Khảo sát hệ thống WiMAX

Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Mục Lục 1.1 Giới thiệu chuẩn wimax Error! Bookmark not defined 1.2 Phân bố băng tần wimax Error! Bookmark not defined 1.3 Các ưu ứng dụng wimax Error! Bookmark not defined 1.3.1 Các ưu công nghệ WiMAX Error! Bookmark not defined 1.3.2 Các ứng dụng WiMAX Error! Bookmark not defined 2.1 Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao OFDMError! Bookmark not defined 2.1.1 Tạo ký hiệu OFDM Error! Bookmark not defined 2.1.2 Mô tả ký hiệu OFDM Error! Bookmark not defined 2.1.3 Các thông số tín hiệu phát ký hiệu OFDM Error! Bookmark not defined 2.2 Đa truy xuất phân chia theo tần số trực giao OFDMA Error! Bookmark not defined 2.2.1 Các giao thức OFDMA Error! Bookmark not defined 2.2.2 Cấu trúc ký hiệu OFDMA phân kênh Error! Bookmark not defined 2.3 OFDMA theo tỉ lệ (scalable) Error! Bookmark not defined 2.4 Cấu trúc khung TDD Error! Bookmark not defined 3.1 Mô hình lớp vật lý Wimax chuẩn 802.16a Error! Bookmark not defined 3.1.1 Các phần tử mơ hình Error! Bookmark not defined 3.2 Các đặc trưng lớp MAC IEEE 802.16a Error! Bookmark not defined 3.2.1 Lớp hội tụ dịch vụ đặc trưng (CS) Error! Bookmark not defined 3.2.2 Lớp phần chung (MAC CP) Error! Bookmark not defined 3.2.3 Lớp an ninh Error! Bookmark not defined 3.3 Các ưu điểm khác lớp PHY chuẩn 802.16e Error! Bookmark not defined 3.3.1 Công nghệ anten thông minh Error! Bookmark not defined 3.3.2 Tái sử dụng phân đoạn tần số Error! Bookmark not defined 3.3.3 Dịch vụ đa hướng quảng bá (MBS) Error! Bookmark not defined 3.4 Mô tả lớp MAC chuẩn 802.16e Error! Bookmark not defined 3.4.1 Hỗ trợ chất lượng dịch vụ (QoS) Error! Bookmark not defined 3.4.2 Dịch vụ lập lịch MAC Error! Bookmark not defined 3.4.3.Quản lý tính di động Error! Bookmark not defined 3.4.4 An ninh Error! Bookmark not defined 4.1 Mơ hình thử nghiệm wimax bưu điện tỉnh Lào Cai Error! Bookmark not defined LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com 4.2 Các kết thử nghiệm Error! Bookmark not defined 4.3 Hệ thống điện thoại VoIP wimax Error! Bookmark not defined LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Danh mục hình Hình 1.1 Các hệ thống vô tuyến Error! Bookmark not defined Hình 1.2 Các đặc tính WiMAX Error! Bookmark not defined Hình 1.3 Minh hoạ chuyển vế tế bào Error! Bookmark not defined Hình 1.4 Minh hoạ chuyển nhà cung cấp dịch vụ Error! Bookmark not defined Hình 1.5 Minh hoạ mạng ngân hàng Error! Bookmark not defined Hình 1.6 Minh hoạ mạng giáo dục Error! Bookmark not defined Hình 1.7 Minh hoạ mạng an ninh công cộng Error! Bookmark not defined Hình 1.8 Minh hoạ mạng liên lạc xa bờ Error! Bookmark not defined Hình 1.9 Minh hoạ liên kết khuôn viên Error! Bookmark not defined Hình 1.10 Minh hoạ mạng WiMAX nhà cung cấp dịch vụ Error! Bookmark not defined Hình 1.11 Minh hoạ mạng WiMAX cho kết nối vùng nơng thơn Error! Bookmark not defined Hình 2.1 Bộ phát OFDM sóng mang Error! Bookmark not defined Hình 2.2 Cấu trúc miền thời gian ký hiệu OFDM Error! Bookmark not defined Hình 2.3 Miêu tả tần số OFDM Error! Bookmark not defined Hình 2.4 Cấu trúc sóng mang OFDMA Error! Bookmark not defined Hình 2.5 Kênh phân tập tần số DL Error! Bookmark not defined Hình 2.6 Cấu trúc tile cho UL PUSC Error! Bookmark not defined Hình 2.7 Cấu trúc khung 802.16e OFDMA Error! Bookmark not defined Hình 3.1 Mơ hình băng tần sở lớp vật lý OFDM-PHY 802.16a Error! Bookmark not defined Hình 3.2 PRBS cho ngẫu nhiên hoá liệu Error! Bookmark not defined Hình 3.3 Vector khởi tạo đường xuống cho cụm thứ N Error! Bookmark not defined Hình 3.4 Vector khởi tạo đường xuống Error! Bookmark not defined Hình 3.5 Khối ngẫu nhiên hoá Error! Bookmark not defined Hình 3.6 Khối mã hố Reed-Solomon Error! Bookmark not defined Hình 3.7 Mã hoá xoắn với tỉ lệ 1/2 Error! Bookmark not defined Hình 3.8 Khối mã xoắn Error! Bookmark not defined Hình 3.9 PRBS cho điều chế hoa tiêu Error! Bookmark not defined Hình 3.10 Cấu trúc khung PHY OFDM FDD Error! Bookmark not defined Hình 3.11 Mào đầu dài đường lên Error! Bookmark not