ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ
ĐỖ MẠNH HẢI
CÔNG NGHỆ WIMAX VÀ ỨNG DỤNG
Ngành: Công nghệ Điện Tử - Viễn thông
Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử
Mã số: 60.52.70
LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. TRẦN MINH TUẤN
Hà Nội 2009
MỤC LỤC
Chương 1
TỔNG QUAN HỌ TIÊU CHUẨN IEEE 802.16 VÀ WIMAX FORUM ............................ 13
1.1. TỔNG QUAN HỌ TIÊU CHUẨN IEEE 802.16 ............................................................... 13
1.2. WiMAX FORUM ................................................................Error! Bookmark not defined.
1.3. WiMAX DI ĐỘNG .............................................................Error! Bookmark not defined.
1.4. LỘ TRÌNH PHÁT TRIỂN SẢN PHẨM WiMAX ..............Error! Bookmark not defined.
1.5. KẾT LUẬN..........................................................................Error! Bookmark not defined.
Chương 2
GIAO DIỆN VÔ TUYẾN CHO CÁC HỆ THỐNG KHÔNG DÂY BĂNG RỘNG CỐ
ĐỊNH CỦA WIMAX ....................................................................Error! Bookmark not defined.
2.1. MỞ ĐẦU .............................................................................Error! Bookmark not defined.
2.2. MÔ HÌNH THAM KHẢO ...................................................Error! Bookmark not defined.
2.3. TỔNG QUAN CÁC TÍNH NĂNG LỚP MAC ...................Error! Bookmark not defined.
2.4. TỔNG QUAN CÁC TÍNH NĂNG LỚP VẬT LÝ, PHY ...Error! Bookmark not defined.
2.4.1. Băng tần ........................................................................Error! Bookmark not defined.
2.4.1.1. Băng tần cấp phép 10-66 MHz ..............................Error! Bookmark not defined.
2.4.1.2. Các tần số thấp hơn 11 MHz..................................Error! Bookmark not defined.
2.4.1.3. Các tần số miễn phép dưới 11 MHz (chủ yếu là 5-6MHz)Error! Bookmark not defined.
2.4.2. Kỹ thuật ghép song công ..............................................Error! Bookmark not defined.
2.4.2.1. Ghép song công phân chia theo tần số, FDD .........Error! Bookmark not defined.
2.4.2.2. Ghép song công phân chia theo thời gian, TDD ....Error! Bookmark not defined.
2.5. CÁC TÙY CHỌN ................................................................Error! Bookmark not defined.
2.5.1. Hệ thống anten thích ứng, AAS ....................................Error! Bookmark not defined.
2.5.2. Mã hóa không gian thời gian, STC ...............................Error! Bookmark not defined.
2.5.3. Phát lại tự động, ARQ...................................................Error! Bookmark not defined.
2.5.4. Cấu hình điểm đa điểm và lưới .....................................Error! Bookmark not defined.
2.6. TỔNG KẾT CÁC ĐẶC TẢ GIAO DIỆN VÔ TUYẾN KHÁC NHAU TRONG IEEE
802.16e – 2005 CHO TRUY NHẬP CỐ ĐỊNH .........................Error! Bookmark not defined.
2.7. WIRELESSMAN OFDM ....................................................Error! Bookmark not defined.
2.7.1. Tổng quan các tính năng của WirelessMAN OFDM ...Error! Bookmark not defined.
2.7.2. Cấu trúc khung ..............................................................Error! Bookmark not defined.
2.7.3. Cấu trúc lớp vật lý WirelessMAN OFDM ....................Error! Bookmark not defined.
2.7.3.1. Các thông số WirelessMAN OFDM ......................Error! Bookmark not defined.
2.7.3.2. Sơ đồ khối máy phát và máy thu WirelessMAN OFDMError! Bookmark not defined.
2.7. 4. Mô tả các khối..............................................................Error! Bookmark not defined.
2.7.4.1. Ngẫu nhiên hóa, PBRS ..........................................Error! Bookmark not defined.
2.7.4.2. Khối mã hóa kênh ..................................................Error! Bookmark not defined.
2.7.4.3. Bộ đan xen/ giải đan xen........................................Error! Bookmark not defined.
2.7.4.4. Điều chế/ giải điều chế...........................................Error! Bookmark not defined.
