Đề tài WIMAX DI ĐỘNG

WiMAX di động (Mobile WiMAX) là giải pháp không dây băng rộng cho phép phủ sóng băng rộng không dây và cố định nhờ công nghệ truy nhập vô tuyến băng rộng trên diện rộng với kiến trúc mạng linh hoạt. Đồ án gồm có bốn chương: Chương I: Kiến trúc mạng Chương II: Mô hình tham chuẩn chung cho WiMAX di dộng Chương III: Cấu trúc giao thức IEEE802.16m Chương IV: Lớp MAC và lớp vật lý của IEEE 802.16m

KHOA VIỄN THÔNG I

Hệ : ĐẠI HỌC CHÍNH QUY

Hà Nội, tháng 12 năm 2012

Điểm hướng dẫn đồ án:

Hà Nội, ngày…… tháng … năm 2012

Giáo viên hướng dẫn

Điểm: …… (Bằng chữ: ……….) Ngày tháng năm 2012

Giáo viên phản biện

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành được đồ án tốt nghiệp này, lời đầu tiên cho em xin được tỏ lòngbiết ơn sâu sắc đến cô giáo Ts Nguyễn Phạm Anh Dũng, người đã tận tình hướng dẫn

em trong suốt quá trình viết đồ án tốt nghiệp này

Em cũng xin gửi lời cảm ơn tới các quý Thầy , Cô giáo trong khoa Viễn thông

I, đặc biệt là các Thầy, Cô trong bộ môn Vô tuyến, trường Học viện Bưu chính viễnthông đã tận tình truyền đạt kiến thức trong 4 năm học tập vừa qua Với vốn kiến thứcđược tiếp thu trong quá trình học không chỉ là nền tảng cho quá trình nghiên cứu đồ ánnày mà còn là hành trang quý báu cho em bước vào đời một cách vững vàng và tự tinnhất

Cuối cùng, em xin gửi lời kính chúc tới các quý Thầy, Cô giáo và gia đình dồidào sức khỏe và luôn thành công trong sự nghiệp cao quý!

Sinh viên thực hiệnNguyễn Thị Ngọc Quỳnh

THUẬT NGỮ VIẾT TẮT

ARQ Automatic Repeat Request Yêu cầu phát lại tự độngASN Acccess Service Netwok Mạng dịch vụ di động

Authentication Code

Mã nhận thực bản tin dựa trên mật mã

CS Service Specific Convergence

MAC Medium Access Control Điều khiển truy nhập môi

trường

MAC CPS MACCommonPartSublayer Lớpcon phầnchungMAC

MAC

CS

MAC Convergence Sublayer Lớp con hội tụ MAC

MBS MulticastBroadcastService Dịchvụđaphươngquảngbá

MIH MediaIndependentHandover Chuyển giao độclậpphươngtiện

MIHF MediaIndependentHandoverFunction Chứcnăngchuyểngiaođộc

lậpphươngtiện

M -

SAP

Management-ServiceAccessPoint Điểmtruynhậpdịchvụđiềukhiển

MIB Management Information Base Cơ sở thông tin quản lý

NCMS Network Control and Management

RSS Received Signal Strength Cường độ tín hiệu thu

RTP Real-timeTransportProtocol GiaothứctruyềntảithờigianthựcSNMP Simple Network Management

Protocol

Giao thức quản lý mạng đơn giản

SFID Service Flow ID Số nhận dạng luồng dịch vụ

DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU

LỜI MỞ ĐẦU

Ngày nay, khi khoa học công nghệ ngày càng phát triển cùng sự ra đời củanhiều thành tựu mới trong các lĩnh vực, rất nhiều những ứng dụng và công nghệ đãđược ra đời, đáp ứng được phần nào cả nhu cầu về vật chất lẫn tinh thần của conngười Một trong những ngành công nghiệp đang đi đầu hiện nay chính là công nghệthông tin, nhưng để đóng góp vào thành công chung cho những thành quả của ngànhcông nghệ này, không thể không nhắc đến phương tiện truyền dẫn thông tin - làm cầunối truyền dẫn dữ liệu cho con người với con người, máy móc với con người, mang lạihiệu quả và tiện ích rất lớn

WiMAX là kỹ thuật viễn thông cung cấp truyền dẫn không dây ở khoảng cáchlớn bằng nhiều cách khác nhau, từ kiểu kết nối điểm – điểm cho tới kiểu truy nhập tếbào Dựa trên các tiêu chuẩn IEEE 802.16 còn được gọi là WirelessMAN, Wimax chophép người sử dụng có thể duyệt Internet trên máy laptop mà không cần kết nối vật lýbằng cổng Ethernet tới Router hoặc Switch

WiMAX di động (Mobile WiMAX) là giải pháp không dây băng rộng cho phépphủ sóng băng rộng không dây và cố định nhờ công nghệ truy nhập vô tuyến băngrộng trên diện rộng với kiến trúc mạng linh hoạt

Vậy kiến trúc mạng WiMAX di động ra sao, hoat động như thế nào, mang lainhững lợi ích vượt trội nào so với những thế hệ trước đó Đồ án của em xin đượcnghiên cứu về “WiMAX di động” nhằm trả lời những câu hỏi trên, đồng thời giúpngười đọc hiểu them phần nào về công nghệ đầy tính ứng dụng và tiềm năng này

Đồ án gồm có bốn chương:

Chương I: Kiến trúc mạng

Chương II: Mô hình tham chuẩn chung cho WiMAX di dộng

Chương III: Cấu trúc giao thức IEEE802.16m

Chương IV: Lớp MAC và lớp vật lý của IEEE 802.16m

Tuy nhiên, do còn nhiều hạn chế về kiến thức, thời gian, cũng như tài liệunghiên cứu, do vậy đồ án này của em không thể tránh khỏi những thiếu sót nhất định.Chính vì vậy em rất mong nhận được những ý kiến góp ý từ phía thầy cô giáo để đề tàiđược hoàn thiện hơn nữa

Em xin chân thành cảm ơn

Hà Nội, ngày 26 tháng 11 năm 2012

CHƯƠNG I KIẾN TRÚC MẠNG WIMAX

Môhìnhthamchuẩnmạng(NRM)thểhiệnlogickiếntrúcmạng.NRMđịnhnghĩacácphầntửchứcnăngvàcácđiểmthamchuẩn,nơixẩyratươngtácgiữacác

phầntửchứcnăng.Hình1.1minhhọaNRMgồmcácthựcthểchứcnăngsau:MS(MobileStation:trạmdiđộng,ASN(AccessServiceNetwork:mạng dịchvụ diđộng),CSN(ConnectionServiceNetwork:mạngdịchvụkếtnối)

•

Kếtnốilớp1vàlớp2củaIEEE802.16-2009/802.16mvớicácthuêbaoIEEE802.16-2009/802.16m

• Chuyểncác bảntinAAAđếnnhàcungcấpdịchvụmạng 2009/802.16mđểnhậnthực,traoquyềnvàthanhtoánphiênchocácphiêncủangườisửdụng

nhàIEEE802.16-•

PháthiệnvàchọnmạngNSPthuậnlợiđốivớithuênbaoIEEE802.16-2009/802.16m

•

• Địachỉ MSIPvàấn địnhthôngsốđiểmcuốichophiêncủangườisửdụng

CSNcòngổmcácphầntửmạngnhưcácrouter,cácAAAserver/đạidiện,

cáccơsởdữliệucủangườisửdụng,cácMScổngtươngtác.CóthểtriểnkhainhưlàmộtmộtphầncủaIEEE802.16mNSPhaymộtphầncủaIEEEStd802.16-2009NSPchịutráchnhiệm

RS(RelayStation:trạmchuyểntiếp)cóthểđượctriểnkhaiđểcungcấpcảithiệnphủsóngvà(hoặc)dunglượng