defined Hình 3.12 Các sóng mang OFDM trực giao Error! Bookmark not defined Hình 3.13 Chuyển mạch thích ứng cho anten thông minh Error! Bookmark not defined Hình 3.14 Cấu trúc khung đa vùng Error! Bookmark not defined Hình 3.15 Tái sử dụng phân đoạn tần số Error! Bookmark not defined Hình 3.16 Hỗ trợ MBS ấn định với chuẩn IEEE 802.16e -các vùng MBS Error! Bookmark not defined Hình 3.17 Hỗ trợ QoS 802.16e Error! Bookmark not defined Hình 4.1 Sơ đồ kết nối trạm góc BS Lào Cai Error! Bookmark not defined Hình 4.2 Sơ đồ kết nối đầu cuối người sử dụng Error! Bookmark not defined Hình 4.3 Sơ đồ kết nối cho ứng dụng VoIP Error! Bookmark not defined LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Danh mục bảng Bảng 1.1 So sánh chuẩn 802.16, 16a, 16e Error! Bookmark not defined Bảng 1.2 Các loại dịch vụ WiMAX Error! Bookmark not defined Bảng 1.3 Các ứng dụng wimax Error! Bookmark not defined Bảng 1.4 Các ứng dụng thực tiễn WiMAX Error! Bookmark not defined Bảng 2.1 Các thông số lớp PHY OFDM-256 Error! Bookmark not defined Bảng 2.2 Các thông số S-OFDMA Error! Bookmark not defined Bảng 3.1 Mã xoắn với cấu hình đục lỗ Error! Bookmark not defined Bảng 3.2 Mã hoá kênh bắt buộc điều chế Error! Bookmark not defined Bảng 3.3 Các điều chế mã hỗ trợ Error! Bookmark not defined Bảng 3.4 Các tốc độ liệu lớp vật lý 802.16e với kênh PUSC Error! Bookmark not defined Bảng 3.5 Các lựa chọn anten tiên tiến Error! Bookmark not defined Bảng 3.6 Các tốc độ liệu cho cấu hình SIMO/MIMO Error! Bookmark not defined Bảng 3.7 Chất lượng dịch vụ ứng dụng 802.16e Error! Bookmark not defined Các thuật ngữ viết tắt A AAS Adaptive Atenna System Hệ thống anten thích ứng ACK Acknowledge Xác nhận AES Advanced Encryption Standard Chuẩn mã hoá tiên tiến AG Absolute Grant Cấp phát tự nguyện AMC Adaptive Modulation and Codding Mã hố điều chế thích ứng A-MIMO Adaptive Multiple Input Multiple Output Hệ thống nhiều đầu vào nhiều đầu thích ứng AMS Adaptive MIMO Switching Chuyển mạch MIMO thích ứng ARQ Automatic Repeat reQuest Yêu cầu lặp lại tự động ASP Application Service Network Mạng dịch vụ ứng dụng BE Best Effort Cố gắng tối đa BER Bit Error Rate Tỉ lệ lỗi bit BPSK Binary Phase Shift Keying Khoá dịch pha nhị phân BRAN Broadband Radio Access Network Mạng truy cấp vô tuyến băng rộng BS Base Station Trạm gốc BTC Block Turbo Code Mã Turbo khối B LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Broadband Wireless Access Truy nhập vô tuyến băng rộng CC Chase Combining Kết hợp theo đuổi CCI Co-Channel Interference Nhiễu đồng kênh CCF Cumulative Distribution Function Chức phân bố tích luỹ CDMA Code Division Multiple Access Đa truy cập phân chia theo mã CINR Carrier to Interference and Noise Ratio Tỉ số sóng mang nhiễu cộng tạp âm CP Cyclic Prefix Tiền tố vòng CPS Common Part Sublayer Lớp phần chung CQI Channel Quality Indicator Chỉ thị chất lượng kênh CS Convergence Sublayer Lớp hội tụ CSN Connectivity Service Network Mạng dịch vụ tính kết nối CSTD Cyclic Shift Transmit Diversity Phân tập phát dịch vòng CTC Convolutional Turbo Code Mã turbo xoắn DES Data Encryption Standard Chuẩn mã hoá liệu DIUC Downlink Interval Usage Code Mã sử dụng luân phiên đường xuống DL Downlink Đường xuống DOCSIS Data Over Cable Service Interface Specification Đặc tính kĩ thuật giao diện dịch vụ liệu qua cáp DSL Digital Subcriber Line Đường thuê bao số DVB Digital Video Broadcast Quảng bá video số EAP Extensible Authentication Protocol Giao thức nhận thực mở rộng EIRP Effective Isotropic Radiated Power Công suất xạ đẳng hướng hữu hiệu ErtPS Extended Real-time Polling Service Dịch vụ thăm dò thời gian thực mở rộng Fast Base Station Switching Chuyển mạch trạm gốc nhanh BWA C D E F FBSS LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com FCH Frame Control Header Tiêu đề điều khiển khung FDD Frequency Division Deplex Song công phân chia theo tần số FEC Forward Error Correction Sửa lỗi trước FFT Fast Fourier Transform Biến đổi Fourier nhanh FPC Fast Power Control Điều khiển công suất nhanh FUSC Fully Used Sub-Channel Kênh sử dụng hoàn toàn 3GPP 3G Partnership