2.7.4.5. IFFT và FFT...........................................................Error! Bookmark not defined.
2.7.4.6. Bộ ước tính kênh và cân bằng................................Error! Bookmark not defined.
2.8. WirelessMAN OFDMA .......................................................Error! Bookmark not defined.
2.8.1. Mô tả ký hiệu OFDMA, các thông số ký hiệu và tín hiệu phátError! Bookmark not defined.
2.8.2. Sắp xếp kênh con và khe OFDMA ...............................Error! Bookmark not defined.
2.8.3. Ấn định các sóng mang con OFDMA ..........................Error! Bookmark not defined.
2.8.4. Sắp xếp kênh con đường xuống ....................................Error! Bookmark not defined.
2.8.4.1. Cấu trúc ký hiệu cho FUSC ...................................Error! Bookmark not defined.
2.8.4.2. Cấu trúc ký hiệu đường xuống PUSC ....................Error! Bookmark not defined.
2.8.4.3. Cấu trúc ký hiệu đường xuống TUSC1 và TUSC2Error! Bookmark not defined.
2.8.5. Cấu trúc ký hiệu đường lên PUSC ................................Error! Bookmark not defined.
2.8.6. Khe OFDMA và vùng số liệu .......................................Error! Bookmark not defined.
2.8.7. Sắp xếp số liệu OFDMA ...............................................Error! Bookmark not defined.
2.8.8. Cấu trúc khung PMP .....................................................Error! Bookmark not defined.
2.9. TỔNG KẾT..........................................................................Error! Bookmark not defined.
Chương 3
LỚP MAC CỦA WIMAX DI DỘNG .........................................Error! Bookmark not defined.
3.1. MỞ ĐẦU .............................................................................Error! Bookmark not defined.
3.2. CẤU TRÚC LỚP MAC .......................................................Error! Bookmark not defined.
3.3. LỚP CON PHẦN CHUNG CỦA MAC (MAC CPS) .........Error! Bookmark not defined.
3.3.1. Khuôn dạng MACPDU. ................................................Error! Bookmark not defined.
3.3.2. Các dịch vụ MAC .........................................................Error! Bookmark not defined.
3.3.2.1. Hỗ trợ chất lượng dịch vụ (QOS) ..........................Error! Bookmark not defined.
3.3.2.2. Dịch vụ lập biểu MAC ...........................................Error! Bookmark not defined.
3.3.2.3. Cơ chế yêu cầu và ấn định băng thông ..................Error! Bookmark not defined.
3.3.3. Quản lý công suất và di động........................................Error! Bookmark not defined.
3.3.3.1. Quản lý công suất ..................................................Error! Bookmark not defined.
3.3.3.2. Chuyển giao ...........................................................Error! Bookmark not defined.
3.3.4. An ninh .........................................................................Error! Bookmark not defined.
3.4. TỔNG KẾT..........................................................................Error! Bookmark not defined.
Chương 4
MÔ HÌNH LỚP VẬT LÝ VÀ CÁC TÍNH NĂNG TIÊN TIẾN CỦA WIMAX DI
DỘNG ............................................................................................Error! Bookmark not defined.
4.1. MỞ ĐẦU .............................................................................Error! Bookmark not defined.
4.2. OFDMA KHẢ ĐỊNH CỠ ....................................................Error! Bookmark not defined.
4.3. CẤU TRÚC KÝ HIỆU OFDM ...........................................Error! Bookmark not defined.
4.4. SẮP XẾP KÊNH CON ........................................................Error! Bookmark not defined.
4.4.1. Sắp xếp kênh con sử dụng toàn bộ đường xuống (FUSC: Down Link Fully Used
Channelization) .......................................................................Error! Bookmark not defined.
4.4.2. Sắp xếp kênh con sử dụng một phần (PUSC: Partially Used Subchannelization)Error! Bookm
4.4.3. Sắp xếp AMC................................................................Error! Bookmark not defined.
4.5. ĐIỀU CHẾ VÀ MÃ HÓA ...................................................Error! Bookmark not defined.
