WiMAX và ỨNG DỤNG kỹ THUẬT OFDM TRONG WiMAX

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ  Giới thiệu chương: Chương I cung cấp cho chúng ta một cái nhìn bao quát nhất để có thể nắm được thế nào là mạng không dây băng rộng và các đặc điểm nối bậ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CỘNG HÒA XÃ HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

-Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

-NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Khoa : 50 Khoa: Điện tử - Viễn thông Ngành: Điện Tử - Viễn Thông 1 Đầu đề đồ án: WiMAX VÀ ỨNG DỤNG KỸ THUẬT OFDM TRONG WiMAX………

2 Các số liệu và dữ liệu ban đầu: ……… ……… …… ………

……….…

……… ……….

3 Nội dung các phần thuyết minh và tính toán: ……… ….

………

… ……….

.….………

4 Các bản vẽ, đồ thị ( ghi rõ các loại và kích thước bản vẽ ): ……… ….

……… ……….

……….

5 Họ tên giảng viên hướng dẫn: ……… ………

6 Ngày giao nhiệm vụ đồ án: ……….………

7 Ngày hoàn thành đồ án: ……… ………

Ngày tháng năm Chủ nhiệm Bộ môn Giảng viên hướng dẫn Sinh viên đã hoàn thành và nộp đồ án tốt nghiệp ngày tháng năm Cán bộ phản biện BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

-BẢN NHẬN XÉT ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ và tên sinh viên: Số hiệu sinh viên:

Ngành: Khoá:

Giảng viên hướng dẫn:

Cán bộ phản biện:

1 Nội dung thiết kế tốt nghiệp:

2 Nhận xét của cán bộ phản biện:

Ngày tháng năm

Cán bộ phản biện

( Ký, ghi rõ họ và tên )

LỜI NÓI ĐẦU

Sự ra đời của chuẩn 802.16 cho mạng WiMAX (Worldwide Interoperability forMicrowave Access - Khả năng tương tác toàn cầu với truy nhập vi ba) nó đánh dấu sựbắt đầu cho một kỷ nguyên truy nhập không dây băng rộng cố định đang đến giai đoạnphát triển Nó mang đến những thách thức lớn cho mạng hữu tuyến hiện tại vì nó có mộtchi phí thấp khi lắp đặt và bảo trì Chuẩn này cũng áp dụng cho mạng truyền thông vôtuyến đường dài (lên tới 50km) trong thực tế và có thể sẽ là một sự bổ sung hoặc thaythế cho mạng 3G Tất cả những đặc tính đầy hứa hẹn này của WiMAX sẽ mang lại mộtthị trường lớn trong tương lai

Xuất phát từ những vấn đề nêu trên, em đã lựa chọn đề tài: “WiMAX VÀ ỨNG

DỤNG KỸ THUẬT OFDM TRONG WiMAX”.

Tôi xin chân thành cảm ơn thấy giáo Nguyễn Quốc Trung và cũng đồng thời là giáoviên hướng dẫn tôi, người luôn tận tình chỉ bảo, dạy dỗ về mặt chuyên môn và luôn độngviên khích lệ về mặt tinh thần cho tôi để tôi hoàn thành đồ án này Tôi cũng muốn gửilời cảm ơn đến bố mẹ và những người thân của tôi Những người luôn theo sát và ủng hộthôi trong quá trình học tập cũng như làm đồ án tốt nghiệp tại trường Đại Học BáchKhoa Hà Nội

Tôi đã rất nỗ lục để hoành thành đồ án này Tuy nhiên, do kiến thức còn hạn chếnên chắc chắn sẽ có nhiều thiếu sót Tôi rất mong nhận được sự góp ý của quý thầy cô

và bạn bè

Xin chân thành cảm ơn

Hà Nội, ngày 1 tháng 6 năm 2010

4

TÓM TẮT

Mục tiêu đầu tiên của đồ án này là nghiên cứu những đặc tính mới của WiMAX và

tập trung chủ yếu vào việc phân tích lớp vật lý (PHY) và lớp truy nhập (MAC) của 2chuẩn WiMAX đang được sử dụng phổ biến hiện nay, đó là chuẩn IEEE 802.16d -2004( Fixed WiMAX) và chuẩn IEEE 802.16e – 2005 ( Mobile WiMAX)

Mục tiêu thứ hai là tìm hiểu về kỹ thuật điều chế OFDM (Orthogonal FrequencyDivision Multiple – Ghép kênh phân tần trực giao) và kỹ thuật OFDMA (OrthogonalFrequency Division Multiple Access - Đa truy nhập phân tần trực giao) được sử dụngtrong WiMAX

Mục tiêu thứ ba là thực hiện việc mô phỏng quá trình xử lý tín hiệu trong WiMAXdựa trên kỹ thuật OFDM

CHƯƠNG I:

TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ

 Giới thiệu chương: Chương I cung cấp cho chúng ta một cái nhìn bao quát nhất

để có thể nắm được thế nào là mạng không dây băng rộng và các đặc điểm nối bật của mạng không dây băng rộng Tiếp đó chúng ta sẽ nắm được sơ qua WiMAX là gì, các chuẩn của WiMAX, kiến trúc mạng, các đặc điểm chung và các băng tần sử dụng của WiMAX, qua đó để thấy được vài trò của WiMAX so với các công nghệ hiện có.

1.1 Khái niệm về mạng không dây băng rộng

1.1 1.1.1.Mạng không dây

Để kết nối những thiết bị như máy tính và máy in, những mạng máy tính truyềnthống đòi hỏi dây cáp Những dây cáp thể hiện kết nối về mặt vật lý giữa những thiết bịnhư hub, switch hoặc những thiết bị khác để tạo thành mạng Mạng dữ liệu không dâykết nối những thiết bị mà không cần cáp Chúng dựa trên những tần số vô tuyến đểtruyền dữ liệu giữa các thiết bị với nhau Về phía người dùng, mạng dữ liệu không dâylàm việc giống như hệ thống có dây Người dùng có thể chia sẻ file và những ứng dụng,trao đổi e-mail, truy nhập máy in, chia sẻ truy nhập Internet và thực thi các tác vụ khácnhư mạng có dây

1.2 1.1.2.Thế nào là mạng băng rộng?

Băng rộng là khái niệm thể hiện khả năng hỗ trợ ở cả hướng từ nhà cung cấp tớikhách hàng (downstream) và từ khách hàng tới nhà cung cấp (upstream) với tốc độ tốithiểu là 200 kbps

Ngày nay, nhu cầu của khách hàng ngày càng cao và gia tăng Người tiêu dùngkhông đơn thuần chỉ muốn truyền Email, văn bản Text, Fax… mà họ mong muốn sửdụng các dịch vụ đa phương tiện như: hội nghị truyền hình, điện thoại hình, nghe nhạc

và xem phim trực tuyến… Khi đó tốc độ 33,6Kbps, thậm chí 56Kbps trên cáp đồng trụckhông thể đáp ứng để triển khai các dịch vụ loại này

6

Hiện tại khi mà tốc độ của mạng lõi của nhà mạng cung cấp dịch vụ Internet(ISP) đã được tăng đáng kể, khả năng xử lí tại đầu cuối phía khách hàng cũng ngày mộtmạnh thì việc mạng truy nhập vẫn hạn chế như vậy gây ra hiện tượng nghẽn cổ chai(bottleneck) Vấn đề được đặt ra là cần phải cải thiện nốt mạng truy nhập để nó đáp ứngđược nhu cầu của các nhà cung cấp dịch vụ lẫn khách hàng

Công nghệ băng rộng chính là công nghệ sinh ra để giái quyết vấn đề về mạngtruy nhập Đó là thuật ngữ chỉ bất kì loại truy cập internet tốc độ cao nào Công nghệbăng rộng cho phép các cá nhân hoăc các tổ chức có thể truy cập Internet cả 24h trongngày tạo một môi trường cho việc sử dụng hoặc cung cấp các dịch vụ chất lượng cao

1.3 1.1.3.Đặc điểm nổi bật của mạng không dây băng rộng

- Đặc điểm đầu tiên là cho phép thay đổi, di chuyển, thu hẹp và mở rộng một mạng

một cách rất đơn giản, tiết kiệm, có thể thành lập một mạng có tính chất tạm thờivới khả năng cơ động mềm dẻo cao, có thể thiết lập mạng ở những khu vực rấtkhó nối dây, tiết kiệm chi phí đi dây tốn kém

- Đặc điểm thứ hai là nhanh, nó cho phép truy cập với một tốc độ gấp 10-20 lần so

với phương pháp quay số thông thường, thậm chí hơn nữa Khi ta dùng modem

để quay số, tốc độ chỉ có thể đạt từ 30 đến 50Kbps còn với một kết nối băng rộng,tốc độ lên tới từ 256Kbps đến 10Mbps, phụ thuộc vào dịch vụ mà ta chọn

- Đặc điểm thứ ba là luôn kết nối Bất kì khi nào máy tính được bật lên thì nó đều ở

trạng thái kết nối với internet Điều này có nghĩa là không phải lãng phí thời giancho việc quay số và đợi modem kết nối mỗi lần muốn vào interntet Sẽ không xảy

ra tình trạng bị cảnh báo mạng bận hoặc hiếm khi bị rớt ra khỏi mạng Không bắtbuộc phải ngừng dịch vụ điện thoại trong khi dùng dịch vụ internet Điều này cónghĩa là thuê bao hoàn toàn không phải trả tiền cho đường dây thuê bao thứ hai.Hơn thế nữa cũng có thể chia sẻ giữa nhiều máy với nhau thông qua một kết nốiinternet

