวมทรัพยากรและใช้ resource pooling และการรวบรวมข้อมูลแบบ data aggregation (cloud computing) ที่จะเกิดขึ้นในอนาคต เราจะเห็นว่า ความต้องการที่เกิดจากการประยุกต์ใช้งานในระบบ 5G และส่วนประกอบของสถาปัตยกรรมแบบ cloud-based จะไม่ได้เป็นอิสระต่อกันอย่างสิ้นเชิง ตัวอย่างเช่น tactile internet ที่มีความต้องการด้านความล่าช้าที่มีค่าต่ำๆ จะต้องใช้เบสแบนด์โปรเซสซิ่งยูนิตที่อยู่ค่อนข้างใกล้กับเครื่อง เทอร์มินอลที่มีการใช้งานแอพพลิเคชั่นเรียลไทม์ นั่นหมายถึงว่าสำหรับการประยุกต์ใช้งานดังกล่าว ตัวคลาวด์ไม่สามารถจะอยู่ในพื้นที่ห่างไกล แต่ต้องอยู่ในรัศมีใกล้ๆส่วนที่เป็นแอพพลิเคชั่น (ดังนั้น จากการคำนวณเมื่อพิจารณาถึงความเร็วแสงและ budget บนชั้น PHY layer ในระดับ 100 ไมโครวินาที ทำให้ข้อจำกัดในการใช้งานเรียลไทม์ส่งผลให้เรามีรัศมีของเซลล์ได้สูงสุดราวๆ 30 กิโลเมตร)
วิธีการสื่อสารต่างๆที่ใช้ใน 5G ต้องสามารถรองรับ traffic ชนิดต่างๆ ที่เป็นส่วนหนึ่งของระบบ 5G ในอนาคตได้อย่างมีประสิทธิภาพ
รูป 2 แสดงแนวคิดของ Unified Frame ที่จะจัดการกับความต้องการอันหลากหลายในระบบ 5G : Type I และ II แทนกรณีที่มีอัตราการส่งข้อมูลสูงสำหรับสัญญาณวีดีโอ โดยมีการประมวลผลที่เครื่องรับแบบ non-orthogonal สำหรับพื้นที่ขอบองเซลล์หรือผู้ใช้งานแบบ CoMP, Type I ยังสามารถส่งทราฟิกแบบเรียลไทม์ Type III และ IV เป็นกรณีของ asynchronous MTC traffic โดยมีการกระจายเพื่อประสิทธิภาพเชิงพลังงาน เช่นกรณี ของ Type IV สำหรับพวกเซนเซอร์
5GNOW เป็นวิวัฒนาการชั้น physical ของเทคโนโลยีเครือข่ายการสื่อสารแบบโมบาย เช่น LTE_A เพื่อไปสู่ระบบที่ตอบสนองต่อข้อท้าทายในการใช้งานแบบใหม่ๆ ที่เกิดขึ้น ในขณะที่ LTE ได้ถูกออกแบบมาให้มีประสิทธิภาพสูงสุดโดยยึดการมี synchronism และ orthogonality ของสัญญาณ แนวโน้มใหม่ๆ ที่เกิดขึ้น ได้เผยให้เห็นถึงข้อจำกัดของหลักการดังกล่าวคือ
5GNOW เป็นงานวิจัยที่ท้าทายต่อการยึดหลัก synchronism และ orthogonality ดังที่ใช้ในระบบ LTE และ LTE-A โดยที่จะมองไปที่ความต้องการจากการประยุกต์ใช้งานในอนาคต
ปัจจุบัน ได้มีการนำเสนอ waveform แบบ non-orthogonal ภายใต้กรอบของ 5GNOW ที่ใช้บรรจุข้อมูลลงบนชั้น physical ช่วยให้เราสามารถ
5GNOW สามารถรองรับชนิดของทราฟิกต่างๆ ในระบบเซลลูลาร์แห่งอนาคต โดยมีวิสัยทัศน์ที่จะมีโครงสร้าง unified frame ที่สามารถจัดการกับความต้องการที่หลากหลายด้วยระบบ 5G เพียงระบบเดียว วิธีการแบบหลายคลื่นพาห์ หรือ multicarrier (ที่ผ่านการกรอง) จะช่วยให้เราสามารถผสมผสานทราฟิกแบบ synchronous/asynchronous และ orthogonal/non-orthogonal โดยมี sidelobe ของ waveform ที่ลดลง เพื่อช่วยลดการแทรกสอดระหว่างคลื่นพาห์ (ICI : Inter-Carrier Interference)
ทราฟิกที่เป็น bitpipe แบบเก่า (Type I) ที่มีการส่งข้อมูลปริมาณมากและมีประสิทธิภาพเชิงสเปกตรัมที่สูงจะใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติ orthogonality และ synchronicity เมื่อเป็นไปได้ เช่น เมื่อให้บริการกับผู้ใช้ที่อยู่ตรงกลางเซลล์ bitpipe มีศักยภาพที่สามารถใช้งานเป็นคลื่นพาห์แบบ เรียลไทม์ การทำ vertical layering และใช้ทรัพยาการด้านเวลา-ความถี่ ( time-frequency ) ร่วมกัน จะสร้างรูปแบบสัญญาณแบบ non-orthogonal ที่รองรับโครงสร้างเซลล์แบบ heterogeneous รวมถึงการส่งสัญญาณที่ขอบเซลล์ที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้น สำหรับการใช้งานข้อมูลปริมาณมากในพื้นที่เซลล์เหล่านี้ (Type II) จะต้องใช้เครื่องรับส่งแบบ multi-cell และ multi-user หลักการ multiple access แบบ IDMA1 ( Interleave Division Multiple Access) เป็นวิธีที่เหมาะกับการสร้างชั้นต่างๆของสัญญาณ รวมถึงเครื่องรับและการเข้ารหัสสัญญาณลักษณะดังกล่าวด้วย
เป็นที่คาดกันว่า MTC จะเป็นการประยุกต์ใช้งานหลักอย่างหนึ่งในระบบ 5G ลักษณะทราฟิก ของการสื่อสารแบบนี้จะเป็นแบบ Sporadic (type III) กล่าวคือเป็นแบบไม่ต่อเนื่องไม่สม่ำเสมอ ซึ่งเทคนิคการเข้าใช้ช่องสัญญาณโดยการแข่งขัน (contention-based access) จะเป็นวิธีที่เหมาะสม ช่วยลด overead จากการที่ไม่ต้องรักษาความมี synchronicity ของระบบ
สำหรับ traffic แบบที่มาจากเซนเซอร์ควรทำการกระจาย (spread) การส่งออกไปในแกนเวลา เพื่อประสิทธิภาพในเชิงการใช้พลังงาน ซึ่งการจัดการดังกล่าวเหมาะกับการใช้การ multiple access แบบ IDMA เช่นกัน นอกจากนี้ 5GNOW ยังได้นำเสนอเฟรมเวิร์ก ในการทำ MAC scheduling ที่สอดคล้องกับ waveform โดยมีอัลกอริธึมและ signaling ที่จำเป็น เพื่อที่จะจัดการกับทราฟิกชนิดต่างๆได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยพิจารณาถึง signaling และความแม่นยำ อย่างเช่นทราฟิกแบบ MTC และแบบ bitpipe จะแตกต่างกัน (MTC มักจะเป็นแบบอัพลิ้งค์ที่มีบิตเรตต่ำและ bitpipe มักจะเป็นแบบดาวน์ลิ้งค์มีบิตเรตสูง)
ในเทคโนโลยีไร้สายรุ่นใหม่แต่ละรุ่น จะมีการใช้ waveform หรือการมอดูเลชั่นแบบใหม่ Waveform ใหม่ในเทคโนโลยีรุ่นใหม่ได้ถูกออกแบบมา เพื่อแก้ปัญหาข้อจำกัดในเทคโนโลยีรุ่นก่อน หรือเพิ่มประสิทธิภาพเชิงสเปคตรัม เช่นเดียวกับ waveform ใหม่ในระบบ 5G ที่จะต้องแก้ปัญหาข้อจำกัดของ waveform แบบ OFDM ในระบบ 4G
แม้ว่า OFDM จะประสบความสำเร็จในอดีตที่ผ่านมาและยังมีข้อดีอีกมากมาย ด้วยความก้าวหน้าในการประมวลผลยุคใหม่ ทำให้มีการเสนอ waveform รูปแบบใหม่มากมายที่มีข้อดีต่อระบบเซลลูลาร์แบบใหม่ ภายใต้สภาวะและโอกาสการใช้งานต่างๆ ไม่มี waveform แบบหนึ่งแบบใดที่สามารถตอบสนองความต้องการทุกอย่าง จึงเป็นที่คาดกันว่าท้ายที่สุด waveform แบบ 5G ที่จะใช้งานไปจนถึงปี 2040 จะเป็นแบบอะแดปทีฟคือปรับเปลี่ยนรูปแบบไปตามความเหมาะสมของสถานการณ์