ABS(AdvancedBaseStation:trạmgốctiêntiến) 2009RS ABSkếtnốivớiIEEEStd802.16j-2009 MStrongvùng

cókhảnănghỗtrợIEEEStd802.16j-

Lzone.ABSkhôngcầncungcấphộtrợgiaothứcIEEEStd802.16j-2009trongvùngMzone.ThiếtkếcácgiaothứcchuyểntiếpIEEE802.16mphảidựatrênthiếtkếIEEEStd802.16j-2009khicóthể,mặc dù cácgiaothứcchuyểntiếpIEEE802.16mđược

sử dụngtrong “Mzone” có thể khác với các giao thức 2009đượcsửdụngtrongLzone.Hình1.2chothấycácgiaodiệnliênquanđếnchuyểntiếpIEEE802.16m

IEEE802j.16-Hình1.2.Cáckếtnốiliênquanđếnchuyểntiếp

CHƯƠNG II MÔHÌNHTHAMCHUẨN CHUNG CHO WIMAX DI

ĐỘNG

2.1.Môhìnhthamchuẩnmạngchung 802.16

2.1.1 Mô hình tham khảo mạng chung 802.16

ChuẩnIEEE802.16 sử dụng SNMP (Simple NetworkManagementProtocol:giaothứcquảnlýmạng đơngiản),bộ giaothứcIETF làmmôhìnhthamchuẩnquảnlýmạng.Chuẩnbaogồmhệthốngquảnlýmạng(NMS:NetworkManagementSystem),cácnútbịquảnlývàmộtcơsởdữliệuluồngdịchvụ.CácnútbịquảnlýBSvàMS

(ManagementInformationBase:cơsởthôngtinquảnlý)củaMIBgiaodiệnWirlessMANvàMIBthiếtbịđểhệthốngquảnlýcó thểquảnlýthôngquacácgiaothứcquảnlýnhưSNMP

dịchvụvàthôngtinchấtlượngdịchvụliênquanchoBSmỗikhiMSnhậpmạng SAP(ControlServiceAccessPoint:điểmtruynhậpdịchvụđiềukhiển)vàM-

C-SAP(Management-SAP:điểm truynhậpdịchvụquảnlý)giaotiếpcácchứcnăng quảnlývàđiềukhiểnvớicáclớptrên.CácthựcthểNCMS(NetworkControlandManagementSystem: hệthốngđiềukhiểnvàquảnlýmạng) cómặt trong mọiMS.NCMSlàmộtthựcthểđộclậplớpđượcxemnhưlàmộtthựcthểquảnlýhaythựcthểđiềukhiển.CácthựcthểquảnlýhệthốngtổngquátthựchiệncácchứcnăngthôngquaNCMSvàcácgiaothứcquảnlýchuẩn.Cácthựcthểnàycóthể đượcthựchiệntrongNCMS

Hình2.1môtảmôhìnhtham chuẩnmạng đượcđơngiảnhóacủa802.16

Hình 2.1 Mô hình tham chuẩn mạng 802.16 tổng quátNhiềuMScóthểđượcnốiđếnmộtBS.MSkếtnốivớiBStrêngiaodiệnvôtuyếnsửdụngmộtkếtnốiquảnlýsơcấp(kếtnốicơsở)hoặcmộtkếtnốiquảnlýthứcấp.TrongchuẩnIEEE802.16m,cáckiểukếtnốiđượcthaythế bằngcáckiểukếtnối mới

HệthốngđiềukhiểnvàquảnlýmạngkhôngphảilàmộtbộphậncủacáctiêuchuẩnIEEE802.16vàchỉđượccoinhưlàmôt“hộpđen”.Nócóthểđượcphânbố vớicác thànhphầnphânbốnằmtrongcác nútkhácnhautrong mộtmạng.MộtphầncủaNCMScóthểđượcđặt cùngvới thựcthể củaIEEE802.16vàđượcgọi làNCMS-E.Phần cònlại củaNCMScóthểđượcphânbố trongmộthaynhiềuthựcthểmạng.PhầnnàyđựơcgọilàNCMS-M.Hình

vàthựchiệnmộtngănxếpgiaothứcdểtươngtácvớicácphầntửtrêncácthựcthểcủamạngkháctrênkiếntrúcCORBAđượcxâydựngtrêncơsởNCMS

CácbảntinsửdùngchomộtbộquảnlýtrongNCMS-Mđượcđặctảbằng

cáchsửdụngIDL(InterfaceDescriptionLanguage:ngônngữmôtảgiaotiếp).CácbảntinnàyđóngbaocáctươngtácvớiMIB.CóthểquảnlýthựcthểIEEE802.16 thôngquacác

nằmngoàiphạmvicủatiêuchuẩn802.16.SựthểhiệncủaNCMStrênMSvàBScó thểcó cáccấuhìnhvàcác chứcnăngkhácnhau

thườngđựơcsửdụng.Cấnlưuýrằng

cácthuậtngữnàythuộccáckháiniệmkhácnhau.Dịchvụlàtậpcácbảntingốchaycáckhaithácgốcmàmộtlớpcungcấpchocáclớpkhácmànógiaotiếp.Dịchvụđịnhnghĩacáckhaithácnàomàmộtlớpphảithựchiệnnhưngkhôngđặctảcáchthựchiệncácthaotác.Nócònliênquanđếngiaodiệngiữahailớpliềnkề.Ngượclại,giaothứclàmộttậpcácquytắcchịutráchnhiệmvềkhuôndạngvàdiễngiải

thôngtin/cácbảntintraođổigiữacácthựcthểđồngcấptrongmộtlớp.Cácthựcthểsửdụngcácgiaothứcđểthựchiệncácquyđịnhdịchvụ.Nhưvậy

giaothứcliênquanđếnthựchiệnmộtdịchvụ

Hình2.3.Sắpxếpcáclớpcủagiao thức802.16lênmôhìnhthamchuẩnmạngbảylớpOSI.Hình2.4chothấysựtraođổimộtPDU(PacketDataUnit:đơnvịsốliệugói)giữahaithựcthểđồngcấpcủacùngmộtlớpgiaothứctạinguồnphátvànơinhận.Trênhướngxuống,PDUlàđơnvịsốl

cholớpdướitiếptheo.Trênhướnglên,PDUlàđơnvịsốliệunhậnđượctừlớptrướcthấphơn.Tráilại,SDU(ServiceDataUnit:đơnvịsốliệudịchvụ) làđơnvịsốliệuđượctraođổigiữahailớpgiaothứcliềnkề.Trênhướngxuống,SDUlàđơnvịsốliệunhậnđượctừlớptrướccaohơn.Trênhướnglên,SDUlàđơnvịsốliệuđượcgửiđếnlớpcaohơntiếptheo

2.2.2.Giaothức802.16trêngiaodiệnMSvàBS

lýsơcấpcóthểkhởiđộnghoặcđượckhởiđộngbởicác SAPhoặcM-

bảntingốcđượctraođổitrênC-SAPphụthuộcvàotừngkhaithácquảnlýhoặcđiềukhiểncụthể.Cácbảntinđượctraođổitrênkếtnốiquảnlýthứcấpcóthểkhởiđộnghoặcđượckhởiđộngbởicác

bàntingốcđượctraođổitrênM-SAP Giaodiệnnàylàmộttậpcác bảntinSAPgiữathựcthểIEEE802.16vàNCMSnhưtrênhình2.5.Nóbaogồmhaiphần:(1)M-

SAPđượcsửdụngchocácbảntingốccủamặtphẳngquảnlýđựơcphéptrễvà(2)C-SAPđượcsửdụngchocácbảntingốccủaphẳngđiểukhiển nhạycảmtrễhỗtrợchuyểngiao,

khitháccôngsuấtthấpnhưchếđộrỗivàchếđộ tìmgọi

Hình 2.5 Mô hình tham chuẩn giao thức IEEE 802.16MAC(MediumAccessControl:điềukhiểntruynhậpmôitrường)

baogồmbalớpcon:

