Một số cơ chế đánh giá chất lượng kênh truyền trong mạng không dây thế hệ mới

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MỘT SỐ CƠ CHẾ ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG KÊNH TRUYỀN TRONG MẠNG KHÔNG DÂY THẾ HỆ MỚI NGÀNH : KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ MÃ SỐ: 1278C57BKNG23.04.3898 PHẠM LÊ NGỌC CHÂU NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : TS NGUYỄN HỮU THANH HÀ NỘI 2007 i LỜI CAM ĐOAN - Tôi xin cam đoan rằng, số liệu kết nghiên cứu luận văn kết nghiên cứu trung thực chưa sử dụng để bảo vệ học vị - Tôi xin cam đoan rằng, giúp đỡ cho việc thực luận văn cảm ơn thơng tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc Tác giả luận văn Phạm Lê Ngọc Châu ii LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Hữu Thanh, TS Nguyễn Văn Đức, hai người thầy đồng thời giáo viên hướng dẫn trực tiếp tôi, người ln tận tình bảo, dạy dỗ mặt chun mơn, động viên khích lệ mặt tinh thần cho tơi hồn thành đồ án Tơi muốn nói lời cám ơn với bố mẹ, bạn gái, gia đình người thân Mọi người theo sát, ủng hộ, động viên tơi q trình học tập làm đồ án tốt nghiệp thạc sỹ trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Tôi gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy, cô, Khoa Điện Tử Viễn Thông, Khoa Sau đại học, trường Đại học Bách Khoa Hà Nội, nơi trực học suốt năm vừa qua, quan tâm dậy dỗ, ủng hộ, tạo điều kiện giúp đỡ Cuối cùng, xin gửi lời cám ơn tới tất bạn bè, đồng nghiệp quan tâm, nhận xét, góp ý, … để tơi hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp Xin chân thành cám ơn! Hà Nội, ngày 14 tháng 11 năm 2007 Phạm Lê Ngọc Châu iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i MỤC LỤC iii DANH MỤC HÌNH VẼ v DANH MỤC BẢNG vii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT viii MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ WiMAX 1.1 Khái quát IEEE 802.16 WiMAX 1.2 Công nghệ WiMAX 1.2.1 Các đặc điểm kỹ thuật công nghệ WiMAX 1.2.2 Các đặc điểm tiên tiến công nghệ WiMAX 11 1.2.2.1 Các kỹ thuật anten thông minh 11 1.2.2.2 Tái sử dụng tần số cải thiện 12 1.2.3 Mơi trường truyền sóng hệ thống Wimax 13 1.2.4 Lớp MAC 16 1.2.4.1 Các lớp hội tụ dịch vụ đặc trưng: 18 1.2.4.2 Phần lớp chung: 19 1.2.5 Lớp vật lí WiMAX 33 1.2.5.1 Các thông số OFDM WiMAX 37 1.2.5.2 Sự kênh hóa 37 1.2.5.3 Mã hóa điều chế thích ứng WiMAX 38 1.3 Những ưu điểm khó khăn WiMAX 41 1.3.1 Ưu điểm 41 1.3.2 Khó khăn 43 1.4 Mơ hình triển khai, ứng dụng triển vọng WiMAX 44 1.4.1 Mơ hình triển khai hệ thống WiMAX 44 1.4.2 Ứng dụng triển vọng phát triển WiMAX 46 1.4.2.1 Truy nhập Internet tốc độ cao khu vực dân cư 46 1.4.2.2 Các doanh nghiệp vừa nhỏ: 46 1.4.2.3 Thay cho Wi-Fi Hot Spot: 46 1.4.2.4 Truyền dẫn mạng tế bào 47 1.4.2.5 Các dịch vụ khẩn cấp công cộng mạng cá nhân 47 1.4.3 So sánh WiMAX với Wi-Fi 47 1.5 Kết luận 48 CHƯƠNG TỐI ƯU GIỮA CÁC LỚP 49 2.1 Giới thiệu 49 2.2 Tìm hiểu thiết kế tối ưu hóa lớp 50 2.2.1 Định nghĩa 50 2.2.2 Động thúc đẩy việc thiết kế tối ưu