Trong 3 đặc điểm trên, đặc điểm đáng nói nhất của công nghệ băng rộng chính làtốc độ Chính vì đạt được tốc độ cao như vậy nên có thể triển khai được rất nhiều cácdịch vụ khác mà với các kết nối quay số thông thường không thể làm được Điều nàyđồng nghĩa với việc thúc đẩy sự phát triển của internet, sự phát triển của các dịch vụ xãhội khác Có thể kể qua ở đây một số dịch vụ đáng chú ý như: dịch vụ cho phép truyền

các tệp tin với dung lượng lớn, có thể là tệp văn bản, tệp âm thanh, tệp hình ảnh, tệpphim…; các dịch vụ nhắn tin nhanh (instant message); dịch vụ hội tụ tốc độ cao (videoconferencing)

1.2 Công nghệ WiMAX

1.2.1 Định nghĩa về WiMAX

WiMAX là tên viết tắt của Worldwide Interoperability for Microwave AccessWimax là một công nghệ không dây băng rộng, hỗ trợ nhiều dạng truy nhập khácnhau: cố đinh hoặc không cố định Để đặt ra những yêu cầu cho các loại truy nhập khácnhau này, 2 phiên bản của WiMAX đã được IEEE (Institute of Electrical and Electronics

Engineers - Viện các kỹ sư điện và điện tử) định nghĩa: phiên bản WiMAX đầu tiên dựa

trên chuẩn 802.16 – 2004, thích hợp cho dạng truy nhập chố định (Fixed WiMAX);phiên bản thứ 2 dựa trên chuẩn 802.16e (được hợp chuẩn năm 2005), hỗ trợ kết nối cả cốđịnh và di động (mobile WiMAX)

Hình 1.1 Lộ trình công nghệ WiMAX

Fixed WiMAX là công nghệ mạng thích hợp cho những thiết bị truy nhập cố

định tại chỗ, hoặc có thể di chuyển từ nơi này sang nơi khác nhưng trong quá trình kếtnối thì phải cố định (di chuyển chậm vẫn có thể kết nối nhưng chấp lượng không cao).Công nghệ này được định nghĩa qua chuẩn 802.16 – 2004 (bản chính thức)

8

Mobiel WiMAX là một giải pháp không dây băng rộng cho phép hội tụ cả mạng

băng rộng cố định và di động sử dụng một công nghệ truy nhập băng rộng chung và mộtkiến thức mạng mềm dẻo Công nghệ mạng hỗ trợ cho các ứng dụng di động, cho phépthiết bị có thể di chuyển với một tốc độ cao trọng khi đang kết nối Mobile WiMAX dựatrên chuẩn 802.16e (được hợp chuẩn vào năm 2005) Chuẩn 802.16e được định nghĩadựa trên chuẩn 802.16d -2004 và có thêm nhiều đặc tính mới ưu việt hơn hỗ trợ cho tínhnăng di động ,công nghệ đa truy nhập và anten mới được cập nhập vào chuẩn này

1.2.2 Giới thiệu các chuẩn IEEE 802.16 và sự mở rộng

Chuẩn IEEE 802.16 -2001

Chuẩn IEEE 802.16 -2001 được hoàn thành vào tháng 10/2001 và được công bố

vào tháng 4/2002, định nghĩa đặc tả kĩ thuật giao diện không gian WirelessMAN cho cácmạng vùng đô thị Đặc điểm chính của IEEE 802.16 – 2001

- Giao diện không gian cho hệ thống truy nhập không dây băng rộng cố định hoạtđộng ở dài tần 10 – 66 GHz , cần thoả mãn tầm nhìn thẳng

- Lớp vật lý PHY : Wireless MAN –SC

- Tốc độ bít :32- 134 Mbps với kênh 28 MHz

- Điều chế QPSK, 16 QAM và 64 QAM

- Các dải thông kênh truyền 20 MHz ,25 MHz, 28 MHz

- Bán kính Cell : 2- 5 Km

- Kết nối có định hướng , MAC TDM/TDMA, QoS , bảo mật

Chuẩn IEEE 802.16a

Vì những khó khăn trong khi triển khai chuẩn 802.16, hướng vào việc sử dụngtần số từ 10 – 66GHz, một dự án sửa đổi có tên IEEE 802.16a đã được hoàn thành vàotháng 11/2002 và được công bố vào tháng 4/2003 Chuẩn này được mở rộng hỗ trợ giaodiện không gian cho những tần số trong băng tần 2- 11GHz, bao gồm cả những phổ cấpphép và không cấp phép và không cần thoả mãn điều kiện tầm nhìn thẳng Đặc điểmchính của IEEE 802.16a như sau

- Bổ sung 802.16, các hiệu chỉnh MAC và các đặc tả PHY them vào cho dải 2-11GHz (NLOS)

- Tốc độ bít tới 75MBps với kênh 20 MHz

- Điều chế OFDMA với 2048 sóng mang con, và 256 sóng mang con,QPSK, 16QAM, 64 QAM

- Dải thông kênh có thể thay đổi từ 1,25MHz và 20MHz

- Bán kính Cell: 6 – 9 km

- Lớp vật lý PHY: WirelessMAN – OFDM, OFDMA, SCa

- Các chắc năng MAC thêm vào: hỗ trợ PHY OFDM và OFDMA, hỗ trỡ côngnghệ Mesh và ARQ

Chuẩn IEEE 802.16e

Đầu năm 2005, chuẩn không dây băng rộng 802.16e với tên gọi là MobileWiMAX đã được phê chuẩn, cho phép trạm gốc kết nối tới những thiết bị đang dichuyển Chuẩn này giúp cho các thiết bị từ các nhà sản xuất này có thể làm việc tươngthích với các thiết bị của nhà sản xuất khác 802.16e hoạt động ở các băng tần nhỏ hơn6GHz, tốc độ lên tới 15Mbps với kênh 5MHz, bán kính cell từ 2 – 5 Km

WiMAX 802.16e có hỗ trợ hanoff và roaming Sử dụng SOFDM, một công nghệđiều chế đa sóng mang Các nhà cung cấp dịch vụ mà triển khai 802.16e cũng có thể sửdụng để thay đổi định 802.16e hỗ trợ cho SOFDMA cho phép só song mang thay đổi,ngoài các mô hình OFDM và OFDMA Sự phân chia song mang trong mô hình OFDMAđược thiết kế tối thiểu ảnh hưởng của nhiễu phía thiết bị người dùng và anten đa hướng

Cụ thể hơn 802.16e đưa ra hỗ trợ cái tiến hỗ trợ MIMO và ASS (Adaptive AntenaSystem - anten thích nghi) cũng như các handoff cứng và mềm Nó cũng cải tiến khảnăng tiết kiệm công suất cho các thiết bị di động và đặc điểm bảo mật linh hoạt hơn

Cố định, tầm nhìn thẳng (LOS)

Cố định, không nhìn thẳng (NLOS)

Cố định và di động, khôngnhìn thẳng (NLOS)

10

Cấu trúc

lớp MAC

Điểm – đa điểm, mạng lưới

Điểm – đa điểm, mạng

128, 512, 1024, 2048 sóng mang con

KhốiTDM/TDMA/OFDMA

KhốiTDM/TDMA/OFDMASong

WirelessMAN-WirelessMAN-SCa,WirelessMAN-OFDM,WirelessMAN-OFDMA

WirelessMAN-SCa,WirelessMAN-OFDM,WirelessMAN-OFDMA

Xử lý

256-OFDM như làWiMAX cố định

S-OFDMA như là WiMAX

di động

Bảng 1.1 Tóm tắt các đặc trưng cơ bản các chuẩn WiMAX

1.2.3 Băng tần của WiMAX

Các dài tần cấp phép 11- 66GHz

Dải tần từ 11-66 GHz hoạt động trong các môi trường vật lý có bước sóng ngắn,

tầm nhìn thẳng (LOS) và ảnh hưởng của đa đường là không đáng kể Thông thường, độrộng băng tần của kênh trong dải tần này là 25 MHz hoặc 28 MHz.Ở dải tần này, giaodiện vô tuyến áp dụng kiểu điều chế sóng mang đơn WirelessMAN SC

Các dải tần cấp phép dưới 11 GHz

Các tần số dưới 11 GHz hoạt động trong các môi trường vật lý có bước sóng lớn

hơn, điều kiện LOS là không cần thiết và có thể chấp nhận đa đường lớn hơn Nó có khảnăng hỗ trợ LOS gần và NLOS

Giao diện Khả năng

áp dụng

Các tuỳ chọn

Phương thức song công

11GHz được cấpphép

AAS, ARQ,STC

TDD, FDD

Các băng tần dưới11GHz được cấpphép

AAS, ARQ,Mesh, STC

TDD, FDD

WirelessMAN-OFDMA

Các băng tần dưới11GHz được cấpphép

AAS, ARQ,STC

TDD, FDD

GHz được miễn cấpphép

AAS, ARQ,Mesh, STC

TDD

Bảng 1.2 Đặc tính của các giao diện vô tuyến

Các dải tần được miễn cấp phép dưới 11 GHz (chủ yếu 5- 6 GHz)

12

Đây là băng tần được nhiều nước cho phép sử dụng không cần cấp phép và với

công suất tới cao hơn so với các đoạn băng tần khác trong dải 5GHz (5125-5250 MHz),thường được sử dụng trong các ứng dụng trong nhà Băng tần này thích hợp để triển khaiWiMax cố định, độ rộng kênh là 10 MHz

1.2.4 WiMAX và các công nghệ không dây khác

Mạng đô thị MAN theo định nghĩa là mạng bao phủ trên phạm vi một đô thị Vềmặt ứng dụng, trên mạng MAN người ta có thể triển khai cung cấp thông tin cho rấtnhiều các loại dịch vụ công cộng khác nhau như y tế, văn hóa, xã hội… Về mặt kĩ thuật,mạng MAN là tập hợp của rất nhiều công nghệ khác nhau, mỗi công nghệ tương ứng vớimột phần khác nhau trong mạng Cũng giống như các mạng LAN, WAN, mạng MAN

chia làm hai loại: mạng MAN có dây và mạng MAN không dây.

