OFDM và ứng dụng trong wimax1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI ============ NGUYỄN KIM ĐỊNH OFDM VÀ ỨNG DỤNG TRONG WIMAX LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NGÀNH: ĐIỆN TỬ - TIN HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Nguyễn Quốc Trung HÀ NỘI 9-2011 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu thân Các số liệu, kết trình bày luận văn trung thực chưa công bố công trình luận văn trước Tác giả luận văn Nguyễn Kim Định i MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i MỤC LỤC ii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU v DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT vi MỞ ĐẦU x CHƯƠNG CÔNG NGHỆ OFDM 1.1 Tổng quan vể hệ thống OFDM 1.1.1 Lịch sử phát triển 1.1.2 Cấu trúc, chức hệ thống OFDM Khối biến đổi nối tiếp sang song song (Serial to Para) .4 Khối điều chế (Modulation Mapping) Khối biến đổi Fourier ngược (IFFT) Khối chèn khoảng bảo vệ Khối kênh truyền dẫn vô tuyến Máy thu Ứng dụng kỹ thuật OFDM Các ứng dụng quan trọng OFDM giới .5 Ứng dụng kỹ thuật OFDM Việt Nam 1.1.3 Các hướng phát triển tương lai .6 1.2 Điều chế OFDM 1.2.1.Khái niệm trực giao hai tín hiệu 1.2.2 Bộ điều chế OFDM Chuỗi bảo vệ hệ thống OFDM 10 Phép nhân với xung (Basic Impulse) .11 1.3 Giải điều chế OFDM 12 Khái niệm kênh truyền dẫn phân tập đa đường 12 Bộ giải điều chế OFDM 13 Tách khoảng bảo vệ 14 Tín hiệu sau giải điều chế 14 CHƯƠNG KỸ THUẬT MIMO 21 2.1 Giới thiệu chung 21 2.2 Ưu điểm hệ thống MIMO 21 2.3 Mô hình hệ thống MIMO 22 2.4 Dung lượng kênh MIMO 24 2.5 Kênh phía phát 25 2.6 Kênh biết phía phát 26 2.7 Kênh xác định (các phần tử H định trước) .27 2.7.1 Hệ thống SISO 27 2.7.2 Hệ thống MISO 28 2.8 Kênh ngẫu nhiên 29 Dung lượng Ergodic 29 ii Dung lượng outage 32 2.9 So sánh hiệu hệ thống MIMO với hệ thống không MIMO 34 2.10 Ảnh hưởng tham số vật lý dung lượng kênh MIMO 36 2.10.1 Ảnh hưởng tương quan fading 36 2.10.2 Ảnh hưởng đường truyền trực tiếp LOS 38 CHƯƠNG HỆ THỐNG WIMAX .41 3.1 Một số khái niệm WiMax .41 3.1.1 Công nghệ WiMax .41 3.1.2 Diễn đàn WiMax (WiMax forum) 43 3.1.3 Lợi ích chuẩn WiMax 44 Đối với nhà khai thác 44 Đối với khách hàng 44 Đối với nhà sản xuất linh kiện 44 Đối với nhà sản xuất thiết bị 44 3.2 Tiến trình phát triển chuẩn WiMax 44 IEEE 802.16-2001 44 IEEE 802.16a-2003 .45 IEEE802.16c-2002 47 IEEE 802.16-2004 47 IEEE 802.16e .48 3.3 Kiến trúc WiMax .48 3.3.1 Các lớp giao thức WiMax 48 3.3.2 Đặc tính kỹ thuật lớp MAC lớp vật lý .50 Tổng quan lớp MAC 50 Tổng quan lớp vật lý 53 3.4 Bảo mật WiMax .59 3.4.1 Các liên kết bảo mật (SA) 59 3.4.2 Chứng điện tử X509 .62 3.4.3 Giao thức quản lý khoá bảo mật PKM 63 3.4.4 Sử dụng khoá 66 Mã hoá 68 CHƯƠNG TÍNH TOÁN HỆ THỐNG WIMAX VÀ TRIỂN KHAI THỬ NGHIỆM WIMAX DI ĐỘNG Ở VIỄN THÔNG HÀ NỘI CỦA TẬP ĐOÀN BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG VIỆT NAM 72 4.1 Các tính toán cho trình thiết kế WiMax di động 72 Tính toán tốc độ Uplink Downlink cực đại theo lý thuyết .72 Tính toán bán kính vùng phủ tham số khác .73 Tính hiệu suất phổ trạm gốc BS 76 4.2 Các tính toán kỹ thuật điều chế thích ứng 77 4.3 Triển khai thử nghiệm WiMax di động Hà Nội 83 Sơ đồ kết nối 83 Các thành phần hệ thống 84 