lớp 53 2.3 Tổng quan thiết kế đề xuất tối ưu hóa lớp 54 iv 2.3.1 Tạo giao diện 55 2.3.1.1 Dịng thơng tin hướng lên 56 2.3.1.2 Dịng thơng tin hướng xuống 56 2.3.1.3 Dịng thơng tin hai chiều 57 2.3.1.4 Kết hợp lớp cạnh 57 2.3.2 Thiết kế kiểu kết nối không tạo giao diện 58 2.3.3 Tối ưu hóa lớp theo chiều dọc 58 2.4 Đề xuất cho việc triển khai thiết kế tối ưu 58 2.4.1 Thông tin trực tiếp lớp 59 2.4.2 Một sở liệu dùng chung lớp 59 2.4.3 Các khái niệm trừu tượng 59 2.5 Các thách thức 60 2.5.1 Vai trò quan trọng kết nối Cross layer link 60 2.5.2 Sự tồn thiết kế đề xuất Cross-Layer 61 2.5.3 Sự chuẩn hóa giao diện 61 2.5.4 Vai trò lớp vật lí 62 2.6 Kết luận 62 CHƯƠNG MÔ PHỎNG LỚP VẬT LÝ CỦA WiMAX 63 3.1 Phần phát 63 3.1.1 Khối Data: 63 3.1.2 Khối Randomizer: 64 3.1.3 Khối Bock Encoder Convolution Encoder: 66 3.1.4 Khối Interleaver ( cài xen ) 72 3.1.5 Khối Modulator ( điều chế ) 74 3.1.6 Khối Normalized ( chuẩn hóa ) 76 3.1.7 Khối OFDM symbol ( Điều chế OFDM ) 77 3.1.8 Khối Transmistter 82 3.2 Phần thu 85 3.2.1 Khối nhận liệu (Receiver ) 85 3.2.2 Khối giải điều chế OFDM (OFDM Data ) 86 3.2.3 Khối giải chuẩn hóa Denormalize 88 3.2.4 Khối giải điều chế Demodulator 89 3.2.5 Khối giải cài xen Deinterleaver 89 3.2.6 Khối giải mã xoắn Viterbi 91 3.2.6 Khối giải mã khối Block Decoder 95 3.2.7 Khối giải Cài xen De-Randomizer 97 3.2.8 Khối Nhận liệu Received Data 98 3.3 Các khối đo hiển thị 98 3.3.1 Đo chịm tín hiệu 98 3.3.2 Đo BER ( Bit Error Rate ) mơ hình 99 3.3.3 Vẽ đường cong BER công cụ BERtool 102 KẾT LUẬN 104 TÀI LIỆU THAM KHẢO 105 TÓM TẮT NỘI DUNG 105 v DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Tái sử dụng tần số phân đoạn ( Nguồn Internet ) 13 Hình 2: Mơi trường truyền sóng LOS ( Nguồn Internet ) 14 Hình 3: Mơi trường truyền sóng NLOS ( Nguồn Internet ) 15 Hình 4: Vị trị lắp đặt CPE mơi trường NLOS ( Nguồn Internet) 16 Hình 5: Các ví dụ dạng khung MAC PDU( Nguồn Internet ) 18 Hình 6: Định dạng mào đầu chung cho PDU lớp MAC 21 Hình 7: Thời gian ánh xạ tối thiểu với FDD ( Nguồn Internet ) 23 Hình 8: Giao dịch với cụm mạnh ( Nguồn Internet) 26 Hình 9: Giao dịch với cụm 26 Hình 10: Cấu trúc khung hướng xuống ( Nguồn Internet ) 34 Hình 11: Cấu trúc khung hướng lên ( Nguồn Internet ) 36 Hình 12: Định dạng đơn vị liệu giao thức lớp TC 37 ( Nguồn Internet ) 37 Hình 13: Mơ hình triển khai mạng WiMAX 44 Hình 2.1 Khung thiết kế cross-layer cho dịch vụ thông tin đa phương tiện tốc độ thấp qua mạng không dây ad hoc (WirelessLAN, Bluetooth, Ultra-wide band ) 53 Hình 2: Minh họa kiểu loại thiết kế đề xuất tối ưu hóa lớp khác Các khối hình chữ nhật tượng trưng cho lớp giao thức 54 Hình Sơ đồ mơ lớp vật lí WiMAX 63 Hình Sơ đồ phần phát mô 63 Hình 3 Khối Data 63 Hình Chi tiết khối Data 64 Hình Khối Randomizer 64 Hình Chi tiết khối Randomizer 65 Hình Tạo chuỗi giả ngẫu nhiên ghi dịch 65 Hình Mã hóa khối 66 Hình Mã hóa sửa lỗi trước 66 Hình 10 Bộ mã hóa xoắn với tỉ số mã 1/2 67 Hình 11 Chi tiết khối Mã hóa khối 67 Hình 12 Chi tiết khối