WiMAX là công nghệ cho mạng MAN không dây: Đã có khá nhiều công nghệ

băng rộng không dây ra đời, nhưng cho tới nay, chưa có một công nghệ không dây băngrộng nào hướng tới mục tiêu cung cấp tổng hợp các giải pháp truy nhập cho mạng MANmột cách tối ưu như WiMAX Các công nghệ đi trước chỉ cung cấp các giải pháp đơn lẻ,

hướng tới một mục phần cụ thể trong mạng MAN ví dụ như LMDS hay WiFi…

LMDS (Local multipoint distribution system): là công nghệ sử dụng dải tần trên

20GHz để truyền sóng LMDS là một chuẩn hoạt động dưới sự hậu thuẫn của các tổchức quốc tế ATM Forum, ETSI, ITU…

Ở dải tần số lớn, LMDS chỉ cho phép truyền sóng trong tầm nhìn thẳng (LOS)trong phạm vi vài cây số (5-7km) LMDS cho phép triển khai các dịch vụ tốc độ cao nhưthoại, video, Internet…

Hệ thống LMDS có tốc độ rất cao, hiệu suất điều chế của nó có thể đạt tới5bit/Hz/s LMDS chỉ thích hợp với các mạng trục, các tổ chức doanh nghiệp có nhu cầu

về tốc độ lớn LMDS không thích hợp với các khách hàng riêng lẻ, các hộ gia đình

WiFi: thực ra là công nghệ hướng tới các mạng LAN không dây nhưng nó vẫn có

thể dùng để triển khai cho các mạng rộng hơn như MAN Nhưng chính vì nó khôngđược thiết kế cho MAN nên việc triển khai nó cho mạng MAN gặp rất nhiều vấn đề như:

- Thứ nhất, dải tần làm việc của 802.11 là dải tần miễn phí, nhiễu rất lớn Do đó nó

hoàn toàn không thích hợp với việc triển khai các dịch vụ công cộng cỡ lớn

- Thứ hai, 802.11 được thiết kế cho các mạng ít thuê bao, kênh truyền của nó cố

định kích thước khoảng 20 MHz, rất kém linh hoạt

- Thứ ba, 802.11 chưa cung cấp cơ chế QoS, một vấn đề vô cùng quan trọng đối

với các hệ thống mạng đa dịch vụ

- Thứ tư, mặc dù nếu ta truyền trong môi trường tốt, ít nhiễu, LOS, sử dụng các

Anten định hướng với công suất đủ lớn thì WiFi có thể đạt tới khoảng cách vài

km nhưng phạm vi bao phủ như thế này cũng rất hẹp

Như vậy, chỉ có sự ra đời của WiMAX mới giải quyết được tất cả các loại dịch vụ

cơ bản trên của mạng MAN Nó có thể sử dụng các trạm gốc để thiết lập tuyến trục,phân phối dịch vụ tới khách hàng riêng lẻ hoặc thiết lập nên các vùng truy nhập dịch vụcho các doanh nghiệp hoặc địa điểm công cộng

Hiện nay, WiMAX được xem là một giải pháp toàn diện của công nghệ khôngdây băng rộng trong đô thị, ngoại ô và những vùng nông thôn xa xôi hẻo lánh…WiMAX cho phép truyền không dây các loại dữ liệu, hình ảnh, âm thanh nhanh hơn cảDSL hay cable, và tất nhiên là nhanh hơn nhiều lần các công nghệ không dây hiện hànhnhư 802.11a hay 802.11b mà không yêu cầu điều kiện truyền thẳng

Phạm vi bao phủ của WiMAX có thể lên tới vài chục km với tốc độ lớn nhất là70Mbps Băng thông của WiMAX đủ để cung cấp đồng thời hàng trăm thuê bao T1hoặc hàng trăm thuê bao DSL

Hiện nay, việc triển khai các mạng cable, DSL có thể rất tốn thời gian và tốnkém, và kết quả là một số lượng lớn khách hàng có nhu cầu mà không được cung cấpdịch vụ WiMAX khắc phục hạn chế này, nó có khả năng cung cấp dịch vụ nhanh chóng

và dễ dàng, ngay cả ở những nơi như nông thôn, rừng núi,… những nơi vô cùng khókhăn và bất lợi đối với việc triển khai các hệ thống có dây

Trong tương lai, WiMAX sẽ được tích hợp vào các thiết bị không cố định nhưmáy xách tay, PDA,…

14

- WiMAX sẽ là xu hướng chính cho các nhà cung cấp dịch vụ Internet, muốnkhông dây hóa các dịch vụ truyền dẫn của mình thay cho hệ thống cáp có chi phíđầu tư, duy tu bảo dưỡng lớn Bên cạnh đó WiMAX cũng có thể cung cấp dịch vụthoại VoIP Vượt qua 3G về khả năng điều chế, WiMAX có thể cung cấp dịch vụ

dữ liệu lớn gấp 5-10 lần so với 3G để làm lợi thế cạnh tranh với 3G trong thiênhướng cung cấp dịch vụ dữ liệu với người dùng sử dụng Laptop và PDA cũngnhư truy cập Internet không dây cố định

1.2.5 WiMAX được công bố là chuẩn toàn cầu

Ngày 18 tháng 10 năm 2007, trong hội nghị 04 năm một lần, Hiệp hội Truyềnthông Vô tuyến điện ITU chấp nhận đưa WiMAX vào họ công nghệ IMT-2000 Quyếtđịnh quan trọng này sẽ giúp tăng khả năng triển khai ứng dụng WiMAX tại nhiều nướcchâu Á trong đó có Việt Nam - những nơi còn đang chờ chuẩn hóa WiMAX để tận dụngkinh tế qui mô toàn cầu về công nghệ và thiết bị

Trước khi công nhận WiMAX, hệ thống tiêu chuẩn IMT-2000 đã được ITU côngnhận bao gồm: WCDMA, CDMA 2000 (hiện thường được nhắc đến với tên phiên bảnCDMA 2000 EV-DO), CDMA TDD (được phát triển bởi Trung quốc), WUC-136,DECT

Và quyết định mới nhất của ITU đã đưa WiMAX lên ngang tầm với công nghệkhác Theo Tiến sỹ Ray Owen, Giám đốc công nghệ, Motorola khu vực châu Á, việcWiMAX đã được công nhận là công nghệ IMT-2000 đảm bảo cho các nhà khai thác vànhà quản lý trên toàn thế giới có thể yên tâm đầu tư vào băng thông rộng di động thực sựdùng công nghệ WiMAX Điều này đặc biệt quan trọng tại châu Á đối với băng tần 2.5

GHz Đây cũng là một bước ngoặt quan trọng giúp xoá bỏ các hoài nghi lâu nay về khảnăng ứng dụng rộng rãi WiMAX để cải thiện việc phát triển băng thông rộng ở các nướcđang phát triển tại châu Á.

Trong bản thông cáo báo chí của Hiệp hội Truyền thông Vô tuyến điện Quốc tế(WCA), Giám đốc Hiệp hội Steve Sharkey của Motorola, trưởng nhóm nghiên cứu tưvấn cho WCA và các tổ chức ủng hộ khác trong lĩnh vực này đã khẳng định: “ITU đã cómột bước tiến quan trọng, đảm bảo công chúng sẽ được hưởng lợi từ các công nghệkhông dây hiện đại nhất hiện nay, khi quyết định đưa WiMAX vào họ công nghệ IMT-

2000 Động thái này đem WiMAX lên ngang tầm với các công nghệ GSM và CDMA vàđảm bảo cho các nhà khai thác có thể yên tâm triển khai công nghệ theo nhu cầu củangười sử dụng chứ không phải bị hạn chế bởi các qui định quản lý”

Chương 2 1.3 Đặc điểm cơ bản của 2 chuẩn Fixed WiMAX và Mobile WiMAX

Chúng ta có thể hình dung cơ chế hoạt động của mạng WiMAX như mạng điệnthoại di động Nghĩa là có một tổng đài phát sóng và một mạng lưới các trạm phátWiMAX để phủ sóng đến từng người dùng cuối Phạm vi phủ sóng lớn nhất của trạmWiMAX đạt 50km

Hình 1.2 Mô hình WiMAX

16

Vì công nghệ WiMAX hỗ trợ cho cả dạng truy nhập cố định (Fix) và di động(mobile) nên hệ thống WiMAX cũng có những đặc điểm khác nhau đối với 2 dạng truynhập khác nhau này.