Project Dự án cộng tác hệ thứ ba 3GPP2 3G Partnership Project Dự án cộng tác 2thế hệ thứ ba GPS Global Positioning System Hệ thống định vị toàn cầu HARQ Hybrid Automatic Repeat reQuest Yêu cầu lặp tự động nhanh lai ghép HEC Header Error Check Kiểm tra lỗi tiêu đề HiperMAN High Performance Metropolitan Area Network Mạng vùng đô thị hiệu cao HO Hand-off Chuyển giao HTTP Hyper Text Transfer Protocol Giao thức truyền siêu văn 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 Fuorier ngược nhanh IR Incremental Redundancy Tích luỹ tăng dần ISI Inter-Symbol Interference Giao thoa ký hiệu LDPC Low-Density-Parity-Check Kiểm tra chẵn lẻ mật độ thấp LOS Line of Sight Tầm nhìn thẳng LSB Least Significant Bit Bit có trọng số nhỏ Media Access Control Điều khiển truy nhập thiết bị G H I L M MAC LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com MAI Multiple Access Interference Nhiễu đa truy cập MAN Metropolitan Area Network Mạng vùng đô thị MAP Media Access Protocol Giao thức truy cập môi trường MBS Multicast and Broadcast Service Dịch vụ đa hướng quảng bá MDHO Macro Diversity Hand Over Chuyển giao phân tập lớn MIMO Multiple Input Multiple Output Hệ thống nhiều đầu vào nhiều đầu MMS Multimedia Message Service Dịch vụ tin nhắn đa phương tiện MPLS Multi-Protocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức MS Mobile Station Trạm di động MSB Most Signinficant Bit Bit có trọng số lớn N LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com NACK Not Acknowledge Không xác nhận NAP Network Access Provider Nhà cung cấp truy cập mạng NLOS Non Line of Sight Tầm nhìn khơng thẳng NCFG Network Configuration Cấu hình mạng NNI Network Node Interface Giao diện nút mạng NRM Network Reference Model Mơ hình tham chiếu mạng nrtPS Non-Real-Time Polling Service Dịch vụ thăm 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 lỗi gói PDU Protocol Data Unit Đơn vị liệu giao thức PHY Physical layer Lớp vật lý PKM Public Key Management Quản lý khố cơng cộng PMP Point to MultiPoint Điểm - đa điểm PPP Point to Point Protocol Giao thức điểm - điểm PRBS Pseudo Random Binary Sequence Chuỗi nhị phân giả ngẫu nhiên PS Physical Slot Khe vật lý PUSC Partially Used Sub-Channel Kênh sử dụng phần QAM Quadrature Amplitude Modulation Điều chế biên độ vng góc QoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ O P Q LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Quadrature Phase Shift Keying Khoá dịch pha vng góc RG Relative Grant Cấp phát tự nguyện RR Round Robin Thư luân chuyển RRI Reverse Rate Indicator Chỉ thị tốc độ ngược RS Reed-Solomon Bộ mã hoá Reed Solomon RTG Receiver/Transmit Transition Gap Khoảng chuyển tiếp thu phát rtPS Real-time Polling Service Dịch vụ thăm dò thời gian thực Rx Receiver Máy thu SAP Service Access Point Điểm truy nhập dịch vụ SC Single Carrier Sóng mang đơn SDMA Space Division Multiple Access Đa truy cập phân chia theo không gian SDU Service Data Unit Đơn vị liệu dịch vụ 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 đa đầu SNIR Signal to Noise+Interference Ratio Tỉ số tín hiệu nhiễu+tạp âm SLA Service Level Agreement Thoả thuận mức dịch vụ SM Spatial Multiplexing Ghép kênh không gian SMS Short Message Service Dịch vụ tin ngắn SNR Signal to Noise Ratio Tỉ số tín hiệu tạp âm S- Scalable Orthogonal Frequency Truy cập ghép kênh phân chia QPSK R S LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com OFDMA Division Multiplex Access theo tần số trực giao tỉ lệ SS Subscriber Station Trạm thuê bao STC SpaceTime Coding Mã thời gian không gian TC Transmission Convergence Sublayer Lớp hội tụ truyền dẫn TDD Time Division Duplex Song công phân chia theothời gian TDM Time Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo thời gian TDMA Time Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo thời gian TEK Traffic Encription Key Khoá mã hoá lưu lượng TTG Transmit/receive Transition Gap Khoảng chuyển tiếp thu phát TTI Transmission Time Interval Khoảng thời gian truyền dẫn TU Typical Urban Đặc trưng thành thị Tx Transmitter Máy phát UE User Equipment Thiết bị người sử