mã hóa xoắn 69 Hình 13 Tạo đa thức sinh 70 Hình 14 Puncture 72 Hình 15 Khối cài xen Interleaver 72 Hình 16 Chi tiết khối cài xen 73 Hình 17 Khối điều chế 74 Hình 3.18 Chi tiết sơ đồ điều chế 75 Hình 19 Khối chuẩn hóa 76 Hình 20 Chi tiết khối chuẩn hóa 76 vi Hình 21 Khối điều chế OFDM 77 Hình 22 Chi tiết khối điều chế OFDM 78 Hình 23 Khối Transmistter 82 Hình 24 Chi tiết khối Transmitter 82 Hình 25 Chi tiết khối AWGN 83 Hình 26 Phần thu 85 Hình 27 Khối nhận liệu 85 Hình 28 Chi tiết khối nhận liệu 85 Hình 29 Khối giải điều chế OFDM 86 Hình 30 Chi tiết khối giải điều chế OFDM 86 Hình 31 Khối giải chuẩn hóa Denormalize 88 Hình 32 Chi tiết khối giải chuẩn hóa Denormalize 88 Hình 33 Khối giải điều chế Demodulator 89 Hình 34 Chi tiết khối giải điều chế 89 Hình 35 Khối giải cài xen Deinterleaver 90 Hình 36 Chi tiết khối giải cài xen Deinterleaver 90 Hình 37 Khối giải mã xoắn Viterbi 91 Hình 38 Chi tiết khối giải mã xoắn Viterbi 91 Hình 39 Ví dụ với block Insert zeros 92 Hình 40 Khối giải mã khối Block Decoder 96 Hình 41 Chi tiết khối giải mã khối Block Decoder 96 Hình 42 Khối giải cài xen De-Randomizer 97 Hình 43 Chi tiết khối giải cài xen De-Randomizer 97 Hình 44 Khối liệu nhận 98 Hình 45 Chi tiết khối nhận liệu 98 Hình 46 Hiển thị chịm tín hiệu sau điều chế 99 Hình 47 Đo hiển thị BER 100 Hình 48 Đường cong BER đo BERtool với EbNo biến đổi từ tới 34db 103 vii DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 Dữ liệu chuẩn IEEE 802.16 Bảng 1.2 Các mô tả chứng thực ban đầu WiMAX cố định di động Bảng 1.3 Các thông số OFDM sử dụng WiMAX 40 Bảng 3.1 Trường Trelis Structure 71 Bảng 3.2 Các loại điều chế với tỉ số mã hóa tương ứng 74 Bảng 3.3 Tham số FFT 87 Bảng 3.4 Giá trị đầu vào Decision types 93 Bảng 3.5: Các giá trị thể soft decision bit 94 viii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT MAC Media Access Control OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing QPSK Quadrature Phase Shift Keying QAM Quadrature Amplitude Modulation TDM Time Division Multiplexing, FDM Frequency Division Multiplexing FFT Fast Fourier Transform AMC Adaptive Modulation and Coding FEC Forward Error Correction SINR Signal to Interference and Noise Ratio (N) LOS (Non) Line Of Sight MSDU MAC service data units MPDU MAC protocol data units SS subscriber station BS Base Station CID Connection IDentifier QoS Quality of Service (UL) DL - MAP (Uplink ) Downlink - MAP DIUC Downlink Interval Usage Code UIUC Uplink Interval Usage Code UIUC Uplink Interval Usage Code TC Transmission Convergence SLA Service Level Agreement 92  Mỗi số block nên đặt số vào vector đầu Nếu đầu vào tín hiệu dạng mẫu (sample-based ), chiều dài vector đầu vào phải bằg số số tham số Insert zero parameter Nếu đầu vào tín hiệu dạng khung (frame-based ), (đầu vào ) vector đầu phải vector dạng cột Nếu số số vector đầu vào lớn số số tham số Insert zero vector block lặp lại việc chèn mẫu điền đầy tất phầ tử đầu vào vector đầu Lấy ví dụ sau: Hình 39 Ví dụ với block