tìm hiểu kỹ thuật ofdm và ứng dụng trong hệ thống wimax

Tìm hiểu kỹ thuật OFDM và ứng dụng trong hệ thống WIMAX Trang iv Phần A: Mở đầu MỤC LỤC  iv  ix  xii  xiii   1  TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ WIMAX 2 1.1  2 1.2  3 1.2.1 - 3 1.2.2 - 4 1.2.3 - 4 1.2.4 - 4 1.2.5 - 4 1.2.6 - 5 1.2.7  5 1.3  5 1.4  7 1.4.1  7 1.4.2  9 1.5   10 1.5.1  11 1.5.2  13 1.6  13 1.7  14  TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT OFDM 16 2.1  16 2.2 Ng 17 Tìm hiểu kỹ thuật OFDM và ứng dụng trong hệ thống WIMAX Trang v Phần A: Mở đầu 2.3  18 2.3.1  18 2.3.2  19 2.3.3  21 2.3.4  22 2.3.4.1  23 2.3.4.2  24 2.3.5  25 2.4  26 2.5  27 2.5.1  27 2.5.2  28 2.5.2.1  28 2.5.2.2  29 2.5.2.3  29 2.6  30 2.6.1  30 2.6.2  31 2.6.3  34 2.6.4  34 2.6.5  35 2.6.6  35 2.7  36 2.8  37 2.8.1  37 2.8.2  38  KỸ THUẬT OFDMA TRONG WIMAX 39 3.1  39 3.2  39 Tìm hiểu kỹ thuật OFDM và ứng dụng trong hệ thống WIMAX Trang vi Phần A: Mở đầu 3.3  41 3.3.1  42 3.3.2  43 3.4  44  BẢO MẬT TRONG WIMAX 45 4.1  45 4.1.1  45 4.1.2  46 4.1.3 -in-the-Middle 47 4.1.4  48 4.1.5 -hoc 49 4.1.6  49 4.1.6.1  50 4.1.6.2  50 4.1.6.3  51 4.2  52 4.2.1  52 4.2.2  53 4.2.2.1  54 4.2.2.2  56 4.2.2.3  59 4.2.2.4  60 4.2.2.4.1  60 4.2.2.4.2  61  MÔ PHỎNG HỆ THỐNG WIMAX 63 5.1  63 5.2  63 5.2.1  63 Tìm hiểu kỹ thuật OFDM và ứng dụng trong hệ thống WIMAX Trang vii Phần A: Mở đầu 5.2.2  64 5.3  65 5.3.1  65 5.3.2  65 5.3.2.1  66 5.3.2.2  68 5.3.2.3  69 5.3.2.4  70 5.3.2.5  70 5.3.3  71 5.3.4  71 5.3.5  73 5.3.5.1  73 5.3.5.2  73 5.3.6  74 5.3.7 - 74 5.3.8  74 5.3.9  75 5.3.10  76 5.4  76 5.4.1   76 5.4.2  77 5.4.3  78 5.4.4  79 5.4.5   79  KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN 84 6.1  84 6.2  85   86 Tìm hiểu kỹ thuật OFDM và ứng dụng trong hệ thống WIMAX Trang viii Phần A: Mở đầu  87  91  95 Tìm hiểu kỹ thuật OFDM và ứng dụng trong hệ thống WIMAX Trang ix Phần A: Mở đầu LIỆT KÊ HÌNH Hình 1.1:   thng WiMAX 3 Hình 1.2: Kt ni WiMAX gi 6 Hình 1.3: Min Fresnel th nht 6 Hình 1.4: S phn x u t  7 Hình 1.5:  thuu ch 8 Hình 1.6: p trong h thng WiMAX so vi OSI 11 Hình 2.1: u ch  18 Hình 2.2: B u ch OFDM 18 Hình 2.3: c giao trong OFDM 20 Hình 2.4: c giao 21 Hình 2.5: ng tn s c 22 Hình 2.6:  b u ch OFDM s dng b u ch IFFT 24 Hình 2.7: Ph cu OFDM 25 Hình 2.8:  25 Hình 2.9: Tin t lp CP trong OFDM 26 Hình 2.10: n 27 Hình 2.11: B u OFDM 28 Hình 2.12: i bo v 29 Hình 2.13:  khi giu ch OFDM s dng thu 30 Hình 2.14: ng cn 30 Hình 2.15: ng 31 Hình 