dụng UGS Unsolicited Grant Service Dịch vụ cấp phát tự nguyện UL Uplink Đường lên UMTS Universal Mobile Telephone System Hệ thống viễn thơng di động tồn cầu Voice over Internet Protocol Giao thức thoại qua IP WAP Wireless Application Protocol Giao thức ứng dụng không dây WiBro Wireless Broadband Không dây băng rộng WiMAX Worldwide Interoperability for Microwave Access Khả khai thác liên mạng toàn cầu truyvi ba T U V VoIP W LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com  Hỗ trợ khuôn liệu dòng audio video  Thời gian chuyển mạch kênh thấp Hình 3.16 Hỗ trợ MBS ấn định với chuẩn IEEE 802.16e -các vùng MBS Sơ lược chuẩn IEEE 802.16e Release-1 định nghĩa hộp công cụ cho phân phát dich vụ MBS ban đầu Dịch vụ MBS hỗ trợ xây dựng vùng MBS riêng biệt khung DL với dịch vụ đơn hướng (được ghi vào MBS) khung nguyên vẹn dành cho MBS (chỉ DL) với dịch vụ quảng bá Hình 3.16 biểu diễn xây dựng vùng DL/UL pha trộn dịch vụ quảng bá đơn hướng hỗ trợ Vùng MBS hỗ trợ mơ hình MBS đa BS sử dụng hoạt động mạng tần số đơn (SFN) khoảng thời gian linh hoạt vùng MBS cho phép phân chia theo tỉ lệ tài nguyên vô tuyến cho lưu lượng MBS Chú ý vùng đa MBS thực Có vùng MBS MAP IE miêu tả MS truy cập DL MAP để ban đầu nhận thực MBS xác định MBS MAP kết hợp vùng Lúc MS đọc MBS MAP khơng cần chuyển đến DL MAP trừ đồng MBS MAP bị IE MAP MBS rõ cấu hình PHY vùng MBS định nghĩa vị trí vùng MBS qua thông số khoảng cách ký hiệu OFDMA MAP MBS xác định kênh thứ ký hiệu OFDM thứ vùng MBS kết hợp MBS đa BS không yêu cầu MS phải đăng kí trạm gốc MBS LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com truy cập MS mơ hình Idle cho phép tiêu thụ lượng thấp Độ linh hoạt chuẩn IEEE 802.16e để hỗ trợ MBS kết hợp dịch vụ đơn hướng cho phép dải rộng ứng dụng 3.4 Mô tả lớp MAC chuẩn 802.16e Chuẩn 802.16 triển khai việc truyền dịch vụ băng rộng gồm thoại, liệu video Lớp MAC dựa vào chuẩn DOCSIS hỗ trợ lưu lượng liệu cụm với yêu cầu tốc độ đỉnh cao mà hỗ trợ đồng thời video liên tục lưu lượng thoại nhạy với trễ kênh Tài nguyên cấp phát cho đầu cuối lập lịch MAC thay đổi từ khe thời gian tới toàn khung, cung cấp dải động lớn thơng lượng tới người sử dụng đầu cuối đặc trưng thời điểm định Hơn nữa, thông tin cấp phát tài nguyên truyền tin MAP bắt đầu khung, nên lập lịch thay đổi hiệu cấp phát tài nguyên sở khung để phù hợp với chất cụm lưu lượng 3.4.1 Hỗ trợ chất lượng dịch vụ (QoS) Với liên kết không gian (air) nhanh, cơng suất đường xuống/đường lên khơng đối xứng, tính chất tài nguyên nhiều kỹ thuật cấp phát tài nguyên linh hoạt, chuẩn 802.16e đạt yêu cầu QoS cho đủ loại dịch vụ liệu ứng dụng Hình 3.17 Hỗ trợ QoS 802.16e LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Trong lớp MAC 802.16e, QoS cung cấp qua luồng dịch vụ mơ tả hình 3.17 Đó luồng gói theo hướng cung cấp tập thông số QoS riêng biệt Trước cung cấp loại dịch vụ liệu đó, trước tiên trạm gốc đầu cuối người sử dụng thiết lập liên kết logic theo hướng MAC ngang cấp gọi kết nối Sau MAC ngồi kết hợp gói ngang qua giao diện MAC thành luồng dịch vụ, chuyển qua kết nối Các thông số QoS kết hợp với luồng dịch vụ định nghĩa lập lịch thứ tự truyền giao diện vơ tuyến Vì QoS hướng kết nối cung cấp điều khiển xác qua giao diện vơ tuyến Vì giao diện vơ tuyến thường bị nghẽn cổ chai, nên QoS hướng kết nối cho phép điều khiển hiệu QoS đầu cuối-đầu cuối Loại QoS UGS Dịch vụ cấp phát tự nguyện rtPS Dịch vụ theo dõi thời gian thực Ứng dụng VoIP Dòng Audio Video ErtPS Dịch vụ theo dõi thời gian thực mở rộng Thoại với tách sóng tích cực (VoIP) nrtPS Dịch vụ theo dõi phi thời thực Giao thức truyền file (FTP) BE Truyền liệu, Dịch vụ nỗ lực tốt trình duyệt Web,                  Đặc điểm QoS Tốc độ trì lớn Dung sai trễ lớn Dung sai trượt Tốc độ dành riêng nhỏ Tốc độ trì lớn Dung sai trễ lớn Ưu tiên lưu lượng Tốc độ dành riêng nhỏ Tốc độ trì lớn Dung sai trễ lớn Dung sai trượt Ưu tiên lưu lượng Tốc độ dành riêng nhỏ Tốc độ trì lớn Ưu tiên lưu lượng Tốc độ trì lớn Ưu tiên lưu lượng Bảng 3.7 Chất lượng dịch vụ ứng dụng 802.16e LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Các