Insert zeros Nếu tham số Insert zero vector vector phần tử [1,0,1,1,1,0), block chèn số vào sau phần tử cuối nhóm bits phần tử đầu vào Hình minh họa cho giải thích Giá trị Insert zero vector mô reshape([1 1;1 1 0], 10, 1) cho ta giá trị vector có dạng cột Ans = 1 1 0 1 ( dạng cột, chuyển vị ) Khối chức quan trọng block khối giải mã Viterbi hay Viterbi Decoder Thực giải mã tín hiệu đầu vào dạng symbol thành 93 đầu dạng nhị phân Block xử lí vài symbols thời điểm để đạt hiệu suất nhanh  Input Output size: Nếu mã xoắn sử dụng bảng từ mã gồm 2n kí tự cho phép, chièu dài vector vào khối L*n với vài giá trị nguyên dương L Tương tự liệu mã hóa sử dụng 2k kí tự ra, chiều dài vector L*k Số nguyên L số frame mà block xử lí bước Đầu vào vector dạng mẫu (sample-based vector ) với L=1, vector cột kiểu frame ( frame-based column vector ) với L giá trị nguyên Block hỗ trợ liệu kiểu đầu vào kiểu nondouble đầu theo tham số Decision type từ mask Với Decision type Unquantized decision block chấp nhận đầu vào double single Với hard decision, block chấp nhận đầu vào dạng ufix(1), double, single, boolean, int8, uint8, int16, uint16, int32, and uint32 Với soft decision đầu vào tín hiệu dấu phẩy cố định ( fixed-point signals ) ufix(3)), double, single, int8, uint8, int16, uint16, int32, uint32  Giá trị đầu vào Decision types: Vector đầu vào là: Lưỡng cực, đơn cự, liệu dạng số nguyên phụ thuộc vào Decision type bảng 3.2: Bảng 3.4 Giá trị đầu vào Decision types Tham số Các đầu vào giải mã Decision cho phép Giá trị trình diễn type Unquantized Real numbers Positive real: logical zero Negative real: logical one Hard Decision Soft 0, 0: logical zero 1: logical one Số nguyên nằm 0: most confident decision for logical 94 Decision 2b-1, b tham số zero Number of soft decision 2b-1: most confident decision for bits logical one Other values represent less confident decisions Để minh họa rõ soft decision ta xem xét bảng 3.5 với soft decision Bit Bảng 3.5: Các giá trị thể soft decision bit  Chế độ hoạt động với đầu vào dạng frame: Nếu tín hiệu đầu vào dạng frame Block có chế độ hoạt động hỗ trợ cho việc chuyển hoạt động frame liên tiếp Tham số Operation mode điều khiển việc sử dụng chế độ hoạt động sau:  Trong mode Continuos, block lưu ma trận trạng thái bên cuối frame để sử dụng cho frame Mỗi đường traceback (traceback path) xử lí cách độc lập  Trong truncate mode, block xử lí frame cách độc lập Traceback path bắt đầu frame có metric tốt ln ln kết thúc với trạng thái tồn khơng Mode tương đương với mã hóa 95 tương ứng có tham số Operation mode Truncated (reset every frame )  Trog mode Terminal, block xử lí frame cách độc lập, traceback path luôn bắt đầu kết thúc trạng thái tồn khơng (all zeros state ) Chế độ hoạt động phù hợp tín hiệu tin chưa mã hóa (uncoded message signal – đầu vào tương ứng khối mã hóa ) có đủ số số khơng cuối frame để điền đầy tất nhớ ghi dịch mã hóa feed-forward Với mã hóa feedback, chế độ phù hợp chế độ hoạt động tương ứng mã hóa Terminate