หลักการออกแบบของชั้น PHY ในเครื่อข่าย LTE-A โดยอาศัยหลัก Synchronism และ Orthogonality เป็นอุปสรรคต่อสถาปัตยกรรมที่รองรับบริการแบบใหม่
• Synchronism หมายถึงการที่เครื่องส่งต่างๆทำงานโดยใช้สัญญาณนาฬิกา จังหวะเดียวกันในการประมวลผลสัญญาณ
• Orthogonality หมายถึงการที่ไม่มีข้ามช่องเกิดขึ้นในขบวนการรับสัญญาณ waveform ที่เครื่องรับ
บ่อยครั้งที่คุณสมบัติทั้ง 2 ประการจะสัมพันธ์กัน โดยที่เราต้องอาศัยการทำ synchronization คร่าวๆ เพื่อที่จะให้ได้ orthogonality การมอดูเลชั่นแบบ OFDM ใน LTE-A จะสามารถรักษาความเป็น orthogonal ของ waveform จากแต่ละซับแคเรียร์แม้จะผ่านช่องสัญญาณแล้ว หากสามารถปรับแต่ง DFT window ด้วยกลไกการซิงโครไนซ์เซชั่นที่เหมาะสม ซึ่งจะเป็นการประมวลผลที่ใกล้สภาวะ optimal ในเซลล์เดี่ยวๆ หากมีการใช้การเข้ารหัสแบบ superposition coding ในแต่ละซัลแคเรียร์เพื่อให้ได้ความจุสูงสุด
อย่างไรก็ดี เมื่อใดก็ตามที่เราไม่สามารถรักษาความเป็น orthogonality ไว้ได้ (เช่น เนื่องจากการใช้ช่องสัญญาณแบบ random channel access หรือในการทำงานแบบหลายเซลล์) ค่าการผิดพลาดก็จะสะสมโดยไม่จำกัด ในการมอดูเลชั่น OFDM ทั้งนี้เนื่องมาจากการใช้ฟังก์ชั่น Dirichlet Kernel sin (Nx)/sin x ของ OFDM จะเข้าใกล้ sin (x)/x kernel ในกรณีที่ N มีค่ามากๆ โดยที่ N คือจำนวนซับแคเรียร์ สำหรับ kernel ดังกล่าว เป็นที่ทราบกันดีว่าข้อผิดพลาดเล็กน้อยจะถูกขยาย (เช่น จากการ sampling หรือการที่ความถี่ไม่ตรง frequency offset) โดยไม่เป็นอิสระจากค่า N และเพิ่มขึ้นตามขนาด log (N)
ดังนั้น เราจึงเชื่อว่าจะเป็นการดีกว่าที่เราจะไม่รักษาความเป็น orthogonality อันเข้มงวด และทำการควบคุมผลจากการผดพลาดแทน
OFDM เป็น waveform ของระบบ 4G โดยที่เราสามารถประมวลผลสัญญาณได้ด้วยเครื่องมือถือ สามารถใช้งานกับอัตราการส่งข้อมูลที่สูง มีแบนด์วิดธ์กว้างและทำงานได้ดีภายใต้ สภาพที่มีการเฟดดิ้งแบบ selective fading
ปัญหาของ OFDM มีอยู่บางประการ เช่น การใช้ CP (Cyclic Prefix) ใน OFDM เป็นการกินเนื้อที่ที่จะบรรจุสตรีมข้อมูล OFDM ประกอบด้วยซับแคเรียร์ย่อยๆ ซึ่งแต่ละซับแคเรียร์จะมี ไซด์ลูปที่ใหญ่ ทำให้เกิดการสูญเสียพลังงานผ่านการรั่วไหล spectrum leakage และการรั่วไหลนี้ยังก่อให้เกิดปัญหาการแทรกสอดรบกวนกับซับแคเรียร์ข้างเคียงอีกด้วย
รูปที่ 3 ไซด์ลูปของซับแคเรียร์
การลดผลจากการแทรกสอดของซับแคเรียร์ไปยังซับแคเรียร์ข้างเคียง ระยะห่างระหว่าง ซับแคเรียร์ต้องถูกวางเพื่อให้ซับแคเรียร์มีความ orthogonal ซึ่งกันและกัน ซึ่งจะช่วยลดการแทรกสอดระหว่างซับแคเรียร์ที่จุดที่ทำการแซมปลิ้งดังแสดงในรูปที่ 4
รูปที่ 4 (ก) แสดงกรณีที่เราสามารถรักษา orthogonality จะไม่มีการแทรกสอดรบกวนระหว่างซับแคเรียร์ (ข) การแทรกสอดรบกวนเมื่อสูญเสีย orthogonality ไป
อย่างไรก็ตามในความเป็นจริง มีหลายๆ กรณีที่ค่าระยะห่างระหว่างซับแคเรียร์ อาจเลื่อนไป ทำให้เราไม่สามารถรักษาความเป็น orthogonality ได้ ทำให้เกิดระดับการแทรกสอดของสัญญาณขึ้นดังแสดงในรูปข้างต้น
ในการลดปัญหาดังกล่าว มีการนำเสนอเทคนิคต่างๆโดยอาสํยหลักการ shape หรือจัดรูปร่างซับแคเรียร์เพื่อให้ได้ระดับไซด์ลูปที่ต่ำมากดังแสดงในรูปที่ 5
รูปที่ 5 รูปร่างของซับแคเรียร์ที่ได้รับการจัดรูป
การใช้รูปร่างของซับแคเรียร์ดังกล่าว จะช่วยลดปัญหาการแทรกสอดรบกวนระหว่าง ซับแคเรียร์และปัญหา spectrum leakage ลงอย่างมาก แม้เราจะไม่สามารถรักษาความเป็น rthogonality ไว้ได้ ปัญหาคือเราจะแปลง waveform ปัจจุบันให้เป็น waveform ใหม่ได้อย่างไร
รูปที่ 6 การแปลง subcarrier waveform แบบเก่าให้เป็นแบบใหม่
แนวคิดหลักของการแปลงคือการออกแบบตัวกรองหรือฟิลเตอร์เฉพาะ แล้วทำการกรองแต่ละซับแคเรียร์หรือกลุ่มของซับแคเรียร์ที่เรียกว่าซับแบนด์ดังแสดงในรูปที่ 7
รูปที่ 7 การกรองซับแคเรียร์
เทคโนโลยีรูปแบบต่างๆ นั้น จะแตกต่างกันหลักๆ ตรงที่ชนิดของฟิลเตอร์ การใช้ฟิลเตอร์ ในการกรอง โดยอาจจะกรองในระดับซับแคเรียร์หรือกลุ่มของซับแคเรียร์รวมถึงปัจจัยอื่นๆ ด้วยความสามารถในการประมวลผลที่สูงขึ้น ทำให้เราสามารถเสนอ waveform ใหม่สำหรับ 5G ได้ โดยที่ waveform และการมอดูเลชั่นใหม่ๆ ต้องตอบสนองต่อความต้องการของ 5G ดังนี้
• Uplink CoMP (Coordinated Multipoint)
กรณีศึกษาอ้างอิงที่สำคัญอันหนึ่ง คือการรับสัญญาณแบบ multi-user uplink CoMP joint reception ที่ต้องเผชิญกับปัญหาไทม์มิ่งออฟเซตและค่าออฟเซตของความถี่คลื่นพาห์ (CFO : Carrier Frequency Offset) การใช้กลไกควบคุม uplink timing advance ใน LTE จะช่วยจัดเรียง (align) สัญญาณรับในเซลล์เดี่ยวๆได้ แต่จากความแตกต่างของการล่าช้าจากการเดินทางของคลื่น (propagation delay) ทำให้การรับสัญญาณแบบ uplink CoMP joint reception จากหลายๆเซลล์มีค่าไทม์มิ่งออฟเซตทำให้ performance gain ในระบบ LTE-A ตกลง ยิ่งไปกว่านั้น การใช้ออสซิลเลเตอร์ที่ไม่มีความต้องการที่เข้มงวดมากนัก (อย่างที่ใช้กันในระบบ WLAN แทนที่จะเป็นแบบที่ใช้ใน LTE) จะมีข้อได้เปรียบทางด้านต้นทุน เมื่อเปรียบเทียบกับประสิทธิภาพสำหรับอุปกรณ์ในระดับ mass market
ความต้องการดังกล่าว ผลักดันให้มีการใช้ waveform แบบ multicarrier ที่มีระดับไซด์ลูปที่ต่ำลง สถานการณ์ดังกล่าวเหมาะที่จะใช้กับวิธีการ blockwise filtering multi-carrier แบบใหม่ที่ทำการกรองแบบหลายซับแคเรียร์ที่เราเรียกกันว่า UFMC (Universal Filtered Multi-Carrier) อันจะได้อธิบายต่อไป