2.16: Fading Rayleigh khi thit b ng di chuyn 31 Hình 2.17: Tri tr ng 33 Hình 2.18: Li dch tn s u ICI trong OFDM 36 Hình 2.19: S xut hinh cao c 37 Hình 3.1:  39 Hình 3.2:  ca bi tn s, thi gian vi OFDMA 40 Hình 3.3: C 40 Hình 3.4: u OFDMA trong WiMAX 41 Tìm hiểu kỹ thuật OFDM và ứng dụng trong hệ thống WIMAX Trang x Phần A: Mở đầu Hình 3.5: Tng quan h thng s dng OFDMA 41 Hình 3.6: Mu dng trong OFDMA 42 Hình 3.7: u ch  44 Hình 4.1:  ng 45 Hình 4.2: -in-the middle 48 Hình 4.3:  48 Hình 4.4: Mng ad-hoc 49 Hình 4.5: p giao thc 802.16 53 Hình 4.6: ng ca giao thn 56 Hình 5.1:  khi h thng WiMAX 63 Hình 5.2:  kh 63 Hình 5.3:  kh 64 Hình 5.4: Khi to d liu ng 65 Hình 5.5: Khu ch a li 65 Hình 5.6: Khu ch a l 66 Hình 5.7: Kh 66 Hình 5.8: n vi t 1/2 69 Hình 5.9: Kh 70 Hình 5.10: Khi t liu 71 Hình 5.11:  khi gian 71 Hình 5.12: - thi gian 72 Hình 5.13: Khu ch OFDM 73 Hình 5.14: Khi giu ch OFDM 73 Hình 5.15: Khi giu ch t h-thi gian 74 Hình 5.16: Khi hin th  74 Hình 5.17:  khi giu ch FEC 75 Hình 5.18: Khi gi dng QPSK 75 Hình 5.19: Khi chn k thuu ch 76 Hình 5.20:   77 Hình 5.21:  c khi giu ch . 77 Tìm hiểu kỹ thuật OFDM và ứng dụng trong hệ thống WIMAX Trang xi Phần A: Mở đầu Hình 5.22: Ph  nht 78 Hình 5.23: Ph  hai 78 Hình 5.24: Ph cu OFDM nh 79 Hình 5.25: T s BER ca h thng 79 Hình 5.26: T s SNR=1 80 Hình 5.27: T s SNR=5 81 Hình 5.28: T s SNR=9 81 Hình 5.29: T s SNR=13 81 Hình 5.30: T s SNR=19 82 Hình 5.31: T s SNR=24 82 Hình 5.32: T s SNR=27 82 Tìm hiểu kỹ thuật OFDM và ứng dụng trong hệ thống WIMAX Trang xii Phần A: Mở đầu LIỆT KÊ BẢNG Bảng 2.1 S   i v Rayleigh 32 Bảng 2.2  tri tr ng 33 Bảng 5.1  c 68 Bảng 5.2 ng vi t  69 Bảng 5.3 Tham s  thuu ch 76 Bảng 5.4 T s u ch 80 Tìm hiểu kỹ thuật OFDM và ứng dụng trong hệ thống WIMAX Trang xiii Phần A: Mở đầu CÁC THUẬT NGỮ VÀ TỪ VIẾT TẮT ADSL Asymmetric Digital Subcriber Line AK Authorisation Key AP Access Point ARP Address Resolution Protocol ATM Asynchronous Transfer Mode AWGN Addictive White Gausse Noise BCH Bose-Chaudhuri-Hocquenghem BER Bit Error Rate BPSK Binary Phase Shift Keying BS Base Station BTS Base Transceiver Station BWA Broadband Wireless Access CDMA Code Division Multiple Access CIR Channel Impulse Response CP Cyclic Prefix CPE Customer Premiscs Equipment CTR Channel Transfer Function DES Data Encryption Standard DoS Disk Operating System DRM Digital Radio Mondiale DVB-H Digital Video Brocasting-Handheld DVB-T Digital Video Broadcasting-Terrestrial DSL Digital Subcriber Line EMAIL Electronic Mail FDD Frequency Division Deplex FDM Frequency Division Multiplexing FEC Forward Error Correction FFT Fast Fourier Transform FTP File Transfer Protocol GI Guard Interval HTTP Hyper Text Transfer Protocol ICI Inter Channel Interfearence [...]