4.4 Ứng dụng WiMax 85 iii Truy cập Internet không dây 85 Ứng dụng Media Booth – IP Camera 85 4.5 Đánh giá tổng thể hệ thống WiMax Motorola 87 4.5.1 Đo kiểm, đánh giá hoạt động Radio 87 Cấu hình phần mềm: 88 Cấu hình phần cứng 88 4.5.7 Tầm phủ sóng dự kiến 92 4.5.8 Tầm phủ sóng thực tế 93 4.5.9 Đo kiểm phần hoạt động hệ thống .96 - Trình duyệt HTTP 96 - Truyền file FTP .96 - Độ trễ 97 4.5.10 Kết đo kiểm hoạt động sóng vô tuyến WiMax 97 4.5.11 Đánh giá phần mềm quản lý 97 4.5.12 Nhận xét chung chất lượng sóng 98 4.5.13 Triển vọng phát triển WiMax Việt Nam 100 TÀI LIỆU THAM KHẢO .105 iv DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU |a| Độ lớn a A+ Ma trận giả đảo Moore - Penrose A ||A||F Chuẩn Frobenius ma trận A H A Ma trận chuyển vị phức A AT Ma trận chuyển vị A C Dung lượng ES Năng lượng ký hiệu thu δ ( x) Hàm Dirac Det (A) Định thức ma trận A Diag (a1, a2, an) Ma trận đường chéo nxn ∈ Hoạt động mong muốn f(x) Hàm phân phối xác suất biến ngẫu nhiên x F(x) Hàm phân phối tích luỹ x Im Ma trận phân kích thước mxm K Thừa số K kênh Rice Pe Xác suất lỗi r(A) Hạng ma trận A R Trường số thự Tr(A) Dò theo A Z Trường số nguyên v DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt Tên tiếng Anh Tên tiếng Việt AAA Authentication authorization & Account Nhận thức, cấp phép lập tài khoản AAS Adaptive Antenna System Hệ thống anten thích ứng ACI Adjacent Cell Interference Nhiễu ô lân cận ASN Access Service Network Mạng dịch vụ truy nhập AM Adaptive Modulation Điều chế thích ứng AOA Angle Of Arrival Góc tới AOD Angle Of Departure Góc xuất phát AWGN Additive White Gaussian Noise Tạp âm Gauss trắng cộng BE Best Effort Dịch vụ nỗ lực tốt BER Bit Error Rate Tỷ lệ lỗi bít BPSK Binary Phase Shift Keying Khoá dịch pha nhị phân BS Base Station Trạm gốc BTC Block Turbo Code Mã Turbo khối CCI Co channel Interference Nhiễu đồng kênh CDF Cumulative Distribution Function Hàm phân bố tích luỹ CDMA Code Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo mã CID Connection Identifier Nhận dạng kết nối CP Cyclic Prefix Tiền tố tuần hoàn CPE Customer Premises Equipment Thiết bị truyền thống cá nhân CPS Common Part Sublayer Lớp phần chung CRC Cyclic Redundancy Check Kiểm tra độ dư vòng tuần hoàn CSN Connectivity Service Network Mạng dịch vụ kết nối CSI Channel State Information Thông tin trạng thái kênh CTC Concatenated Turbo Code Mã Turbo xoắn DCD Downlink Channel Descriptor Miêu tả kênh đường xuống DFT Discrete Fourier Transform Biến đổi Fourier rời rạc vi DHCP Dynamic Host Configuration Protocol Giao thức cấu hình Host động DL Downlink Đường xuống DLFP Downlink Frame Preamble Tiền tố khung đường xuống DPS Delay Power Spectrum Phổ công suất trễ FDD Frequence Division Mutiplexing Ghép kênh phân chia theo tần số FEC Forward Error Correction Hiệu chỉnh lỗi trước FFT Fast Fourier Transform Chuyển đổi Fourier nhanh HCS Header Check Sequence Thứ tự kiểm tra tiêu đề HT Header Type Loại tiêu đề ICI Inter Carrier Interference Nhiễu sóng mang IFFT Inverse Fast Fourier Transform Biến đổi Fourier nhanh ngược ISI Inter Symbol Interference Nhiễu ký hiệu LOS Line of Sight Tầm nhìn thẳng LSB Least Significant Bit Bit ý nghĩa MA Multiple Access Đa truy nhập