1.3.1 Đặc điểm của Fixed WiMAX

- Khoảng cách giữa trạm thu và phát có thể tới 50Km

- Tốc độ truyền có thể thay đổi , tối đa là 70Mb/s

- Hoạt động trong ca 2 môi trường truyền dẫn: đường truyền nhìn thẳng LOS và

đường truyền che khuất NLOS

- Dải tần làm việc 2-11GHz và 10 -66 GHz

- Hướng truyền tin được chia thành 2 đường lên và xuống Phân chia đường lên và

xuống có thể dung 2 công nghệ TDD và FDD

- Fixed WiMAX sử dụng phương pháp điều chế OFDM, định nghĩa kích thước của

FFT là 256 với 192 sóng mang dữ liệu, 8 sóng mang dẫn đường và 55 sóng mangbảo vệ

- Các phương pháp điều chế số được sử dụng là : QPSK, 16 QAM 64 QAM; dung

phối hợp các phương pháp mã hoa sửa lỗi là mã khối ( Reed salomon) cà mã xoắn( mã chập ) CC

- Độ rộng băng tần của WiMAX từ 5MHz đến trên 20MHz được chia thành nhiều

băng con 1,75MHz Mỗi băng con này được chia nhỏ hơn nữa nhờ công nghệOFDM, cho phép nhiều thêu bao có thể truy cập đồng thời một hay nhiều kênhmột cách linh hoạt để đảm bảo tối ưu hiệu quả sự dụng băng tần

- Về cấp trúc phân lớp , hệ thống WiMAX được chia thành 4 lớp: Lớp con hội

tụ( convergence layer ) làm nhiệm vụ giao diện giữa lớp đa truy nhập và các lớptrên, lớp đa truy nhập ( MAC layer), lớp bảo mật ( Securty) và lớp vật lý(Physical) Các lớp này tương đương với hai lớp dưới của mô hình OSI và đượctiêu chuẩn hoá để có thể giao tiếp với nhiều ứng dụng lớp trên )

1.3.2 Đặc điểm của Mobile WiMAX

- Khoảng cách giữa trạm thu và phát trong khoảng 1,7 – 5 Km

- Tốc độ truyền : 10 – 30Mb/s

- Không yêu cầu truyền trong tầm nhìn thẳng

- Dải tần làm việc của Mobile WiMAX tập trung trong khoảng tần số dưới 6GHz

( 2,3 GHz; 2,5 GHz; 3,3 GHz; 3,5 GHz)

- Độ rộng băng tần của hệ thống từ 1,25 – 20MHz

- Đường lên và xuống có thể được phân chia theo công nghệ TDD hoặc FDD,

nhưng TDD được khuyến nghị sử dụng nhiều hơn vì những tính năng ưu việt của

nó

- Điểm khác biệt rõ nét so với Fixed WiMAX là Mobile WiMAX sử dụng công

nghệ điều chế hỗ trợ đa truy nhập Scalable OFDMA (S- OFDMA), cho phép thayđổi kích thước FFT tức là thay đổi số sóng mang con Số sóng mang con có thể là

128, 512, 1024 hay lớn nhất là 2048 Số sóng mang con này đựoc chia thành cáckênh con với số lượng kênh con lớn nhất là 32

- Mobile WiMAX sử dụng phương pháp điều chế và mã hóa thích ứng, hỗ trợ các

kiểu điều chế QPSK, 16 QAM, 64 QAM Phương pháp mã hóa sửa lỗi dùng mãxoắn CC (Convolutional Code) và mã CTC (Convolutional Turbo Code

WiMAX

Điện thoại VoIP

Một hệ thống WiMAX được mô tả như hình gồm có 2 phần :

- Trạm phát: giống như các trạm BTS trong mạng thông tin di động với công suất

18

- Trạm thu: có thể là các anten nhỏ như các loại card mạng tích hợp (hay gắn thêm)trên các mainboard của máy tính như WLAN.

Các trạm phát được kết nối tới mạng Internet thông qua các đuờng truyền Internettốc độ cao hay kết nối tới các trạm khác như là trạm trung chuyển theo đường truyềntrực xạ (line of sight) nên WiMAX có thể phủ sóng đến những khu vực xa

Các anten thu phát có thể trao đổi thông tin qua qua các đường truyền LOS hayNLOS Trong trường hợp truyền thẳng LOS, các anten được đặt cố định tại các điểmtrên cao, tín hiệu trong trường hợp này ổn định và đạt tốc độ truyền tối đa Băng tần sửdụng có thể ở tần số cao, khoảng 66GHz, vì ở tần số này ít bị giao thoa với các kênh tínhiệu khác và băng thông sử dụng lớn Một đường truyền LOS yêu cầu phải có đặc tính làtoàn bộ miền Fresnel thứ nhất không hề có chướng ngại vật, nếu đặc tính này khôngđược bảo đảm thì cường độ tín hiệu sẽ suy giảm đáng kể Không gian miền Fresnel phụthuộc vào tần số hoạt động và khoảng cách giữa trạm phát và trạm thu

Hình 1.5 Miền Fresnel trong trường hợp LOS

Trong trường hợp truyền NLOS, hệ thống sử dụng băng tần thấp hơn 2- 11GHz,tương tự như WLAN, tín hiệu có thể vượt các vật chắn thông qua đường phản xạ, nhiễu

xạ, tán xạ ….để đến đích Các tín hiệu nhận được ở phía thu bao gồm sự tổng hợp cácthành phần nhận được từ đường đi trực tiếp, các đường phản xạ, năng lượng tán xạ vàcác thành phần nhiễu xạ Những tín hiệu này có những khoảng trễ, sự suy giảm, sự phâncực và trạng thái ổn định liên quan tới đường truyền trực tiếp là khác nhau

Hình 1.6 Truyền song trong Trường hợp NLOS

Hiện tượng truyền sóng đa đường cũng là nguyên nhân dẫn đến sự thay đổi phâncực tín hiệu Do đó sử dụng phân cực cũng như tái sử dụng tần số mà được thực hiệnbình thường trong triển khai LOS lại khó khăn trong các ứng dụng NLOS Nếu chỉ đơnthuần tăng công suất phát để “vượt qua” các chướng ngại vật không phải là công nghệNLOS Điều kiện phủ sóng của cả LOS và NLOS bị chi phối bởi các đặc tính truyềnsóng của môi trường, tổn hao trên đường truyền (path loss) và quỹ công suất của đườngtruyền vô tuyến

Chương 3 1.5 Các ưu và nhược điểm của công nghệ WiMAX

Chương 4 1.5.1 Một số ưu điểm chính của công nghệ WiMAX

4.1 1.5.1.1 Lớp vật lí của WiMAX dựa trên nền tảng kĩ thuật OFDM

(Orthogonal Frequency Division Multiplexing – Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao)

Kỹ thuật này giúp hạn chế hiệu ứng phân tập đa đường, cho phép WiMAX hoạtđộng tốt trong môi truờng NLOS nên độ bao phủ rộng hơn, do đó khoảng cách giữa trạmthu và trạm phát có thể lên đến 50km

Cũng nhờ kĩ thuật OFDM, phổ các sóng mang con có thể chồng lấn lên nhau nên

sẽ tiết kiệm, sử dụng hiệu quả băng thông và cho phép truyền dữ liệu với tốc độ cao: phổtín hiệu 10MHz hoạt động ở chế độ TDD (song công phân thời) với tỉ số đường 20

xuống/đường lên (downlink-to-uplink ratio) là 3:1 thì tốc độ đỉnh tương ứng sẽ là25Mbps và 6.7Mbps

1.5.1.2 Hệ Thống WiMAX có công suất cao

Trong WiMAX hướng truyền tin chia thành hai đường: hướng lên (uplink) vàhướng xuống (downlink), hướng lên có tần số thấp hơn hướng xuống và đều sử dụng kĩthuật OFDM OFDM sử dụng tối đa 2048 sóng mang, trong đó 1536 sóng mang dànhcho thông tin được chia thành 32 kênh con, mỗi kênh con tương đương 48 sóng mang.WiMAX còn sử dụng thêm điều chế nhiều mức thích ứng từ BPSK, QPSK đến 256 -QAM kết hợp các phương pháp sửa lỗi như ngẫu nhiên hoá, mã hoá sửa lỗi ReedSolomon, mã xoắn tỉ lệ mã từ 1/2 đến 7/8, làm tăng độ tin cậy kết nối với hoạt độngphân loại sóng mang và tăng công suất qua khoảng cách xa hơn

Ngoài ra WiMAX còn cho phép sử dụng công nghệ TDD và FDD cho việc phânchia truyền dẫn hướng lên và hướng xuống

1.5.1.3 Lớp MAC dựa trên nền OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access- truy nhập phân chia theo tần số trực giao)

Độ rộng băng tần của WiMAX từ 5MHZ đến trên 20MHz được chia nhỏ thànhnhiều băng con 1.75Mhz, mỗi băng con này được chia nhỏ hơn nhờ kĩ thuật OFDM, chophép nhiều thuê bao truy cập đồng thời một hay nhiều kênh một cách linh hoạt, đảm bảohiệu quả sử dụng băng thông.OFDMA cho phép thay đổi tốc độ dữ liệu để phù hợp vớibăng thông tương ứng nhờ thay đổi số mức FFT ở lớp vật lí; ví dụ một hệ thốngWiMAX dùng biến đổi FFT lần lượt là: 128 bit, 512 bit, 1048 bit tương ứng với băngthông kênh truyền là: 1.25MHz, 5MHz, 10MHz; nhờ vậy sẽ dễ dàng hơn cho user kếtnối giữa các mạng có băng thông kênh truyền khác nhau

1.5.1.4 Chuẩn cho truy nhập vô tuyến cố định và di động tương lai

- WiMAX do diễn đàn WiMAX đề xuất và phát triển dựa trên nền 802.16, tập

chuẩn về hệ thống truy nhập vô tuyến băng rộng cho di động và cố định củaIEEE, nên các sản phẩm, thiết bị phần cứng sẽ do diễn đàn WiMAX chứng nhậnphù hợp, tương thích ngược với HiperLAN của ETSI cũng như Wi-Fi

