Nghiên cứu WIMAX và mô phỏng WIMAX trên NS2

NHIỆM VỤ CỦA ĐỒ ÁN  Họ tên sinh viên thực hiện: Nguyễn Hồng Nhung  Giảng viên hướng dẫn: Kỹ sư Đỗ Thị Loan  Niên khóa: 2009- 2014  Khoa: Công Nghệ Điện Tử Truyền Thông  Hệ: Đại Học Chính Quy  Tên đề tài: Nghiên cứu WiMax mô WiMax NS2  Nhiệm vụ đồ án: Với đề tài “Nghiên cứu WiMax mô WiMax NS2” em xin trình bày nội dung đồ án gồm chương sau: - Chương 1: Tổng quan WiMax - Chương 2: Các kỹ thuật sử dụng WiMax - Chương 3: Mô hệ thống WiMax i LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian từ bắt đầu học tập giảng đường đại học đến nay, em nhận nhiều quan tâm, giúp đỡ quý thầy cô Với lòng biết ơn sâu sắc nhất, em xin gửi đến thầy cô khoa Công Nghệ Điện Tử Truyền Thông- Trường Đại Học Công Nghệ Thông Tin Truyền Thông với tri thức tâm huyết để truyền đạt vốn kiến thức cho chúng em suốt thời gian học tập trường Để hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp em xin gửi lời cảm ơn tới cô giáo Ks Đỗ Thị Loan tận tình hướng dẫn em suốt thời gian làm luận văn vừa qua Cuối em xin gửi lời cảm ơn tới thầy cô giáo Khoa Công Nghệ Điện Tử Truyền Thông, người thân gia đình bạn bè - người hướng dẫn, giúp đỡ em suốt thời gian học tập trường việc hoàn thành đồ án tốt nghiệp ii LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan: - Những nội dung đồ án em thực hướng dẫn trực tiếp giáo viên hướng dẫn kĩ sư Đỗ Thị Loan - Mọi chép hợp lệ, không vi phạm quy chế đào tạo, hay gian trá - Mọi tham khảo dùng đồ án trích dẫn rõ ràng tên tác giả, tên công trình, thời gian, địa điểm công bố Sinh viên: Nguyễn Thị Hồng Nhung iii LỜI MỞ ĐẦU Trong thời đại ngày nay, phát triển công nghệ thông tin gắn liền với phát triển kinh tế, giàu sang thịnh vượng quốc gia Những lợi ích mang lại phủ nhận Chính việc xây dựng hệ thống hạ tầng công nghệ thông tin vững mạnh, đại động lực góp phần to lớn thúc đẩy phát triển lên đất nước Vài năm trở lại công nghệ không dây Wireless LAN(WLAN) sử dụng ngày nhiều đời sống, với tính ưu việt làm thay đổi đáng kể phương thức truyền dẫn mạng LAN truyền thống Với mạng WLAN, khách hàng lưu động kết nối đến mạng LAN, đến internet thông qua kết nối không dây.Trong đô thị đại giới ngày tự hào với hàng trăm điểm kết nối WLAN công cộng, người dung nước phát triển hay khu vực nông thôn, vùng sâu, vùng xa, hải đảo thưa thớt dân cư- nơi mà việc triển khai công nghệ đòi hỏi khoản chi phí cao đáng kể sao? Công nghệ WiMax đời giải pháp hoàn hảo đáp ứng yêu cầu kể trên, mặt công nghệ lẫn chi phí triển khai Công nghệ WiMax dùng sóng vô tuyến xây dựng giải pháp mạng đại Với giá thành tính ổn định cao, giải pháp mạng không dây WiMax xu hướng tất yếu để mở rộng, thay dần hệ thống LAN truyền thống sử dụng kết nối cáp, WiMax hỗ trợ cho nhiều thiết bị ứng dụng dựa chuẩn TCP/IP việc kết nối mạng thực nơi đâu vùng phủ sóng Đồng thời, trạm phát sóng cho phép hỗ trợ nhiều kết nối thiết bị truy xuất Với internet, tốc độ cốt yếu.Mạng không dây WiMax tiết kiệm thời gian lắp đặt