thông số luồng dịch vụ quản lý tự động qua tin MAC để điều chỉnh yêu cầu dịch vụ động Kỹ thuật QoS dựa vào luồng dịch vụ áp dụng cho DL UL để cung cấp QoS cải thiện hai hướng Chuẩn IEEE 802.16e hỗ trợ đủ loại dịch vụ liệu ứng dụng có yêu cầu QoS thay đổi Tất tổng kết bảng 3.7 3.4.2 Dịch vụ lập lịch MAC Dịch vụ lập lịch MAC 802.16e thiết kế để truyền hiệu dịch vụ băng rộng bao gồm thoại, liệu video qua kênh vô tuyến băng rộng biến thiên theo thời gian Dịch vụ lập lịch MAC có đặc điểm sau đây: Bộ lập lịch liệu nhanh: lập lịch MAC phải cấp phát hiệu tài nguyên khả dụng đáp ứng cho lưu lượng liệu cụm điều kiện kênh biến LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com a) thiên theo thời gian Bộ lập lịch đặt trạm gốc cho phép đáp ứng nhanh yêu cầu lưu lượng điều kiện kênh Các gói liệu kết hợp thành luồng dịch vụ với thông số QoS xác định trước lớp MAC cho lập lịch xác định xác thứ tự truyền dẫn gói qua giao diện vô tuyến Kênh CQICH cung cấp thông tin hồi tiếp kênh nhanh cho phép lập lịch lựa chọn điều chế mã hố thích hợp cho cấp phát Điều chế/mã hố thích ứng kết hợp với HARQ cung cấp truyền dẫn tốt qua kênh biến thiên theo thời gian b) Lập lịch cho UL DL: dịch vụ lập lịch cung cấp cho lưu lượng UL DL Bộ lập lịch MAC thực cấp phát tài nguyên hiệu cung cấp QoS mong muốn UL, UL phải hồi tiếp xác thơng tin lúc điều kiện lưu lượng yêu cầu QoS Nhiều kỹ thuật yêu cầu băng thông đường lên, yêu cầu băng thông qua kênh xếp, yêu cầu piggyback thăm dò thiết kế để hỗ trợ yêu cầu băng thông UL Luồng dịch vụ UL xác định kỹ thuật hồi tiếp cho kết nối đường lên để đảm bảo dự báo hoạt động lập lịch UL Hơn nữa, kênh UL trực giao, khơng có nhiễu tế bào Lập lịch UL cấp phát tài nguyên hiệu QoS tốt c) Cấp phát tài nguyên động: MAC hỗ trợ cấp phát tài nguyên thời gian-tần số cho UL DL sở khung Cấp phát tài nguyên truyền tin MAC bắt đầu khung Vì vậy, cấp phát tài nguyên thay đổi khung đáp ứng với điều kiện kênh lưu lượng Thêm nữa, lượng tài nguyên cấp phát trải rộng từ khe đến toàn khung Cấp phát tài nguyên tốt nhanh cho phép QoS mong ước cho lưu lượng liệu d) QoS định hướng: Bộ lập lịch MAC điều khiển truyền liệu sở kết nối Mỗi kết nối kết hợp với dịch vụ liệu có tập thơng số QoS để xác định khía cạnh hoạt động Với khả cấp phát động tài nguyên cho UL DL, lập lịch cung cấp QoS mong muốn cho lưu lượng UL DL Đặc biệt với lập lịch đường lên –Tài nguyên đường lên cấp phát hiệu hơn, hiệu suất dễ tiên đoán QoS tốt e) Lập lịch lựa chọn tần số: Bộ lập lịch hoạt động loại kênh khác Với kênh tần số thay đổi khác hốn vị PUSC, sóng mang kênh phân bố giả ngẫu nhiên dọc theo băng LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com thông, kênh có chất lượng Lập lịch tần số thay đổi khác hỗ trợ QoS có tính chất tốt lập lịch tài nguyên thời gian-tần số linh hoạt Với hoán vị liền kề hoán vị AMC, kênh phải chịu suy hao khác Lập lịch lựa chọn tần số cấp phát người sử dụng di động cho kênh tương ứng mạnh Lập lịch lựa chọn tần số làm tăng dung lượng hệ thống với tăng vừa phải tiêu đề CQI UL 3.4.3.Quản lý tính di động Tuổi thọ pin chuyển giao hai vấn đề then chốt ứng dụng di động 802.16e hỗ trợ chế độ Sleep chế độ Idle cho phép hoạt động MS hiệu công suất 802.16e hỗ trợ chuyển giao cho phép MS chuyển mạch từ trạm gốc tới trạm khác mà không làm ngắt quãng kết nối a) Quản lý công suất Chuẩn IEEE 802.16e hỗ trợ hai chế độ để vận hành công suất hiệu quả-chế độ Sleep chế độ Idle Chế độ Sleep trạng thái MS kiểm sốt khoảng thời gian vắng mặt giao diện vô tuyến trạm gốc phục vụ đàm phán trước Khoảng thời gian đặc trưng tính khơng khơng khả dụng MS, quan sát từ trạm gốc phục vụ, tới lưu lượng DL UL Chế độ Sleep nhằm tối thiểu hố sử dụng cơng suất MS sử dụng tài nguyên giao diện vô tuyến trạm gốc phục vụ Chế độ Sleep cung cấp tính linh hoạt cho MS để quét trạm gốc khác nhằm thu thập thông tin cần cho chuyển giao suốt chế độ Sleep Chế độ Idle cung cấp kỹ thuật cho MS để trở nên có hiệu lực cách định kì cho tin lưu lượng quảng bá DL mà khơng có đăng kí trạm gốc đặc biệt MS qua môi trường liên kết vơ tuyến có nhiều trạm gốc cư trú Chế