(1)CS(ServiceSpecificConvergenceSublayer(lớpconhộitụđặcthùdịchvụ)

Đảmbảochuyểnđổihaysắpxếpsốliệumạngngoài, thuđượcquaCS-SAP(điểmtruynhậpdịch vụCS)vàocácMACSDU(MACServiceDataUnit:đơnvịdịchvụMAC)choMACCPS(MACCommonPartSublayer:lớpcon

phầnchungMAC)quaMACSAP(điểmtruynhậpdịchvụMAC).QuátrìnhnàybaogồmphânloạicácSDUcủamạngngoài,liênkếtchúngvớiSFID (Service Flow ID: số nhận

(ConnectionID:sốnhậndạngkếtnối).Quátrìnhnàycũngcóthểgồmcảcácchứcnăngnhưnéntiêuđềtảitin(PHS:PayloadHeaderSuppression).KhuôndạngbêntrongcủatảitinCSlàduynhấtđốivớiCSvàMACCPSkhôngcầnbiết khuôndạngnàyhayphântíchbấtkỳthôngtinnàotừtảitrọngCS

(2)MACCPS(MACCommomPartSublayer:lớpconphần

chungMAC).Đảmbảochứcnăngtruynhậphệ thống,ấn

địnhbăngthông,thiếtlậpkếtnốivàduy

trìkếtnối.NónhậnsốliệutừcácCSkhácnhauđãđượcphânloạichotừngkếtnốiMACcụthểthôngquaMACSAP

(3)MACcũngchứamộtlớpconanninhriêngđểđảmbảonhậnthực,traođổikhóaan

ninhvàmậtmã

2.2.3.PhânchiahệthốngđiềukhiểnvàquảnlýmạngIEEE802.16

MôhìnhthamchuẩnIEEE802.16mrấtgiốngvớimôhìnhthamchuẩn 2009vớichỉmộtngọailệlàsựphânchiamềm

IEEE802.16-MACCPS(lớpconphầnchung)thànhcácchứcnăngđiều

khiểnvàquảnlýtàinguyênvôtuyếnvàchứcnăng

MAC.Nhưthấytrênhình2.6,sựphânchianàymangtínhlogic,nghĩalàkhôngcầnSAPgiữahailoạinàyvàkhôngcầngắnthêmtiêuđềconbổsung

chocácSDU.Ngoàiracácphầntửchứcnăngtrêntuyếnsốliệuvàđiềukhiểnđượcphânloạimộtcáchtườngminhthànhcácchứcnăngmặtphẳngsốliệuvàmặtphẳngđiềukhiển.Trongkhitồntạicácchứcnăngtươngtựtrong chuẩnIEEE802.16-2009,thìcácchứcnăng vàcácgiaothứckhôngđượcphânloạitườngminhtrong

chuẩnhiệnhànhngoạitrừphânloạitườngminhcácchứcnăngPHY,MACCP

Hình2.6.MôhìnhthamchuẩnIEEE802.16m

2.2.4.Mặtphẳngsốliệu

CácchứcnăngMACvàPHYcủaIEEE802.16mcóthểđượcphânloạithànhbaloại:mặtphẳngsốliệu,mặtphẳngđiềukhiểnvàmặtphẳngquảnlý.Mặtphẳngsốliệu(cònđượcgọilàmặtphẳngngườisửdụng)baogồmcácchứcnăngtrêntuyếnxửlýsốliệucủangườisửdụngnhư:phânloạiluồngdịchvụ,néntiêuđềcũngnhưcácchứcnăngxửlýgóisốliệuMAC,PHYvàmậtmã.Nhưthấy

trênhình2.7,mặtphẳngsốliệubaogồm:cácgiaothức

CS(lớpconhộitụsốliệuđặcthùdịchvụ),nhómchứcnăngMAC,anninhvàlớpvậtlý.Mặcdùvềmặtkháiniệm,cácPHYSAPvàMACSAPcủaIEEE802.16mgiốngnhưtrongIEEE 802.16-2009,nhưngthểhiệnkhácdocáctínhnăngMAC/PHYmớivàđượccải

tiếnđượcđưavàotiêuchuẩnIEEE802.16m.KhôngcónhiềuthayđổitrongCSSAP

CSđảmbảosắpxếpcáckhuôndạng

sốliệumạngngoài(cácgóilớpIP,vàtếbàoATM)nhậnđượctừCSSAPvàocácMACSDUđểđưađếnMACCPSthôngquaMACSAP.QuátrìnhnàybaogồmphânloạicácSDUmạngngoàivàgắnchochungmộtSFID(ServiceFlowID:nhậndạngluồngdịchvụ)tươngứng

Luồngdịchvụ(SF)làmộtdịchvụtruyềntảiMACđảmbảotruyềnđơnhướngcácgóitrênđườngxuốngvàđườnglên.Nóđượcnhận

dạngbởimộtSFID32bit.Luồngdịchvụđượcđặctrưng

bởimộttậpcácthôngsốQoS(chấtlượngdịchvụ),nghĩalàtậpthôngsốđikèmvớinhậndạngluồngdịchvụchứacácthôngsốlưulượngquyđịnhlậpbiểuhànhvicủaluồngdịchvụđườnglênhayđườngxuốngliênkếtvớicáckếtnốitruyềntải.Mỗiluồngdịchvụđượcphépvàtíchcựcđềuđượcsắpxếpđếnmột CID(ConnectionID:nhậndạngkếtnối).Lưuýrằng

thiếtlậpkếtnốihaythayđổikếtnối.CSgóichunglà

mộtlớpconhộitụgiaothứckhôngbiếttrướccủalớpmạngnhằmhỗtrợnhiềugiaothứcmạngtrêngiaodiệnIEEE802.16m GPCScungcấpmộtlớpconhộitụgóichung.LớpnàysửdụngMACSAPvàđểlộracácứngdụngGPCS

cấpmộtSAPkhôngđặcthùgiaothức.VớiGPCS,cácphântíchcúphápgóixẩy rabêntrênGPRS

KếtquảphântíchcúpháplàcácthôngsốphânloạicungcấpchoGPCSSAPđểthôngsốhóaphânloại.ĐốivớiGPCS,giaothứclớptrên(ngaytrênIEEE802.16GPCS)đượcnhậndạngbởimộtthôngsốđượcgọilàkiểugiaothứcGPCS.KiểuGPCSđượcchứatrongcácbảntinnguyênthủy(bảntingốc)quảnlýluồngdịchvụvàcácbảntinthiếtlập kếtnối GPCSquyđịnhmộttậpcácthôngsốSAPlàkếtquảcủaphântíchtừlớptrên.CácthôngsốnàyđượclớptrênđưađếnGPCSđểbổsungvàgóisốliệu.CácthôngsốSAPbaogồmSFID,địachỉMS

MAC,ngàythángvàđộdài.GPCSchophépghépchungnhiềukiểugiaothứclớp(chẳnghạnIPv4,IPv6vàEthernet)trêncùngmộtkếtnốiIEEE802.16 MAC

Trongcácứngdụngluồngđaphươngtiện,chiphítiêuđềchoIP(InternetProtocol),U

vàRTP(Real-timeTransportProtocol:giaothứctruyềntảithờigianthực)nhưsau:40bytechoIPv4,60bytechoIPv6.ĐốivớiVoIPđiềunàytươngứngvới60%tổnglượngsốliệutiếngđượcmãhóa(chẳnghạntảitinRTPcủacodectoàntốc3GPPđatốcđộthíchứng12,2kbpslà