4.6. CÁC CÔNG NGHỆ ANTEN THÔNG MINH....................Error! Bookmark not defined.
4.7. CẤU TRÚC KHUNG TDD .................................................Error! Bookmark not defined.
4.8. CÁC TÍNH NĂNG TĂNG CƯỜNG KHÁC CỦA LỚP VẬT LÝError! Bookmark not defined.
4.9. CÁC TÍNH NĂNG TIÊN TIẾN CỦA WiMAX .................Error! Bookmark not defined.
4.9.1. Tái sử dụng tần số một phần .........................................Error! Bookmark not defined.
4.9.2. Dịch vụ đa phương và quảng bá (MBS) .......................Error! Bookmark not defined.
4.10. QUỸ ĐƯỜNG TRUYỀN CỦA HỆ THỐNG WiMAX DI ĐỘNGError! Bookmark not defined.
4.10.1. Các thông số của hệ thống WiMAX di động ..............Error! Bookmark not defined.
4.10.2. Quỹ đường truyền WiMAX ........................................Error! Bookmark not defined.
4.11. THÔNG TIN BỔ SUNG VÀ ĐỘ TIN CẬY MAP CỦA WiMAX DI ĐỘNGError! Bookmark n
4.12. PHỔ TẦN CỦA WiMAX..................................................Error! Bookmark not defined.
4.13. TỔNG KẾT........................................................................Error! Bookmark not defined.
Chương 5
ỨNG DỤNG CỦA WIMAX .....................................................Error! Bookmark not defined.
5.1 GIỚI THIỆU .........................................................................Error! Bookmark not defined.
5.1.1 Ứng dụng cho mạng không dây .....................................Error! Bookmark not defined.
5.1.2 Ứng dụng trong y học ....................................................Error! Bookmark not defined.
5.1.3 Hệ thống bảo mật ...........................................................Error! Bookmark not defined.
5.1.4 Kết nối mạng ngân hàng ................................................Error! Bookmark not defined.
5.1.5 VoIP ...............................................................................Error! Bookmark not defined.
5.1.6 Truy nhập tới nhà ...........................................................Error! Bookmark not defined.
5.1.7 Kết luận ..........................................................................Error! Bookmark not defined.
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Cấu hình topo của WMAN .................................................................................... 13
Hình 1.2. Lộ trình phát triển công nghệ WiMAX ..................Error! Bookmark not defined.
Hình 2.1. Mô hình tham khảo ngăn xếp giao thức của 802.16.Error! Bookmark not defined.
Hình 2.3. Cấu trúc khung TDD...............................................Error! Bookmark not defined.
Hình 2.4. Vùng AAS, FDD.....................................................Error! Bookmark not defined.
Hình 2.5. Vùng AAS, TDD ....................................................Error! Bookmark not defined.
Hình 2.6. Nguyên lý STC. ......................................................Error! Bookmark not defined.
Hình 2.7. Điều chế thích ứng trong lớp vật lý ........................Error! Bookmark not defined.
Hình 2.8. Cấu trúc khung OFDM đường xuống .....................Error! Bookmark not defined.
Hình 2.9. Cấu trúc khung OFDM đường lên ..........................Error! Bookmark not defined.
Hình 2.10. Tiền tố dài đường xuống .......................................Error! Bookmark not defined.
Hình 2.11. Sơ đồ khối máy phát và máy thu WirelessMAN OFDMError! Bookmark not defined.
Hình 2.12. Sơ đồ khối băng gốc của máy phát và máy thu WirelessMAN OFDMError! Bookmark n
Hình 2.13. Bộ ngẫu nhiên hóa ................................................Error! Bookmark not defined.
Hình 2.14. Bộ mã hóa xoắn ....................................................Error! Bookmark not defined.
Hình 2.15. Các chùm tín hiệu điều chê BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAMError! Bookmark not defin
Hình 2.16. Cấu trúc thời gian của ký hiệu OFDM..................Error! Bookmark not defined.
Hình 2.17. Mô tả miền tần số OFDMA (ba kênh) ..................Error! Bookmark not defined.
Hình 2.18. Cấu trúc truyền dẫn cơ sở đường xuống ...............Error! Bookmark not defined.
Hình 2.19. Cấu trúc ký hiệu đường xuống cho đoạn 0 trên ký hiệu số 1 sử dụng FUSCError! Bookm
Hình 2.20. Cấu trúc cụm .........................................................Error! Bookmark not defined.