MAC Medium Access Control Điều khiển truy nhập phương tiện MAN Metropolitan Area Network Mạng vùng thành thị MIMO Multiple Input Multiple Output Nhiều đầu vào nhiều đầu MISO Multiple Input Single Output Nhiều đầu vào đầu ML Maximum Likelihood Khả giống cực đại MQAM Multilevel - QAM QAM nhiều mức MS Mobile Station Trạm di động MSB Most Significant Bit Bít nhiều ý nghĩa NAP Network Access Provider Nhà cung cấp dịch vụ truy nhập mạng NLOS Non Light of Sight Tầm nhìn không thẳng NNI Network Network Interface Giao diện mạng - mạng NRP Normalized Received Power Công suất thu chuẩn hoá NSP Network Service Provider Nhà cung cấp dịch vụ mạng OFDM Orthogonal Frequence Division Ghép kênh phân chia theo tần vii Multiplexing số trực giao OFDMA Orthogonal Frequence Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao PDF Probability Density Function Hàm mật độ xác suất PDP Power Delay Profile Lý lịch trễ công suất PDU Protocol Data Unit Đơn vị liệu giao thức PEP Pairwise Error Probability Xác suất lỗi cặp PKM Privacy Key Management Quản lý khoá bảo mật PMP Point to Multipoint Điểm đa điểm PS Physical Slot Khe vật lý QAM Quadrature Amplitude Modulation Điều chế biên độ cầu phương QPSK Quadrature Phase Shift Keying Khoá chuyển pha cầu phương RDS Root mean square Delay Spread Trải trễ trung bình phương RMS Root Mean Square Trung bình quân phương RTG Receive Transition Gap Khoảng trống chuyển giao đầu thu SAP Service Access Point Điểm truy nhập dịch vụ SE Spectrum Efficiency Hiệu suất phổ tần SER Symbol Error Rate Tỷ lệ lỗi ký hiệu SFID Service Flow Identifier Nhận dạng luồng dịch vụ SIMO Single Input Multiple Output Một đầu vào nhiều đầu SIR Signal to Interference Ratio Tỷ số tín hiệu nhiễu SINR Signal to Interference plus Noise Ratio Tỷ số tín hiệu nhiễu cộng tạp âm SISO Single Input Single Output Một đầu vào đầu SNR Signal to Noise Ration Tỷ số tín hiệu tạp âm SS Subscriber Station Trạm thuê bao SSCS Specify Services Convergence Sublayer Lớp hội tụ dịch vụ riêng STBC Space Time Block Code Mã khối không gian thời gian viii quân STC Space Time Code Mã không gian thời gian SVD Singular Value Decomposition Phân chia giá trị đơn TDD Time Divesion Duplex Song công phân chia TTG Transmit Transition Gap Khoảng trống chuyển giao đầu phát UCD Uplink Channet Descriptor Miêu tả kênh đường lên UGS Unsolicited Grant Service Dịch vụ cấp phát không kết hợp UL Uplink Đường lên UNI User Network Interface Giao diện người sử dụng mạng WAN Wide Area Mạng diện rộng WLAN Wireless LAN Mạng LAN không dây WMAN Wireless MAN Mạng MAN không dây XOR Exclusive Hàm cộng modul ZF Zero Forcing Cưỡng không WiMAX World Interoperability for Microwave Access Khả khai thác liên mạng toàn cầu truy nhập vi ba ix STT Building address Tested User UL User Ping CPE PC Card locations (avg) DL(avg) (ms) coverage Coverage Trang-Tien Plaza 75 Dinh-Tien-Hoang VCB, Tran Quang Khai Ho-Guom Plaza Habubank Hang Trong 38 Ba-Trieu 23 Quang Trung 10 SSI, Ngo Quyen 26-28 Ly Thuong Kiet 10 23 Phan Chu Trinh Total Indoor coverage (%) 563Kbps 3.24Mb ps 566K 2.65M 520K 5.74M 78.4 105 85 1344K 366K 7.05M 3.07M 70.8 78.6 4 350K 644K 2.58M 3.62M 104 92.2 4 52 286K 610K 1098K 2.95M 3.94M 5.5M 111 