- Hỗ trợ các kĩ thuật anten: phân tập thu phát, mã hoá không gian, mã hoá thờigian

- Hỗ trợ kĩ thuật hạ tầng mạng trên nền IP: QoS (trong các dịch vụ đa phương tiện,thoại), ARQ (giúp bảo đảm độ tin cậy kết nối)…

- CPE vô tuyến cố định có thể sử dụng cùng loại chipset modem được sử dụngtrong máy tính cá nhân (PC) và PDA, vì ở khoảng cách gần các modem có thể tựlắp đặt trong nhà CPE sẽ tương tự như cáp, DSL và các trạm gốc có thể sử dụngcùng loại chipset chung được thiết kế cho các điểm truy cập WiMAX chi phí thấp

và cuối cùng là số lượng tăng cũng thỏa mãn cho việc đầu tư vào việc tích hợpmức độ cao hơn các chipset tần số vô tuyến (RF), làm chi phí giảm hơn nữa

1.5.2 Một số nhược điểm của công nghệ WiMAX

- Dải tần của WiMAX sử dụng không tương thích tại nhiều quốc gia, làm hạn chế

sự phổ biến công nghệ rộng rãi

- Do công nghệ mới xuất hiện neenv vẫn còn nhiều lỗ hổng bao mật

- Tuy được gọi là chuẩn công nghệ nhưng thật sự chưa được “ chuẩn “ do hiện giờiđang sử dụng gần 10 chuẩn công nghệ khác nhau Theo diễn đàn WiMAX chỉmới khoảng 12 hãng phát triển chuẩn WiMAX được chứng nhận bao gồm: AAlvarion, Selex Communication, Airspan, Proxim Wilreless, Redline, Sequnas,Siemens, SR Telecom, Telsim, Wavesat, Aperto, Axxcelera

- Về giá thành: Dù các hãng, tập đoàn sản xuất thiết bị đầu cuối (như Intel, Alcatel,Alvarion, Motorola…) tham gia nghiên cứu phát triển nhưng giá thành vẫn cònrất cao

- Công nghệ này khởi xướng từ nước Mỹ, nhưng thực sự chưa có thông tin chínhthức nào đề cập đến việc Mỹ sử dụng WiMAX như thế nào, khắc phục hậu quả sự

cố ra sao Ngay cả ở Việt Nam, VNPT ( với nhà thầu nước ngoài là Motorola, 22

Alvarion) cũng đã triển khai ở một số tỉnh miền núi phía Bắc, cụ thể là ở Lào Cainhưng cũng chỉ giới hạn là các điểm truy cập Internet tại Bưu điện tỉnh, huyệnchứ chưa có những kết luận chính thức về tính hiệu quả đáng kể của hệ thống

1.6 Các mô hình triển khai và ứng dụng

Đối với các doanh nghiệp, WiMAX cho phép truy cập băng rộng với chi phí hợp

lý Vì phần lớn các doanh nghiệp sẽ không được chia thành khu vực để có đường cáp,lựa chọn duy nhất của họ đối với dịch vụ băng rộng là từ các nhà cung cấp viễn thôngđịa phương Điều này dẫn tới sự độc quyền Các doanh nghiệp sẽ được hưởng lợi từ việctriển khai các hệ thống WiMAX, nhờ tạo ra sự cạnh tranh mới trên thị trường,giảm giá

và cho phép các doanh nghiệp thiết lập mạng riêng của mình Điều này đặc biệt phù hợpđối với các ngành như khí đốt, mỏ, nông nghiệp, vận tải, xây dựng và các ngành khácnằm ở những vị trí xa xôi, hẻo lánh

Đối với người sử dụng là hộ gia đình ở những vùng nông thôn (nơi dịch vụ DSL

và cáp chưa thể vươn tới), WiMAX mang lại khả năng truy cập băng rộng Điều này đặcbiệt phù hợp ở các nước đang phát triển nơi mà hạ tầng viễn thông truyền thống vẫnchưa thể tiếp cận

Công nghệ WiMAX cách mạng hoá phương pháp truyền thông Nó cung cấphoàn toàn tự do cho những người thường xuyên di chuyển, cho phép họ lưu lại kết nốithoại, dữ liệu và các dịch vụ hình ảnh WiMAX cho phép ta đi từ nhà ra xe, sau đó điđến công sở hoặc bất cứ nơi nào trên thế giới, hoàn toàn không có đường nối Để minhhoạ khả năng của WiMAX cho các ứng dụng được phân cấp trong phần trước, một vài

mô hình sử dụng tiêu biểu được nhóm thành hai loại lớn: các mạng công cộng và riêng

1.6.1.1 Chuyển về các nhà cung cấp dịnh vụ vô tuyến

Các nhà cung cấp dịch vụ vô tuyến (WSPs) sử dụng thiết bị WiMAX để chuyển lưulượng từ trạm gốc về các mạng truy cập của họ, như được minh hoạ ở hình 1.5

BS

Video

Hình 1.7 Minh hoạ chuyển về nhà cung cấp dịch vụ

Các mạng truy cập dựa trên WiFi, WiMAX hoặc bất kỳ công nghệ truy cập vôtuyến có đăng ký độc quyền Nếu mạng truy nhập sử dụng thiết bị WiFi, thì toàn bộmạng WSP được xem như một hot zone Vì các WSP thường cung cấp thoại, dữ liệu vàhình ảnh, nên đặc điểm QoS của WiMAX gắn liền sẽ giúp ưu tiên, tối ưu hoá dunglượng chuyển về Thiết bị WiMAX có thể được triển khai nhanh, tạo điều kiện thuận lợicho việc giới thiệu nhanh mạng WSP Như đã được minh hoạ, điều kiện thuận lợichuyển về thuê từ công ty điện thoại địa phương sẽ tăng chi phí hoạt động, và triển khaigiải pháp cáp quang có thể rất tốn kém và yêu cầu lượng thời gian đáng kể, tác độngchống lại sự giới thiệu dịch vụ mới.Hơn nữa, cáp quang, DSL không có lợi nhuận trongcác vùng nông thôn, ngoại thành, và hầu hết các phiên bản của DSL,công nghệ cápkhông cung cấp được dung lượng yêu cầu cho các mạng này

24

1.6.1.2 Các mạng giáo dục

Trụ sở ban trường học

Mạng WiMAX

Trường A

Giáo dục

từ xa

Sinh viên Điện thoại VoIP

Giáo dục từ xa

Chuyên gia

Sinh viên Điện thoại VoIP

Trường B

Hình 1.8 Minh hoạ về mạng giáo dục

Các ban phụ trách trường học có thể sử dụng mạng WiMAX để kết nối cáctrường với trụ sở ban trong một quận (huyện), như được minh hoạ ở dưới Một số yêucầu chính cho hệ thống trường học là NLOS, độ rộng băng tần cao (>15 Mbps), khảnăng điểm tới điểm điểm tới đa điểm, và độ phủ rộng Các mạng giáo dục dựa vàoWiMAX sử dụng QoS, có thể thực hiện đầy đủ các yêu cầu thông tin liên lạc, bao gồm

hệ thống thoại, hoạt động dữ liệu (như các báo cáo của sinh viên), email, truy cậpinternet, intranet (dữ liệu), giáo dục từ xa (hình ảnh) giữa trụ sở ban và tất cả các trườngtrong vùng; giữa các trường với nhau

Giải pháp WiMAX cung cấp vùng phủ rộng, làm cho nó có lợi nhuận, đặc biệtcho các trường ở nông thôn không có hoặc có ít cơ sở hạ tầng thông tin liên lạc, bị phântán khắp nơi Khi ban phụ trách trường học sở hữu, vận hành các mạng riêng, họ có thểđáp ứng lại những thay đổi về vị trí và cách bố trí các tiện nghi của họ Điều này giảmđáng kể chi phí vận hành các tuyến thuê hàng năm Các giải pháp có dây không thể cungcấp khả năng triển khai nhanh chóng, giá thành thấp, và hầu hết các phiên bản DSL,công nghệ cáp không có thông lượng được yêu cầu bởi các mạng giáo dục này

1.6.1.3 An ninh công cộng

Các cơ quan an ninh công cộng của chính phủ như: cảnh sát, cứu hoả, tìm kiếm

và cứu hộ, có thể sử dụng các mạng WiMAX để hỗ trợ đáp lại những tình huống cấp cứu

và tình trạng khẩn cấp khác, như được minh hoạ ở hình 1.9

Ngoài ra WiMAX còn cung cấp truyền thông thoại hai chiều giữa trung tâm giảiquyết nhanh và các đội đáp lại tình trạng khẩn cấp, mạng tiếp sóng các hình ảnh video,

dữ liệu từ địa điểm vụ tai nạn hoặc thảm họa tới trung tâm điều khiển Dữ liệu này có thểđược tiếp sóng tới các đội chuyên gia cấp cứu hoặc nhân viên khẩn cấp, là những người

có thể phân tích các tính huống trong thời gian thực, như thể là họ đang ở đó WiMAXQoS cho phép mạng xử lý các loại lưu lượng khác nhau Các giải pháp WiMAX có khảnăng triển khai cao, do đó đội đáp ứng ban đầu có thể thiết lập một mạng vô tuyến tạmthời tại địa điểm vụ tai nạn, sự kiện, hoặc thảm hoạ tự nhiên trong khoảng vài phút Họcũng có thể tiếp sóng lưu lượng từ mạng này trở về trung tâm giải quyết nhanh hoặctrung tâm điều khiển, qua mạng WiMAX hiện hành