... rộng dùng công nghệ OFDM với cả hai kiểu đƣờng truyền LOS và NLOS Và hệ thống WiMAX có một vài ƣu điểm sau: Chương 1: Tổng quan về công nghệ WiMAX Tìm hiểu kỹ thuật OFDM và ứng dụng trong hệ thống WIMAX Trang 8  Thông lƣợng: Với việc sử dụng các mô hình điều chế hết sức linh hoạt và mạnh mẽ, WiMAX có thể cung cấp thông lƣợng cao trong một vùng bao phủ rộng Các mô hình điều chế thích ứng động cho phép... FDM và kỹ thuật điều chế OFDM Bằng cách sử dụng kỹ thuật OFDM, ta có thể tiết kiệm đƣợc khoảng 50% băng thông Tuy nhiên, trong kỹ thuật OFDM, chúng ta cần phải giảm xuyên nhiễu giữa các sóng mang, nghĩa là các sóng này cần phải trực giao với nhau 2.3 Nguyên lý điều chế 2.3.1 Sơ đồ điều chế Hình 2.2: Chương 2: Tổng quan về kỹ thuật OFDM Bộ điều chế OFDM Tìm hiểu kỹ thuật OFDM và ứng dụng trong hệ thống. .. việc đƣa vào một chuỗi bảo vệ trong mỗi symbol ký tự OFDM Trong khoảng thời bảo vệ symbol OFDM Chương 2: Tổng quan về kỹ thuật OFDM Tìm hiểu kỹ thuật OFDM và ứng dụng trong hệ thống WIMAX Trang 18 đƣợc mở rộng theo chu kỳ để tránh xuyên nhiễu giữa các sóng mang ICI Hình 2.1 so sánh phƣơng thức điều chế FDM và OFDM Hình 2.1: Phƣơng thức điều chế FDM và OFDM Hình 2.1 minh họa sự khác nhau giữa kỹ thuật. .. của WiMAX cho các ứng dụng đƣợc phân cấp trong phần trƣớc, một vài mô hình sử dụng tiêu biểu đƣợc nhóm thành hai loại mạng lớn là: các mạng công cộng và mạng riêng Chương 1: Tổng quan về công nghệ WiMAX Tìm hiểu kỹ thuật OFDM và ứng dụng trong hệ thống WIMAX Trang 16 Chƣơng 2 TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT OFDM 2.1 Giới thiệu chƣơng Phƣơng thức truyền dữ liệu bằng cách chia nhỏ ra thành nhiều luồng bit và sử dụng. .. máy phát và kỹ thuật DFT làm công việc ngƣợc lại chuyển tín hiệu từ miền thời gian sang miền tần số ở bên máy thu Trên thực tế thì kỹ thuật FFT/IFFT là một thuật toán đƣợc sử dụng thay cho phép biến đổi DFT/IDFT vì nó nhanh và gọn hơn bằng cách giảm số phép nhân phức khi thực hiện phép biến đổi DFT/IDFT Chương 2: Tổng quan về kỹ thuật OFDM Tìm hiểu kỹ thuật OFDM và ứng dụng trong hệ thống WIMAX Trang... Tổng quan về kỹ thuật OFDM Tìm hiểu kỹ thuật OFDM và ứng dụng trong hệ thống WIMAX 