trellis by appending bits Trong trường hợp đặc biệt tín hiệu vào dạng frame chứa symbol, chế độ Continous phù hợp  Traceback Depth Decoding Delay: Tham số Traceback depth, D, ảnh hưởg tới độ trễ mã hóa Độ trễ mã hóa số symbol khơng đến trước synbol mã hóa đầu  Nếu đầu vào tín hiệu dạng mẫu, độ trễ mã hóa bao gồm D symbols khơng  Nếu đầu vào tín hiệu dạng mẫu Operation mode Continuos, độ trễ mã hóa bao gồm D symbol khơng  Nếu Operation mode thiết lập Truncated hay Terminated, khơng có trễ mã hóa tham số Traceback depth phải nhỏ số sybol frame Nếu tỉ số mã 1/2, giá trị Traceback depth điển hình lớn khoảng năm lần constrain length mã 3.2.6 Khối giải mã khối Block Decoder 96 In1 Received Data Out In1 Out In1 Out In1 Out In1 Block Decoder Viterbi Decoder Deinterleaver Out In1 Out In1 Data In Out1 De- Randomizer Demodulator Denomalize OFDM Data Receiver Hình 40 Khối giải mã khối Block Decoder Chi tiết: Hình 41 Chi tiết khối giải mã khối Block Decoder Dòng bit giải mã Viterbi từ khối Viterbi Decoder đưa tới đầu vào khối giải mã khối Khối Bit to Integer Converter chuyển dòng bit thàh chuỗi số nguyên bit chuyển thành số nguyên tương ứng Chuỗi số nguyên sau qua khối Selector để đổi thứ tự, Index mode phần tử đầu vào có số Index vector có dạng (2:40,1) đổi thứ tự vector đầu vào nhóm 40 số Số đổi xuống cuối cùng, số từ tới 40 đầu vào giữ nguyên thứ tự, đưa đầu với số giảm Các nhóm số sau qua khối Zero Pad to Code Word Size để thực chèn khối Pad để thực chèn số vào để đạt tới chiều dài từ mã, chiều dài thiết lập Column size 239 Pad over columns số chèn vào theo cột Pad signal at Beginning số chèn vào phần đầu từ mã Action when truncation occurs đặt none ta khơng thơng báo tín hiệu vào bị cắt bớt Tương tự thế, khối 239 số nguyên đưa qua khối Zero Pad to Code Word Size để chèn thêm số 0, khác số chèn vào cuối từ mã để đạt tới chiều dài từ mã 255 97 Khối bit sau đưa vào giải mã Reed-Solomon ( Integer-Output RS Decoder ) Tham số giải mã giống hệt tham số mã hóa, chiều dài từ mã (codeword length ) N 255, chiều dài tin ( Message length ) K 239 Các đa thức gốc primpoly, đa thức sinh genpoly lấy từ file Data.m ( nhập vào Workspace ) Tín hiệu sau giải mã đưa qua Selector để đổi thứ tự, Index option vector index có giá trị [204:239] lựa chọn đầu phần tải liệu, xoá thành phần dư thừa số nhồi vào Chuỗi số nguyên đưa tới chuyển đổi số nguyên thành bit (Integer to Bit Converter 3) Chuỗi bit đưa tới khối giải cài xen 3.2.7 Khối giải Cài xen De-Randomizer In1 Out In1 Out In1 Out In1 Out In1 Out In1 Out In1 Demodulator Denomalize Received Data De- Randomizer Block Decoder Viterbi Decoder Deinterleaver Data In OFDM Data Out1 Receiver Hình 42 Khối giải cài xen De-Randomizer Chi tiết: Hình 43 Chi tiết khối giải cài xen De-Randomizer Chuỗi bit từ khối Block coder đưa tới khối De-Randomizer để giải cài xen Dòng bit đưa qua khối Selector, 288 bit đầu vào lựa chọn vector index để lấy 280 bit đầu Dòng bit đưa tới khối 98 cộng Logic XOR ( XOR Logical