• ข้อจำกัดของการใช้งานแบบ real-time หรือ tactile internet
ระบบ 4G จะมีความล่าช้าระหว่างเครื่องเทอร์มินอลและสถานีฐานในระดับหลาย 10ms อันเกิดจากการจัดสรรทรัพยากร (resource scheduling) การประมวลผลเฟรมขบวนการส่งใหม่ (retransmission) และอื่นๆ อย่างไรก็ดี การประยุกต์ใช้งานในอนาคต เช่น Tactile Internet จะต้องการความล่าช้าในระดับที่ต่ำมาก ในระดับเดียวกับประสาทสัมผัสของมนุษย์ ในสภาพแวดล้อมดังกล่าว เซนเซอร์และ actuator ที่กระจัดกระจายอยู่มากมายจะเชื่อมต่อกัน และทำงานเพื่อให้เกิดการมีปฏิกิริยาแบบ real-time tactile
การใช้มีเดียร่วมกันก็เป็นข้อท้าทายอีกประการหนึ่ง และทำให้โนดต่างๆ ต้องมีวงรอบการตื่น (wake-up cycle) ที่สั้นและมีการส่งแบบ burst transmission เพื่อเปิดทางให้โนดอื่นๆ ใช้ มีเดียบ้าง ในสถานการณ์แบบนี้ แทนที่จะมีการใช้สเปกตรัมและกำลังงาน โดยใช้อัลกอริธึมที่ซับซ้อนเพื่อให้ได้ synchronism วิธีการแบบอะซิงโครนัสดูเหมือนจะเหมาะสมกว่า
ในการที่จะให้ได้ระดับความล่าช้าที่ต่ำมากๆ ส่วนประกอบแต่ละส่วนของการสื่อสารและการควบคุมต้องได้รับการ optimize เมื่อเราศึกษาลงมาที่ชั้น PHY ของระบบ LTE-A จะพบว่า LTE-A จะรองรับระดับความละเอียด (granularity) ของการจัด (scheduling) ทรัพยากรของระบบที่แตกต่างกัน ภายใต้ช่วงระยะเวลา TTI (Transmission Time Interval) ที่ 1 มิลลิวินาที TTI จึงเป็นค่า lower bound หรือค่าต่ำสุดที่เป็นไปได้ของระดับความล่าช้าใน LTE-A
เป็นที่แน่ชัดว่า time budget ของ tactile internet บนชั้น PHY ที่มากที่สุดจะอยู่ที่ 100 ไมโครวินาที frame duration จึงต้องลดลง ระบบ LTE-A ที่มี symbol duration ที่ 67 ไมโครวินาที จึงไม่ใช่ทางเลือก ค่า symbol duration ควรอยู่ที่ 20 ไมโครวินาที นั่นหมายถึงว่า ใน 1 เฟรมจะประกอบด้วย 5 symbol ซึ่งเป็นโครงสร้างเฟรมที่เหมาะกับ random channel access
หากพิจารณาที่เซลล์ขนาด 1 กิโลเมตร ค่า delay spread จะอยู่ที่ราวๆ 3 ไมโครวินาที ดังนั้นจะต้องใช้ CP (Cyclic Prefix) ที่ระดับ 4 ไมโครวินาที เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดการแทรกสอดระหว่าง symbol (ISI : Inter-Symbol Interference) ดังนั้นการใช้ OFDM แบบเก่าจะมีการสูญเสียของประสิทธิภาพเชิงสเปกตรัมถึงราวๆ 20% การใช้ waveform แบบ non-orthogonal ที่ยอมให้ส่งได้หลายๆ symbol โดยใช้ CP เดียว เป็นการลดหย่อนความต้องการด้าน time domain ที่เข้มงวดแบบเก่า
ข้อเสียอีกประการจากการใช้เฟรมที่สั้นคือการเพิ่มแบนด์วิดธ์ที่คงที่เพื่อที่จะให้ได้ throughput ที่ต้องการ การใช้ waveform แบบ non-orthogonal multicarrier ที่ยืดหยุ่นที่ยอมให้มี ICI (inter-Carrier Interference) สามารถใช้ระยะห่างระหว่างซับแคเรียร์ที่ไม่เป็นสัดส่วน เพื่อให้ได้แบนด์วิดธ์ตามที่ต้องการ หรืออีกทางหนึ่ง เราสามารถรวบรวมสเปกตรัม ที่ไม่ต่อเนื่องกัน โดยการใช้ waveform แบบ non-orthogonal ที่มีการปล่อยคลื่นนอกย่าน (out-of-band emission) ที่ต่ำ
เฟรมที่สั้นมีผลดีในการรองรับ mobility และความถี่ที่ใช้งานต่างๆ LTE-A ได้ถูกออกแบบมาให้รองรับค่า Doppler spread ได้ 100Hz ซึ่งเกิดจากการเคลื่อนที่ในระดับ 50 กิโลเมตรต่อชั่วโมง การลด frame duration ลง ทำให้เราสามารถรองรับการเคลื่อนที่ได้มากขึ้น หรือทำงานในย่านความถี่ที่สูงขึ้นได้
และท้ายสุดเฟรมที่สั้นลงยังเป็นประโยชน์ต่อโปรโตคอลชั้นบนๆ ถึงแม้ว่าความต้องการความล่าช้าที่ต่ำของการงานแบบเรียลไทม์ จะต้องอาศัยชั้น PHY ที่มีความแข็งแรงเพื่อหลีกเลี่ยงการส่งเฟรมซ้ำ แต่แอพพลิเคชั่นบางตัวยังต้องใช้ซิกแนลลิ่ง signaling ในการตอบกลับ เฟรมที่สั้นจึงช่วยให้สามารถใช้อัลกอริธึมในการส่งซ้ำที่กินเวลาน้อยลง
แม้ว่า OFDM จะสามารถปรับแต่งเพื่อตอบสนองกับระดับความละเอียด (granularity) ในการจัดการทรัพยากร resource scheduling ที่แตกต่างกัน แต่มาตรฐาน LTE-A ในปัจจุบันก็ยังไม่มี mode ที่จะปรับให้ตอบสนองกับความล่าช้าที่ต่ำของบริการแบบ realtime ได้ หากมีการลดค่า symbol duration เพื่อให้ได้ค่า roundtrip delay (หรือความล่าช้าจากการเดินทางไปกลับของสัญญาณ) ที่สั้นมากๆ ค่า GI (Guard Interval) ก็จะไม่สามารถสเกลตามได้ โดยที่ไม่มีผลกระทบต่อประสิทธิภาพเชิงสเปกตรัมหรือขนาดของเซลล์ ปัญหาด้านความยืดหยุ่นดังกล่าวจะแก้ไขได้ด้วยการใช้ waveform แบบใหม่
โดยสรุปแล้ว tactile internet เป็นตัวอย่างบริการใหม่ ซึ่งเป็นส่วนประกอบที่สำคัญในระบบ 5G ซึ่งบริการแบบนี้มีความต้องการด้านความล่าช้าที่เข้มงวด และต้องมีความยืดหยุ่นสำหรับข้อมูลแบบ burst ที่มีลักษณะสั้น และเป็นแบบ asynchronous สำหรับการสื่อสาร uplink แบบ MTC (Machine-Type Communication) ในเครือข่ายเซลูลาร์ จุดมุ่งหมายหลักที่จะให้ได้ประสบการณ์แบบ tactile คือการที่จะต้องมี roundtrip delay ในระดับ 1 มิลลิวินาที หรือต้องสามารถส่ง burst ข้อมูลขนาด 1000 บิต ภายในเวลา 100 ไมโครวินาที เทคโนโลยี LTE ไม่สามารถตอบสนองความต้องการทั้ง 2 ได้ จึงได้มีการศึกษาชั้น PHY layer ที่อาศัย waveform GFDM (Generalized Frequency Division Multiplexing) ในการตอบสนองความต้องการดังกล่าว
• Downlink CoMP