độ Idle giúp ích cho MS cách chuyển yêu cầu cho chuyển giao, hoạt động thơng thường khác; giúp ích cho mạng trạm gốc cách loại trừ giao diện vô tuyến lưu lượng chuyển giao từ MS khơng tích cực mà cung cấp phương pháp đơn giản hợp lí (gói) để báo cho MS lưu lượng DL b) Chuyển giao LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Có ba phương pháp chuyển giao hỗ trợ chuẩn 802.16e- chuyển giao cứng (HHO), chuyển mạch trạm gốc nhanh (FBSS), chuyển giao phân tập macro (MDHO) Trong đó, HHO bắt buộc cịn FBSS MDHO hai chế độ tự chọn Diễn đàn WiMAX triển khai vài kỹ thuật để tối ưu hoá chuyển giao cứng chuẩn 802.16e Sự cải thiện triển khai với mục đích giữ trễ chuyển giao lớp nhỏ 50 ms Khi FBSS hỗ trợ, MS BS trì danh sách BS bao hàm FBSS với MS Tập gọi tập tích cực Trong FBSS, MS giám sát liên tục trạm gốc tập tích cực Trong số BS tập tích cực, BS neo định nghĩa Khi hoạt động FBSS, MS liên lạc với BS neo tin đường xuống đường lên bao gồm kết nối lưu lượng quản lý Sự chuyển tiếp từ BS neo tới BS khác (tức chuyển mạch BS) thực mà không cần viện dẫn tin báo hiệu HO rõ ràng Thủ tục cập nhật neo cho phép độ dài tín hiệu thơng tin BS phục vụ qua kênh CQI Một chuyển giao FBSS bắt đầu với định thu phát liệu MS từ BS neo mà thay đổi tập tích cực MS quét BS lân cận lựa chọn cho phù hợp phiên thiết lập tích cực MS báo cáo lựa chọn BS thủ tục cập nhật thiết lập tích cực thực BS MS MS giám sát liên tục độ dài tín hiệu BS thiết lập tích cực lựa chọn BS từ thiết lập BS neo MS báo cáo lựa chọn BS CQICH MS khởi đầu tin yêu cầu HO Một yêu cầu quan trọng FBSS liệu phát lúc tới tất phận thiết lập tích cực BS phục vụ MS Với MS BS hỗ trợ MDHO, MS BS trì thiết lập tích cực BS bao gồm MDHO với MS Giữa BS thiết lập tích cực, BS neo định nghĩa Chế độ chuẩn hoạt động quy vào trường hợp riêng biệt MDHO với thiết lập tích cực gồm có BS đơn Khi hoạt động MDHO, MS liên lạc với tất BS thiết lập tích cực tin đơn hướng đường xuống đường lên lưu lượng Một MDHO bắt đầu MS định để thu phát tin đơn hướng lưu lượng từ nhiều BS khoảng thời gian giống Với MDHO đường xuống, hai nhiều BS cung cấp truyền dẫn đồng liệu đường xuống MS kết LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com hợp đa dạng thực MS Với MDHO đường lên, truyền dẫn từ MS thu nhiều BS lựa chọn đa dạng thông tin thu thực 3.4.4 An ninh Chuẩn IEEE 802.16e hỗ trợ đặc điểm lớp an ninh cách công nghệ khả dụng tốt Hỗ trợ nhận thực người sử dụng / thiết bị tương hỗ, giao thức quản lý khoá linh hoạt, mật hoá lưu lượng, quản lý điều khiển bảo vệ tin tối ưu hoá giao thức an ninh cho chuyển giao nhanh  Giao thức quản lý khoá: giao thức quản lý khoá mật mã riêng phiên (PKMv2) sở an ninh định nghĩa 802.16e Giao thức quản lý an ninh MAC sử dụng tin PKMREQ/RSP Nhận thực PKM EAP, điều khiển mật hoá lưu lượng, trao đổi khoá chuyển giao tất tin an ninh đa hướng/quảng bá dựa vào giao thức  Nhận thực người sử dụng/thiết bị: Chuẩn IEEE 802.16e sử dụng giao thức IETF EAP để hỗ trợ nhận thực người sử dụng thiết bị cách cung cấp hỗ trợ dựa vào SIM, USIM chứng nhận số dựa vào username/password Các phương pháp nhận thực EAP-SIM, EAP-AKA, EAP-TLS EAP-MSCHAPv2 tương ứng hỗ trợ qua giao thức EAP Phương pháp chuyển khoá giao thức EAP hỗ trợ  Mật hoá lưu lượng: AES-CCM mật mã sử dụng để bảo vệ tất liệu người sử dụng giao diện MAC Các khoá sử dụng để tạo mật mã tạo từ nhận thực EAP Một kỹ thuật trạng thái mật hố lưu lượng có kỹ thuật nạp lại khố chu kì (TEK) cho phép trì liên tục trạng thái chuyển tiếp khoá để cải thiện bảo vệ  Bảo vệ tin điều khiển: liệu điều khiển bảo vệ sử dụng AES dựa vào CMAC, MD5 dựa vào kế hoạch HMAC  Hỗ trợ chuyển giao nhanh: Kế hoạch bắt tay ba bước hỗ trợ chuẩn IEEE 802.16e để tối ưu kỹ thuật nhận thực lại cho mục đích chuyển giao nhanh Kỹ thuật có ích để ngăn chặn kẻ xâm phạm (man-in-the-middle-attacks) LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Chương QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG WIMAX TẠI VIỆT NAM 4.1 Mơ hình thử nghiệm wimax bưu điện tỉnh Lào Cai Dự án thử nghiệm WiMAX triển khai Lào Cai kết hợp tác Tập đồn Bưu Viễn