33byte).Cácchiphínàycóthểchịuđựơctrongcácđườnghữutuyếnnơimà

dunglượng khônglàvấnđề,nhưngquálớnđốivớicác hệthốngvôtuyếndobăngthôngcóhạn.ChuẩnIEEE802.16địnhnghĩamộtgiảithuậtnéntiêuđềriêngcho

lớpconhộitụ.PHS(PayloadHeaderSuppression:néntiêuđềtảitin)đượcđịnhnghĩatrongIEE802.16thựchiệnnéncácphầnlặphaycácphầndưtrongtiêuđềtảitinnhậnđựơctừlớpmạng.Ngoàiracòncócácgiảithuậtnéntiêuđềkhác

đượctruyềntrênmộtkếtnốiđượcphépARQ.Đơnvịsốliệunàyđượcđánhsố vàđượcquảnlýnhưmộtthựcthểriêngbiệtbởibộmáytrạngtháiARQ.KíchthướccủakhốiARQlàmộtthôngsốđượcđàmphántrongquátrìnhthiếtlậpkếtnối.Đốivớimột

bịcấm.PhânđoạnlàquátrìnhtrongđóMACPDUđượcchiathànhnhiềuđoạnMACPDU.Đónggói làquátrìnhtrongđónhiềuMACPDUđựơcđónggóivàomộttảitinMACPDU Cả hai

đườngxuốnghoặcMSchomộtkếtnốiđườnglên

MộtsốMACPDUcóthểđượcmócnốivàomột

PDUchứasốliệucủangườisửdụngđượclớpvậtlýxửlýđểtruyềntrênđườngvôtuyến.CầnlưuýrằngphụthuộcvàochếđộMIMOhoặcsơđồđiềuchếvàmãhóa,

xửlýlưulượngcủangườisửdụngtạilớpvậtlýcóthể khácnhau

2.2.5 Mặt phẳng điều khiển

Một

tậpcácchứcnăngđiềukhiểnlớp2cầnthiếtđểhỗtrợlậpquảnlýbáohiệu,điềuphốivàcấuhìnhtàinguyênvôtuyến, tậpcácchứcnăng nàyđựơcgọi làcácchứcnăngmặtphẳngđiềukhiển.ThựcthểmặtphẳngđiềukhiểncủaIEEE

802.16mbaogồmRRCM(RadioReourceControlandManagement:điềukhiểnvàquảnlýtàinguyênvôtuyến),nhómchứcnăngMACvàcácgiaothứclớpvậtlýtươngứngvới

tuyếnđiềukhiển LớpchứcnăngRRCMbaogồmtấtcảcácchứcnăngđiềukhiểnvàquảnlýnhư:quảnlýnhập/nhậplạimạng,quảnlýchếđộtìmgọivàrỗi,dịchvụđaphươngvàquảngbá

NhómchứcnăngcũngđượcgọilàRRC(RadioResourceControl:điềukhiển tàinguyênvôtuyến)trongcáctiêuchuẩngiaodiệnvôtuyếnkhácnhưLTE Nhóm chức năngMAC bao gồm các chức năng thực hiện điều khiển lớp vật lý và báo hiệu, các dịch vụ lập

CácchứcnăngnàytươngứngvớiRLC(RadioControlLink:liênkếtđiềukhiểnvôtuyến)vàlớpMACtrongcácchuẩngiaodiệnvôtuyếnkhácnhư3GPP

LTE.Hình2.8chothấythựcthểmặtphẳngđiềukhiểncủaIEEE802.16m.Nhưthấytrênhìnhnày,RRCMthựchiệnđiềukhiểnvàquảnlýcácchứcnănglớpdưới

ThôngtinđiềukhiểnđượckếtthôngvớiMSthôngquacácbảntinđiềukhiểncủaMAC.Lớpco

IEEE802.16mmậtmãhóavàbảovệcóchọnlọccácbảntinquảnlýMACđơnhướng.Nếubảovệcóchọnlọcđượcsửdụng,cácvậtliệutạokhoásauđàmphánvàtậpbộmậtmãđượcsửdụngđểmậtmãhóacácbảntinđiềukhiển.Cóbamứcbảovệbímật chọn lọc đượcáp dụngchocácbảntinquảnlýtrongIEEE802.16m:

(1)khôngbảovệtrongđóMSvàBSkhôngchiasẻngữcảnhanninhhaybảovệkhôngcầnthiết,vìthếkhôngcầnthiếtmậtmãcũngnhưkhôngcầnthiếtnhận

thựccácbảntinđiềukhiển,cácbảntintrướcgiaiđoạnnhậnthựccũngthuộcloạinày,

(2)bảovệtoànvẹnCMAC(Cipher-basedMessageAuthenticationCode:mã nhậnthực bảntindựatrênmậtmã)bảovệtínhtoànvẹnchotoànbộ bảntinquảnlýcủaMAC và (3) AES-

standard-basedauthentication/encryption:nhậnthực/mậtmãdựatrênchuẩnmậtmãtiêntiến)bảovệtoànvẹntảitinvàtiêuđềMAC

2.2.6.Mặtphẳngquảnlý

Mặtphẳngquảnlýcũngđượcđịnhnghĩacholậpcấu

hìnhhệthốngvàquảnlýmạngngoài.Vìthếtấtcảcácthựcthểquảnlývàlậpcấuhìnhcũngnhưcơsởthôngtinquảnlýđềurơivàoloạimặtphẳngquảnlýnày.Địnhnghĩamặtphẳngquảnlýnằmngoàichuẩn802.16m.Nhưthấytrênhình2.9,thựcthểquảnlývàcơsởthôngtinquảnlýtrongmặtphẳngquảnlýthựchiệnlậpcấuhìnhvàquảnlýcác

thựcthểchứcnăngtrongcáclớpgiaothứccủamặtphẳngsốliệuvàmặtphẳng

điềukhiển.ĐặctảIEEE802.16baogồmcảcácSAPnhưlàbộphậncủa

mặtphẳngquảnlý.CácSAPđểlộracácchứcnăngcủamặtphẳngđiềukhiểnvàmặtphẳngquảnlýđếncáclớpcaohơn.Cácbảntingốccủa mặtphẳngquảnlývàcácC-SAPđượcsửdụngchocácbảntingốccủamặtphẳngđiềukhiểnnhạycảmthờigiankhihỗtrợchuyểngiao,quảnlýngữcảnhanninh, quảnlýtàinguyênvôtuyếnvà khaitháchệ thốngnguồnthấp NgoàiratrongchuẩnIEEE802.16 ngườisử dụng cóthểđượcliênkếtvới một

đượcđánhgiásovớithôngtinđượccungcấpđểquyếtđịnhcótraoquyền

yêucầunàyhaykhông.Mộtcáchchínhxáchơn,cácbướcsauđâyđượcthựchiệntrongđặctảIEEE802.16đểtạolậpluồngdịchvụ động:

1. Thôngquamặtphẳngquảnlý(thựcthểquản lý),cácluồngdịchvụđượcphépvàcácthôngsố QoSliênquanđượccungcấpchotừngthuêbao

2. YêucầuluồngdịchvụđượckhởixướngbởiMShayBSđượcđánhgiásovớithôngtinđượccungcấpvànếuđượcphépluồngdịchvụđượctạo lập

3. Chuyển luồng dịch vụ được tạo lập như trên và trạng thái cho phép và cuốicùng vào trạng thái tích cực bằng hành động của BS Chuyển vào trạng tháicho phép bao gồm điều khiển cho phép trong BS và giành trước tài nguyên(mềm) Chuyển vào trạng thái tích cực bao gồm ấn định tài nguyên thực sựcho luồng dịch vụ Luồng dịch vụ này có thể chuyển đổi trực tiếp từ trạng tháiđược cung cấp sang trạng thái tích cực mà không qua trạng thái được chophép