ได้มีการศึกษาการใช้ FBMC (Filter Bank Multicarrier)สำหรับการสื่อสารแบบ downlink CoMP สัญญาณที่รับได้จากเซลล์ต่างๆ อาจจะไม่ถูกจัดเรียงทางเวลาที่เครื่องรับอันเนื่องมาจากความแตกต่างของความล่าช้าจากการเดินทางของคลื่น และการไม่ ซิงโครไนซ์ทางเวลาระหว่างสถานีฐานที่ทำงานร่วมกัน ค่าออฟเซตดังกล่าวทำให้เกิด pilot rotation ที่เครื่องรับ ส่งผลให้เราประเมินช่องสัญญาณได้ยากในระบบแบบ LTE-A
การที่ time of arrival หรือเวลาที่สัญญาณจากสถานีฐานต่างๆเดินทางมาถึงนั้นแตกต่างกัน ทำให้ performance gain ของระบบ LTE-A ตกลง ในการจัดการกับปัญหาดังกล่าว เครื่องรับในระบบ LTE-A จะประเมินหาดีเลย์แล้วทำการป้อนกลับข้อมูลดังกล่าวไปยังสถานีฐาน ซึ่งลักษณะเช่นนี้อาจมีผลต่อแบนด์วิดธ์ในด้านอัพลิ้งค์
ยิ่งไปกว่านั้น การทำงานแบบ multiuser CoMP ต้องอาศัยข้อมูลเกี่ยวกับสถานะช่องสัญญาณ (CSI) ที่ด้านเครื่องส่ง ดังนั้นเราจึงต้องทำการศึกษาการป้อนกลับข้อมูลไปยังสถานีฐาน รวมไปถึงการลดระดับของปริมาณข้อมูลควบคุม (ทั้งสำหรับ backhaul และการ feedback ทาง CSI) ที่จะเป็นการทำให้ประสิทธิภาพของระบบ LTE-A ตกลง
• การ access แบบ sporadic
จุดมุ่งหมายของเราคือการส่งแพกเกจข้อมูลผู้ใช้ขนาดเล็กโดยใช้ช่องสัญญาณ PRACH (Physical layer Random Access Channel) โดยที่ไม่ต้องรักษาการเชื่อมต่อในลักษณะต่อเนื่อง อุปกรณ์ที่ส่งข้อมูลแบบ sporadic traffic (เช่น อุปกรณ์ที่ส่งข้อมูล MTC ใน IoT) ไม่ควรจะถูกบังคับให้ต้องมีขบวนการทำซิงโครไนซ์เซชั่น synchronization ที่เทอะทะของ PRACH ใน LTE-A ซึ่งถูกออกแบบมาเพื่อความเป็น orthogonality ในทางอุดมคติ อุปกรณ์เหล่านี้ควรตื่นขึ้นมาเพียงบางจังหวะและทำการส่งข้อมูลทันที และทำการซิงโครไนซ์แบบคร่าวๆ เท่านั้น
ในลักษณะการทำงานดังกล่าวทราฟิกแบบ MTC ไม่ควรจะเป็นส่วนหนึ่งของ data pipe แบบอัพลิ้งค์มาตรฐาน แต่ควรจะมี signaling overhead ที่ลดลงมากๆ การลดความต้องการด้านซิงโครไนซ์เซชั่น จะช่วยปรับปรุงการทำงานและประสิทธิภาพของเครือข่ายรวมถึงประสบการณ์ของผู้ใช้ และอายุการใช้งานของโนดแบบ MTC ที่ทำงานด้วยตัวเอง
การเข้าใช้ช่องสัญญาณ sporadic ทำให้เกิดข้อท้าทายในการเข้าใช้เครือข่าย โมบายส์อันเนื่องมาจากการทำงานที่เรียกว่า fast dormancy ทางผู้ผลิตสมาร์ทโฟน ใช้ fast dormancy นี้ในการประหยัดการใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ โดยใช้ฟีเจอร์ที่เครื่องมือถือสามารถตัดการเชื่อมต่อกับเครือข่ายได้ และทันทีที่ข้อมูลถูกส่งออกไปสมาร์ทโฟน จะเปลี่ยนจากสถานะแอกทีฟไปเป็นไอเดิ้ล ดังนั้นเมื่อเครื่องโมบายต้องส่งข้อมูลหลายชิ้น จึงต้องผ่านขบววการทำซิงโครไนซ์เซชั่นหลายครั้ง ทำให้ปริมาณ signaling เพิ่มขึ้นมาก และทำให้เครือข่ายติดขัดโดยไม่จำเป็น
โดยสรุปแล้วทราฟิกแบบ sporadic ควรใช้ waveform แบบ non-orthogonal และ signaling แบบอะซิงโครนัสในส่วนอัพลิ้งค์โดยเฉพาะอย่างยิ่งใน RACH การประมวลผลสัญญาณแบบ sparse signal processing รวมถึงการใช้ waveform แบบใหม่ จะช่วยให้เราสามารถจัดการปัญหาทราฟิกแบบ sporadic และการควบคุมได้อย่างมีประสิทธิภาพ ด้วยแนวคิดใหม่นี้จะทำให้สัดส่วนระหว่างสัญญาณควบคุมและข้อมูลภายในซับเฟรมหนึ่งๆ อยู่ในระดับ 5% ได้
สเปกตรัมเป็นทรัพยากรที่หายาก มีราคาแพง และหลายๆครั้งถูกใช้งานอย่างไม่เต็มที่ ปัญหาดังกล่าว เรียกว่าเป็นสเปกตรัมพาราดอกส์ (spectrum paradox) ดังนั้นจึงมีการใช้เทคนิค carrier aggregation เพื่อให้ได้อัตราการส่งข้อมูลที่สูงขึ้น โดยสามารถรวบรวมย่านความถี่ที่ไม่ต่อเนื่องได้ carrier aggregation ต้องใช้ภาคอาร์เอฟฟร้อนเอนท์ (RF Front-end) ที่ต้องสามารถเข้าถึงช่องสัญญาณต่างๆ ทำให้สามารถใช้งานย่านความถี่ที่เคยถูกแยกอยู่โดดเดียว เช่น L-band ได้ มีการหาสเปกตรัมใหม่ๆเพื่อขยายการใช้งานด้านโมบายบรอดแบนด์อย่างมากในสหรัฐอเมริกาและยุโรป รวมถึงการใช้งานสเปกตรัมแบบ opportunistic หรือตามที่โอกาสเอื้ออำนวย ซึ่งเป็นหัวข้อวิจัยที่น่าสนใจในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา
ยิ่งไปกว่านั้น เทคนิคในการตรวจจับและเข้าใช้ช่องสัญญาณโดยใช้ cognitive radio ทำให้เกิดโมเดลทางธุรกิจใหม่ๆขึ้น ตัวอย่างเช่น มีการศึกษาการใช้งานย่านความถี่ TV Whitespace ในสหรัฐอเมริกา
การใช้งานสเปกตรัมแบบ opportunistic จะตอบโจทย์ตลาดแบบ 5G ได้ หากมี spectrum agility หรือความคล่องตัวในการเปลี่ยนสเปกตรัม และสามารถแก้ปัญหาการแพร่กระจายคลื่นนอกย่าน (out-of-band emission) และไม่รบกวนระบบที่ใช้งานความถี่แบบเดิมได้
Waveform ของ LTE-A มีการ์ดแบนด์ค่อนข้างกว้างที่กั้นระหว่าง LTE-A กับเครือข่ายเดิมอื่นๆ ทั้งนี้เพื่อให้ได้ตาม spectral mask ที่กำหนด ซึ่งลักษณะเช่นนี้ จะทำให้ประสิทธิภาพเชิงสเปกตรัมลดลงหรือทำให้อาจไม่สามารถใช้ย่านความถี่นั้นเลย ทั้งนี้เป็นผลจากข้อจำกัดด้าน orthogonality และ synchronism ในชั้น PHY layer
ยิ่งไปกว่านั้น ในสถานการณ์ที่มีสัญญาณแทรกสอดรบกวนแบบที่ไม่สอดประสานกัน (uncoordinated interference) จาก picocell หรือ femtocell และในพื้นที่ทับซ้อนเยอะๆ การพยายามจะรักษาความเป็น orthogonality และ synchronism ในเครือข่ายก็ต้องการ waveform ใหม่เช่นกัน
นอกจาก spectral fragmentation แล้ว ประเด็นด้าน temporal fragmentation เช่น จาก sporadic access ของช่องสัญญาณแบบ uplink RACH ก็เป็นสิ่งสำคัญ การมีซิกแนลลิ่งแบบอะซิงโครนัสในส่วนของดาวน์ลิ้งค์ในการทำงานแบบ CoMP (Cooperative Multipoint) ก็เป็นอีกประเด็นที่ควรพิจารณา