Trung tâm điều khiển/trụ sở chính

Giải quyết khẩn cấp

Thiết bị đầu cuối quản trị

Mạng WiMAX Thiết bị đầu cuối DL

Xe cứu thương

Cảnh sát Thiết bị đầu cuối DL

Thiết bị đầu cuối DL

Xe cứu hoả

Địa điểm xảy ra thảm hoạ/tai nạn

Hình 1.9 Minh hoạ về mạng an ninh công cộng

Các giải pháp có dây không phải là các giải pháp thích hợp, do tính không thể dựđoán, không ổn định của các vụ tai nạn và các thảm hoạ Ở đây có lẽ cũng yêu cầu cảtính di động, ví dụ như: một cảnh sát đang phải truy cập cơ sở dữ liệu từ một phươngtiện chuyển động, hoặc môt lính cứu hoả phải tải thông tin về tuyến đường tốt nhất tớinơi xảy ra hoả hoạn hoặc kiến trúc của tòa nhà đang bị cháy Các máy quay video trong

xe cứu thương có thể cung cấp trước thông tin về tình trạng của bênh nhân, trước khi xecứu thương đến bênh viện Trong tất cả các trường hợp đó WiMAX hỗ trợ tính di động

và độ rộng băng tần cao, mà các hệ thống băng hẹp không thể chuyển được

26

1.6.1.4 Các phương tiện đánh bắt xa bờ

Các nhà sản xuất ga, dầu có thể sử dụng thiết bị WiMAX để cung cấp các tuyếnnối thông tin liên lạc từ các phương tiện trên mặt đất tới các giàn khoan dầu, các bệkhoan, để hỗ trợ các hoạt động từ xa, các phương tiện liên lạc cơ bản và an ninh, nhưđược minh hoạ ở hình 1.10

Các hoạt động từ xa bao gồm: việc xử lý sự cố từ xa các vấn đề thiết bị phức tạp,kiểm tra định hướng địa điểm, và truy cập cơ sở dữ liệu Ví dụ, các đoạn video của cácthành phần hoặc các cụm lắp ráp gặp sự cố được truyền tới đội chuyên gia trên mặt đất

để phân tích An ninh gồm: kiểm tra đèn cảnh báo, giám sát video Các phương tiện liênlạc cơ bản gồm: điện thoại, email, truy cập internet, trao đổi video

Mạng WiMAX

Trụ sở trên bờ

Giám sát

Máy tính xách tay người vận hành Tàu dịch vụ Dàn khoan

Giám sát

Hoạt động khoan Dàn khoan

Hình 1.10 Minh hoạ về mạng liên lạc xa bờ 1.6.2 Các mạng công cộng

Trong mạng công cộng,các tài nguyên được truy cập, chia sẻ với những người sửdụng khác nhau, gồm cả các hãng kinh doanh và các cá nhân riêng biệt Nói chung mạngcông cộng yêu cầu lợi nhuận qua việc cung cấp vùng phủ song khắp nơi, vì vị trí củangười sử dụng hoặc là cố định hoặc có thể dự đoán được Các ứng dụng chính của mạngcông cộng là truyền thông thoại và dữ liệu, mặc dù truyền thông video đang trở nên phổbiến hơn An ninh là một yêu cầu then chốt, vì nhiều người sử dụng cùng chia sẻ mộtmạng Hỗ trợ kèm theo VLAN và mã hoá dữ liệu là giải pháp an ninh được sử dụng.Mạng công cộng bao gồm một số bối cảnh sử dụng được minh họa dưới đây

1.6.2.1 Nhà cung cấp dịch vụ vô tuyến truy nhập mạng

Các nhà cung cấp dịch vụ vô tuyến (WSPs) sử dụng mạng WiMAX để cung cấpkết nối tới cả khu dân cư (thoại, dữ liệu và video) và hãng kinh doanh (chủ yếu là thoại

và internet), được minh hoạ ở hình 1.11

Mạng WiMAX

Máy tính quản trị Điện thoại

VoIP

Nhà riêng

Video theo yêu cầu Điện thoại

VoIP

Điện thoại VoIP

Máy tính của

cơ sở kinh doanh

Trường học/đại học

Thay thế T1/E1 SME/SOHO/nhà sản xuất/cơ sở kinh doanh

Hình 1.11 Minh họa về mạng WiMAX của nhà cung cấp dịch vụ

WSP có thể là một CLEC (các nhà cung cấp tổng đài nội hạt cạnh trạnh) mà bắtđầu việc kinh doanh với ít hoặc không có cơ sở hạ tầng được lắp đặt Vì WiMAX rất dễ

để triển khai, nên CLEC có thể lắp đặt mạng nhanh chóng và ở vào thế cạnh tranh vớiILEC (nhà cung cấp sóng mang tổng đài nội hạt)

Kỹ thuật QoS gắn liền với WiMAX rất phù hợp với hỗn hợp lưu lượng đượcmang bởi CLEC QoS MAC cũng đưa ra dịch vụ đa mức để cung cấp cho các nhu cầudịch vụ khác nhau của khách hàng Hỗ trợ nhiều loại dịch vụ cho phép các luồng thunhập khác nhau, tuy nhiên nó giảm chi phí thu được từ khách hàng, và tăng ARPU (thunhập trung bình trên mỗi người sử dụng) WSP chỉ cần một hệ thống quảng cáo và một

cơ sở dữ liệu khách hàng

Các nhà vận hành tế bào cũng quan tâm tới ứng dụng WiMAX trong mạng của

họ Các nhà vận hành đã có các cơ sở hạ tầng quảng cáo và khách hàng, nhưng triển khaigiải pháp WiMAX sẽ mở rộng thị trường trong vùng dịch vụ của họ Tất cả các giảipháp có dây (bao gồm: cáp quang, DSL, và cáp) yêu cầu các chi phí ban đầu đáng kể để

xây dựng cơ sở hạ tầng Nói cụ thể, các giải pháp có dây không phù hợp với các thịtrường đang phát triển ở các nước, như các vùng nông thôn, thị trấn nhỏ hoặc rìa ngoại ôcủa các trung tâm lớn

1.6.2.2 Kết nối nông thôn

Các nhà cung cấp dịch vụ sử dụng WiMAX để phát triển dịch vụ cho các thịtrường ít được quan tâm trong các vùng nông thôn, vùng ngoại ô của các thành phố, nhưđược minh hoạ ở hình 1.12

Mạng WiMAX

Quận (huyện) vùng nông thôn

(dinh thự)

Hình 1.12 Kết nối nông thôn

Sự phân phát kết nối nông thôn là vấn đề then chốt trong các nước đang phát triển

và các vùng ít được quan tâm của những nước phát triển, mà ở đó không có hoặc có rất

ít cơ sở hạ tầng có giá trị Kết nối thông thôn chủ yếu cung cấp dịch vụ internet và điệnthoại Vì WiMAX cung cấp vùng phủ rộng nên đây là một giải pháp mang lại lợi nhuậnnhiều nhất

1.7 Tình hình thí nghiệm, thương mại hoá WiMAX trên thế giới và ở Việt Nam 1.7.1 Thử nghiệm và thương mai hoá WiMAX trên thế giới

Tính đến thời điểm tháng 9 năm 2007, trên thế giới đã có hơn 300 thử nghiệmWiMAX và hơn 95 hệ thống WiMAX thương mại

Hình vẽ dưới đây thể hiện các hệ thống WiMAX đã được phát tiển trên thế giới(nguồn: tập đoàn Intel):

30

Hình 1.13 Tổng quan về tình hình triển khai WiMAX trên thế giới

Trong hình vẽ trên, tần số được thử nghiệm được thể hiện bằng màu sắc như hìnhdưới:

Trong ba dải tần số được sử dụng để thử nghiệm và xây dựng hệ thống thươngmại tính đến tháng 09 năm 2007, chúng ta có thể thấy:

- Tần số 3.3-3.8 Ghz được sử dụng nhiều nhất Tần số này được sử dụng nhiều ởChâu Âu, Châu Á, Châu Phi và Nam Mỹ

- Tần số 2.3 – 2.7 Ghz được sử dụng nhiều ở Mỹ, Nhật và một số nước ở ĐôngNam Á

- Tần số 5.0-6.0 Ghz, là tần số không cần cấp phép, tương tự như dải tần số 2.4Ghzcủa WiFi, được sử dụng ở một số nơi, nhiều nhất là ở Nga

Tháng 09 năm 2007 các hãng Acer, Lenovo, Asus, Matsushita công bố kế hoạchbán máy tính xách tay gắn chip WiMAX Centrino của Intel hỗ trợ chuẩn kết nối Internetkhông dây diện rộng WiMAX mang tên Montevina vào năm 2008 Các máy tính xáchtay này sẽ được tích hợp chip tích hợp cả WiFi và WiMAX, tạo điều kiện cho ngườidùng đầu cuối có thể dễ dàng lựa chọn kết nối với một trong hai công nghệ trên

Mỹ, Hàn Quốc và Nhật là những nước đi tiên phong trong việc ứng dụngWiMAX vào thương mại hóa Các nước này cam kết bằng công nghệ WiMAX, họ sẽmang băng thông rộng không dây tới mọi miền của tổ quốc, từ thành phố cho tới nhữngkhu vực xa xôi hẻo lánh, các hải đảo xa xôi

Hiện tại ở mỗi nước đều đã quyết định đầu tư nhiều tỷ đô la cho nhiều dự ánthương mại hóa Mobile WiMAX, tiêu biểu như:

- Mỹ: Hãng điện thoại Sprint đã đầu tư 5 tỷ USD để triển khai WiMax tại 30 thànhphố và dự kiến 100 triệu dân sẽ đăng ký thuê bao dịch vụ

- Nhật Bản: Ngày 18 tháng 9 năm 2007, Tập đoàn KDDI, Tập đoàn Intel, Công tyđường sắt Đông Nhật Bản, Tập đoàn Kyocera, công ty Daiwa Securities GroupInc, và Ngân hàng Tokyo-Mitsubishi UFJ tuyên bố cùng đầu tư vào một liêndoanh có tên là Wireless Broadband Planning K.K.(WBPK) WBPK dự kiến trởthành một công ty hàng đầu thế giới trong lĩnh vực phát triển và triển khai cácdịch vụ mới dựa trên công nghệ WiMAX di động, đồng thời dự định sẽ cung cấpcác dịch vụ này trên toàn cầu thông qua các thỏa thuận chuyển vùng quốc tế

- Hàn Quốc: SK telecom và Korean telecom là hai hãng đi đầu ứng dụng WiMAXvào thương mại hóa Từ năm 2006, Hàn quốc đã sử dụng WiBro một biến thể củaWiMAX để cung cấp dịch vụ truy nhập băng thông rộng không dây

1.7.2 Thử nghiệm WiMAX tại Việt Nam

Thử nghiệm WiMAX cố định:

Tháng 03 năm 2006, Bộ bưu chính viễn thông Việt Nam cấp phép cho 4 Tổngcông ty, tập đoàn thử nghiệm Fixed WiMAX ở dải tần số 3.3-3.4Ghz gồm:

- Tập đoàn bưu chính viễn thông Việt Nam VNPT

- Tổng công ty truyền thông đa phương tiện VTC

- Tổng công ty viễn thông quân đội Viettel

thử nghiệm và đánh giá Fixed WiMAX thông qua Dự án thử nghiệm WiMAX được phốihợp thực hiện với Tập đoàn Intel, Quỹ hỗ trợ phát triển quốc tế Mỹ (USAID) triển khaitại Thành Phố Lào Cai Dự án này có hai pha thực hiện khác nhau:

- Pha thử nghiệm thứ nhất: Triển khai tại Thành phố Lào Cai với một trạm gốc

được nối với POP VNN tại bưu điện Lào Cai để kết nối với Internet Hai mươitrạm thuê bao được triển khai trong nội thành và ngoại thành của Thành phố Hệthống thiết bị WiMAX thử nghiệm được cung cấp bởi hãng Alvarion, Israel

- Pha thử nghiệm thứ hai: Triển khai tại xã Tả Van, là một xã vùng sâu, vùng xa

đường sá đi lại rất khó khăn, là một trong những xã có hạ tầng viễn thông yếukém nhất của tỉnh Lào Cai, khi chỉ chó 02 đường điện thoại PSTN về Ủy bannhân dân xã và điểm bưu điện văn hóa xã Sóng di động tới đây là của một BTScách đó 10km, vượt qua địa hình hiểm trở với nhiều dãy núi cao nên sóng rất yếu

và chập chờn

Pha thử nghiệm thứ hai này là một điển hình để nghiên cứu về các mặt côngnghệ, lợi ích xã hội cũng như bài toán kinh tế khi sử dụng WiMAX để đưa băngthông rộng về những vùng xa xôi hẻo lãnh, những nơi mà các công nghệ truyềnthống đã có khó có thể phục vụ được Hệ thống thiết bị WiMAX thử nghiệmđược cung cấp bởi hãng Airspan, Mỹ Các đơn vị còn lại cũng đã có những thửnghiệm và đánh giá của riêng mình Tuy nhiên thông tin về các thử nghiệm củacác đơn vị trên chỉ được các phương tiện thông tin đại chúng đưa tin một cáchchung chung, không cụ thể nên tôi không tổng kết vào phần viết của Luận vănnày

Thử nghiệm Mobile WiMAX

Ngày 01 tháng 10 năm 2007, chính phủ đã cấp phép thử nghiệm Mobile WiMAXtại Việt nam trong vòng 01 năm cho 5 nhà cung cấp dịch vụ, trong đó:

- Tập đoàn Bưu chính viễn thông Việt Nam VNPT sẽ thử nghiệm tại dải tần số2.5Ghz

- Bốn doanh nghiệp sẽ thử nghiệm ở dải tần 2.3Ghz là: Tổng công ty viễn thôngquân đội Vietel, Tổng công ty truyền thông đa phương tiện, Tập đoàn FPT, Công

ty viễn thông điện lực EVN

Tập đoàn bưu viễn thông Việt Nam VNPT dự kiến sẽ triển khai thử nghiệmMobile WiMAX ở Hà Nội, Thành phố Hồ Chính Minh và Đà Nẵng với thiết bị thửnghiệm được cung cấp bởi hãng Motorola, Mỹ

 Kết luận chương 2: Với những nội dụng được trình bày trong chương 1 đã cho

chúng ta một cái nhìn tổng quát về công nghệ WiMAX, chúng ta cơ bản hiểu được cấu trúc bên trong, ưu nhược điểm của wimax, và những ứng dụng trong thực tế của nó Khi đã nắm vững những kiến thức cơ bản đó rồi thì chúng ta sẽ dễ dàng hơn trong việc tìm hiểu nguyên lý hoạt động cũng như cách thức xử lý tín hiệu trong WiMAX sẽ được trình bày trong các chương sau.

34

CHƯƠNG 2:

 Giới thiệu chương: Chương II này chũng ta sẽ đi tìm hiểu đặc điểm công nghệ

của 2 chuẩn WiMAX đang được sử dụng rộng rãi hiện này đó là chuẩn IEEE 802.16d

-2004 hay còn gọi là Fixed WiMAX và chuẩn IEEE 802.16e -2005 hay còn gọi là Mobile WiMAX Chương này chung ta sẽ thấy được sự khác nhau giữa 2 chuẩn công nghệ này

từ cấu trúc phân lớp, cấu trúc khung dữ liệu và tần số sử dụng từ đó có thể đưa ra chuẩn cộng nghệ nào sẽ phù hợp với những loại hình dịch vụ gì

Chương này chúng ta sẽ đề cập đến những vấn đề các băng tần WiMAX sử dụngcác mô tả kỹ thuật của chuẩn WiMAX (fixed và mobile)

Cũng giống như các bộ chuẩn 802 của IEEE , 802.16 chỉ tập trung vào việc mô tả

và chuẩn hoá hai lớp liên kiết dữ liệu (Datalink Layer) và lớp vật lý (Physical Layer)trong mô hình OSI Hình 2.1 thể hiện vị trí tương đối của các lớp MAC và PHY trongWiMAX

Bảng 2.1 Vị trí tương đối của các lớp MAC và PHY

Sơ lược về các lớp trong chuẩn 802.16 nói chung:

Lớp MAC mô tả trong 802.16 bao gồm ba lớp con (Sublayer): lớp con hội tụ

(CS), lớp con MAC (CPS) và lớp con bảo mật

Lớp CS cung cấp bất cứ việc chuyển đổi hoặc ánh xa từ các mạng mở rộng khácnhư ATM, Ethernet, thông qua một điểm truy nhập dịch vụ SAP Chính xác hơn, lớp này

làm nhiệm vụ chuyển đổi các gói tin từ các định dạng của mạng khác thành các gói tinđịnh dạng theo 802.16 và chuyển xuống cho lớp CPS Cũng tại đây sẽ diễn ra sự phânlớp dịch vụ của các mạng ngoài để ánh xạ vào một dịch vụ thích hợp trong 802.16

Lớp CPS cung cấp các chức năng chính của lớp MAC, đó là các chức năng nhưtruy nhập, phân bố băng thông, thiết lập, quản lí kết nối Nó sẽ nhận dữ liệu từ các CSkhác nhau để phân lớp vào một kết nối MAC riêng Chất lượng dịch vụ cũng sẽ được ápdụng trong việc truyền và sắp xếp dữ liệu

Lớp con bảo mật cung cấp các cơ chế chứng thực, trao đổi khóa và mã hóa

Lớp vật lý bao gồm rất nhiều các định nghĩa khác nhau, mỗi cái thích hợp cho

Khái niệm CID: Một kết nối được hiểu là một ánh xạ từ MAC-BS tới MAC-SS

với mục đích vận chuyển lưu lượng của một loại dịch vụ Mỗi kết nối được xác định bởi

một CID là viết tắt của chữ Connection Identifier, có độ dài 16bit

Lớp con hội tụ CS thi hành một số các chức năng như nhận các PDU từ lớp caohơn, phân lớp dịch vụ các PDU đó, tùy theo các dịch vụ mà xử lí các PDU, phân phốicác PDU này xuống lớp con MAC thông qua một điểm SAP thích hợp

Tuy nhiên, nhiệm vụ chính của lớp này là phân loại các đơn vị dịch vụ dữ liệuSDU, ánh xạ nó vào một kết nối MAC phù hợp, tức là vào một CID, đảm bảo cho việc

xử lí QoS Để đảm bảo thực hiện được điều này, lớp CS có thể sử dụng các thuật toántinh vi để ánh xạ hoặc cũng có thể thêm, thay đổi tiêu đề mỗi gói tin của lớp trên để xử

lí Hiện tại chỉ có hai định nghĩa được được cung cấp trong 802.16: ATM CS và Packet

CS ATM CS được định nghĩa cho các dịch vụ ATM còn Packet CS được định nghĩacho các dịch vụ gói như Ipv4, Ipv6, Ethernet, VLAN…

36

ATM CS nhận các tế bào ATM, xử lí, phân lớp dịch vụ và phân phối nó xuốnglớp dưới.