4.Mộtluồngdịchvụcũngcóthểchuyểntheochiềungượclạitừtrạngthái

tíchcựcvàtrạngtháiđượccungcấp

5.Mộtluồngdịchvụđộngcó thể bịthayđổihoặc bịxóa

Nhưđẵnóiởtrên,cáccơsởthôngtinquảnlý(MIB)làcác tập hợpcủacácđốitượngmạngkhácnhauđượckhaithácbằngcáchsửdụngSNMP(giaothứcquản

lýmạngđơngiản)

CấutrúccủacácđốitượngnàyđượcchứatrongcơsởthôngtinquảnlýsẽphụthuộcvàocấuhìnhcủaSNMPcụthể.Tuynhiêncácmởrộngbổsung

cóthểchophépbổsungcácđốitượngmớinằmngoàicấutrúcbanđầu Cảcơsởthôngtinquảnlýbanđầuvàcácmởrộngcủanóđềuliênquanđếncácchứcnăngđặcthùtrongmạng

MộtsốMIBcóthểliênquanđếnđịnhnghĩahệthốngtênmiền,trongkhiđócácmởrộngkháccóthểliênquanđếncácđốitượngmạngnhưgiaodiệnsốliệucủacápquangphân

bố.TrongkhicơsởthôngtinquảnlýbanđầuđượcđịnhnghĩanhưmộtbộphậncủaSNMP.Tổngquátcácmởrộngđượcthiếtlậpnhưbộphậncủacơsởquảnlýthôngtincơbản.Cácbảntingốcquảnlýtrạmthuêbaolàmộttậpcácbảntingốcđểquảnlý

trạngtháicủađầucuốidiđộng,cácbảntingốcnàycũngđượcsửdụngđểthôngthôngtinNCMShaycácsựkiệnliênquanđếntrạngtháicủađầucuốidiđộng.NCMSlàmộtthựcthểđộclậplớpvàcóthểđượcxemnhưlàmộtthựcthểquảnlýhaymộtphựcthểđiềukhiển

thểbaogồmcácbảntingốcliênquanđếncấuhìnhhệthống,cácthốngkêgiámsát,cácthôngbáo/cáckhởiđộngvàquảnlý giaodiệnđachếđộ.NCMStươngtácvớiMIBthôngquaM-SAP.C-SAPbaogồmcácbảntingốcliênquanđếncácchuyểngiao(chẳng

hạnthôngbáoyêucầuchuyểngiaotừMS),quảnlýdiđộngchếđộrỗi(MSnhậpvàochếđộ

rỗi),quảnlý

thuêbaovàphiên(MSyêucầuthiếtlậpphiên),quảnlýtàinguyên,báohiệucủaAAAserver(cáctải tincủagiaothứcnhậnthứckhảmởrộng), cácdịch vụ

độclậpphươngtiện).KhôngnhưLTE,IEEE802.16mkhôngđịnhnghĩatườngminhcáckênhlogic,truyềntảivàvậtlý(mặcdùtồntạicácchứcnăngnàytrongcácgiaothứccủagiaodiệnvôtu

họ cáctiêuchuẩnIEEE

802.Trongchuẩn802.21-2008,cácphươngtiện

đượccoilàphươngpháphaycáchthứctruynhậpđếnmộthệthốngviễnthông(cáp,vôtuyến,vệtinh…)đốilậpvớicáckhíacạnhthôngtingiácquan(audio,video).Chuẩnnàyđềcậpđếnhỗt

rợ cácchuyểngiaochocảngườisửdụngdiđộngvàkhôngdiđộng.Đốivớingườisửdụngdiđộng,cácchuyểngiaocóthểxẩyrakhicácđiềukiệnđườngtruyềnvôtuyếnthayđổidochuyểnđộng củangườisửdụng Đốivớingườisửdụngkhôngdiđộngchuyểngiaoxẩyrakhimôitrườngxungquanhmạng

thayđổidẫnđếnmạngnàyhấpdẫnhơnmạngkia.Chẳnghạnkhithựchiệnchuyểnmạngtrongquátrìnhcuộcgọi,cácthủtụcchuyểngiaophải

đượcthựchiệnsaochogiảmthiểucảmgiácngắthộithoại.Chuẩnnàyhỗtrợ

việcsửdụngkếthợpthôngtin khảdụngtạiMS vàtrong hạ tầngmạng Nútdiđộngcóthểpháthiệncácmạngkhảdụng.Hạtầngmạnglưugiữthôngtinmạngtổngthểnhưdanhsáchcácôlâncận,vịtrícácnútdiđộng và sự khảdụngdịchvụ củalớpcaohơn.Cảnútdiđộngvàmạngđềuđưaraquyếtđịnhvềkếtnối

Nóimộtcáchtổngquátcảnútdiđộngvàđiểmtruynhậpmạng(chẳnghạncáctrạmgốcvàđiểmtruynhập)

đềucóthểđachếđộ(nghĩalàcókhảnănghộtrợnhiềugiaodiệnvôtuyến).Hình2.10cho

thấyMIHF(MediaIndependentHandoverFunction:chứcnăngchuyểngiaođộc

lậpphươngtiện)đốivớicáchệthốngdựatrên SAPdùngchungchocảMIHFvàNCMS.M-

đãđượcthiếtlập.MIH-lớpcaohơnnhư:lớptruyềntải,phươngtiệnchínhsáchchuyểngiao,và cácgiao thứcdiđộnglớp2.Trongmôhìnhnày,C-SAPvàM-

SAPcungcấpcácdịchvụliênkếtđượcđịnhnghĩabởiMIH-LINK-SAP;C-SAPcungcấpcácdịchvụ trướckhi nhậpmạng;trong khiCS-SAPcungcấpcácdịchvụtrênmặtphẳngsốliệusaukhi nhậpmạng.

Hình2.10.MôhìnhthamchuẩnchochuẩnIEEE802.16

CHƯƠNG III CẤU TRÚC GIAO THỨC IEEE 802.16

Trongphầnnàytasẽkhảosátsâuhơncácphầntửchứcnăngcủatừnglớpgiaothứcvàtươngtácgiữachúng

Control:điềukhiểntruynhậpmôitrường).Cácchứcnăngmặtphẳngđiềukhiển vàcácchứcnăngmặtphẳngsốliệu cũngđượctáchriêng.CácchứcnăngMACđược đặt trongcácmặt phẳngđiềukhiểnvàsốliệu.Cácchứcnăng RRCMbaogồmmộtsốkhốichứcnăngliênquanđếnchứcnăngtàinguyên vô tuyếnsau:



Quảnlýtàinguyênvôtuyến.Khốiquảnlýtàinguyênvôtuyếnđiềuchỉnhcácthôngsốcủ

a mạngvôtuyếnliênquanđếntảilưulượngvàcảchứcnăngđiềukhiểntải (cânbằngtải),điều khiển chophépvàđiềukhiểnnhiễu

KhốiquảnlýdiđộnghỗtrợcácchứcnăngliênquanđếnchuyểngiaogiữacacRATvànội

nộiRAThoặcgiữacácRATnhư:quảngcáovàđo,quảnlýcác đíchlâncậnứngcửR1BS/ABS/RS/AMSvàquyếtđịnhviệcAMScóthực hiệnthaotácchuyểngiaonộiRAT/giữacácRAThaykhông

 Quản lýtruynhập mạng Khốiquảnlýnhậpmạng chịutráchnhiệmcác

thủtụckhởiđầuvàtruynhập.Khốiquảnlýnhậpmạngcóthểtạoracác bảntinquảnlýcầnthiếttrongcácthủtụctruynhậpnhư:địnhcựly,đàmphánkhảnăngcơsở,