Operator ) để thực cộng XOR với chuỗi PN khối PN Sequence Generator tạo Khối có tham số đa thức sinh, trạng thái ban đầu ghi dịch, thời gian lấy mẫu, số mẫu khung giống hệt Cài xen phần phát 3.2.8 Khối Nhận liệu Received Data In1 Received Data Out In1 De- Randomizer Out In1 Block Decoder Out In1 Viterbi Decoder Out In1 Deinterleaver Out In1 Demodulator Out In1 Denomalize Data In OFDM Data Out1 Receiver Hình 44 Khối liệu nhận Chi tiết: Hình 45 Chi tiết khối nhận liệu Chuỗi bit sau giải cài xen đưa tới khối cuối phần thu khối liệu nhận ( Received Data ) Khối liệu nhận thực trình bày liệu nhận bên thu, bao gồm hai khối Khối Chuyển đổi bit thành số nguyên nhận liệu luồng bit từ khối giải cài xen, 280 bit chuyển thành 35 số nguyên, số nguyên bit Dữ liệu sau truyền tới khối To Workspce 3.3 Các khối đo hiển thị 3.3.1 Đo chịm tín hiệu Chịm tín hiệu sau điều chế đo khối Discrete-Time Scatter Plot Scope Khối hiển thị thành phần pha thành phần cầu phương tín hiệu điều chế QPSK Qua hiển thị trực quan ta 99 thấy rõ đặc tính điều chế hình dạng xung thành phần nhiễu kênh tín hiệu Hình 46 Hiển thị chịm tín hiệu sau điều chế Khối đo chịm có đầu vào Đầu vào phải tín hiệu phức Khối chấp nhận tín hiệu có dạng double, single, base integer fix-point, gọi liệu dạng double Tín hiệu vào phải dạng mẫu-vô hướng hoạt động chế độ mẫu (sample-based mode ), hoạt động chế độ frame đầu vào phải frame dạng cột frame vô hướng Tham số Sample per symbol số lượng mẫu symbol, số phải với giá trị thiết lập khối điều chế Giá trị Offset (sample ) số mẫu bỏ qua trước vẽ mẫu mới, giá trị cho biết ta vẽ tất mẫu, Point display tổng số lượng điểm vẽ New point per display cho biết số lượng điểm xuất lần hiển thị 3.3.2 Đo BER ( Bit Error Rate ) mơ hình 100 Tỉ số lỗi bit BER tham số quan trọng đánh giá hệ thống truyền tin Qua tỉ số ta đánh giá chất lượn truyền tin hệ thống, với mô BER thể xác mơ Trong mô BER đánh giá hiển thị qua loạt khối sau: Hình 47 Đo hiển thị BER Khối chức để đo BER mơ hình simulink hỗ trợ Error Rate Calculation, khối so sánh tín hiệu vào máy phát với tín hiệu vào máy thu Nó tính tốn tỉ lệ lỗi q trình thống kê Block dùng để tính tốn SER ( Symbol Error Rate ) BER (Bit Error Rate ) tùy thuộc vào cách định nghĩa đầu vào Block thừa kế thời gian lấy mẫu từ đầu vào Đầu vào: Block có từ đầu vào, phụ thuộc vào cách xác lập tham số Các đầu vào gồm có đầu vào từ khối phát Tx đầu vào từ khối thu Rx, hai đầu vào phải có tỉ số lấy mẫu Các đầu vào vơ hướng vector frame dạng cột Nếu ta chọn Reset Port có thêm đầu vào Rst Khi đầu vào Rst nonzero, block xóa thống kê lỗi sau tính tốn lại Tương tự vơi tham số Computation mode chọn giá trị Select samples from port ta có đầu vào Sel, đầu vào Sel thành phần frame có liên quan tới việc tính tốn Dưới 101 số kiểu cấu hình cho đầu vào tham số, phụ thuộc vào liệu phía nhận phía thu  Nếu hai tín hiệu liệu vô hướng, khối so sánh tín hiệu phát với tín hiệu thu Computation mode trường hợp entire frame  Nếu hai tín hiệu vector, giá