chạy dây, tiết kiệm công sức nhân lực không cần phải lắp đặt điểm truy cập mạng LAN thông thường Việc kết nối tự động hóa mạng cài đặt phần cứng khác nhau, giúp việc triển khai bố trí lại đơn giản linh hoạt iv Việc ứng dụng công nghệ WiMax vào hạ tầng mạng giúp sử dụng, kết nối internet tốc độ cao không chuyện xa vời, hoi nơi hẻo lánh mà khả kéo cáp gặp nhiều khó khăn Góp phần thu hẹp khoảng cách nông thôn thành thị việc chiếm lĩnh thông tin Nhằm tìm hiểu kĩ công nghệ này, em chọn đề tài :”Nghiên cứu WiMax mô WiMax NS2” Nội dung đồ án bao gồm chương : Chương 1: Tổng quan WiMax Trong chương trình bày khái niệm bản, cấu trúc, băng tần sử dụng, ứng dụng thực tế ưu nhược điểm công nghệ WiMax Chương 2: Các kỹ thuật sử dụng WiMax Trong chương trình bày khái niệm bản, ưu nhược điểm kỹ thuật điều chế OFDM kỹ thuật đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao OFDMA, ứng dụng kỹ thuật Chương 3: Mô hệ thống WiMax Để làm rõ vấn đề trình bày chương trước Chương mô mạng WiMax đơn giản sử dụng phần mềm NS2 v DANH MỤC VIẾT TẮT AK Authentication Key - Khóa chứng thực ATM Asynchronous Transfer Mode AWGN Additive White Gaussian Noise - Nhiễu Gaussian trắng cộng BER Bit Error Rate - Tỉ lệ lỗi bit BPSK Binary Phase Shift Keying - điều chế pha nhị phân BS Base Station - Trạm gốc CDMA Code Division Multiple Access - Đa truy cập phân chia theo mã CID Connection Identifier - Định danh kết nối CP Cyclic Prefix - Tiền tố vòng CPE Customer Premise Equipment CRC Cyclic Redundancy Check - Kiểm tra lỗi dư vòng FDD Frequency Division Duplex - Ghép kênh phân chia theo tần số FFT Fast Fourier Transform - Chuyển đổi Fourier nhanh GSM Global System for Mobile communications - Hệ thống thông tin di động toàn cầu ICI InterChannel Interference - Nhiễu xuyên kênh IDFT Inverse Discrete Fourier Transform - Biến đổi Fourirer rời rạc ngược IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers - Học Viện Kỹ Sư Điện Điện Tử IFFT Inverse Fast Fourier Transform - Biến đổi Fourier ngược nhanh ISI Inter-Symbol Interference - Nhiễu xuyên ký tự LOS Line Of Sight - Tầm nhìn thẳng MAC Media Access Control - Điều khiển truy nhập môi trường MAN Metropolitan Area Network – Mạng đô thị MIMO Multiple Input Multiple Output - Nhiều đầu vào, nhiều đầu MISO Multiple Input Single Output - Nhiều đầu vào, đầu MS Mobile Station - Trạm di động NLOS Non–Line-Of-Sight - Không tầm nhìn thẳng vi OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing - Ghép kênh phân chia theo tần số trực giao OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiple Access - Đa truy cập ghép kênh chia tần số trực giao PDU Packet Data Unit - Đơn vị gói liệu PKM Privacy and Key Management - Quản lý riêng tư khóa QAM Quadrature Amplitude Modulation - Điều chế biên độ trực giao QoS Quality of Service - Chất lượng dịch vụ QPSK Quadature Phase Shift Keying - điều chế pha trực giao RF Radio Frequency - Tần số vô tuyến SA Security Association – Tập hợp bảo mật SDU Service Data Unit - Đơn vị liệu dịch vụ SLA Service-Level Agreement - Thỏa thuận mức dịch vụ SNR Signal-to-Noise Ratio – Tỉ lệ tín hiệu nhiễu SS Subscriber Station - Trạm thuê bao TDM Time Division Multiplexing – Ghép kênh phân chia theo thời gian TDMA Time Division Multiplexing Access – Đa truy cập phân chia theo thời gian UDP User Datagram Protocol UGS Unsolicited Grant Services UMTS Universal Mobile Telephone System WiFi Wireless Fidelity WiMAX Worldwide interoperability for Microwave Access WLAN Wireless Local Area Network – Mạng cục không dây vii MỤC LỤC NHIỆM VỤ CỦA ĐỒ ÁN i LỜI CẢM ƠN ii LỜI CAM ĐOAN iii LỜI MỞ ĐẦU iv DANH MỤC VIẾT TẮT vi MỤC LỤC viii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ xi CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ WIMAX 1.1 Giới thiệu chương .1 1.2 Giới thiệu chung mạng băng rộng không dây 1.2.1.Mạng không dây 1.2.2 Thế băng rộng? 1.3 Giới thiệu chung WIMAX 1.3.1 Sự đời WIMAX 1.3.2 Khái niệm WIMAX 1.3.3 Ưu điểm, nhược điểm c WiMax .4 1.4 Các chuẩn WiMax 1.4.1 Chuẩn IEEE 802.16a 1.4.2 Các chuẩn bổ sung (amendments) WIMAX 11 1.4.3 Thành phần hệ thống 13 1.5 Phổ WiMax .14 1.5.1 Băng tần đăng ký 14 1.5.2 Băng tần không đăng ký 5GHz 14 1.5.3.Các băng tần đề xuất cho WiMax giới 15 1.5.4.Các băng tần Việt Nam có khả dành cho WiMax 16 1.6 Cấu trúc WiMax 17 1.6.1.Các đặc tính lớp vật lý 17 1.6.2.Các đặc tính lớp truy nhập (MAC) 19 viii 1.7.Wimax mối quan hệ với công nghệ không dây đặc điểm tương tự wimax 19 1.7.1.Wimax WLAN 19 1.7.2.WiMax WiFi 20 1.8.Mô hình triển khai công nghệ WIMAX .21 1.8.1.Mạng dùng riêng 21 1.8.2.Các mạng phục vụ cộng đồng: .29 1.9.Kết luận chương 31 CHƯƠNG 2: CÁC KỸ THUẬT SỬ DỤNG TRONG WIMAX 32 2.1.Giới thiệu chương 32 2.2 Kỹ thuật OFDM 32 2.2.1.Khái niệm 32 2.2.2 Sơ đồ khối OFDM 34 2.2.3.Chuỗi bảo vệ hệ thống OFDM 35 2.2.4.Nguyên tắc giải điều chế OFDM 36 2.2.5.Các ưu nhược điểm kĩ thuật OFDM 36 2.3 Kỹ thuật OFDMA .38 2.3.1.Khái niệm 38 2.3.2.Đặc điểm 38 2.3.3.OFDMA nhảy tần 40 2.3.4.Hệ thống OFDMA .41 2.4 Điều chế thích nghi 42 2.5 Công nghệ sửa lỗi .43 2.6 Điều khiển công suất 43 2.7 Các công nghệ anten tiên tiến 43 2.7.1.Phân tập thu phát .43 2.7.2.Các hệ thống anten thích nghi 45 2.8 Kết luận chương 45 CHƯƠNG 3: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG WIMAX .46 3.1 Phần mềm mô NS2 .46 ix 3.1.1 Cấu trúc NS2 47 3.1.2 Khả mô NS-2 49 3.2.Xây dựng chương trình mô .50 3.2.1.Giả thuyết 50 3.2.2.Kịch mô 50 3.3 Phân tích kết mô 51 3.3.1 Hoạt động 51 3.3.2.Tính lượng băng thông sử dụng BS .54 3.4 Nhận xét 55 3.5 Kết luận chương 55 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 56 Kết luận đồ án 56 Hướng phát triển đề tài .56 TÀI LIỆU THAM KHẢO 57 x Trong trình suy giảm tín hiệu, hệ thống WiMax dịch đến sơ đồ điều chế thấp để trì chất lượng kết nối ổn định liên kết Đặc điểm cho phép hệ thống khắc phục fading lựa chọn thời gian 2.5 Công nghệ sửa lỗi Các công nghệ sửa lỗi sử dụng WiMax để đạt yêu cầu tỉ số tín hiệu tạp âm hệ thống Các thuật toán