đăngkývv…

 Quảnlývịtrí.Khốiquảnlývịtrícó

nhiệmvụhỗtrợdịchvụdựatrênvịtrí(LBS:LocationBasedService).Khốiquảnlýcóthể tạo ra các bảntinchứathôngtinLBS

 Quản lýcấuhình hệthống.Khốiquảnlýcấuhìnhhệthốngquảnlýcác

luồng)trongcácthủtụctạolậpluồngdịchvụdịchvụtruynhập/chuyểngiao

 Cácchứcnăng chuyểntiếp.Khốichứcnăngchuyểntiếpbaogồmcác

chức nănghỗtrợcơchếchuyểntiếpnhiềuchặng.CácchứcnăngnàybaogồmcácthutụcđểduytrìtuyếnchuyểntiếpgiữaABSvàmộtARStruynhập.CácchứcnăngnàybaogồmcácthủtụcyêucầucácRS/AMSbáocáocáckếtquảđođạcchotựlậpcấuhìnhvàtựtổchứcvàthucáckếtquảđonàytừcácRS/AMS

 Tựtổchức

 Đasóngmang.Khốiđasóngmang(MC:Multi-carrier)chophépmộtthực

thểMACchungđiềukhiểntrảirộngPHYtrênnhiều kênhtầnsốsóng

10và20MHz)trêncácbăngtầnliêntục

hoặckhôngliêntục.Cáckênhnàycóthểcócácchếđộghépsóngcônggiốngnhauhoặckhácnhau(chẳnghạnFDDhayTDD)hayhỗnhợpcácsóngmangsonghướngvàquảngbá.Đốivớicáckênhtầnsốliêntục,cácsóngmangcủakhoảngbảovệchồng

HARQACK/NACK,khốiđiềukhiểnPHYđánhgiáchất lượngkênh vàthựchiệnthíchứngđườngtruyềnbằngcáchđiềuchỉnhcácsơđồmãhóahóavàđiềuchế(MCS:Modulationand CodingScheme)và(hoặc)mứccôngsuất.Trongthủtụcđịnhcựly,khốiđiềukhiểnPHYđồngbộđườnglênbằngcáchđiềuchỉnhcôngsuất,dịchtần số vàước tínhdịchđịnhthời

 Báohiệuđiềukhiển.Khốibáohiệuđiềukhiểntạoracácbảntinấnđịnhtài nguyêntầnsố

 Quảnlýchếđộngủ.Khốiquảnlýchếđộ ngủxửlýhoạt độngchếđộngủ

KhốiquảnlýchếđộngủcũngtạorabáohiệuMACliênquanđến hoạtđộng ngủvàcóthểkếtnốivớikhốilậpbiểuvàghéptài nguyênđể đảmbảohoạtđộngđúngtheochukỳngủ

 QoS.KhốiQoSxửlýquảnlýQoSdựatrênđầuvàocácthôngsốQoStừkhối quảnlýluồngdịchvụkếtnốichotừngkếtnối

 Lậpbiểuvàghéptàinguyên.Khốilậpbiểuvàghéptài nguyênlậpbiểuvà

ghépcácgóidựatrêncáctínhchấtcủacáckếtnối.Đểphảnánhcácthuộc tính củacáckếtnối,khốilậpbiểuvàghéptài nguyênnhậnthôngtinQoStừkhối QoSchotừngkếtnối

 Đồngtồntạiđavôtuyến Khốiđồng tồntạiđavôtuyếnthựchiện các chức

năngđểhỗtrợcáckhaithácđồngthờicủacáchệthốngvôtuyếnIEEE

802.16mvàkhôngphảiIEEE802.16mtrêncùngmộttrạmdiđộng

 Chuyểnsốliệu.Khốichuyểnsốliệuthựchiệncácchứcnăngchuyển khi

trênđườngtruyềngiữaABSvàAMScócácRS.Khốichuyểnsốsốliệucóthểcộngtácvớicáckhốikhácnhưkhốilậpbiểuvàghéptài

nguyênvàkhốilậpkhuônMACPDU

 Quảnlýnhiễu.Khốiquảnlýnhiễuthựchiệncác chứcnăngđểquảnlý nhiễu giữacác

ô/giữacácđoạnô.Cácđiềukhiểncó thể gồm:

 ĐiềukhiểnlớpMAC

o Đo đạc/đánh giánhiễuthôngquabáohiệuMAC

o Loạinhiễubằnglập biểuvàtái sửdụngtần sốlinhhoạt

Mặt phẳngdữliệu gồmcác chứcnăngMACsau:

 Phân

đoạn,đónggói.Khốiphânđoạn/đónggóithựchiệnphânđoạnhoặcđónggóicácMSDUdựatrêncáckếtquảlậpbiểutừkhốilậpbiểuvàghéptài nguyên



ARQ.KhốiARQxửlýchứcnăngMACARQ.ĐốivớicáckếtnốiđượcphépARQ,mộtkhốiARQlogicđượctạoratừ

cácMSDUphânđoạnhayđónggóicủacùngmộtluồng.KhốiARQnàycũngtạoracácbảntinquản

lýARQ;bảntinphảnhồi(thôngtin ACK/NACK)

 TạokhuônMACPDU.KhốilậpkhuônMACPDUkếtcấu

PDU(đơnvịsốliệu)củagiaothứcMACđểABS/AMScóthểphátlưulượngcủangườisửdụnghaycác bảntinquản lýtrênkênhPHY.KhốilậpkhuônMACPDUbổsungtiêuđềMACvàcóthểbổsungcáctiêuđềcon

3.2.Cấutrúcgiao thứchỗtrợđasóngmang

Kiếntrúcgiaothứctổngquátđểhỗtrợhệthốngđasóngmangđượcthểhiệntrênhình3.2.MộtthựcthểMACchungcóthểđiềukhiểntrảirộngPHYtrênnhiềukênhtầnsố.MộtsốbảntinMACtrênthựcthểMACđượcpháttrênmột sóng mangcũngcóthểáp dụng chocácsóngmangkhác.Cáckênhnàycó thểcócác băngthôngkhácnhau(5,10và20MHz)trêncácbăngliêntụchoặckhôngliêntục.Cáckênhnàycóthểcócácchếđộghépsongcôngkhácnhau(TDD,FDD) hoặchỗnhợpcác sóngmangsongphươngvàchỉ quảngbá

thểMACcóthểhỗtrợsựcómặtđồngthờicủanhiềuAMSvớicáckhảnăngkhácnhaunhưchỉhoạtđộngtrênmộtkênhtạimộtthờiđiểmhoặckếthợptrênnhiềukênhliêntụchoặckhôngliêntục

Hình3.2.Cấu trúc giao thứctổngquátcủaIEEE802.16m

3.3.Cấutrúcgiao thứchỗtrợđồngtồntạiđavôtuyến

Hình3.3chothấythídụvềmộtthiết bịđavôtuyếngồmAMS,trạmIEEE

802.11đồngvịtrívàIEEE802.15.11đồngvịtrí.Khốichức năngđồngtồntạiđavôtuyếncủaAMSnhậnthôngtinvềcáchoạtđộngđavôtuyếnđồngvịtrí như:cácđặctínhthờigianthôngquagiaodiệngiữacácvôtuyếnnằmtrong thiếtbịđavôtuyến

Hình3.3 Thí dụ vềthiết bịđa vôtuyến vớiIEEE 802.16mAMS,IEEE

802.11STAvàIEEE802.15.1

3.4.Cấutrúcgiao thứcchuyểntiếp

Hình3.4.CácchứcnănggiaothứcđốivớimộtARSHình3.4chothấycác

chứcnănggiaothứcđốivớimộtARS.MộtARScóthểgồmmộttậpcongiaothứcđượcchotrênhình3.1.Tậpconcácchứcnăngnàyphụthuộcvàkiểuhaythể lọaicủaARS