thơng Việt Nam (VNPT), đại diện cơng ty Điện tốn Truyền số liệu VDC), Tập đoàn Intel quan hỗ trợ phát triển quốc tế hoa kỳ (USAID) để triển khai công nghệ băng thông rộng không dây hệ tới vùng sâu vùng xa Việt Nam Tại địa phương có hai đơn vị tham gia hỗ trợ triển khai dự án Bưu điện tỉnh Lào Cai (đơn vị thành viên VNPT) trung tâm CNTT tỉnh Lào Cai (LCIT) Dự án thử nghiệm WiMAX Lào Cai sử dụng thiết bị theo chuẩn 802.16 Rev D chạy tần số 3.3-3.4 GHz hãng Alvarion, triển khai 19 điểm đầu cuối bao gồm: 01 điểm Bưu điện Văn hoá xã 02 điểm truy cập café Internet, 06 trường học, 02 Cơ sở y tế, 02 doanh nghiệp vừa nhỏ, 05 trụ sở quyền địa phương, 01 hộ nơng dân Hệ thống triển khai hai ứng dụng: Truy nhập Internet tốc độ cao gọi điện thoại VoIP Truy nhập Internet tốc độ cao: với dịch vụ này, người dùng truy nhập Internet với tốc độ tương đương lớn dịch vụ ADSL Bên cạnh đó, hệ thống WiMAX tạo tảng cho người dùng đầu cuối sử dụng dịch vụ Internet mà nhà cung cấp dịch vụ cung cấp Gọi điện thoại VoIP: hình thức gọi điện thoại Internet dùng công nghệ SIP Người dùng đầu cuối gọi thuê bao VoIP với nhau, gọi đến th bao PSTN ngược lại Mơ hình wimax xây dựng bưu điện tỉnh Lào Cai có trạm gốc BS đặt Lào Cai Anten hệ thống wimax thuộc dạng Ommi-directional treo tháp Anten bưu điện tỉnh độ cao 70m so với mặt đất Vì khoảng cách từ chân tháp đến phịng máy khoảng 80m nên dây cáp truyền sóng có độ dài khoảng 150m, theo hệ thống máng cáp bưu điện tỉnh Hệ thống wimax hãng Alvarion cung cấp có khoảng cách phủ sóng lên đến 10Km đến anten phía LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com người dùng theo tầm nhìn thẳng Và có khoảng cách phủ sóng khoảng 3-4Km đến anten phía người dùng khơng theo tầm nhìn thẳng LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Hình 4.1 Sơ đồ kết nối trạm góc BS Lào Cai Sóng điện từ thu từ Anten, theo dây feeder RG213 vào phòng máy đến thiết bị đặt nhà gọi Wimax Access Point Indoor Unit Thiết bị có chức biến đổi tính hiệu sóng điện từ thành tín hiệu điện xử lý tín hiệu để kết nối vào hệ thống Hệ thống wimax kết nối vào internet thơng qua DSLAM th bao ADSL bình thường Cấu hình ADSL cần tăng tốc độ download/upload 8:1 Mbps Đây tốc độ phù hợp với số thuê bao dự định 18 thuê bao Cùng kết nối tới hệ thống có NMS Server (Network Management Symtem Server) máy chủ chạy phần mềm Breezel ITE Alvarion máy chủ có chức quản lý truy nhập CPE, thống kê phân tích lưu lượng Ngồi ra, phịng máy cịn có thiết bị gọi Media Gateway Đây thiết bị để kết nối hệ thống VoIP với hệ thống PSTN, hai đường dây điện thoại gắn với thiết bị Các thiết bị wimax nhà Indoor Unit, NMS server, Media Gateway gán địa Global IP để quản lý từ xa LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Hình 4.2 Sơ đồ kết nối đầu cuối người sử dụng Tại End-User thiết bị anten wimax gắn nhà để thu phát tín hiệu Từ anten tín hiệu truyền vào nhà đến thiết bị gọi IDU Thiết bị IDU có chức Router với đầy đủ tính định tuyến, DHCP IDU kết nối với switch nhiều cổng để cung cấp kết nối internet cho nhiều máy Mỗi người dùng đầu cuối trang bị IP phone để gọi điện thoại qua internet Đối với ứng dụng gọi điện thoại qua internet (VoIP), hạ tầng wimax đóng vai trị truyền dẫn Về chất VoIP độc lập với phương thức truyền dẫn, dù có dây hay khơng dây Hệ thống VoIP gồm thành phần sau đây: SIP server, IP SIP phone voice Gateway SIP server có vai trị quản lý định tuyến gọi, giống tổng đài điện thoại mạng PSTN LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com Hình 4.3 Sơ đồ kết nối cho ứng dụng VoIP Trong dự án ACP/LMI, SIP server server chạy phần mềm có tên Lign-Up SIP server thời gian thử nghiệm đặt trụ sở VDC IP SIP phone điện thoại có khả thực gọi VoIP dùng cơng nghệ SIP IP SIP phone điện thoại để bàn, thiết bị cầm tay kết nối qua WiFi, máy điện thoại thông thường kết nối tới thiết bị chuyển đổi gọi ATA Với IP SIP phone End-User thực gọi VoIP với Để kết nối mạng VoIP mạng PSTN cần thiết bị gọi Voice Gateway Dự án ABC/LMI dùng thiết bị Voice Gateway có tên là: Media trix 1024 Thiết bị có chức chuyển đổi gọi từ mạng VoIP sang mạng