1  i  k 0  i  k T2 *  i (t )k (t )dt   T1 Trang 21 (2.3) Trong đó i (t ) là sóng mang thứ và * (t ) là liên hợp phức của sóng mang thứ k k Khoảng thời gian từ T1 đến T2 là chu kỳ của tín hiệu Việc điều chế và giải điều chế tín hiệu OFDM đƣợc thực hiện trong miền tần số, bằng cách sử dụng các thuật toán xử... với tỷ lệ rất cao và kỹ thuật xử lý tín hiệu số đã làm đƣợc những chíp FFT tốc độ cao, kích thƣớc lớn có thể đáp ứng cho mục đích thƣơng mại và làm giảm chi phí bổ sung của những hệ thống OFDM một cách đáng kể Hiện nay, kỹ thuật OFDM đƣợc sử dụng trong nhiều hệ thống nhƣ ADSL, các hệ thống không dây nhƣ chuẩn 802.11 trong Wi-Fi và chuẩn 802.16 trong WiMAX, phát quảng bá âm thanh số, và phát quảng bá... phức chỉ còn là thuật toán FFT nhanh hơn thuật toán DFT Chương 2: Tổng quan về kỹ thuật OFDM N log 2 N Vì vậy số phép toán của 2 2N log 2 N Tìm hiểu kỹ thuật OFDM và ứng dụng trong hệ thống WIMAX Trang 24 2.3.4.2 Kỹ thuật IFFT trong OFDM Hình 2.6: Sơ đồ bộ điều chế OFDM sử dụng bộ điều chế IFFT Tín hiệu sau bộ giải điều chế OFDM khi chuyển đổi tƣơng tự thành số, với f S là độ rộng của mỗi sóng mang,... kênh truyền thông thƣờng và đƣợc tách ra mà không gây nhiễu Chương 2: Tổng quan về kỹ thuật OFDM Tìm hiểu kỹ thuật OFDM và ứng dụng trong hệ thống WIMAX Trang 20 xuyên kênh Việc mất tính trực giao giữa các sóng mang sẽ tạo ra sự chồng lặp giữa các tín hiệu mang tin và làm suy giảm chất lƣợng tín hiệu và làm cho đầu thu khó khôi phục lại đƣợc hoàn toàn thông tin ban đầu Trong hệ thống FDM thông thƣờng,... Chuẩn 802.11 chỉ có thể phủ sóng trong một khu vực nhỏ, WiMAX có thể phủ sóng một vùng rộng tới 50 km với tốc độ lên đến 70Mbps WiMAX cung cấp truy nhập băng rộng không dây cố định theo hai phƣơng pháp điểm - điểm hoặc điểm - đa điểm Chương 1: Tổng quan về công nghệ WiMAX Tìm hiểu kỹ thuật OFDM và ứng dụng trong hệ thống WIMAX Trang 3 Hình 1.1: Mô hình hệ thống WiMAX WiMAX cho phép kết nối băng rộng . 37 2.8.2  38  KỸ THUẬT OFDMA TRONG WIMAX 39 3.1  39 3.2  39 Tìm hiểu kỹ thuật OFDM và ứng dụng trong hệ thống WIMAX Trang vi Phần A: Mở đầu 3.3. u OFDMA trong WiMAX 41 Tìm hiểu kỹ thuật OFDM và ứng dụng trong hệ thống WIMAX Trang x Phần A: Mở đầu Hình 3.5: Tng quan h thng s dng OFDMA 41 Hình 3.6: Mu dng trong. DUNG Tìm hiểu kỹ thuật OFDM và ứng dụng trong hệ thống WIMAX Trang 2 Chương 1: Tổng quan về công nghệ WiMAX Chƣơng 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ WIMAX 1.1 Giới thiệu WiMAX -