3.5.LuồngxửlýcủamặtphẳngsốliệuAMS/ABS

Hình3.5chothấyluồngsốliệulưulượngcủangườisửdụngvàquátrìnhxửlýtạiABSvàAMS.Cácmũitêntôđậmchothấyluồngsốliệulưulượngcủangườisửdụng từlớpmạngđếnlớpvậtlývàngượclại.Tạiphíaphát,mộtgóilớp

mạngđượcxửlýtạilớpconhộitụ,chứcnăngARQ(nếuđượcphép),chứcnăngphânđoạnđónggóivàchứcnăng lậpkhuônMACPDUđểtạonêncácMAC PDUgửiđếnlớpvậtlý.Tạiphíathu,SDUlớpvậtlýđượcxửlýbởichứcnăngMACPDU,chứcnăngphânđoạn/đónggói,chứcnăngARQ(nếuđượcphép)vàlớpconhộitụđểtạora

cácgóilớpmạng.Cácmũitênmảnhchothấycác điềukhiểngiữacácchứcnăngCPSvàPHYliênquanđếnxửlýsốliệulưulượngngườisửdụng

3.6.LuồngxửlýmặtphẳngđiềukhiểnAMS/ABS

Hình3.6chothấyluồngbáohiệumặtphẳngđiềukhiểnMACCPSvàxửlýtạiABSvàAMS.Tạiphíaphát,cácmũitênđườngliêntục đậmnétchothấyluồngbáohiệumặtphẳngđiềukhiểntừcácchứcnăngđiềukhiểnvàxửlýbáohiệumặtphẳngđiềukhiểnbởicácchứcnăngmặtphẳngsốliệuđểtạoratínhiệu

báohiệutươngứng(cácbảntinMAC,tiêuđể/cáctiêuđềconcủaMAC)sẽđược phátvàokhônggian.Tạiphíathu,các mũitênliêntục đậmnét

phẳngđiềukhiểnvàthubáohiệumặtphẳngđiềukhiểnbớicácchứcnăngmặtphẳngđiềukhiển.CácmũitêncủađườngđứtnétchothấycáctínhiệuđiềukhiểngiữacácchứcnăngCPS(Comm

on PartSublayer:lớpconphầnchung)vàgiữaCPSvớiPHYliênquanđếnxửlýbáohiệumặtphẳng điều khiển Các mũi tên của đường không liên tục gữa M-SAP(Management-ServiceAccessPoint:điểmtruynhậpdịchvụđiềukhiển)/C-SAP

Hình 3.6.LuồngxửlýmătphẳngđiềukhiểncủaIEEE802.16mABS/AMS

Cácđiềukhiểnđến/từM-SAP/C-SAPđịnhnghĩacáccứcnăngcósựthamgiacủamạngnhư:quảnlýnhiễugiữacácABS,quảnlýdiđộngnộiRAT/giữacácRAT và quản lý liên quan đếncác chức năng như quản lý vị trí, lập cấu hình hệ thống SAP điều khiển và SAP quản

lý liên kết mặt phẳng điều khiển và các chức năng mặt phẳng quản lý với các lớp caohơn

3.7.Cácchứcnăngmặtphẳngsốliệuvàmặtphẳngđiềukhiểntrongcáctrạm chuyển tiếp

Chuyểntiếpđachặnglàmộtthựcthểcóthểđượctriểnkhaicùngvớicáctrạmgốcđểcungcấpvùngphủsóngbổsunghaycảithiểnhiệunăngtrongmộtmạng

truynhậpvôtuyến.Trongcácmạng đượcphépchuyểntiếp,BScóthểđượcthaythếbằngmộtBSchuyểntiếpđachặng(BShỗtrợkhảnăngchuyểntiếptrêncácliênkếtchuyểntiếp)haymộthaynhiềutrạmchuyểntiếp(RS).LưulượngvàbáohiệugiữatrạmdiđộngvàBSđượcphépchuyểntiếpđượcchuyểntiếpbởiRS,nhờvậymởrộngvùngphủsóngvàtăngcườnghiệunănghệthốngtrongcác

vùngtriểnkhaicácRS.MỗiRSđềuchịusựđiềukhiểncủamộtBSđượcphépchuyểntiếp.Trongmộthệthốngchuyểntiếpđachặng,lưulượngvàbáohiệugiữamộtRSvàBScũngđượcchuyểntiếpquacáctrạmchuyểntiếptrunggian.RScóthểcóvịtrícốđịnhhoặcdiđộng.TrạmdiđộngcóthểkếtnốitrựctiếpđếnBSphụcvụ.CáctínhnăngkhácnhaucủamộtBSđựơcphépchuyểntiếpđượcđịnhnghĩatrongchuẩnIEEE802.16j-

2009chophéplậpcấuhìnhhệthốngchuyểntiếpđachặngtrongmộtsốchếđộ.Cácgiaothứccủagiaodiệnvôtuyếngồmcáctínhnăngvềliênkếttruynhập (liênkếtRS-MS)vẫngiữnguyênkhôngđổi.Chuẩn IEEE802.16j-2009đặctả mộttập

cácchứcnăngmớiđểđiềukhiểnviệcấnđịnhbăngthôngchoMSvàRS.Trongchếđộlậpbiểutậptrung,việcấnđịnhbăngthôngchocáctrạmdiđộngtrựcthuộcđượcquyếtđịnhtạiBSphụcvụ.Tráilạitrongchếđộlậpbiểuphânbố,ấnđịnhbăngthôngchocácMStrựcthuộcđượcquyếtđịnhbởichínhRS.CóhaikiểuRSđượcđịnhnghĩa:trongsuốtvàkhông

trongsuốt.TrongkhiRStrong suốtchỉcóthểhoạtđộng trongchếđộlậpbiểutậptrung,thìRSphânbốcóthểhoạtđộngtrongcảhaichếđộ.RStrongsuốtkếtn

khôngtrongsuốtcóthểkếtnốivớitramgốcvàMStrựcthuộctrêncùnghoặctrêncáctầnsốsóngmangkhácnhau.ChuyểntiếptronghệthốngIEEE802.16mđượcthựchiệnbằngcáchsửdụngmôhìnhgiảimã-

chuyểnvàhỗtrợcảTDDlẫnFDD.TrongtriểnkhaiTDD,cáctrạmchuyểntiếphoạtđộngtrongchếđộphânchiathờigianphátthu(TTR:TimeDivisionTransmitandReceive),trongđókếtnốiliênkếttruynhậpvàchuyểntiếpđượcghéptrêncùngmộttầnsố.TrongIEEE802,16m,các

trạmchuyểntiếphoạtđộngtrongchếđộkhôngtrongsuốt,điềunàycónghĩalàRSkếthợpvàphátcáckênhđồngbộ,thôngtinhệthốngvàcáckênhđiềukhiểnchocáctrạmdiđộngtrựcthuộc.TrongtriểnkhaihỗtrợchứcnăngchuyểntiếpcủaIEEE

802.16mmôhìnhphânbốđựơcsửdụngtrongđómỗitrạmhạtầng(BShayRS)

đườngtrựcthuộc.Trongtrườnghợptrạmchuyểntiếp,lậpbiểutàinguyênđượcthựchiệntrongcáctàinguyêndoBSấnđịnh.BS

thôngbáoRSvàcáctramdiđộngvềcấuhìnhcấutrúckhung.Khungvôtuyếnđượcchiathànhcácvùngtruynhậpvàchuyểntiếp.Trongvùngtruynhập,BSvàRSphátđếnhoặcthuvềtừcáctrạmdiđộng.TrongvùngchuyểntiếpBSphátđếntrạmchuyểntiếpvàcác

trạmdiđộnghoặcthuvềtừcáctrạmchuyểntiếp

vàdiđộng.CácthờiđiểmbắtđầucủacáccấutrúckhungcủaBSvàcáctrạmdiđộngđượcđồngbộtheothờigian.BSvàcáctrạmdiđộng phátcáckênhđồngbộ,thôngtinhệthốngvàcáckênhđiềukhiểnđếncác trạmdiđộngtại cùngthờiđiểm