72.2 78 48 92% 34 4.5.6 Đo kiểm phần mềm quản lý Phần mềm quản lý hệ thống có giao diện thân thiện, dễ sử dụng, có đầy đủ chức như: - Giám sát quản lý hoạt động toàn BS - Có chức cảnh bảo loại mầu hiển thị giây - Có chức lưu log file xuất dạng file dự liệu Microsoft Office - Có thể tạo mức User khác - Có thể Upgrade lên Version cao - Có chức restore có lỗi Đối với phần mềm quản lý thiết bị đầu cuối (CPE) - Có chức giám sát trạng login/logout CPE BS - Có tính đếm thời gian truy cập CPE - Có chức ngăn chặn người dùng không cấp mật 4.5.7 Tầm phủ sóng dự kiến Với thông số vị trí địa lý độ cao đặt Anten dự kiến Vùng phủ sóng dự kiến hình vẽ sau: 92 Hình 4.5 Vùng phủ sóng dự kiến 4.5.8 Tầm phủ sóng thực tế Phủ sóng trạm BTS-1: Địa điểm đặt trạm BS: 75 Đinh Tiên Hoàng – Hà Nội: Thông số chi tiết trạm BS: Hà Nội-75ĐTH-1 Mục Giá Trị Mô tả Antenna 17 dBi gain Andrew APW 425-12014-0N Toạ độ Vĩ độ: 16.4646° Kinh độ: 107.59° Góc phương vị 20° Độ cao Antenna 30 mét Tên trạm HANOI-75ĐTH-1 Phần mềm W3MR1_ed2B Độ nghiêng xuống: 2° Sector Công suất phát 27 dBm Tần số hoạt động 2676.00 MHz Hướng Antenna 90° 93 Hà Nội-75ĐTH-2 Mục Giá Trị Antenna 17 dBi gain Toạ độ Vĩ độ: 16.4646° Kinh độ: 107.59° Góc phương vị 330° Độ cao Antenna 40 mét Tên trạm HANOI-75ĐTH-2 Phần mềm W3MR1_ed2B Mô tả Andrew APW 425-12014-0N Độ nghiêng xuống: 2° Radio Sector Công suất phát 27 dBm Tần số hoạt động 2540.00 MHz Độ rộng kênh 10MHz Hướng Antenna Hà Nội-75ĐTH-3 90° Mục Giá Trị Antenna 17 dBi gain Toạ độ Vĩ độ: 16.4774° Kinh độ: 107.584° Góc phương vị 120° Độ cao Antenna 18 mét Tên trạm HANOI-75ĐTH-3 Phần mềm W3MR1_ed2B Mô tả Andrew APW 425-12014-0N Sector Công suất phát 27 dBm Tần số hoạt động 2676.00 MHz Độ rộng kênh 10MHz Hướng Antenna 90° 94 Hà Nội-75ĐTH-4 Mục Giá trị Antenna 17 dBi gain Toạ độ Vĩ độ: 16.4774° Kinh độ: 107.584° Góc phương vị 200° Độ cao Antenna 18 mét Tên trạm HANOI-75ĐTH-4 Phần mềm W3MR1_ed2B Mô tả Andrew APW 425-12014-0N Radio Sector Công suất phát 27 dBm Tần số hoạt động 2540.00 MHz Độ rộng kênh 10MHz Hướng Antenna 90° Hình 4.6 Vùng phủ sóng thực tế viễn thông Hà Nội 95 Theo kết đo kiểm thực tế: - Hà Nội - 75ĐTH-1: phủ sóng khu vực hồ Hoàn kiếm, đoạn đường Hàng Bông, đến phố Hàng, phố Hàng buồm Độ xa lớn thu tín hiệu 1,1Km (được hiển thị màu vàng đồ phủ sóng) Những điểm vật chắn, thoáng – cho phép truyền sóng phản xạ, thu tín hiệu tốt Tuy nhiên số chỗ bị vật chắn độ đâm xuyên tín hiệu chưa tốt, ví dụ vị trí dọc phố Hàng Buồm Đặc tính NLOS chưa thể nhiều - Hà Nội - 75ĐTH-2: phủ sóng khu vực phía phố Hàng Bạc, đường Lý Thái Tổ, phố Hàng vôi Độ bao phủ tín hiệu xa 1,2 Km Khoảng cách trung bình 900m Với điều kiện vật chắn vật chắn - Hà Nội-75ĐTH-3: Hướng antenna phía đường Ngô Quyền, phố Phan Chu Trinh, phố Nguyễn Khắc Cần Độ xa lớn bắt sóng WiMax 1,6km Trong khoảng bán kính 400m, sóng mạnh, cho phép thu sóng NLOS tốt - Hà Nội-75ĐTH-4: Bao phủ khu vực phố Bà Triệu, phố Quang Trung, phố Thợ Nhuộm, phục vụ kết nối Media Booth đặt phố Thợ Nhuộm Khoảng cách phủ sóng trung bình xa 1,5km Bán kính vùng phủ sóng indoor – cho phép thiết bị nhà, NLOS hoạt động tốt 400m 4.5.9 Đo kiểm phần hoạt động hệ thống Trong phần hoạt động thực đo kiểm khả hệ thống