Packet CS phân lớp các loại MAC SDU vào kết nối thích hợp, gỡ, thêm các tiêu

đề, phân phối dữ liệu đến lớp con MAC, nhận dữ liệu từ lớp con MAC rồi xử lí

Các MAC SDU sẽ được phân loại bằng cách ánh xạ nó vào một kết nối riêng,điều đó cũng có nghĩa là MAC SDU sẽ được ánh xạ vào một luồng dịch vụ riêng, có cácđặc điểm QoS riêng Hình 2.2 thể hiện quá trình phân loại MAC SDU

Hình 2.2 Quá trình phân loại MAC SDU 2.1.1.2 Lớp con MAC CPS

Sự trao đổi giữa các BS và SS trong một vùng thường có mấy dạng kiến trúc làP2P, PMP và Mesh

- Kiến trúc P2P xảy ra khi chỉ có một BS và một SS, các kết nối xảy ra giữa từngcặp BS, SS

- Kiến trúc PMP là sẽ có một kết nối giữa một BS với nhiều SS khác nhau So vớiP2P thì PMP có khả năng phục vụ cao hơn, hiệu suất tốt nhưng phạm vi bao phủthường hẹp hơn nhiều Kiến trúc PMP trong triển khai thường được tổ chức thànhcác vùng (sector) và nó hỗ trợ tốt trong truyền thông multicast

- Kiến trúc Mesh là kiến trúc mà bao giờ cũng có một đường liên kết giữa hai điểmbất kì

Mặc dù 802.16- 2004 hỗ trợ cả ba kiểu kiến trúc trên nhưng PMP là kiến trúcđược quan tâm nhất Kiến trúc này có một BS làm trung tâm sẽ cung cấp kết nối chonhiều SS Trên đường xuống (downlink), dữ liệu đưa tới SS được hợp kênh theo kiểuTDM Các SS chia sẻ đường lên theo dạng TDMA

MAC 802.16 theo kiểu hướng kết nối (connection-oriented) Tất cả những dịch

vụ bao gồm những dịch vụ không kết nối (connectionless) cố hữu, được ánh xạ tới mộtkết nối Điều đó cung cấp một cơ chế cho yêu cầu dải thông, việc kết hợp

QoS và các tham số về lưu lượng, vận chuyển và định tuyến dữ liệu đến lớp conquy tụ thích hợp và tất cả các hoạt động khác có liên quan đến điều khoản hợp đồng củadịch vụ Các kết nối được tham chiếu đến các CID 16-bit (16-bit connection identifier)

và có thể yêu cầu liên tiếp dải thông được cấp phát hay dải thông theo yêu cầu

Đánh địa chỉ và kết nối

Mỗi SS sẽ có một địa chỉ cứng gọi là địa chỉ MAC 48bit, giống như được địnhnghĩa trong 802 nói chung Địa chỉ này là duy nhất cho thiết bị trên toàn thế giới Nóđược sử dụng trong quá trình khởi tạo kết nối Nó cũng có thể được dùng để chứng thựcgiữa BS và SS với nhau

Lúc vào mạng, SS được gán ba kết nối quản lý (management connection) cho mỗihướng (Uplink hoặc Down link) Ba kết nối này phản ánh ba yêu cầu QoS khác nhauđược sử dụng cho ba mức quản lý khác nhau giữa BS và SS Kết nối đầu tiên là kết nối

cơ sở (basic connection) được dùng để truyền các thông điệp ngắn, “time-critical MAC”

và RLC (radio link control) Kết nối quản lý sơ cấp (primary management connection)được sử dụng để truyền các thông điệp dài hơn, chịu trễ nhiều hơn như những gì được sửdụng để chứng thực và cài đặt kết nối Kết nối quản lý thứ cấp được sử dụng để truyềncác thông điệp quản lý dựa trên cơ sở các chuẩn như DHCP (Dynamic HostConfiguration Protocol), TFTP (Trivial File Transfer Protocol) và SNMP (SimpleNetwork Management Protocol) Ngoài những kết nối quản lý này, các SS được cấpphát các kết nối vận chuyển (transport connection) cho các dịch vụ đã ký hợp đồng.Những kết nối vận chuyển theo một hướng duy nhất đơn giản hoá các tham số QoSđường lên và đường xuống khác nhau và các tham số lưu lượng Ngoài ra MAC còn dựtrữ các kết nối bổ sung cho những mục đích khác như sự truy nhập lúc khởi đầu trên cơ 38

sở cạnh tranh, sự truyền quảng bá (broadcast) cho đường xuống hoặc sự kiểm tra tuần tự(polling)

Định dạng MAC PDU

MAC PDU là đơn vị dữ liệu được dùng để trao đổi thông tin giữa các lớp MACcủa BS và SS MAC PDU có hai dạng, dạng thông thường và dạng yêu cầu băng thông.MAC PDU thông thường bắt đầu bởi một tiêu đề có chiều dài cố định Tiếp theo là tải(payload), tải có độ dài thay đổi, chính vì vậy mà MAC PDU cũng có chiều dài thay đổi

Và cuối cùng là mã CRC MAC PDU yêu cầu băng thông thì chỉ có phần tiêu đề

Hình 2.3 Cấu trúc của MAC PDU

Mỗi MAC PDU bao gồm phần tiêu đề có chiều dài cố định Tiếp theo là tải, tảithông thường bao gồm các tiêu đề con (subheader) và MAC SDU Tải cũng có thể có độdài bằng 0 trong trường hợp đó là MAC PDU dùng để yêu cầu băng thông CRC(Cyclical Redundancy Checking) là mã vòng kiểm soát lỗi cho cả phần header vàpayload trong MAC PDU tương ứng với nó CRC chỉ được gắn vào MAC PDU khi đó

là MAC PDU thông thường (chứa thông tin quản lý hoặc dữ liệu) Như vậy, MAC PDUyêu cầu băng thông không được bảo vệ bằng CRC

Quá trình xây dựng MAC PDU

Trước khi được truyền đi, lớp MAC sẽ phải xây dựng MAC PDU một cách hợp lí

và hiệu quả nhất Quá trình này bao gồm các bước sau:

- Quá trình móc nối: Nhiều MAC PDU có thể được kết hợp với nhau vào một

phiên truyền ( PDU dữ liệu, PDU yêu cầu băng thông,…) Quá trình này có thểthực hiện ở cả đường lên và đường xuống

- Quá trình phân mảnh: Quá trình này chia một MAC SDU có kích thước lớn

thành nhiều MAC PDU có kích thước hợp lí hơn Quá trình này đước sử dụng đối

với các dịch vụ mà gói tin có kích thước lớn, như voice, video, Được dùng đểkhai thác một cách hiệu quả băng thông liên quan đến chất lượng dịch vụ Nó cóthể được thực hiện ở cả đường lên và đường xuống

- Quá trình đóng gói (packing): Quá trình kết hợp nhiều MAC SDU thành một

MAC PDU Các kết nối phải cho phép mang các gói tin có kích thước thay đổi đểkhai thác được hiệu quả tính năng này

Cả hai quá trình phân mảnh và đóng gói có thể được bắt đầu bởi một BS cho mộtkết nối đường xuống hoặc một SS cho một kết nối đường lên Hai quá trình này đượccho phép đồng thời để có thể sử dụng dải thông một cách hiệu quả

Yêu cầu dải thông và cấp phát

Khi vào mạng, mỗi SS đựoc gán đến 3 CIDs cho các mục đích gửi và nhận nhữngthông điệp điều khiển 3 cặp kết nối CID này được sử dụng để phân biệt các mức QoScủa các kết nối khác nhau Yêu cầu tăng hoặc giảm băng thông rất cần thiết cho tất cảcác dịch vụ ngoại trừ kết nối UGS (dịch vụ cấp phát tự nguyện) có tốc độ bit không đổi.Ngoài ra các kết nối khác có nhu cầu tăng hoặc giảm băng thông phụ thuộc vào lưulượng truyền

Khi một SS cần yêu cầu băng thông trên một kết nối với dịch vụ lập lịch BE (BestEffort), nó gửi một thông điệp đến BS bao gồm nhu cầu tức thì về kết nối DAMA(DAMA là một dịch vụ cung cấp tài nguyên khi SS phát sinh nhu cầu) QoS cho kết nối

đã được tạo lập tại lúc thiết lập kết nối và được tìm kiếm bởi BS

Hỗ trợ PHY và cấu trúc khung

MAC IEEE 802.16-2004 hỗ trợ cả TDD lẫn FDD Sự lựa chọn giữa hai côngnghệ song công này có những ảnh hưởng nhất định đến thông số lớp PHY cũng như tácđộng đến các đặc tả hỗ trợ của MAC

Ở hệ thống FDD, đường lên và đường xuống được đặt ở những tần số riêng biệt,

dữ liệu đường xuống có thể được phát "continuous" (liên tục) hoặc theo từng "burst"(không liên tục) Các đường xuống “continuous” có tính đến các kỹ thuật nâng cao hiệusuất như “interleaving” (chèn) Các đường xuống “burst” (hoặc FDD hoặc TDD) chophép sử dụng nhiều kỹ thuật nâng cao khả năng và dung lượng hơn như “burst-profiling”thích ứng mức thuê bao và các hệ thống ăngten cải tiến

40