Hình 2.21. Mô tả lát đường lên ...............................................Error! Bookmark not defined.
Hình 2.22. Thí dụ về vùng số liệu trong ấn định OFDM ........Error! Bookmark not defined.
Hình 2.23. Thí dụ về sắp xếp các khe OFDMA vào các kênh con và các ký hiệu trên
đường xuống (trong chế độ PUSC).........................................Error! Bookmark not defined.
Hình 2.24. Thí dụ về sắp xếp các khe OFDMA vào các kênh con và các ký hiệu cho
đường lên ................................................................................Error! Bookmark not defined.
Hình 2.25. Thí dụ về cấu trúc khung theo thời gian TDD (vùng bắt buộc)Error! Bookmark not defin
Hình 2.26. Khung OFDM có nhiều vùng. ..............................Error! Bookmark not defined.
Hình 3.1. Chế độ PMP trong các mạng 802.16 ......................Error! Bookmark not defined.
Hình 3.2. Chế độ mạng 802.16 hỗ hợp ...................................Error! Bookmark not defined.
Hình 3.3. Cấu trúc lớp MAC của WiMAX .............................Error! Bookmark not defined.
Hình 3.4. Khuôn dạng MACPDU ...........................................Error! Bookmark not defined.
Hình 3.5. Hỗ trợ QoS của WiMAX di động ...........................Error! Bookmark not defined.
Hình 3.6. Quá trình chuyển giao .............................................Error! Bookmark not defined.
Hình 4.1. Cấu trúc lớp vật lý của S-OFDMA của WiMAX ...Error! Bookmark not defined.
Hình 4.2. Cấu trúc sóng mang con OFDMA ..........................Error! Bookmark not defined.
Hình 4.3 Cấu hình sóng mang con cho 1024-FFT OFDMA DL FUSCError! Bookmark not defined
Hình 4.4. Các cấu trúc DL PUSC và UL PUSC .....................Error! Bookmark not defined.
Hình 4.5. Các cấu hình kênh con đựơc tổ chức theo BIN trong AMCError! Bookmark not defined.
Hình 4.6. Chuyển mạch thích ứng cho các chế độ MIMO .....Error! Bookmark not defined.
Hình 4.7. Cấu trúc khung OFDMA TDD (chỉ cho vùng bắt buộc)Error! Bookmark not defined.
Hình 4.8. Cấu trúc khung đa vùng ..........................................Error! Bookmark not defined.
Hình 4.9. Tái sử dụng tần số một phần ...................................Error! Bookmark not defined.
Hình 4.10. Hỗ trợ MBS nhúng bằng các vùng MBS ..............Error! Bookmark not defined.
Hình 4.11. Kết quả mô phỏng hiệu năng kênh điều khiển cho kênh mô hình truyền sóng
TU (thành phố điển hình) [7,8] ...............................................Error! Bookmark not defined.
Hình 4.12. Cụm MAP con. .....................................................Error! Bookmark not defined.
Hình 5.1 Kiến trúc mạng di động sử dụng T1 như là luồng truyền dẫn giữa các MSC.Error! Bookma
Hình 5.2 Ứng dụng y tế ..........................................................Error! Bookmark not defined.
Hình 5.3 Kiến trúc Wimax cho ứng dụng bảo mật .................Error! Bookmark not defined.
Hình 5.4 Kiến trúc Wimax cho hoạt động giám sát................Error! Bookmark not defined.
Hình 5.5 Kết nối Wimax cho hệ thống ngân hàng..................Error! Bookmark not defined.
Hình 5.6 Kiến trúc hệ thống VoIP đơn giản ...........................Error! Bookmark not defined.
Hình 5.7 Mạch vòng nội hạt trong mạng PSTN .....................Error! Bookmark not defined.
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.2. Các loại ứng dụng cho hệ thống dựa trên 802.16e .Error! Bookmark not defined.
Bảng 2.1. Các đặc tả giao diện vô tuyến .................................Error! Bookmark not defined.
Bảng 2.2. Các tính năng của WirelessMAN OFDM ..............Error! Bookmark not defined.
Bảng 2.3 Các thông số chính WirelessMAN OFDM .............Error! Bookmark not defined.