สถานการณ์ต่างๆของ 5G ข้างต้นที่มีการจัดสรร pool ของความถี่ต่างๆ ให้ผู้ใช้หลายคน โดยมีซิงโครไนซ์เซชั่นที่หย่อนลง (หรืออาจจะไม่มีการซิงโครไนซ์เซชั่นเลย) สถานการณ์เหล่านี้จะตอบสนองได้ด้วย waveform แบบใหม่ โดย waveform เหล่านี้ต้องทำงาน โดยมีขอบความถี่ที่คมมากๆ หรือมี spectral mask ที่เข้มงวดมากๆ เพื่อที่จะไม่ไปกวนระบบเดิมๆที่มีอยู่ และต้องทนทานต่อซิกแนลลิ่งแบบอะซิงโครนัสและจัดการกับอินเตอร์เฟสที่เกิดจากการทำงานที่ไม่ประสานกันได้
เทคนิค OFDM แบบเก่าไม่เหมาะ เพราะมีความไม่ยืดหยุ่นในการจัดการกับ GI (Guard Interval) โดยใช้ cyclic prefix (CP) หรือ cyclic suffix (CS) รวมถึงการมี spectral localization ที่แย่ ในส่วนต่อไป จะกล่าวถึง waveform ใหม่ ที่มีค่า spectral localization ดีขึ้น 100 เท่า ( เช่น ระดับ sidelobe 35 dB ของ LTE-A OFDM เมื่อเทียบกับ sidelobe ขนาด 55 dB ของ FBMC (Filter Bank Multicarrier) ซึ่งสร้างความแตกต่างอย่างเด่นชัดในสถานการณ์ที่มีสเปกตรัมแบบ fragmented และ CoMP
โดยสรุปแล้ว แนวคิดของวิธีแบบใหม่คือ การยกเลิกหลักการของ orthogonality และ synchronism ในเครือข่าย และหันมาใช้แนวคิดแบบที่มีความทนทาน (robust) กว่า โดยการทำงานร่วมกันของซิกแนลลลิ่งในการควบคุมและ waveform ในเฟรมเวิร์กใหม่ หัวใจของแนวทางใหม่ คือ waveform แบบ non-orthogonal แบบใหม่ โดยละทิ้งข้อจำกัดของการมี synchronism และ orthogonality และยอมรับระดับของการเกิดครอสทอร์กและสัญญาณแทรกสอด แล้วทำการควบคุมค่าเหล่านี้ด้วยโครงสร้างของเครื่องรับส่ง และเทคนิคการส่งที่มีความเหมาะสม แนวทางการวิจัยในปัจจุบัน แก้ปัญหาเหล่านี้ด้วยเทคนิคการออกแบบสัญญาณโดยอาศัย filter bank ตัวอย่างของ waveform ที่จะแนะนำให้รู้จักต่อไปคือ GFDM (Generalized Frequency Division Multiplexing), UFMC (Universal Filtered Multicarrier), FBMC (Filter Bank Multicarrier) และ BFDM (Bi-orthogonal Frequency Division Multiplexing)
ประเด็นที่มีผลต่อการเลือก waveform เหล่านี้ หลักๆ คือ วิธีการ multiple access ใน 5G, scenario หรือสถานการณ์การใช้งานต่างๆ รวมถึงผลทาง performance เป็นต้น ในส่วนต่อไป เราจะแนะนำ waveform รูปแบบใหม่แต่ละประเภท
GFDM เป็นการส่งสัญญาณมัลติแคเรียร์แบบดิจิตอลที่เป็นแบบ non-orthogonal GFDMได้รับการเสนอขึ้นมาเพื่อตอบสนองความต้องการรูปแบบใหม่ในการสื่อสารแบบเซลลูลาร์ เช่น การใช้สเปกตรัมแบบ opportunistic (การเข้าใช้สเปกตรัมเมื่อโอกาสอำนวยให้ใช้ได้โดยไม่รบกวนระบบอื่น) และการสื่อสารแบบ machine-to-machine โดยมุ่งเน้นไปที่การส่งแบบอะซิงโครนัสที่มีดิวตี้ไซเกิลต่ำ และโอกาสในการใช้งาน แบนด์วิดธ์ที่ไม่ต่อเนื่อง
GFDM มีรูปแบบการมอดูเลชั่นที่ยืดหยุ่น สามารถกระจาย (spread) ข้อมูลไปยังแกนเวลาและความถี่ในโครงสร้างของบล็อคได้ (multi-symbol per multi-carrier) ลักษณะเช่นนี้แตกต่างจาก OFDM แบบเก่าโดยที่ GFDM สามารถส่งหลายๆ symbol ได้ต่อ subcarrier GFDM จะมุ่งเป้าไปที่การส่งแบบเป็น บล็อคโดยมีการทำ circular pulse shaping ให้กับแต่ละซับแคเรียร์ GFDM ยังมี frequency localization ต่อซับแคเรียร์ที่ดี เพราะมีการใช้ตัวกรองหรือฟิลเตอร์ที่ปรับได้ในการทำ pulse shaping ทำให้การกระจายคลื่นนอกย่าน (out-of-band radiation) มีระดับต่ำ
นอกจากนี้ ยังมีการใช้ circular convolution แทนการใช้ linear convolution เพื่อรักษาโครงสร้างที่เป็นแบบบล็อคช่วยลดปัญหา rate loss หรือการสูญเสียอัตราการส่งข้อมูลจากหางของฟิลเตอร์ในการส่งแบบ burst (เป็นเทคนิคที่เรียกว่า tailbiting เพื่อแก้ปัญหา long tail ใน filter) และมีการใช้ CP (cyclic Prefix) เป็นการช่วยทำอิควอไลซ์เซชั่นเมื่อมีการส่งข้อมูลในช่องสัญญาณแบบ multipath นอกจากนี้ ยังมีการใช้ windowing ในแกนเวลาบน GFDM block ทำให้สามารถควบคุมการแพร่กระจายคลื่นนอกย่านได้อีก โดยที่อาจต้องใช้ CP ที่ยาวขึ้น
การใช้ฟิลเตอร์ในการทำ pulse shaping ที่เปลี่ยนแปลงได้ ทำให้เราไม่ต้องสนใจ orthogonality ระหว่างซับแคเรียร์ในตอนแรก เราจึงต้องจัดการกับอินเตอร์เฟอร์เร้นที่เกิดขึ้นระหว่างแคเรียร์ (inter-carrier) และระหว่าง symbol (inter-symbol) ที่เกิดขึ้นจากการออกแบบระบบ
GFDM จึงมีระดับอินเตอร์เฟอร์เร้น อยู่ในตัวอันเนื่องมาจากการออกแบบสัญญาณ ในทำนองเดียวกับการที่มีระดับซิงโครไนซ์เซชั่นที่ไม่สมบูรณ์ซึ่งจะกระทบต่อประสิทธิภาพของการเข้าใช้ระบบ (multiple access) ในระบบแบบ LTE ในการแก้ปัญหาดังกล่าว GFDM จะมุ่งเป้าไปที่การลดหย่อนความแม่นยำของ ออสซิลเลเตอร์ในระบบ LTE จากระดับ 0.1 ppm ลง 10-100 เท่า (1-10 ppm) ทำให้เครื่องส่งมีการออกแบบที่ง่ายลง ไม่ต้องอาศัยขบวนการในการซิงโครไนซ์เซชั่นที่ซับซ้อน เป็นการลด signaling overhead
กล่าวโดยง่ายๆ คือ แนวคิดของ GFDM คือการส่งเฟรมที่ประกอบด้วย M timeslot และ K subcarrier โดยที่แต่ละซับแคเรียร์จะถูกกรองอยู่ภายใน GFDM block และค่า filter impulse response จะมีบทบาทในระบบมาก จากการที่ impulse response ของฟิลเตอร์ตัวส่งไม่ได้ถูกจำกัดให้เป็นรูปสี่เหลี่ยม ก็อาจมีการแทรกสอดแบบ ICI จาก subcarrier ใกล้เคียง และ ISI ที่เกิดขึ้น หากฟิลเตอร์ส่งและรับประกอบกันแล้วไม่เป็นไปตาม Nyquist Criteria
การเลือกรูปร่าง pulse shape และอัลกอริธึมในการกำจัดอินเตอร์เฟอร์เร้นที่เหมาะสมในเครื่องรับ จะทำให้ GFDM มีประสิทธิภาพในระดับเดียวกับ OFDM ในช่องสัญญาณแบบ AWGN (Additive Whaite Guassian Noise) และมีประสิทธิภาพที่เหนือกว่า OFDM ในช่องสัญญาณที่มีลักษณะ frequency selective รุนแรง เมื่อมีการใช้อิควอไลซ์ในโดเมนความถี่