PSTN ngược lại 4.2 Các kết thử nghiệm a) Khả bao phủ mạng: Các đầu cuối dự án triển khai bán kính 5km xung quanh trạm gốc BTS, nhiên kết đo kiểm hệ thống Viện Khoa học Kỹ thuật Bưu điện tiến hành cho thấy mạng hoạt động tốt trạm vi ba Cam Đường với khoảng cách 9,5km b) Tính động: Hệ thống WiMAX Lào Cai có kích thước nhỏ gọn, dễ dàng cho việc lắp đặt bảo trì, bảo hành Các thiết bị WiMAX dùng nguồn điện thông thường, thuận tiện cho việc triển khai vận hành LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com c) Khả quản lý mạng: Hệ thống WiMAX nối với Server quản lý việc truy nhập vào SU Hệ thống quản lý có chức qui định mức chất lượng lưu lượng khác cho SU d) Đánh giá chung hoạt động hệ thống WiMAX:  Hệ thống lắp đặt hoạt động ổn định  Các thiết bị khách hàng CPE (Customer Premises Equipment) lắp đặt nằm tầm nhìn thẳng nên có công suất thu lớn Khi hoạt động tốc độ cao CPE BS sử dụng kiểu điều chế tốc độ cao QAM16, QAM 64 với tỉ lệ lỗi cụm thấp  Tốc độ download, upload liệu lớn đáp ứng yêu cầu dịnh vụ Internet Hệ thống WiMAX có khả cung cấp truy nhập tốc đội tối đa lên đến 10 Mbps theo thiết kế thực tế đạt 4-5 Mbps trình thử thiết bị Các thuê bao dự án cung cấp mức dịch vụ khác tuỳ vào ứng dụng địa điểm thử nghiệm, với tốc độ tối đa khác từ 512 Kbps tới 4Mbps, cam kết thời gian trễ với thuê bao thiên ứng dụng VoIP nhà ơng Vương Trung Thìn  Khoảng cách CPE BS (Base Station): - Trong điều kiện tầm nhìn thẳng (LOS): tín hiệu thu với khoảng cách CPE BS lên tới 9.5 km lớn - Trong điều kiện tầm nhìn khơng thẳng (NLOS): khả hoạt động hệ thống tùy thuộc vào địa hình, địa vật CPE BS Hệ thống hoạt động với khoảng cách 2.2km lớn  Anten CPE anten định hướng nên SU thu tốt với vị trí phù hợp Tại vị trí đặt SU góc khác nhau, cơng suất thu, tỉ lệ lỗi bit BER CPE khác 4.3 Hệ thống điện thoại VoIP wimax Đối với chất lượng thoại VoIP Công nghệ WiMAX, theo khảo sát Viện khoa học Kỹ thuật Bưu điện, VDC Bưu điện tỉnh Lào Cai Trung tâm CNTT tỉnh Lào Cai người sử dụng đánh giá chất lượng dịch vụ VoIP công nghệ WiMAX tốt, âm rõ ràng, khơng có tiếng vọng, khơng có tượng vỡ tiếng Các thuê bao VoIP đặt BĐ-VHX Vạn Hoà, xã vùng sâu vùng xa hoạt động nhiều nhất, phục vụ cho nhu cầu hộ dân xã Trung LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Simpo PDF Merge and Split Unregistered Version - http://www.simpopdf.com bình ngày phát sinh 10 gọi Những người dân xung quanh chưa có điều kiện trang bị thuê bao điện thoại PSTN nghèo, nên hệ thống thử nghiệm phát huy tác dụng tốt điểm Các điện thoại VoIP thực nhiều gọi điểm Bưu điện Lào Cai, BĐ-VHX Vạn Hịa, Khách sạn Hoa Vinh, Trường THCS Lê Q Đôn, Trường chuyên cấp Ngô Văn Sở, Trạm y tế xã Bắc Cường hộ nông dân Vương Trung Thìn Các điểm BĐ-VHX, điểm truy nhập Internet cơng cộng, trường học, trạm y tế xã hộ dân điểm thử nghiệm thành công, nhu cầu sử dụng Internet điện thoại VoIP qua hệ thống WiMAX địa điểm thử nghiệm lớn Các quan quyền có sẵn điện thoại PSTN nên nhu cầu sử dụng điện thoại VoIP thực tế chưa lớn mong muốn Do công nghệ không dây nên việc triển khai hệ thống diễn cách nhanh chóng, vùng sâu vùng xa, nơi mà việc kéo cáp viễn thơng khó khăn Tồn thời gian để triển khai trạm gốc 10 điểm đầu cuối diễn vòng tuần Cơ cấu đất Lào Cai thường hay diễn sạt lở đất ưu điểm khơng dây thể rõ WiMAX công nghệ mẻ Các kết triển khai thử nghiệm WiMAX Lào Cai sở kỹ thuật cần thiết trình lựa chọn giải pháp phát triển sở hạ tầng viễn thông LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... biết hệ thống WiMAX điều thiếu lĩnh vực công nghệ BWA Xuất phát từ vấn đề nêu trên, em lựa chọn đề tài nghiên cứu “ Khảo Sát Hệ Thống WiMAX? ?? Mục tiêu đề tài nghiên cứu kỹ thuật tiên tiến WiMAX. .. khác, giúp có nhìn tổng quát hệ thống WiMAX xu ứng dụng Việt Nam Đề tài chia thành chương:  Chương 1: Tổng quan hệ thống WiMAX, giới thiệu chuẩn, dải tần sử dụng WiMAX ứng dụng thực tiễn  Chương... Access – FWA) cho hệ thống truy cập không dây băng rộng (WBA) WIMAX xem cơng nghệ WBA nên sử dụng băng tần cho WIMAX Các hệ thống WIMAX băng tần sử dụng chuẩn 802.16-2004 để cung cấp ứng dụng