Bảng 2.4. Thí dụ về đặt kênh cho các băng cấp phép .............Error! Bookmark not defined.
Bảng 2.5. Các thông số của một ký hiệu ................................Error! Bookmark not defined.
Bảng 2.6. Ấn định sóng mang con đường xuống OFDM-PUSCError! Bookmark not defined.
Bảng 2.7. Các thông số của một ký hiệu ................................Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.1. Các trường trong tiêu đề MAC PDU ......................Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.2. QoS và các ứng dụng của WiMAX ........................Error! Bookmark not defined.
Bảng 3.3. Các tùy chọn lập biểu dịch vụ ................................Error! Bookmark not defined.
Bảng 4.1. Các ứng dụng của WiMAX ....................................Error! Bookmark not defined.
Bảng 4.2. Các thông số cuả S-OFDMA..................................Error! Bookmark not defined.
Bảng 4.3. Các cấu hình kênh FUSC cơ sở ..............................Error! Bookmark not defined.
Bảng 4.4. Các dạng điều chế và mã hóa được sử dụng ở lớp vật lýError! Bookmark not defined.
Bảng 4.5. Tốc độ số liệu vật lý cho các kênh con PUSC........Error! Bookmark not defined.
Bảng 4.6. Các tính năng tùy chọn anten tiên tiến ...................Error! Bookmark not defined.
Bảng 4.7. Các tốc độ số liệu cho các cấu hình SIMO/MIMO khác nhau (cho kênh 10
MHz, khung 5ms, kênh con PUSC, 44 ký hiệu OFDM số liệu)Error! Bookmark not defined.
Bảng 4.8. Các thông số hệ thống WiMAX di động ................Error! Bookmark not defined.
Bảng 4.9. Các thông số OFDMA ............................................Error! Bookmark not defined.
Bảng 4.10. Mô hình truyền sóng.............................................Error! Bookmark not defined.
Bảng 4.11. Quỹ đường truyền DL cho Mibile WiMAX .........Error! Bookmark not defined.
Bảng 4.12. Quỹ đường truyền UL cho WiMAX di động .......Error! Bookmark not defined.
THUẬT NGỮ VÀ TỪ VIẾT TẮT
A
A AS
Adaptive Atenna System
Hệ thống anten thích ứng
ACK
Acknowledge
Công nhận
AES
Advanced Encryption Standard
Chuẩn mật mã tiên tiến
AG
Absolute Grant
Cho phép tuyệt đối
AMC
Adaptive Modulation and Codding
Điều chế và mã hoá thích ứng
A-MIMO
Adaptive Multiple Input Multiple
Output
Đa đầu vào đa đầu ra thích ứng
AMS
Adaptive MIMO Switching
Chuyển mạch MIMO thích ứng
ARQ
Automatic Repeat reQuest
Yêu cầu phát lặp tự động
ASP
Application Service Network
Mạng dịch vụ ứng dụng
BE
Best Effort
Nỗ lực nhất
BRAN
Broadband Radio Access Network
Mạng truy nhập vô tuyến băng
rộng
CCI
Co-Channel Interference
Nhiễu đồng kênh
CINR
Carrier to Interference +Noise Ratio Tỉ số sóng mang trên nhiễu cộng
tạp âm
CP
Cyclic Prefix
Tiền tố chu trình
CQI
Channel Quality Indicator
Chỉ thị chất lượng kênh
CSN
Connectivity Service Network
Mạng dịch vụ kết nối
CSTD
Cyclic Shift Transmit Diversity
Phân tập phát dịch tuần hoàn
CTC
Convolutional Turbo Code
Mã turbo xoắn
DL
Downlink
Đường xuống
DOCSIS
Data Over Cable Service Interface
Specification
Đặc tả giao diện dịch vụ dữ liệu
qua cáp
DSL
Digital Subcriber Line
Đường thuê bao số
B
C
D
DVB
Digital Video Broadcast
Quảng bá video số