về: Trình duyệt HTTP, giao thức truyền file FTP, độ trễ thực ping phần tử mạng Sau kết thực - Trình duyệt HTTP Hệ thống cho phép thiết bị đầu cuối truy nhập vào trang Web nước quốc tế - Truyền file FTP Kết đo tốc độ Download Upload trung bình CPE Server điều kiện chế độ điều chế khác nhau: - Đối với chế độ điều chế QPSK: Download 620kbps, Upload 366kbps - Đối với chế độ điều chế 16QAM: Download 2,1Mbps, Upload 1,2Mbps 96 - Độ trễ Ping test thực ping với độ lớn 32 byte từ CPE tới Server tới CPE khác: - Ping từ CPE tới Server: 128ms - Ping từ CPE tới1 CPE khác: 245ms 4.5.10 Kết đo kiểm hoạt động sóng vô tuyến WiMax Sau kết trung bình đo số yếu tố: Vùng phủ sóng Indoor/Outdoor, tốc độ di chuyển tối đa, khả hand-Over Kết quả: - Vùng phủ sóng Outdoor: khoảng cách xa trung bình dùng dịch vụ khoảng 1,2 km - Vùng phủ sóng Indoor: khoảng cách xa trung bình dùng dịch vụ khoảng 500m - Tốc độ di chuyển tối đa trì kết nối: khoảng 55km/giờ - Khả Hand-Over: Hệ thống có hỗ trợ khả Hand-Over cứng 4.5.11 Đánh giá phần mềm quản lý Phần quản lý trung tâm mạng WiMax Alcatel OMC (operation and management center) Đây phần mềm cho phép quản lý cấu hình WAC, WBS cài đặt server SUN, chạy hệ điều hành Sularis 10 Về giao diện: có giao diện thân thiện, dễ sử dụng, có đầy đủ chức như: - Giám sát quản lý hoạt động toàn BS - Có chức cảnh bảo loại mầu hiển thị giây - Có chức lưu log file xuất dạng file dự liệu Microsoft Office - Có thể tạo mức User khác - Có thể Upgrade Software lên Version cao - Có chức restore có lỗi Đối với phần mềm quản lý thiết bị đầu cuối (CPE) AAA Server - Có chức giám sát trạng login/logout CPE BS 97 - Có tính đếm thời gian truy cập CPE - Có chức ngăn chặn người dùng không cấp mật 4.5.12 Nhận xét chung chất lượng sóng Hệ thống WiMax hãng Motorola lắp đặt TP Hà Nội theo cấu hình danh mục thiết bị Đã đạt mục đích cung cấp dịch vụ Internet kết nối IP mạng WiMax dịp lễ kỷ niệm Chiến thắng 30/4 Hà Nội Hệ thống đạt mục đích cung cấp dịch vụ truyền số liệu, truy nhập Internet, VoIP, Video Streaming đặt điểm dự kiến Cung cấp khả truy nhập Internet cho thiết bị đầu cuối vùng phủ sóng trình bày mục kết đo vùng phủ sóng Với tổng dung lượng kết nối internet 10Mbps Hệ thống cung cấp đường truyền không dây kết nối thành phần: IP camera, Video Streaming Server, Media Booth Về chất lượng: đạt yêu cầu tốc độ lướt web, video Kết đo kiểm lớp vật lý vô tuyến WiMAX hoạt động tần số cấp phép thử nghiệm Hà Nội Lộ trình quy hoạch đưa công nghệ vào mạng lưới Công nghệ WIMAX áp dụng cho khách hàng có nhu cầu triên khai nhanh đường kết nối Internet thay cho cáp đồng truyền thống Với tốc độ phát triển chuẩn WIMAX nay, thiết bị WIMAX theo chuẩn 802.16a/d (không yêu cầu tính di động) trở nên phổ biến với giá thành thấp, đặc biệt thiết bị đầu cuối CPE phía khách hàng Các khách hàng sử dụng dịch vụ truy nhập Internet không dây băng rộng cố định đảm bảo băng thông tốc độ khác từ tốc độ 64Kbps tới 2Mbps chí cao Công nghệ WIMAX triển khai thời điểm nên hướng tới thay khách hàng trực tiếp không thay khách hàng xDSL giá dịch vụ thấp Hiện VNPT triển khai thử nghiệm loạt trạm phát dựa công nghệ WIMAX Hà Nội, TP Hồ Chí Minh, Đà Nẵng, Huế, Bình Dương, Lào 98 Cai Đối