trị Computation Entire frame, block so sánh toàn Tx frame với Rx frame, tham số select samples from mask, trường Selected sample from frame xuất hộp tham số Trường tham số chấp nhận liệu dạng vector mang danh sách số thành phần Rx frame mà ta muốn block xem xét tới  Ngồi Computation mode cịn có loại Select samples from port cho phép chọn liệu từ đầu vào mở rộng Sel  Nếu hai tín hiệu vector, block so sánh phần vô hướng với đầu vào vector Đầu ra: Block sinh vector ba thành phần bao gồm: Tỉ số lỗi, Tổng số lỗi, Tổng số so sánh mà block tạo Các liệu sau gửi tới đầu ra, phụ thuộc vào cách ta thiết lập tham số Output data kết xuất Workspace dạng tham biến tới cổng Trễ: Trễ bao gồm có trễ nhận trễ tính tốn Trễ nhận số lượng mẫu liệu nhận bị trễ sau so với liệu truyền Tham số cho khối biết tương ứng mẫu tiến hành so sánh tham số tồn suốt q trình mơ Trễ tính toán cho block biết bỏ qua giá trị định mẫu bắt đầu trình so sánh Dừng mơ theo thống kê số lỗi: Ta câu hình block để kiểm sốt lỗi q trình mơ Tham số Stop simulation chọn, 102 mô chạy đạt tới giá trị Target number of errors Cũng cấu hình để mơ dừng đạt tới ngưỡng thời gian cấu hình Configuration Parametter Tham số đặc biệt quan trọng bắt buộc phải có ta muốn đánh giá chất lượng hệ thống qua đường cong BER vẽ Bertool ( nói sau ) Tín hiệu vào tứ phía thu lấy chuỗi bit từ đầu vào khối điều chế QAM Tín hiệu phát lấy chuỗi bit sau khỏi giải điều chế Kết so sánh BER đưa thành hai đường: Một đường hiển thị trực tiếp qua khối Display đường Matlab Workspace qua tham biến BER 3.3.3 Vẽ đường cong BER công cụ BERtool Matlab Simulink hỗ trợ người dùng công cụ tiện ích để đánh giá BER hệ thống cách trực quan công cụ gọi Bit Error Rate Analysis Tool Với công cụ ta việc đưa vào khoảng biến đổi tỉ số lượng bit nhiễu Eb/No, mơ hình, biến BER giá trị tới hạn để dừng mô ( số bit lỗi số lượng bit cực đại ) vẽ hiển thị đường cong BER hệ thống với giá trị EbNo biến đổi Công cụ hỗ trợ để vẽ đường cong BER lí thuyết đánh giá BER hệ thống theo cách bán tự động 103 Hình 48 Đường cong BER đo BERtool với EbNo biến đổi từ tới 34db 104 KẾT LUẬN Công nghệ WiMAX công nghệ mạng không dây băng thông rộng phát triển công nhận chuẩn Công nghệ nhiều nhà ứng dụng, nhà cung cấp dịch vụ, nhà nghiên cứu quan tâm triển khai thử nghiệm Việt Nam Các phương pháp kênh không quy định chuẩn mà nhà phát triển mạng tự lựa chọn Việc lựa chọn phương pháp cấp phát kênh cho hệ thống WiMAX quan tâm nghiên cứu Sau tổng kết kết đạt hướng phát triển đề tài Những kết mà Đồ án đạt được:  Tìm hiểu cơng nghệ WiMAX khái niệm, phiên chuẩn, đặc điểm kỹ thuật, mơ hình triển khai hệ thống WiMAX, ưu nhược điểm công nghệ WiMAX triển vọng phát triển công nghệ  Nghiên cứu lý thuyết mô tối ưu cross-layer, đưa đánh giá với kiểu mô tối ưu cross-layer khác  Thực mơ lớp vật lí WiMAX, đánh giá ảnh hưởng mơ hình kênh truyền ( kênh nhiễu trắng AWGN ) với chất lượng hệ thống Hướng phát triển đồ án:  Kết mơ sử dụng cho việc thiết kế mơ tối ưu lớp vật