Extensible Authentication Protocol
Giao thức nhận thực khả
E
EAP
mở rộng
Equivalent Isotropic Radiated
Power
Công suất bức xạ đẳng hướng
tương đương
FBSS
Fast Base Station Switching
Chuyển mạch trạm gốc nhanh
FCH
Frame Control Header
Tiêu đề điều khiển khung
FDD
Frequency Division Duplex
Ghép song công phân chia theo tần
số
FFT
Fast Fourier Transform
Biến đổi Fourier nhanh
FUSC
Fully Used Sub-Channel
Kênh con sử dụng toàn bộ
GKEK
Group Key Encryption Key
Khóa mật mã của khóa nhóm
GMH
Generic MAC Header
Tiêu đề MAC chung
GTEK
Group Traffic Encryption Key
Khóa mật mã lưu lượng nhóm
HARQ
Hybrid Automatic Repeat reQuest
Yêu cầu phát lại tự động ai ghép
HiperMAN
High Performance Metropolitan
Area Network
Mạng vùng đô thị hiệu năng cao
HO
Hand-off
Chuyển giao
HTTP
Hyper Text Transfer Protocol
Giao thức truyền siêu văn bản
IE
Information Element
Phần tử thông tin
IETF
Internet Engineering Task Force
Lực lượng đặc trách kĩ thuật
Internet
IFFT
Inverse Fast Fourier Transform
Biến đổi Fourier nhanh ngược
IR
Incremental Redundancy
Tích luỹ tăng dần
ISI
Inter-Symbol Interference
Nhiễu giữa các ký hiệu
EIRP
F
G
H
I
L
LDPC
Low-Density-Parity-Check
Kiểm tra chẵn lẻ mật độ thấp
LOS
Line of Sight
Trực xạ (Tầm nhìn thẳng)
MAC
Media Access Control
Điều khiển truy nhập môi trường
MAI
Multiple Access Interference
Nhiễu đa truy nhập
MAN
Metropolitan Area Network
Mạng vùng đô thị
MBS
Multicast and Broadcast Service
Dịch vụ đa phương và quảng bá
MDHO
Macro Diversity Hand Over
Chuyển giao phân tập vĩ mô
MIMO
Multiple Input Multiple Output
Đa đầu vào đa đầu ra
MMS
Multimedia Message Service
Dịch vụ bản tin đa phương tiện
MPLS
Multi-Protocol Label Switching
Chuyển mạch nhãn đa giao thức
MS
Mobile Station
Trạm di động
NACK
Not Acknowledge
Không công nhận nhận
NAP
Network Access Provider
Nhà cung cấp truy nhập mạng
NLOS
Non Line of Sight
Không trực xạ (Tầm nhìn không
thẳng)
NRM
Network Reference Model
Mô hình tham khảo mạng
nrtPS
Non-Real-Time Polling Service
Dịch vụ tham dò phi thời gian thực
NSP
Network Service Provider
Nhà cung cấp dịch vụ mạng
OFDM
Orthogonal Frequency Division
Multiplex
Ghép kênh phân chia theo tần số
trực giao
OFDMA
Orthogonal Frequency Division
Multiplex Access
Đa truy nhập phân chia theo tần số
trực giao
PER
Packet Error Rate
Tỷ lệ độ lỗi gói
PKM
Public Key Management
Quản lí khoá công cộng
PUSC
Partially Used Sub-Channel
Kênh con sử dụng một phần
Quadrature Amplitude Modulation
Điều chế biên độ vuông góc
M
N
O
P
Q
QAM
QoS
Quality of Service
Chất lượng dịch vụ
QPSK
Quadrature Phase Shift Keying
Khoá dịch pha vuông góc
RG
Relative Grant
Cho phép tương đối
RTG
Receiver/Transmit Transition Gap
Khoảng trống để chuyển thu sang
phát
rtPS
Real-time Polling Service
Dịch vụ thăm dò thời gian thực
Space Division Multiple Access
Đa truy nhập phân chia theo không
R
S
SDMA
gian
SF
Spreading Factor
Hệ số trải phổ
SFN
Single Frequency Network
Mạng tần số đơn
SGSN
Serving GPRS Support Node
Node hỗ trợ dịch vụ GPRS
SHO
Soft Hand-Off
Chuyển giao mềm
SIM
Subscriber Indentify Module
Phần nhận dạng thuê bao
SIMO
Single Input Multiple Output
Một đầu vào nhiều đầu ra