การใช้ circular convolution ใน GFDM ช่วยเลี่ยงปัญหาจากหางที่ยาวของฟิลเตอร์ทำให้เราสามารถใช้เฟรม GFDM กับจำนวนตัวอย่างที่กำหนด โดยการใช้เทคนิคที่เรียกว่า tailbiting ซึ่งขบวนการดังกล่าวมีข้อดีหลายประการ โครงสร้างของเฟรมแบบบล็อค ทำให้เราสามารถเพิ่ม cyclic prefix (CP) และ suffix (CS) สามารถลดหย่อนความต้องการด้านซิงโครไนซ์เซชั่นในโดเมนเวลา CP หนึ่งๆจะปกป้อง ข้อมูลที่อยู่ในไทส์สลอตทั้ง M timeslot ทำให้ได้ประสิทธิภาพเชิงสเปกตรัมที่สูงกว่าเมื่อเทียบกับ OFDM
ความต้องการด้านความล่าช้าในระดับน้อยๆ ซึ่งเป็นข้อท้าทายในการใช้งาน tactile internet สามารถรองรับได้ด้วยการใช้ GFDM จากวิธีการที่ยืดหยุ่นและโครงสร้างแบบบล็อค เนื่องจากปริมาณข้อมูลที่ต้องส่งสำหรับการใช้งานแบบนี้มีน้อย เราจึงสามารถออกแบบเฟรม GFDM ให้เข้ากับค่า time budget ระดับ 100 ไมโครวินาที และหากต้องการเพิ่ม throughput เราก็สามารถจัดสรร subcarrier ที่ไม่ได้อยู่ต่อเนื่องกัน เพื่อรองรับอัตราการส่งข้อมูลดังกล่าว GFDM ยังคงสามารถใช้ CP และ CS ได้อย่างมีประสิทธิภาพ แม้จะอยู่ภายใต้ time budget ระดับ 100 ไมโครวินาที สำหรับ frame duration นั้น
การใช้ CP และ CS ใน GFDM ทำให้ความต้องการ frame synchronization ระหว่างผู้ใช้ต่างๆ รวมถึงในการใช้งานแบบ CoMP ลดหย่อนลง โครงสร้างแบบบล็อคใน GFDM ยังมีข้อดีในการใช้งานกับช่องสัญญาณ random access channel ในเครือข่ายเรียลไทส์แบบอะซิงโครนัสจะต้องมีความสามารถในการดีเทกหรือตรวจรู้การเริ่มกระบวนการของการสื่อสาร ซึ่ง GFDM จะมีการใช้ preamble ของเฟรมเป็น sequence พิเศษที่มีคุณสมบัติ self-correlation เป็นอิมพัลส์ทำให้สามารถมีขบวนการที่ตรวจจับการเริ่มต้นการสื่อสารที่มีประสิทธิภาพ
คุณสมบัติเหล่านี้ รวมกับแนวคิดที่จะเลื่อนการประมวลผลไปใกล้สถานีฐานให้มากที่สุดในการสื่อสารส่วน uplink จะช่วยลดการกินไฟของเครื่องมือถือ ในขณะที่เทคนิคที่ใช้ใน OFDM จะมีผลเสียจากการรั่วของสเปกตรัม (spectral leakage) ของพัลส์แบบ sinc ที่ค่อนข้างสูง และมีความต้องการด้านซิงโครไนซ์เซชั่นที่เข้มงวด เพื่อที่จะให้ได้ซับแคเรียร์ที่มีความเป็น orthogonal หรือไม่งั้นก็ต้องใช้ CP ปริมาณมาก เพื่อให้ความต้องการด้านซิงโครไนซ์เซชั่นลดหย่อนลง
GFDM นับเป็น waveform ที่ได้รับการพิจารณาสำหรับระบบเซลลูลาร์ในอนาคต จากความสามารถในการตอบสนองความต้องการการสื่อสารรูปแบบต่างๆในเครือข่าย 5G เราอาจมองว่า GFDM เป็นการ generalization ของ OFDM โดยที่หากจำนวน symbol ต่อซับแคเรียร์นั้นเป็นหนึ่งรูปแบบนี้จะเข้ากับ OFDM นั่นเอง
รูปที่ 8 เครื่องรับส่ง GFDM
รูปที่ 9 การใช้ pulse shape filter บนแต่ละซับแคเรียร์และทำการประมวลผลหลายๆ symbol ต่อซับแคเรียร์ในสเตปเดียว
โดยสรุปแล้ว GFDM เป็นเทคนิคการส่งสัญญาณแบบ multicarrier ที่มีความคล้ายคลึงกับ OFDM ข้อแตกต่างหลักๆคือการที่แคเรียร์ไม่มีความเป็น orthogonal จากกันและกัน GFDM ยังสามารถควบคุมการปล่อยคลื่นนอกย่าน และลด PAPR (Peak-to-Average Power Ratio) ซึ่งเป็นข้อเสียของเทคโนโลยี OFDM
UFMC เป็นเทคนิคใหม่ที่เป็นการ generalize เทคนิคแบบ filtered OFDM ที่ทำการกรองสัญญาณตลอดย่านของสัญญาณ OFDM และ FBMC (หรืออาจเรียกว่าเป็นแบบ Staggered Multitone : SMT) ที่การกรองถูกทำที่ระดับซับแคเรียร์ สัญญาณแบบ Filtered OFDM กับ FBMC ไม่มีตัวใดเหนือกว่าอีกตัวในทุกแง่มุมของการสื่อสาร FBMC มีการแบ่งแยกของซับแคเรียร์ที่ดีกว่า ในขณะที่ Filtered OFDM มีความซับซ้อนน้อยกว่า
การที่ FBMC ทำการกรองในระดับซับแคเรียร์ที่มีข้อดีหลายประการ เช่น ระดับ inter-carrier interference ที่ลดลงมาก ในกรณีที่เกิดการเลื่อนของความถี่ frequency jitter (offset อันเนื่องมาจากปรากฏการณ์ดอปเปลอร์หรือออสซิลเลเตอร์ที่ตั้งค่าไม่ตรงกัน) อย่างไรก็ดี ข้อเสียที่เกิดขึ้นของวิธีนี้คือ ความยาว filter length ที่ค่อนข้างยาวตามกฏของการประมวลผลสัญญาณ (หลัก uncertainty ของ Kuepfmueller ที่กล่าวว่าผลคูณของความยาวและแบนด์วิดธ์ของพัลส์จะมีค่าคงที่) Filtered OFDM จะเป็นอีกลักษณะหนึ่ง เพราะการกรองทำที่ตลอดย่าน ดังนั้รแบนด์วิดธ์ของฟิลเตอร์จึงมากกว่ามากและความยาวของฟิลเตอร์ก็จะน้อยกว่า FBMC
เมื่อทราบถึงเทคนิคทั้ง 2 แล้ว จึงมีการออกแบบ UFMC เป็น Universal Solution โดยที่ UFMC จะทำการกรองซับเซตของย่านความถี่ แทนที่จะทำการกรองที่แต่ละซับแคเรียร์ที่หรือทั้งย่าน เป็นการรวบรวมเอาข้อดีและหลีกเลี่ยงข้อเสียจากเทคนิคการส่งทั้ง 2 แบบ
รูปที่ 10 แสดงโครงสร้างตัวอย่างของเครื่องส่ง UFMC ในระดับ baseband จะเห็นว่า UFMC จะทำการกรองในระดับซับแบนด์ที่ประกอบด้วยซับแคเรียร์จำนวนหนึ่งต่อ 1 PRB (Physical Resource Block) ซึ่งช่วยกด Spectral Sidelobe รวมถึงการแทรกสอดรบกวน ICI ระหว่าง resource block ที่เกิดจากการขาด ซิงโครไนซ์เซชั่นหรือกรณี CFO (Carrier Frequency Offset) หรือการที่คลื่นพาห์มีความถี่เลื่อนไปจากที่ควรจะเป็น
การกรองสัญาณในระดับซับแบนด์แทนที่จะเป็นระดับซับแคเรียร์ยังมีข้อดีอีกประการหนึ่งคือ การที่ filter length ที่สั้นกว่ากรณีของ FBMC มาก อันเนื่องจากแบนด์วิดธ์ของซับแบนด์ที่กว้างกว่า (เช่น ในระดับใกล้ๆกับ OFDM Cyclic Prefix) ดังนั้น waveform แบบ UFMC จึงเหมาะกับการสื่อสารแบบ burst สั้นๆ เช่น กรณีของ MTC นอกจากนี้แล้ว UFMC ยังใช้กับมอดูเลชั่นแบบ QAM ได้อย่างมีประสิทธิภาพแทนการใช้ offset QAM ที่ใช้กับ FBMC
รูปที่ 10 โครงสร้างของเครื่องส่ง UFMC