FEC, mã hóa xoắn chèn dùng để phát sửa lỗi cải thiện thông lượng Các công nghệ sửa lỗi mạnh giúp khôi phục khung bị lỗi mà bị fading lựa chọn tần số lỗi cụm Tự động yêu cầu lặp lại (ARQ) dùng để sửa lỗi mà sửa FEC, gửi lại thông tin bị lỗi Điều có ý nghĩa cải thiện chất lượng tỉ lệ lỗi bit (BER) mức ngưỡng 2.6 Điều khiển công suất Các thuật toán điều khiển công suất dùng để cải thiện chất lượng toàn hệ thống, thực trạm gốc gửi thông tin điều khiển công suất đến CPE để điều chỉnh mức công suất truyền cho mức nhận trạm gốc mức xác định trước Trong môi trường fading thay đổi động, mức tiêu định trước có nghĩa CPE truyền đủ công suất thỏa mãn yêu cầu Điều khiển công suất giảm tiêu thụ công suất tổng thể CPE nhiễu với trạm gốc vị trí Với LOS, công suất truyền CPE gần tương ứng với khoảng cách đến trạm gốc, với NLOS, tùy thuộc nhiều vào độ hở vật cản 2.7 Các công nghệ anten tiên tiến Công nghệ anten dùng để cải thiện truyền dẫn theo hai cách – sử dụng công nghệ phân tập sử dụng hệ thống anten công nghệ chuyển mạch tiên tiến Các công nghệ cải thiện tính co dãn tỉ số tín hiệu tạp âm không bảo đảm phát dẫn không bị ảnh hưởng nhiễu 2.7.1.Phân tập thu phát Các lược đồ phân tập sử dụng để lợi dụng tín hiệu đa đường phản xạ xảy môi trường NLOS Bằng cách sử dụng nhiều ăng ten (truyền và/hoặc nhận), fading, nhiễu tổn hao đường truyền làm 43 giảm Phân tập truyền sử dụng mã thời gian không gian STC Đối với phân tập nhận, công nghệ kết hợp tỷ lệ tối đa (MRC) mang lại ưu điểm hai đường thu riêng biệt Về MISO (nhiều đầu vàomột đầu ra) Hình 2.13: MISO Mở rộng tới MIMO, sử dụng MIMO nâng cao thông lượng tăng đường tín hiệu MIMO sử dụng nhiều ăng ten thu và/hoặc phát cho ghép kênh theo không gian Mỗi ăng ten truyền liệu khác mà sau giải mã máy thu Đối với OFDMA, sóng mang kênh băng hẹp tương tự, fading lựa chọn tần số xuất fading phẳng tới mối sóng mang Hiệu ứng sau mô hình hóa khuếch đại không đổi phức hợp đơn giản hóa thực máy thu MIMO cho OFDMA Hình 2.14: MIMO 44 2.7.2.Các hệ thống anten thích nghi Các hệ thống anten thích nghi (Adaptive Antenna systems – AAS) phần tùy chọn Các trạm gốc có trang bị AAS tạo chùm mà lái, tập trung lượng truyền để đạt phạm vi lớn Khi nhận, chúng tập trung hướng cụ thể máy thu Điều giúp cho loại bỏ nhiễu không mong muốn từ vị trí khác Hình 2.15:Beam Shaping Hình 2.16: AAS đường xuống 2.8 Kết luận chương Chương trình bày đặc điểm kỹ thuật WiMax, bật kỹ thuật OFDM, OFDMA, với kỹ thuật điều chế thích nghi, sửa lỗi hệ thống anten thông minh 45 CHƯƠNG 3: MÔ PHỎNG HỆ THỐNG WIMAX 3.1 Phần mềm mô NS2 Môi trường thực mô NS-2 (Network Simulator) NS-2 công cụ mã nguồn mở cho phép mô mạng chuyển mạch gói, hỗ trợ mô giao thức TCP, UDP, giao thức định tuyến, giao thức lớp MAC môi trường mạng vô tuyến hữu tuyến wireless LANs, Mobile Ad hoc Networks (MANETs), mạng vệ tinh… NS-2 đơn vị mô hướng đối tượng Cấu trúc ngôn ngữ bao gồm hai thành phần: ngôn ngữ hướng đối tượng C++ OTCL phân biệt theo mức điều khiển mức