với trạm phát coi POP mạng Internet VNN, mức băng thông tối thiểu cho WIMAX POP tối thiểu từ 2Mbps 34Mbps tùy theo nhu cầu phát triển Hình vẽ sau minh họa mô hình triển khai hệ thống hạ tâng phục vụ dịch vụ truy cập Internet không dây băng rộng cố định dựa công nghệ Wimax có tên gọi dịch vụ WIMAX@VNN Song song triển khai WIMAX@VNN, sử dụng hệ Lớp mạng VNN không dây với dịch vụ WIMAX@VNN thống để cung cấp trung kế cho hotspot cung cấp dịch vụ WIFI@VNN WIMAX@VNN WIFI@VNN bổ trợ lẫn việc phối hợp cung cấp dịch vụ Internet Hình vẽ sau minh họa tổ chức mạng công nghệ không dây băng rộng cố định triển khai cung cấp dịch vụ Internet không dây cố định WIMAX@VNN trung kế thay cho WIFI@VNN hotspot - Giai đoạn công nghệ Wimax Trong giai đoạn tiếp theo, công nghệ WIMAX thực phổ biến chuẩn hóa hỗ trợ thêm khả di động (mobility) lớp mạng truy cập Internet không dây hỗ trợ người dụng Internet di động theo chuẩn 802.16e Giai đoạn này, lớp mạng truy nhập Internet không Lớp mạng không dây VNN với WIMAX@VNN WIFI@VNN 99 dây cần nâng cấp mở rộng theo hướng sau: Nâng cấp chuân WIMAX hỗ trợ 802.16e cho phép người dùng di động truy nhập Internet Tăng số lượng tế bào cung cấp dịch vụ WIFI@VNN, đảm bảo khả roaming liên tục người dùng di chuyển vùng phủ sóng tế bào mà không làm gián đoạn dịch vụ 4.5.13 Triển vọng phát triển WiMax Việt Nam Phủ sóng phạm vi rộng, tốc độ truyền tin lớn, hỗ trợ đồng thời nhiều thuê bao cung cấp dịnh vụ VoIP, Video mà ADSL chưa đáp ứng đặc tính ưu việt WiMax Các đường ADSL khu vực mà trước đường dây chưa tới truy cập Internet Các công ty với nhiều chi nhánh thành phố không cần lắp đặt mạng LAN riêng cẩn đặt trạm phát BTS phủ sóng khu vực đăng ký thuê bao hàng tháng tới công ty cung cấp dịch vụ Để truy cập tới mạng, thuê bao cung cấp mã số riêng hạn chế quyền truy cập theo tháng hay theo khối lượng thông tin mà bạn nhận từ mạng Hầu hết đường truyền dẫn BSC MSC hay MSC chủ yếu thực đường truyền dẫn cáp quang, tuyến viba điểm-điểm Phương pháp thay giúp nhà khai thác dịch vụ thông tin di động tăng dung lượng để triển khai dịch vụ với phạm vi phủ sóng rộng mà không làm ảnh hưởng đến mạng Ngoài ra, WiMax với khả phủ sóng rộng, khắp ngõ ngách thành thị nông thôn, công cụ hỗ trợ đắc lực lực lượng công an, lực lượng cứu hoả hay tổ chức cứu hộ khác trì thông tin liên lạc nhiều điều thời tiết, địa hình khác Việt Nam thị trường tương tự Malaysia, công nghệ Wimax Malaysia thương mại hóa, Wimax thúc đẩy tỷ lệ hộ gia đình sử dụng băng rộng internet tăng từ số 15% lên số 25% 100 Vừa qua, Cimigo - nhóm chuyên gia độc lập nghiên cứu marketing nhãn hiệu vừa công bố phiên thứ Báo cáo NetCitizens hàng năm tình hình sử dụng tốc độ phát triển mạng Internet Việt Nam Bản báo cáo dựa nghiên cứu lớn toàn diện thực Việt Nam tình hình sử dụng Internet Trong vòng 10 năm trở lại đây, tỷ lệ sử dụng Internet Việt Nam có tốc độ tăng trưởng nhanh khu vực Dựa số thức, 31% dân số Việt Nam có truy cập Internet năm có thêm khoảng 2-3 triệu người truy cập Internet “Trong thời gian ngắn, Việt Nam theo kịp quốc gia Trung Quốc, Thái Lan, quốc gia có lịch sử Internet tồn lâu đời Internet nhanh chóng trở thành phần thiết yếu đời sống người Việt Nam” Trong đó, Việt