จากรูปจะเห็นว่าเครื่องส่ง UFMC มีจำนวนทั้งหมด B subbands (กรณีใช้สายอากาศตัวเดียว) โดยที่ UFMC submodule ที่ i จะให้กำเนิดเวคเตอร์ Xi ที่มีขนาด (N + Nfilter- 1) x 1 โดยที่แต่ละ subband จะทำการส่งข้อมูลจาก QAM Symbol Vector Si ที่มีขนาด ni x 1 ทั้งนี้ N จะแทนจำนวน sample ต่อ symbol ที่จะแทนซับแบนด์ทุกแบนด์โดยที่จะไม่ให้เกิดปัญหา aliasing (N จะขึ้นอยู่กับแบนด์วิดธ์ทั้งหมด) และ Nfilter คือความยาวของฟิลเตอร์
สัญญาญจากซับแบนด์เดี่ยวๆแต่ละสาย จะมาผนวกกันเพื่อสังเคราะห์เวคเตอร์ส่ง X ในกรณีของดาวน์ลิ้งซับโมดูลเดี่ยวๆทั้งหลายจะครอบคลุมตลอดย่านความถี่ ส่งข้อมูลไปให้ผู้ใช้หลายคน (ในกรณีของ fragmented spectrum หรือสเปกตรัมที่ไม่ต่อเนื่อง UFMC ยังรองรับซับแบนด์ที่ไม่ติดกันด้วย)
ในส่วนของอัพลิ้งค์ซับโมดูลตัวหนึ่งๆ จะครอบคลุมเฉพาะส่วนของความถี่ที่ได้จัดสรรให้ผู้ใช้นั้นเท่านั้น ซับโมดูลแต่ละหน่วยเป็นดังรูปที่ 11
รูปที่ 11 UFMC Transmitter Submodule
QAM Symbol ที่มีมิติเท่ากับ ni จะถูกแปลงเป็นโดเมนเวลาโดยใช้ IDFT Spreader จากนั้นจะผ่านการประมวลผลด้วยซับแบนด์ฟิลเตอร์
ตารางที่ 1 element ที่ใช้ในการออกแบบ UFMC
การเลือกค่า B ขึ้นกับ spectral setting หรือสภาพของสเปกตรัมที่เครื่องส่ง UFMC ต้องทำงานด้วย (เช่น เป็นแบบ fragmented spectrum หรือไม่) และเป้าหมายด้านการออกแบบระบบ ค่า B จะถูกเลือกให้สอดคล้องกับจำนวน spectral subband ที่ใช้ได้และในบางครั้ง B อาจเปลี่ยนค่าไปตามเวลาได้ในกรณีที่จำนวน spectral subband ที่สามารถใช้งานได้แปรเปลี่ยนไปขึ้นกับการใช้งานของบริการไร้สายอื่นๆ
สำหรับการเลือกคุณลักษณะของฟิลเตอร์ก็มีทางเลือกมากมาย เช่น การใช้สัมประสิทธิ์ของ FIR Filter โดยใช้ chebyshev window ซึ่งสามารถกำหนดระดับการลดทอนของไซด์ลูปได้
รูปที่ 12 คุณลักษณะของ Chebyshev Filter ในโดเมนความถี่และเวลา (filter length : 80, ความลดทอนของ sidelobe : 60 dB) ที่ความกว้างของเมนลูปหนึ่งๆ Chebyshev Filter จะให้ค่าการลดทอนของไซด์ลูปที่ดีที่สุด
รูปที่ 13 โครงสร้างของเครื่องรับ UFMC
ในกรณีของอัพลิ้งค์ตัวซับโมดูลจะครอบคลุมตลอดย่านความถี่ที่ใช้ในการส่งข้อมูล ในกรณีของ ดาวน์ลิ้งค์เครื่องรับจะเป็นส่วนหนึ่งของอุปกรณ์ผู้ใช้ ดังนั้นจึงมีเพียงซับโมดูลเดียวที่แอกทีฟอยู่ ได้มีการประเมินประสิทธิภาพของ UFMC พบว่า UFMC มีความเหมาะสมในหลายสถานการณ์ เช่น tactile internet, traffic แบบ MTC, สเปกตรัมที่ไม่ต่อเนื่องหรือ fragmented spectrum, UL joint reception และ UL CoMP
UFMC ยังสามารถจัดการกับปัญหา ICI และ ISI ที่ขอบของทราฟิกที่มีชนิดต่างกันได้ดีกว่า OFDM และยังรองรับการทำงานแบบ open-loop timing control โดยไม่ต้องอาศัยวิธีการแบบ close loop เป็นการประหยัดพลังงาน และ signaling overhead จึงเหมาะกับทราฟิกแบบ MTC โดยสรุป UFMC เป็น waveform ที่ถือว่าเป็นพัฒนาการของ CP-OFDM โดยจะต่างจาก FBMC ที่ว่าแทนที่จะทำการกรองในระดับ subcarrier UFMC จะทำการแปลงสัญญาณเป็นจำนวนซับแบนด์แล้วจึงทำการกรอง UFMC ไม่จำเป็นต้องใช้ CP ถึงแม้ว่าเราอาจเลือกที่จะใช้ CP เพื่อปรับปรุงปัญหา ISI ก็ได้
รูปที่ 14 ขบวนการรับส่งสัญญาณแบบ UFMC ตลอดเส้นทางการส่ง
FBMC เป็นชนิดย่อยของระบบแบบ multicarrier (MC) โดยหลักการคือการแบ่งสเปกตรัมความถี่ ไปเป็น subchannel แคบๆ ปัจจุบัน เราได้เห็นการใช้ระบบแบบ MC ในระบบต่างๆ เช่น LTE และ WLAN CP-OFDM (Cyclic Prefix – Orthogonal Frequency Division Multiplexing) เป็นระบบ MC ที่มีการศึกษากันมากที่สุด การเติม CP เข้าไป ทำให้ช่องสัญญาณแบบ frequency selective ที่มีคุณลักษณะเปลี่ยนไปที่ควมถี่ต่างๆกลายเป็นช่องสัญญาณที่ราบเรียบขึ้นในโดเมนความถี่ (frequency flat channel) ข้อเสียของ CP-OFDM เมื่อเทียบกับการส่งแบบ MC อื่นๆคือการสูญเสียประสิทธิภาพเชิงสเปกตรัมไปกับการเติม CP การกระจายคลื่นนอกย่านที่สูงกว่า (เนื่องจากซับแคเรียร์ที่มีคุณลักษณะคล้ายฟังก์ชั่น sinc) และไวต่อการแทรกสอดจากตัวรบกวนที่เป็นแบบ narrowband
ในอันที่จริงแล้ว ได้มีผู้ศึกษา FBMC มาก่อนยุคของ OFDM ถึงกว่า 20 ปี ระบบ FBMC คร่าวๆเป็นดังรูป 15 เราอาจมองได้ว่า FBMC เป็นวิวัฒนาการของ OFDM (evolved OFDM) Filter Bank ได้แก้ข้อเสียที่มีใน OFDM ข้างต้น โดยที่ช่องสัญญาณ subchannel จะถูกออกแบบในโดเมนความถี่ให้มีคุณลักษณะทางสเปกตรัมที่ต้องการ นอกจากนี้ FBMC ยังไม่ต้องใช้ CP จึงมีประสิทธิภาพเชิงสเปกตรัมมากขึ้น
รูปที่ 15 เครื่องส่ง FBMC (ก) เทียบกับเคริ่องส่ง OFDM (ข)
รูปที่ 16 ไดอะแกรมเครื่องส่ง FBMC
ด้วยการลดทอนการแพร่กระจายคลื่นนอกย่านที่มากพอจากการใช้ซับแบนด์ฟิลเตอร์ และตัว filter bank เอง ทำให้มีการแบ่งแยกความถี่ (frequency isolation) ที่มากพอที่จะได้การรับสัญญาณ และ selectivity ที่ต้องการ ทำให้เราสามารถย้ายส่วนประมวลผลสัญญาณไปอยู่หลัง filter bank โดยมีอัตราการ แซมปลิ้งที่ต่ำได้ ในกรณีการสื่อสารแบบที่มีการประมวลผลผู้ใช้หลายคน (multiuser) จะมีการแบ่งแยก (separate) ช่องสัญญาณย่อย (sub-channel) หรือกลุ่มของช่องสัญญาณย่อยที่จัดสรรให้กับผู้ใช้ทันทีที่มีช่องสัญญาณว่างอยู่ระหว่างกลาง ผู้ใช้จึงไม่จำเป็นที่ต้องได้รับการซิงโครไนซ์ ก่อนที่จะเข้าถึงระบบ ซึ่งลักษณะดังกล่าวเป็นปัจจัยสำคัญสำหรับการสื่อสารแบบอัพลิ้งค์ ในเครือข่ายแบบเก่าที่มีการรวมศูนย์ที่สถานีฐาน (base station-centric) หรือในระบบในอนาคตที่มีการเข้าใช้สเปกตรัมแบบที่ไม่ตายตัวโดยจะปรับเปลี่ยนไปตามสถานการณ์ (dynamic spectrum access) ในการใช้งานแบบ cognitive radio FBMC ช่วยให้เราสามารถทำ spectrum sensing (เพื่อตรวจดูว่าช่วงสเปกตรัมนั้นว่างสำหรับใช้งานหรือไม่)และทำการส่งข้อมูลได้ในอุปกรณ์เดียวกัน งานวิจัย PHYDAS (Physical Layer for Dynamic Spectrum Access and Cognitive Radio) เป็นการศึกษาการใช้ FBMC กับการประยุกต์แบบ cognitive radio และ dynamic spectrum access