SNIR
Signal to Noise+Interference Ratio
Tỉ số tín hiệu trên nhiễu+tạp âm
SLA
Service Level Agreement
Thảo thuận mức dịch vụ
SM
Spatial Multiplexing
Ghép kênh không gian
SMS
Short Message Service
Dịch vụ bản tin ngắn
SNR
Signal to Noise Ratio
Tỉ số tín hiệu trên tạp âm
S-OFDMA
Scalable Orthogonal Frequency
Division Multiplex Access
Đa truy nhập phân chia theo tần số
trực giao khả định cỡ
SS
Subscriber Station
Trạm thuê bao
SSRTG
SS Receive /Transmit Transit Gap
Khoảng thời gian chuyển đổi
SSTRG
SS Transmit/Receive Transit Gap
Khoảng thời gian chuyển đổi mát
sang thu của SS
STC
SpaceTime Coding
Mã hoá thời gian không gian
Time Division Duplex
Ghép song công phân chia theo
thời gian
T
TDD
TEK
Traffic Encription Key
Khoá mật mã lưu lượng
TTG
Transmit/receive Transition Gap
Khoảng trổng chuyển phát sang
thu
TTI
Transmission Time Interval
Khoảng thời gian truyền dẫn
TU
Typical Urban
Thành phố điển hình
UE
User Equipment
Thiết bị người sử dụng
UGS
Unsolicited Grant Service
Dịch vụ cho phép không khẩn nài
UL
Uplink
Đường lên
UMTS
Universal Mobile Telephone
System
Hệ thống viễn thông di động toàn
cầu
Voice over Internet Protocol
Thoại qua giao thức IP
U
V
VoIP
W
WiFi
Wireless Fideliry
WAP
Wireless Application Protocol
Giao thức ứng dụng không dây
WiBro
Wireless Broadband
Không dây băng rộng
WiMAX
Worldwide Interoperability for
Microwave Access
Khả năng tương hợp toàn cầu đối
với truy nhập vi ba
Chương 1
TỔNG QUAN HỌ TIÊU CHUẨN IEEE 802.16 VÀ WIMAX FORUM
1.1. TỔNG QUAN HỌ TIÊU CHUẨN IEEE 802.16
Họ tiêu chuẩn IEEE 802.16 (giao diện vô tuyến mạng vùng đô thị không
dây) cho truy nhập băng rộng (BWA: Broadband Wireless Access) cung cấp công
nghệ truy nhập "km cuối cùng" cho các điểm nóng với dịch vụ số liệu, video, và
thoại tốc độ cao. Ưu điểm nổi bật nhất của BWA là giá thành lắp đặt và bảo dưỡng
thấp so với truy nhập mạng cáp đồng và cáp quang nhất là đối với vùng xa xôi nơi
khó lắp đặt mạng truy nhập hữu tuyến. BWA có thể mở rộng mạng cáp quang và
cung cấp dung lượng cao hơn mạng cáp đồng hay đường dây thuê bao số (DSL:
Digital Subsscriber Line). Mạng không dây này được lắp đặt rất nhanh bằng cách
đặt trạm gốc (BS: Base Station) trên tòa nhà cao tầng hoặc trên các cột để tạo nên
hệ thống truy nhập không dây tốc độ cao. Hình 1.1 cho thấy cấu hình của mạng
WMAN.
Trạm gốc
Văn phòng
nhỏ
Biệt thự
Chung
cư
Mạng
lõi
Bộ lặp
Công xưởng
Trạm gốc
Hình 1.1. Cấu hình topo của WMAN
Thành viên đầu tiên của họ BWA là chuẩn IEEE 802.16. Chuẩn này được dự
thảo đầu tiên vào 12/2001 và phiên bản cuối cùng được công bố 8/ 4/2002. Băng tần
công tác của chuẩn này là 10-66 GHz, với truyền sóng trực xạ. Cấu hình topo của
chuẩn này dựa trên mạng điểm đa điểm trong đó lưu lượng được truyền giữa một
trạm gốc BS (Base Station) và nhiều trạm thuê bao SS (Subscriber Station). Tiêu
chuẩn IEEE 802.16 được công bố vào 9/2001, với tiêu đề "Đồng tồn tại với các hệ
thống truy nhập băng rộng không dây cố định" cũng bao phủ 10-66GHz. Tiêu
chuẩn 802.16.c "Các hồ sơ chi tiết cho 10-66 GHz" được dự thảo đầu tiên vào
24/5/2002 và phiên bản cuối cùng được phát hành vào 15/1/2003.