Nam chưa cấp phép thức triển khai WiMax, đó, nhu cầu băng rộng di động Việt Nam lớn 101 KẾT LUẬN CHƯƠNG Trong chương ta thấy WiMax di động công nghệ trình thử nghiệm tiến tới hoàn thiện Công nghệ có ưu điểm vượt trội so với công nghệ sử dụng WiMax di động giải pháp cho nhiều loại ứng dụng băng rộng tốc độ cao với khoảng cách xa cho phép nhà khai thác dịch vụ hội tụ tất mạng để cung cấp dịch vụ liệu, thoại video WiMax di động đánh giá công cụ bổ sung bình thường cho mạng di động cung cấp băng thông rộng lớn cho mạng Wi-Fi nhờ cung cấp kết nối băng rộng khu vực lớn WiMax di động (còn gọi với tên 802.16e WiMax) hỗ trợ phương thức truy cập cố định di động Dự kiến WiMax di động kết hợp với công nghệ LTE phổ biến vào năm 2012 cho sản phẩm di động như: máy tính xách tay, điện thoại di động, xem Video, truyền liệu, PDA, thiết bị không dây Với WiMax di động, người dùng đầu cuối truy cập internet không dây tốc độ cao lên tới 1Mbps nơi vùng phủ sóng 102 KẾT LUẬN Luận văn nghiên cứu lý thuyết tiến hành mô kỹ thuật điều chế đa sóng mang trực giao OFDM kỹ thuật đa anten phát, đa anten thu MIMO Đây hai kỹ thuật hệ thống WiMax Ngoài ra, luận văn trình bày việc tính toán thiết kế hệ thống WiMax kết thử nghiệm WiMax di động thành phố Hà Nội Qua trình nghiên cứu ta rút số điểm sau: Công nghệ OFDM kỹ thuật MIMO với tính trội khả chống nhiễu, khả sử dụng phổ cao, hiệu suất sử dụng phổ lớn cho phép truyền tin với tốc độ cao sử dụng WiMax cố định di động cho phép hệ thống có khả làm việc tốt môi trường NLOS tốc độ truyền tin cao WiMax công nghệ truy nhập vô tuyến băng rộng phát triển dựa họ tiêu chuẩn IEEE 802.16 với hai tiêu chuẩn chủ yếu áp dụng thông qua IEEE 802.16-2004 sở cho phiên WiMax cố định tiêu chuẩn IEEE 802.16e sở cho phiên WiMax di động Phiên WiMax di động dựa tiêu chuẩn IEE802 16e bổ sung yêu cầu cho tiêu chuẩn IEEE 802.16-2004 bổ sung tính mềm dẻo hiệu Việc sử dụng OFDMA phiên WiMax di động cho phép sử dụng linh hoạt hiệu băng thông Ngoài với phiên hỗ trợ thêm nhiều tính khác chất lượng dịch vụ, khả bảo mật Sự xuất công nghệ WiMax giải pháp hoàn hảo để phát triển truy nhập băng rộng với phương châm lắp đặt nhanh chóng giá rẻ Giải pháp WiMax phương tiện đẩy lùi khó khăn triển khai dịch vụ băng rộng ICT Với ưu công nghệ dịch vụ mình, công nghệ WiMax mang lại cách mạng hoá việc thông tin người, cung cấp cho người “tự do” toàn diện, cung cấp cho họ kết nối thoại, liệu, hình ảnh tốc độ cao từ trạng thái cố định di động Tại Việt Nam doanh nghiệp chủ đạo cung cấp dịch vụ viễn thông VNPT, VTC FPT thử nghiệm WiMax thành công nhiều nơi Hà Nội, 103 TPHCM, Huế, Đà Nẵng Lào Cai Với số liệu thử nghiệm thành công Hà Nội tình thực tế giúp có hội kiểm chứng cách sơ lý thuyết WiMax Hiện nay, giới chuyển tới 4G với công nghệ Wimax, chi phí giảm nhanh nhà cung cấp dịch vụ viễn thông công nghệ thông tin tạo bước nhảy vọt cho họ hội lớn Vì nhìn vào tỷ lệ người sử dụng internet băng rộng Việt Nam: 31%, có nghĩa tới 69% hội doanh nghiệp khai thác Hướng nghiên cứu tiếp theo: dựa kết nghiên cứu luận văn, tiếp tục nghiên cứu sâu số hướng là: + Nghiên cứu lắp đặt trạm phát sóng cho hợp lý để đảm bảo chất lượng dịch vụ cung cấp + Nghiên cứu hệ thống truyền