lí lớp MAC cơng nghệ WiMAX  Chương trình mơ sử dụng để đánh giá ảnh hưởng mơ hình kênh khác kênh Reyleigh, kênh Rician 105 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Cheng-Xiang Wang, Nguyễn Văn Đức, “Bộ sách kỹ thuật thông tin số”, “Tập 1: Các tập Matlab thông tin vô tuyến”, Nhà xuất KHKT Hà Nội, 2006 [2] Cheng-Xiang Wang, Nguyễn Văn Đức, “Bộ sách kỹ thuật thơng tin số”, “Tập 2: Lí thuyết ứng dụng củ kỹ thuật OFDM”, Nhà xuất KHKT Hà Nội, 2006 [3] Cheng-Xiang Wang, Nguyễn Văn Đức, “Bộ sách kỹ thuật thơng tin số”, “Tập 3: Lí thuyết kênh vô tuyến”, Nhà xuất KHKT Hà Nội, 2006 [4] Cheng-Xiang Wang, Nguyễn Văn Đức, “Bộ sách kỹ thuật thông tin số”, “Tập 4: Thông tin vô tuyến”, Nhà xuất KHKT Hà Nội, 2006 [5] Alden J.Doyle, Kyungtae Han, Suvid Nadkarni, Kalpana Seshadrinathan, Raghuveer Simha, Ian C.Wong “Perfomance Evluation of the IEEE 802.16a physical layer using simulation,” Project Report, EE381K-11(14980) Wireless Communication [6] Taesoo Kwon, Howon Lee, Sik Choi, Jueop Kim, Dong-Ho Cho, Sunghyun Cho, Sangboh Yun, Won-Hyoung Park, Kiho Kim “Design and Implementation of a Simulation of a Simulator based on a cross-layer protocol between MAC and PHY layers in a WiBro Compatible IEEE 802.16e OFDMA system ,” IEEE Communication Magazine, December 2005 [7] http://www.ieee802.org/16/tg1/mac/index [8] http://wirelessman.org/tutorial/ [9] http://cnlab.kaist.ac.kr/802.16/ieee802.16.html [10] WiMAX Forum: http://www.wimaxforum.org TÓM TẮT NỘI DUNG 106 Nhiệm vụ luận văn nghiên cứu cơng nghệ WiMAX tổng quan, tìm hiểu lí thuyết mơ cross-layer, thực mô lớp vật lý công nghệ WiMAX phần mềm Matlab-Simulink đưa chế đánh giá chất lượng kênh truyền, đặc biệt kênh nhiễu trắng Nội dung chủ yếu đề tài tóm tắt chương: - Chương 1: Tổng quan công nghệ WiMAX Trong chương khái niệm, đặc điểm kỹ thuật ứng dụng cơng nghệ WiMAX, mơ hình hệ thống, chuẩn cho WiMAX, ưu, khuyết điểm công nghệ trình bày - Chương : Tối ưu lớp Chương tìm hiểu lí thuyết mơ tối ưu lớp, mô cross-layer, xem xét thiết kế mô cross-layer đưa đánh giá với chế mô cross-layer khác - Chương 3: Mơ lớp vật lí WiMAX Chương trình bày vấn đề mơ lớp vật lý công nghệ WiMAX, thực mô phần mềm Matlab-Simulink, dùng mô để đánh giá mơ hình kênh khác đặc biệt kênh nhiễu trắng AWGN Phần kết luận văn đưa kết đạt với mô phỏng, đánh giá kết mô hướng phát triển luận văn tương lai ... kiện kênh truyền Sử 39 dụng thị chất lượng kênh truyền, máy di động cung cấp cho trạm gốc phản hồi chất lượng kênh truyền hướng xuống Đối với hướng lên trạm gốc ước lượng chất lượng kênh truyền. .. điểm triển vọng phát triển công nghệ WiMAX chọn đề tài luận văn tốt nghiệp ? ?Một số chế đánh giá kênh truyền mạng không dây hệ mới? ?? 2 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ WiMAX 1.1 Khái quát IEEE 802.16... dung lượng hệ thống Không giống phân tập phát việc tạo chùm, ghép kênh không gian làm việc trạng thái kênh truyền tốt 1.2.2.2 Tái sử dụng tần số cải thiện Mặc dù hệ thống WiMAX hoạt động với hệ số