Việc sửa đổi bổ sung này đã cập nhật và mà mở rộng điều khoản 12 của tiêu
chuẩn IEEE 802.16 2001 liên quan đến hồ sơ về tập tính năng và chức năng áp dụng
cho các trường hợp thực hiện triển khai điển hình. Tuy nhiên, do BWA ngày càng
được sử dụng nhiều cho các vùng dân cư, nên truyền trực xạ không con thích hợp
do địa hình và cây cối. Ngoài ra, nhiễu đa đường truyền và giá thành lắp đặt anten
ngoài trời cao. Vì thế, cần sửa đổi bổ sung cho chuẩn 802.16 hiện hữu. Đây là lý do
ra đời tiêu chuẩn 802.16a được ban hành vào 1/4/2003. Chuẩn này bao hàm sửa đổi
lớp MAC (Media Access Control) và nhiều đặc tả lớp vật lý cho cả băng tần cấp
phép và miễn phép. Một sửa đổi đáng kể của lớp MAC là các chế độ lưới tùy chọn.
Điểm khác biệt giữa chế độ điểm đa điểm (PMP) và lưới là: trong chế độ PMP lưu
lượng chỉ xẩy ra giữa BS và các SS, còn trong chế độ lưới lưu lượng có thể định
tuyến qua các SS khác và có thể trực tiếp giữa các SS. Ưu điểm của chế độ này là
hoạt động vẫn được đảm bảo ngay cả khi có chướng ngại lớn như núi đồi chặn
đường truyền trực xạ giữa SS và BS. Các SS bị chặn này có thể kết nối gián tiếp
đến BS thông qua các SS khác. Một thay đổi đáng kể nữa của lớp MAC là hỗ trợ
nhiều đặc tả lớp vật lý, trong đó mỗi đặc tả phù hợp cho một môi trường khai thác
đặc thù. Trong chuẩn 802.16a ba cấu trúc lớp vật lý (PHY) được định nghĩa: SC
(Single Carrier: đơn sóng mang), 256-OFDM và 2048-OFDMA.
Chuẩn IEEE 802.16-2004 được công bố vào năm 2004 đã hợp nhất và sửa
đổi các chuẩn 802.16- 2001, 802.16c và 802.16a thành bộ chuẩn chung. Trong đó
802.16- 2001 cho hoạt động trong dải tần từ 10- 66 GHz trực xạ trước đây có tên
mới trong chuẩn này là WirelessMAN 802.16-SC, còn 802.16a cho băng tần dưới
11 GHz không trực xạ có ba chế độ lớp vật lý với ba tên mới sau đây:
WirelessMAN 802.16-SCa, WirelessMAN 802.16-OFDM và WirelessMAN
802.16-OFDMA.
Cả 802.16 và 802.16a đều được sử dụng cho truy nhâp không dây băng rộng cố
định. Trên cơ sở chuẩn 802.16a, nhóm công tác IEEE 802.16e xây dựng chuẩn
802.16e gồm "các lớp vật lý và MAC cho khai thác cố định và di động trong băng
tần cấp phép". Trong chuẩn này tính di độn TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Jeffrey G.Andrews, Arunabha Ghosh, Rias Muhamed. Fundamentals of WiMAX,
June 2007.
[2] Mobile Wimax-Part I: A Technical Overview and Performance Evaluation,
Wimax Forum, June 2006.
[3] Understanding Wimax and 3G for Portable/ Mobile Broadband Wireless,
Technical White Paper, Dec 2004.
[4] Y.Jay Guo, Advance in Mobile Radio Access Netwworks, Artech House Boston.
London, 2004.
[5] Mobile WiMAX – Part I: A Technical Overview and Performance Evaluation
Prepared on Behalf of the WiMAX Forum April, 2006.
[6] Mobile WiMAX – Part II: A Comparative Analysis, WiMAX Forum May,
2006
[7] WiMAX’s technology for LOS and NLOS environments WiMAX Forum
April, 2006.
- Xem thêm -