thông tốc độ Gigabit sử dụng xử lý tín hiệu thời gian thực OFDM - MIMO + Nghiên cứu kỹ thuật anten thông minh trình điều chế thích ứng 104 TÀI LIỆU THAM KHẢO [01] Ahmed Younus, ''WiMax-Broadband Wireless Access'', Technical University of Munich, Germany [02] Andrea Goldsmith, ''Wireless Communication'', Stanford university, 2005 [03] Arunabha Ghosh and David R Wolter, SBC Laboratories Ine, Jeffrey G Andrews and Runhua Chen, The University of Texas at Austin (2/2005), ''Broadband Wireless Access with WiMax/802.16: Current Peformance Benchmarks and Future Potential'', IEEE Communications Magazine pp 129-136 [04] Aispan network, ''Multiple antenna systems in WiMax'', White Paper [05] A B Gershman, ''Space time Processing for MIMO communications'', Mc Master University Canada and University of Duisburg - Essen, Germany & and N D Sidiropoulos, Technical University of Crete, Greece [06] B Muquet, E Biglieri, A Goldsmith, and H Sari ''MIMO Techniques for Mobile WiMax Systems'' Sequans Communications White paper [07] David Gesssbet; mansoor Shafi; Da-shan Shiu; Peter J Smith and Ayman Naguib ''From Theory to practice: An Overview of MIMO Space- Time Coded Wireless Sytems'', IEEE Journal on Selected Areas in Communications, vol 21, no 3, April 2003 [08] G L Stuber; J R Barry ; S W Mclaughlin; M A Ingram and T G Pratt; ''Broadband MIMO - OFDM Wireless Communications'' Proceeding of the IEEE, vol 92, no 2, February 2004 [09] Inaki Berenguer & Xiaodong nang ''Space Time coding and signal processing for MIMO communications'' Dipartment of Electrical Engineering, Columbia University, New York 2007 [10] Mohinder Jankiraman ''The MIMO Wireless channel'' Artech House Boston London [11] Nortel, MIMO or ASS: ''Key technology choice in deploying WiMax'', White Paper 105 [12] 'Orthogonal Frequency Division Multiplexing'' U.S.Patent 3488 455, filed in Nov.1996, issued in Jan 1970 [13] R U Nabar A J Paulraj, D A Gore and H Bolxskei, ''An overview of MIMO communications - a key to gigabit wireless'', Proceedings of IEEE, vol 92, no 2, pp 198-218, Feb 2004 [14] Robert W Heath, Jr and Arogyaswami J Paulraj ''Switching betweem Diversity and multiplexing in MIMO Systems'' IEEE transaction on communication, vol 53, no 6, June 2005 [15] Shuguang Cui; Andrea J Goldsmith and Ahmad Bahai; ''Energy - efficiency of MIMO and Cooperateve MIMO Techniques in Sensor Networks'', IEEE Journal on selected areas in communication, 2004 [16] Srikanth Mettukuru ''Application of Diversity Techniques to WiMax'' Morgantown, Wist Virginia 2007 [17] Volker Kuhn, '' Wireless Communications over MIMO channels'', Germany 106 ... Ứng dụng kỹ thuật OFDM Các ứng dụng quan trọng OFDM giới .5 Ứng dụng kỹ thuật OFDM Việt Nam 1.1.3 Các hướng phát triển tương lai .6 1.2 Điều chế OFDM ... bỏ, biến đổi Fourier nhanh FFT để tìm phổ tín hiệu gốc phát Ứng dụng kỹ thuật OFDM Các ứng dụng quan trọng OFDM giới Các ứng dụng cụ thể OFDM giới như: - Hệ thống truyền hình số mặt đất DVB-T (Digital... miền thời gian Tín hiệu OFDM vẽ cho 16 kí hiệu OFDM, kí hiệu OFDM có 256 sóng mang Hình 1.9 Tín hiệu OFDM miền thời gian Còn phổ tín hiệu OFDM vẽ cho 16 kí hiệu OFDM, kí hiệu OFDM có 256 sóng mang