ในฐานะที่เป็นระบบแบบ Multi-Carrier FBMC สามารถใช้ประโยชน์กับระบบแบบที่มีสายอากาศหลายตัว multi-antenna และใช้กับเทคนิคแบบ MIMO ได้ อย่างไรก็ดี ยังต้องมีการวิจัยในด้านดังกล่าวเพิ่มเติม ในขณะที่ OFDM ต้องการความเป็น orthogonality ของทุกคลื่นพาห์ FBMC จะต้องการความเป็น orthogonal กับคลื่นพาห์ข้างเคียงเท่านั้น FBMC จะแบ่งช่องสัญญาณส่งทีแบนด์วิดธ์หนึ่งๆออกเป็นหลาย subchannel ในการที่จะใช้ประโยชน์แบนด์วิดธ์ดังกล่าวอย่างเต็มที่ โดยที่ยังรักษาความเป็น orthogonal ระหว่าง subchannel จะมีใช้กับการมอดูเลชั่นแบบ Offset QAM เพื่อแก้ปัญหา frequency overlap ระหว่าง subchannel ให้ได้ความเป็น orthogonal ดังกล่าว (คำว่า offset หมายถึง การมีการเหลื่อม time shift ระหว่างการส่งส่วนจริงและส่วนจินตภาพของ complex symbol โดยค่า time shift คิดเป็นครึ่ง symbol โดยจะมีความสัมพันธ์กับระยะห่างระหว่าง subchannel) การใช้ filter bank ร่วมกับ OQAM ทำให้เราได้บิทเรทที่สูงสุดโดยไม่ต้องใช้ CP หรือ guard time แต่อย่างใด (ในระบบแบบคลื่นพาห์เดียว จะมีการใช้ OQAM เพื่อแก้ปัญหาสัญญาณ peak)
รูปที่ 17 บล็อกไดอะแกรมของเครื่องรับส่งในระบบแบบ Multi-Carrier
จากรูปที่ 17 แสดงบล็อกไดอะแกรมของเครื่องรับส่งในระบบแบบมัลติแคเรียร์ โดยมีการใช้ IDFT และ DFT เป็น filter bank ด้าน analysis และ synthesis ในสภาพอุดมคติที่มีการใช้ window รูปสี่เหลี่ยมเป็นฟิลเตอร์ตัว subband filter จะมีความเป็น orthogonal กัน อย่างไรก็ตาม ในความเป็นจริงช่องสัญญาณได้รับผลกระทบจาก multipath จึงมีการใช้ CP (Cyclic Prefix) ที่มีความยาวกว่า impulse response ของช่องสัญญาณเพื่อแก้ปัญหาดังกล่าว ใน FBMC จะไม่มีการใช้ CP จึงช่วยลดการสูญเสียพื้นที่บรรจุข้อมูล (data loss) ในส่วนนี้ แต่จะมีการใช้การออกแบบ prototype filter เพื่อแก้ไขปัญหาดังกล่าวแทน โดยจะมีการเลือก prototype filter เพื่อ
รูปที่ 18 เครื่องส่ง FBMC ที่มีการกรองในโดเมนความถี่
รูปที่ 19 เครื่องรับ FBMC
เนื่องจาก FBMC เป็นวิวัฒนาการของ OFDM จึงมีแนวโน้มว่า FBMC จะสามารถใช้งานร่วมกับระบบแบบ OFDM ได้ในพื้นที่เดียวกัน
ตัวอย่าง Waveform รูปแบบอื่นๆ เช่น BFDM (Bi-Orthogonal Frequency Division Multiplexing) ที่สามารถสร้างคืน (recover) symbol ได้อย่างสมบูรณ์โดยอาสํยหลัก bi-orthogonal ของ pulse ที่ใช้ส่งและรับ ซึ่งเป็นรูปแบบความเป็น orthogonal ที่อ่อนกว่า โดยที่พัลส์ส่งและรับ (dual pulse) จะไม่เป็น orthogonal ต่อกัน BFDM เหมาะกับการใช้งานในช่องสัญญาณ PRACH ที่เป็นแบบ sporadic
บทความนี้ได้อธิบายถึงแนงคิดของระบบเซลลูลาร์ยุคใหม่ที่ได้ลดหย่อนความต้องการด้าน synchronism และ orthogonality แล้วใช้แนวคิดของ non-orthogonal waveform ที่มีความทนทานกว่าแทน โดยที่จะรวมเอาข้อพิจารณาด้านสัญญาณควบคุมและ waveform ในการออกแบบเฟรมเวิร์ก การยกเลิกความต้องการด้าน synchronism และ orthogonality เป็นการยอมให้มีระดับของการรบกวน crosstalk และinterference บางส่วนแล้วทำการควบคุมการผิดเพี้ยนที่เกิดขึ้นเหล่านี้ด้วยโครงสร้างของเครื่องรับส่งและเทคนิคการส่งสัญญาณที่เหมาะสม เราได้กล่าวถึง waveform หลายแบบ เช่น UFMC, FBMC, และ GFDM รวมถึง BFDM ซึ่งมีข้อดีเหนือ OFDM แบบเก่าในหลายๆสถานการณ์ เช่น การทำ service differentiation เพื่อสร้างความแตกต่างของบริการต่างๆ ความไวในการเปลี่ยนเข้าใช้งานสเปกตรัม (spectrum agility), การทำงานแล CoMP รวมถึงการส่งแบบเรียลไทม์
ด้วยความก้าวหน้าของการประมวลผลสัญญาณที่สถานีฐานที่มีการ integration ของ chip ต่างๆแบบ 3 มิติ โดยที่ชิปต่างๆ สามารถเชื่อมต่อกันได้ด้วยสัญญาณไร้สายความเร็วสูง ทำให้เรามีความเร็วในการประมวลผลที่เร็วขึ้นถึง 105 เท่า ตอบสนองต่อความซับซ้อนของเครื่องรับส่งในยุค 5G ที่จำเป็นต้องประมวลผลสัญญาณแบบ non-orthogonal asynchronous signal อันจะเป็น waveform แห่งอนาคตที่กำลังจะมาถึงซึ่งเราควรเริ่มทำการศึกษาไว้
ภาคผนวก
IDMA
IDMA (interleave Division Multiple Access) เป็นวิธีการ multiple access ที่ใช้รูปแบบการสลับ interleave ของบิทต่างๆ เพื่อแบ่งแยกช่องสัญญาณต่างๆ เมื่อเทียบกับ CDMA (Code Division Multiple Access) ที่ใช้ code เป็น signature ในการแบ่งแยกช่องสัญญาณ ข้อดีของ IDMA คือต้นทุนเครื่องรับที่ต่ำกว่า และสามารถจำกัดปริมาณการแทรกสอดของสัญญาณ และทนทานต่อปัญหาเฟดดิ้งของช่องสัญญาณ
รูป A แสดงแนวคิดของการใช้ interleaver ที่มีการสลับลำดับบิทด้วยรูปแบบเฉพาะเป็นการแบ่งแยกช่องสัญญาณให้กับผู้ใช้ต่างๆ
รูป B ตัวอย่างโครงสร้างเครื่องส่งที่ใช้หลัก IDMA
สงวนลิขสิทธิ์ ตามพระราชบัญญัติลิขสิทธิ์ พ.ศ. 2539 www.thailandindustry.com
Copyright (C) 2009 www.thailandindustry.com All rights reserved.
ขอสงวนสิทธิ์ ข้อมูล เนื้อหา บทความ และรูปภาพ (ในส่วนที่ทำขึ้นเอง) ทั้งหมดที่ปรากฎอยู่ในเว็บไซต์ www.thailandindustry.com ห้ามมิให้บุคคลใด คัดลอก หรือ ทำสำเนา หรือ ดัดแปลง ข้อความหรือบทความใดๆ ของเว็บไซต์ หากผู้ใดละเมิด ไม่ว่าการลอกเลียน หรือนำส่วนหนึ่งส่วนใดของบทความนี้ไปใช้ ดัดแปลง โดยไม่ได้รับอนุญาตเป็นลายลักษณ์อักษร จะถูกดำเนินคดี ตามที่กฏหมายบัญญัติไว้สูงสุด