xử lí gói C++ sử dụng để xử lí mức gói OTCL sử dụng để định nghĩa thông số cấu hình mô topology mạng, kiểu đơn vị lập lịch, thời điểm khởi đầu kết thúc luồng liệu, kiểu luồng với định danh nút nguồn đích… Nhìn từ phía người sử dụng, NS-2 chương trình biên dịch mã Otcl liên kết tới thư viện C++ Các đối tượng sở TCP, CBR, … xây dựng C++ Đầu vào NS-2 tập mã lệnh Otcl, đầu tập tin mô tiến trình theo yêu cầu thể tập lệnh Otcl Kết mô quan sát hình ảnh mô tả trực quan với ứng dụng Nam (the Network Animator), đồ thị (Xgraph, Trace graph) xử lý tệp lệnh tuỳ chọn Với cấu trúc này, việc sử dụng NS-2 trở nên đơn giản nhiều so với sử dụng trực tiếp C++ có tính C++ Với đặc điểm trên, NS-2 thực công cụ phần mềm hữu ích cho việc học tập, nghiên cứu mạng thông tin, giúp cho việc thực hành mạng trở nên hiệu 46 3.1.1 Cấu trúc NS2 Hình 3.1:Cấu trúc NS-2 Cấu trúc NS-2 bao gồm thành phần Hình 2, chức chúng mô tả sau:  OTcl Script Kịch OTcl  Simulation Program Chương trình Mô phòng  OTcl Bộ biên dịch Tcl mở rộng hướng đối tượng  NS Simulation Library Thư viện Mô NS  Event Scheduler Objects Các đối tượng Bộ lập lịch Sự kiện  Network Component Objects Các đối tượng Thành phần Mạng  Network Setup Helping Modules Các mô đun Trợ giúp Thiết lập Mạng  Plumbling Modules Các mô đun Plumbling  Simulation Results Các kết Mô  Analysis Phân tích  NAM Network Animator Minh họa Mạng NAM Trong hình trên, NS Bộ biên dịch Tcl mở rộng hướng đối tượng; bao gồm đối tượng: Bộ lập lịch kiện, đối tượng thành phần mạng mô đun trợ giúp thiết lập mạng Để sử dụng NS-2, người dùng lập trình ngôn ngữ kịch OTcl Người dùng thêm mã nguồn Otcl vào NS-2 cách viết lớp đối 47 tượng OTcl Những lớp biên dịch với mã nguồn gốc Kịch OTcl thực việc sau: Khởi tạo Bộ lập lịch Sự kiện  Thiết lập Mô hình mạng dùng đối tượng thành phần mạng  Báo cho nguồn traffic bắt đầu truyền ngưng truyền packet Bộ lập lịch Sự kiện Bộ lập lịch Sự kiện NS-2 thực việc sau: Tổ chức Bộ định thời mô  Huỷ kiện hàng đợi kiện  Triệu gọi Thành phần mạng mô Tùy vào mục đích người dùng kịch mô OTcl mà kết mô lưu trữ vào tệp vết (trace file) với khuôn dạng (format) người phát triển NS định nghĩa trước theo khuôn dạng người sử dụng NS định viết kịch mô Nội dung tệp vết tải vào ứng dụng khác để thực phân tích NS định nghĩa loại tệp vết: - Nam trace file (file.nam): Chứa thông tin tô-pô mạng như: nút mạng, đường truyền, vết gói tin; dùng để minh họa trực quan mạng thiết lập - Trace file (file.tr): Tệp ghi lại vết kiện mô phỏng, tệp file dạng text, có cấu trúc, dùng cho công cụ lần vết giám sát mô như: Gnuplot, XGRAPH hay TRACEGRAPH Hình 1.2: Luồng kiện cho file Tcl chạy NS-2 48 3.1.2 Khả mô NS-2 NS-2 hỗ trợ mô tốt cho mạng có dây mạng không dây Bao gồm ưu điểm bật sau: - Khả kiểm tra tính ổn định giao thức mạng tồn - Khả đánh giá giao thức mạng trước đưa vào sử dụng - Khả thực thi mô hình mạng lớn mà gần ta thực thi thực tế - Khả mô nhiều loại mạng khác Trong NS-2 có khả mô phỏng: - Các mô hình mạng: LAN, WLAN, di động, vệ tinh, - Các giao thức mạng như: TCP, UDP - Các dịch vụ nguồn lưu lượng như: FTP, CBR, VBR, Telnet, http - Các kỹ thuật quản lý hàng đợi: Vào trước Ra trước (Drop Tail), Loại bỏ sớm ngẫu nhiễn - RED (Random Early Drop) Xếp hàng dựa phân lớp – CBQ (Class-Based Queueing) - Các thuật toán định tuyến như: Dijkstra, Distance Vector, Link State… - Các Chuẩn IEEE 802.11, IEEE 802.3,… - NS-2 thực thi multicasting vài giao thức lớp Điều khiển truy cập đường truyền (MAC) mô LAN So với phần mềm mô mạng khác NS-2 có ưu sau: - NS-2 có mã nguồn mở miễn phí - NS-2 có kiến trúc mở, tạo điều kiện cho việc mở rộng - NS-2 phát triển từ phần mềm tiếng giới REAL NEST nên có điểm mạnh khắc phục yếu điểm phần mềm - NS-2 hỗ trợ tính mạng IP, từ phát triển thêm phần tử mạng - NS-2 có cấu trúc modul, thuận tiện cho việc nghiên cứu tìm hiểu phát triển 49 3.2.Xây dựng chương trình mô 3.2.1.Giả thuyết Các giả thuyết sử dụng mô phỏng:  Chỉ thực thi lớp phần chung MAC chuẩn IEEE 802.16, không thực thi chế bảo mật thực lớp MAC bảo mật  Không đề cập đến khoảng thời gian để trạm SS đồng với BS  Tất trạm BS SS sử dụng kiểu anten omni-directional thiết lập sẵn lớp vật lý NS-2 để truyền thông  Không thực thi lớp vật lý chuẩn IEEE 802.16 Nhưng sử dụng lại thành phần sẵn có lớp vật lý chuẩn IEEE 802.11 hỗ trợ NS-2 kiểu kênh truyền, kiểu anten, mô hình truyền sóng vô tuyến…  Kiểu hàng đợi Droptail (FIFO – First In First Out)  Giả sử trình truyền BS SS ngược lại không xảy tượng gói, không thực thi chế ARQ (Automatic Repeat Request) 3.2.2.Kịch mô Mô hình mạng sử dụng để mô dựa kiến trúc Point-toMultipoint (chuẩn IEEE 802.16) bao gồm: trạm gốc BS (node_0) trạm thuê bao SS (node_1, node_2), đặt cố định tọa độ cho trước Hình 3.3: Kiến trúc mạng mô 50 Trong kịch mô trên: SS_1 gửi thông báo ranging, thông báo BWREQ bắt đầu truyền liệu đến BS (kênh uplink) Sau đó, SS_2 gửi liệu đến BS Các trình truyền kết thúc thời điểm 10s Các thông số sử dụng:  Băng thông kết nối: 10 Mbps/ sector  Độ trễ kết nối: 10 ms  Phạm vi mô phỏng: 1000 x 1000  Giao thức định tuyến: DSDV(Destination Sequence Distance Vector)  Kích thước tối đa hàng đợi 50 (số gói tối đa chứa hàng đợi)  Lớp dịch vụ thiết lập kết nối BS SS_1 UGS (biểu diễn cho ứng dụng VOIP) lớp dịch vụ thiết lập kết nối BS SS_2 rtPS(biểu diễn cho ứng dụng video, MPEG4)  Drop packet rate: < 5%  Thời gian thực mô phỏng: 10s 3.3 Phân tích kết mô 3.3.1 Hoạt động  Vào thời điểm bắt đầu mô phỏng, SS tiến hành quét kênh dải tần định nghĩa để tìm kênh downlink thích hợp đồng Sau đó, SS nhận thông báo mô tả kênh vật lý DCD (downlink) UCD (uplink) để lấy thông số cần thiết  Tiếp đó, SS gửi yêu cầu ranging (thông báo RNGREQ) đến BS 51 Hình 3.4: Các SS gửi yêu cầu ranging  Tiếp đó, BS gửi lại đáp ứng ranging (thông báo RNGRSP) thông báo ULMAP, DLMAP chứa thông tin lớp MAC thời điểm truy cập thông tin khác hai kênh uplink downlink Hình 3.5: BS gửi đáp ứng ranging  Sau nhận thông báo RNGRSP từ BS Tại thời điểm 