địnhbởiBS,hoặctrongchếđộấnđịnhCIDđaphươngtrongđó quảnlýsơcấpCID cơsở

802,16msửdụngcùngmộtkiếntrúcvàcácthủtụcanninhkhiMSthiếtlậpnhận thực

CáctrạmchuyểntiếpIEEE802.16msửdụngmôhìnhanninhphânbố.LiênkếtanninhđựơcthiếtlậpgiữaMSvàRStrong quátrìnhtraođổikhóagiốngnhưvớimột BSmacro.RSsửdungmộttập.RSsửdụngmộttậpcáckhóatíchcựcchiasẻvớiMSđểthựchiệnmậtmã,giảimậtmãvàbảovệtoànvẹntrênliênkếttruynhập.CácMACPDUđượcđóngbaotrongmộtMACPDUchuyểntiếpvàđượcmậtmãhóahaygiảimậtmãbởiliênkếtanninhsơcấpđượcthiếtlậpgi

ữa RSvàBS.Cácngữcảnhanninh được sửdụngcholiênkếtchuyểntiếp(giữaBSvà

Hình3.7chothấyngănxếpgiaothứccủatrạmchuyểntiếpIEEE 802.16m

RScó thể baogồmmộttậpconcác chứcnăng giaothức nhưtrênhình3.7,tuynhiêncácthànhphầncủatừngtậpconchứcnăngphụthuộcvàkiểuhaythểloạiRScũngnhưcácyêucầukếtnối CáckhảnăngchuyểntiếpcủaIEEE

802.16mphầnnàodựatrênchuẩnIEEE802.16j.Cáctrạmchuyểntiếpkhông

trongsuốtthựchiệncacchứcnănggiốngnhưmộtBSthôngthường;tuynhiêntrongmộtsốmôhình

sửdụngmộtsốchứcnăngcủaBSthôngthườngcóthểkhôngđượcthựchiệntrongtrạmchuyểntiếpđểđơngiảnhóavàgiảmgiáthànhtriểnkhai.IEEE802.16mRSMACCPSđượcchiathành

nguyênvôtuyến(RRCM)và(2)lớpconđiềukhiểntruynhậpmôitrường(MAC).LớpconRRCMcủaRSgồmcáckhốichứcnăngliênquanđếncác chứcnăngquảnlýtàinguyênvôtuyếncủaRSsauđây:

Hình3.7 NgănxếpgiaothứccủatrạmchuyểntiếpIEEE802.16m.

Trênhình3.7,khốiquảnlýdiđộnghỗtrợkhaithácchuyểngiaobằngcáchcộngtácvớiBS.KhốiquảnlýnhậpmạngthựchiệncácthủtụckhởiđầuRS/MScũngnhưthủtụcnhâpmạngcủaRSđếnBS.Khốiquảnlývịtríhỗtrợdịchvụdựatrênvịtríbaogồm:sốliệu

địnhvịtạiRSvàbáocáothôngtinvịtríđếnBS.KhốiquảnlýanninhthựchiệncácchứcnăngquảnlýkhóachoRS Khốidịchvụđa phươngvàquảngbánângcaochịutráchnhiệmchođiềuphối,lậpbiểuvàphânphốinộidungE-

MBSđếncácngườisửdụngcóđăngkýtrongvùngphủsóngchuyểntiếp.Khốichứcnăngchuyểntiếpbaogồmcácthủtụcđểduytrìcácđườngchuyểntiếp.Khốitựtổchứcthựchiệnhỗtrợ tựlậpcấuhìnhRSvàcác cơchếtốitựưuhóaRSvớisựcộngtáccủaBS.Khốikhaithácđasóngmang

chophépthựcthểMACchungđiềukhiểnlớpvậtlýcókhảnăngquéttrênnhiềukênhtạiRS.LớpconcủaRSMAC

RS/MSvàthựchiệnthíchứngđườngtruyền

KhốibáohiệuđiềukhiểnthựchiệnấnđịnhtàinguyênRSvàtạo racác bảntinđiềukhiển

KhốiquảnlýchếđộngủquảnlýhọatđộngchếđộngủcủacácMScộngtácvớiBS.KhốiQoSthựchiệnđiềukhiểntốcđộtheocácthôngsốQoS

KhốilậpbiểuvàghéptàinguyêntrongRSđượcsửdụngđểhỗtrợlậpbiểuphânbốvàlậpbiểutruyềndẫncácMACPDU

KhốilậpkhuônMACPDUkếtcấucácMACPDUchứalưulượngcủangườisửdụngvàcácbảntinquảnlý

Khốichuyểnsốliệuthựchiệncácchứcnăngđịnhtuyếntrênliên

kếtgiữaBSvàRShoăcMS

KhốiquảnlýnhiễutạiRSthựchiệnquảnlýnhiễugiữacácôvàgiữacácRS

KhốiđồngtồntạivôtuyếntrongRSđiềuphốikhaithácđavô tuyếnđồngvịtrícủacácMStrựcthuộc kếthợpvớiBS

Hình3.8chothấykếtcuốigiaothứccủamặtphẳngsốliệuvàmặtphẳng

điềukhiển.CácgiaothứclớpconhộitụđượckếtcuốitạiMSvàBS.Tuynhiênmột

sốgiaothứcMACCPSkêtcuốitạiRS.Dosửdụng môhìnhanninhphânbố,cácchứcnănganninhbaogồmmậtmãhóavà nhậnthựcgóiđựơckết cuốitại RStrêncácliênkếtchuyểntiếpvàtruynhập

Hình3.9.Kiếntrúcgiaothứcchungđểhỗtrợkhaithác đasóngmang

3.9.Cấutrúc giaothứcđểhỗtrợcácdịchvụđaphươngvàquảngbá

Dịchvụđaphươngvàquảngbálàmộtsơđồthôngtinđiểmđađiểmtrongđócácgóiđượcphátđồng thờitừmột nguồnđếnnhiềunơinhận.Thuậtngữquảnbáđểnóivềkhảnăngchuyểnnộidung đếntấtcảnơinhận.Tráilạiđaphươngđểnói vềphânbốnộidungđếnmộtnhómngườisửdụngđặcthùđãđangkýđếndịchvụnày.Nộidungcủađaphươngvàquảnbá

đượcpháttrênmộtdiệntíchđịalýđượcgọilàvùng.VùngMBSlàmộttậphợpcủamộthaynhiềuBSphátcùngmộynộidung.MỗiBScókhảnăngdịchvụMBSsẽtrựcthuộcmộthaynhiềuvùngMBS.MỗivùngMBSđượcnhậndạngbằngmộtsốnhậndạngvùngduynhất.MScóthểthunộidungMBStrongvùngMBStrongtrạngtháikếtnốihaytrạngtháirỗi.MộtBScóthểcungcấpcácdịchvụđaphươnghayquảngbátươngứngvớicacvùngMBSkhácnhau.CáccụmsốliệuMBScóthểđượcphátởdạngnhiều

góiconvàcácgóiconnàycóthểđượcpháttrongcáckhoảngthờigiankhácnhauđểMScóthểkếthợpcácgóiconnàymàkhôngcầnphátcôngnhận.CácMS

trongmộtvùngMBSđượcấnđịnhmộtsốnhậndạngđaphươngvàquảngbá

chung.IEEE802.16mhỗtrợhaikiểutruynhậpMBS:BSđơnvà(2)đaBS.TruynhậpBSđơnđượcthực hiện trêncác kếtnốitruyềntải đa phươngvàquảngbá bêntrongmột BS,trongkhiđótruynhậpđa