1, 52 SS_1 gửi yêu cầu cấp phát băng thông (thông báo BWREQ) cho BS, sau nhận băng thông cấp phát, SS_1 bắt đầu truyền liệu đến BS Hình 3.6: SS_2 gửi yêu cầu băng thông Hình 3.7: SS_2 gửi liệu (rtPS) cho BS 53 3.3.2.Tính lượng băng thông sử dụng BS Hình 3.8: Đồ thị băng thông sử dụng kênh truyền • Các thông tin mô ghi lại file ~.tr bao gồm kiểu kiện (send, receive, drop, forward), thời điểm xảy kiện, nút thực kiện, thông tin gói kích thước gói, kiểu trace sử dụng… Hình 3.9: Thông tin file ~.tr import vào excel 54 Sau import thông tin file ~.tr vào excel, tiến hành thống kê số liệu node (BS) Tổng số gói (packet) trình mô mà node (BS) xử lý: 9259 Trong  Tổng số gói nhận (r): 2712  Tổng số gói gửi (s): 6305  Tổng số gói drop (d): 240 Tổng dung lượng trình mô mà node (BS) xử lý: 794347 byte Trong đó:  Dung lượng nhận (r): 274148 byte  Dung lượng gửi (s): 375404 byte  Dung lượng drop (d): 144795 byte Băng thông trung bình node (BS) sử dụng thời gian mô phỏng: 794347*8/10/(1024)2 = 0.606 Mbps 3.4 Nhận xét  Băng thông trung bình node (BS) sử dụng suốt trình mô nằm giới hạn đề (10Mbps)  Tỷ lệ gói drop (d) chấp nhận (dưới 5%)  Hệ thống hoạt động tốt 3.5 Kết luận chương Chương mô hoạt động hệ thống WiMax.Trong trình mô qua kết nhận ta thấy trình truyền liệu node mạng dùng công nghệ WiMax 55 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN Kết luận đồ án Với mục tiêu nghiên cứu công nghệ truy nhập vô tuyến WiMax, đồng thời thiết kế mô qua nghiên cứu, phân tích, so sánh đánh giá việc thực hiện.Đồ án tốt nghiệpđề cập đến số nội dung sau: - Tìm hiểu khái niệm WIMAX; Ưu điểm, nhược điểm WiMax; Các chuẩn WiMax; Thành phần hệ thống ; Phổ WiMax; Cấu trúc WiMax; So sánh WiMax với công nghệ khác - Các kỹ thuật sử dụng WiMax: OFDM, OFDMA - Thực mô hệ thống WiMax sử dụng phần mềm NS2 Mặc dù cố gắng nỗ lực giới hạn thời gian trình độ thân nên có số khía cạnh mà đồ án chưa thể đề cập tới nhiễu WiMax, tình hình triển khai WiMax giới … Rất mong nhận ý kiến đóng góp từ phía thầy cô giáo bạn để hoàn thiện đề tài Mong qua đồ án em có kinh nghiệm hữu ích cho sau Hướng phát triển đề tài Do hạn chế mặt thời gian nên đồ án tập trung nghiên cứu kỹ kỹ thuật WiMax là: OFDM OFDMA Trong thời gian tới em tiếp tục tìm hiểu sâu số vấn đề WiMax như: - Kiến trúc mạng truy cập WiMax - Vấn đề bảo mật WiMax - Nhiễu ảnh hưởng nhiễu WiMax 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lê Văn Tuấn “Các băng tần WiMAX” Tạp chí BCVT&CNTT kì (5/2006) [2] WiMAX Forum ® WiMAX ™ Technology Forecast (2007-2012) – Wimax forum, Copyright 2008 WiMAX Forum [3] TS Lê Thanh Dũng-ThS Lâm Văn Đà, “WiMAX di động, phân tích so sánh với công nghệ 3G”, Nhà xuất Bưu Điện- Hà Nội 2007 [4] Fixed, nomadic, portable and mobile applications for 802.16-2004 and 802.16e WiMAX networks, November 2005, Wimax Forum [5] Clint Smith- John Meyer.3G Wireless with Wimax and Wi-fi (802.16 and 802.11) [6] Daniel Sweeney.WiMax Operator's Manual: Building 802.16 Wireless Networks 57