Nghiên cứu khả năng triển khai dịch vụ vô tuyến băng rộng Wimax

Nghiên cứu khả năng triển khai dịch vụ vô tuyến băng rộng Wimax Nghiên cứu khả năng triển khai dịch vụ vô tuyến băng rộng Wimax Nghiên cứu khả năng triển khai dịch vụ vô tuyến băng rộng Wimax luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp luận văn tốt nghiệp,luận văn thạc sĩ, luận văn cao học, luận văn đại học, luận án tiến sĩ, đồ án tốt nghiệp

PH M M NH TÂN TR B GIÁO D C VÀ ÀO T O NG I H C BÁCH KHOA HÀ N I - LU N V N TH C S KHOA H C NGÀNH: N T - VI N THÔNG NT - VI N THÔNG NGHIÊN C U KH N NG TRI N KHAI D CH VÔ TUY N B NG R NG WIMAX PH M M NH TÂN 2005 – 2007 Hà n i 2007 HÀ N I 2007 MỤC LỤC Trang Lời mở đầu……………………………….……………………………… 01 Mục lục ………………………………………………………………… 04 Danh mục từ viết tắt………………………………………………… 08 Danh mục hình vẽ…………………………….……………………… 10 Danh mục bảng… ……………… ………………………………… .13 Phần TỔNG QUAN VỀ WiMAX 14 Chương GIỚI THIỆU WiMAX 14 1.1 Định nghĩa WiMAX 14 1.2 Tầm quan trọng WiMAX 15 1.3 Ưu điểm mạng WiMAX 17 1.4 Tiêu chuẩn IEEE 802.16 20 1.5 Tiêu chuẩn diễn đàn WiMAX: 22 Chương KỸ THUẬT GHÉP KÊNH PHÂN CHIA THEO TẦN SỐ TRỰC GIAO 26 2.1 Kỹ thuật điều chế mã hóa OFDM 26 2.1.1 Giới thiệu kỹ thuật điều chế OFDM 26 2.1.2 OFDM SOFDMA 27 2.1.3 Nguyên lý OFDM 29 2.1.4 Đa sóng mang (Multicarrier) 31 2.1.5 Tính trực giao (Orthogonal) 32 2.1.5.1 Mơ tả tốn học: 36 2.1.5.2 Trực giao miền tần số 38 2.2 Phát mức thu OFDM: 39 2.2.1 Nối tiếp – song song 40 2.2.2 Điều chế tải phụ 41 2.2.3 Khoảng bảo vệ (Guard Period) 42 2.2.4 Bảo vệ chống lại lệch thời gian 43 2.2.5 Bảo vệ chống lại ISI 43 2.2.6 Mào đầu khoảng bảo vệ khoảng cách tải phụ: 45 2.2.7 Giới hạn băng thông OFDM cửa sổ 45 2.2.8 Lọc thông dải: 46 2.2.9 Ảnh hưởng lọc thông dải tới tiêu kỹ thuật OFDM: 49 2.3 Khoảng bảo vệ cosin tăng (Raised Cosine Guard Period) 51 2.3.1 Ảnh hưởng nhiễu Gauss trắng cộng AWGN (Additive White Gaussian Noise) đến OFDM 52 2.3.2 Các sơ đồ điều chế 53 2.3.3 So sánh truyền sóng mang OFDM truyền sóng mang đơn 54 2.3.4 Các giới hạn điều chế hệ thống 55 2.3.5 Mã Gray 57 2.3.6 Điều chế kết hợp 59 2.3.7 Điều chế sai pha vi sai 60 2.3.8 Vi sai QAM 61 2.4 Ảnh hưởng méo tới OFDM: 67 2.4.1 Mơ hình hóa méo 68 2.4.2 Mở rộng phổ cắt méo 70 2.4.3 SNR Hiệu dụng từ cắt méo 71 2.4.5 Ảnh hưởng lỗi đồng thời gian: 72 2.4.6 Ảnh hưởng lỗi đồng tần số: 73 Chương CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ & 76 KHAI THÁC MẠNG WiMAX 76 3.1 Cơ chế bảo mật 76 3.1.1 Vấn đề bảo mật mạng 76 3.1.2 Bảo mật giao thức điều khiển truyền thông TCP/IP 76 3.1.3 Bảo mật phần tử chức mạng 77 3.1.4 Bảo mật truy cập vô tuyến 79 3.2 Chất lượng mạng WiMAX (QoS: Quanlity of Service) 79 3.2.1 Chất lượng thiết lập gọi: 80 3.2.2 Chất lượng thoại gọi 81 3.2.2.1 Trễ (Delay) 82 3.2.2.2 Jitter 86 3.2.2.3 Sai thứ tự (Miss Order) 87 3.2.2.4 Mất gói (Lost Packet) 88 3.2.2.5 Vọng (Echo) 90 3.2.3 Hiệu suất băng tần (nén thoại) 91 3.2.3.1 Mã hố dạng sóng 92 3.2.3.2 Mã hoá nguồn 92 3.2.3.3 Mã hoá lai 92 3.2.3.4 Các chuẩn mã hố tiếng nói 93 3.3 Vận hành khai khác mạng WiMAX (O&M) 94 Phần TRIỂN KHAI DICH VỤ VÔ TUYẾN BĂNG RỘNG WIMAX Ở VIỆT NAM 97 Chương NGUYÊN TẮC TỔ CHỨC XÂY DỰNG MẠNG WIMAX 97 4.1 Yêu cầu chung 97 4.2 Mục tiêu xây dựng 98 4.3 Quá trình chuyển đổi bước 98 4.4 Chuẩn giao tiếp vô tuyến WiMAX chứng nhận chuẩn 98 4.4.1 Cấu trúc mạng WiMAX ứng dụng 99 4.4.2 Dịch vụ VoIP truy cập qua mạng WiMAX 100 4.4.3 Antenna 101 Chương MƠ HÌNH TRIỂN KHAI WiMAX CỦA Siemens 103 5.1 Triển khai dịch vụ WiMAX dùng thiết bị Siemens 103 5.2 Thiết bị Sky Max Siemens 105 5.2.1 Phần thiết bị nhà 106 5.2.2 Phần thiết bị trời 107 5.3 Các ưu điểm kỹ thuật 108 5.3.1 Phạm vi cell cao 108 5.3.2 Tốc độ liệu cao thời điểm 108 5.3.3 Công suất không gian tốt 108 5.3.4 Khơng lãng phí băng thơng 109 5.3.5 Dễ dàng kết hợp với mạng lưới có sẵn 109 5.3.6 Chất lượng dịch vụ (QoS) bảo đảm 110 5.3.7 Hỗ trợ đa dịch vụ 110 5.3.8 Quản lý mức độ dịch vụ (GoS) 111 5.3.9 Khả phát triển vô hạn 111 5.3.10 Đầu tư bước 111 5.3.11 Chi phí vận chuyển lắp đặt thấp 112 5.3.12 Các dịch vụ bảo mật 112 TÓM TẮT LUẬN VĂN 113 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 114 Phần PHỤ LỤC 119 TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………… 142 LỜI MỞ ĐẦU Thông tin di động Internet phát triển nhanh chóng năm gần Bên cạnh bùng nổ công nghệ thông tin (cơng nghệ nano, mạng Internet) với trình duyệt web: Internet Explorer, thư điện tử, truyền File mạng ngày phát triển, đáp ứng mong đợi ngày cao người dùng Hiện giới có tới (~70%) thị phần khách hàng dùng dịch vụ vô tuyến sử dụng cơng nghệ FDMA, GSM, CDMA Do việc chuyển từ mạng sang mạng NGN, WCDMA (3G) WiMAX tương lai điều tất yếu Cơng nghệ WiMAX đáp ứng dung lượng lớn, tốc độ truyền liệu cao chất lượng dịch vụ tốt kể khu vực nông thôn, vùng sâu, vùng xa nơi dân cư đơng đúc khó triển khai hạ tầng sở mạng dây dẫn băng rộng Luận văn «Nghiên cứu, khả triển khai dịch vụ vô tuyến băng rộng WiMAX » có khả áp dụng vào thực tế mạng viễn thông Việt nam tương lai gần Nội dung đề tài gồm phần với chương phân bố sau : Phần TỔNG QUAN VỀ WIMAX, gồm có chương • Chương Tác giả giới thiệu WiMAX nhằm nêu lên định nghĩa, tầm quan trọng ưu điển WiMAX tiêu chuẩn IEEE 802.16-2004, 802.16e • Chương Tác giả tập trung chủ yếu vào nghiên cứu kỹ thuật ghép kênh phân chia theo tần số trực giao (OFDM) để tìm ưu, khuyết điểm kỹ thuật áp dụng cho giao tiếp vô tuyến mạng WiMAX • Chương Tác giả nêu lên vấn đề bảo mật mạng truyền thông TCP/IP truy cập vơ tuyến ngồi cịn nói đến chất lượng mạng WiMAX qua thiết lập gọi thoại hiệu suất băng tần sau vận hành khai thác mạng WiMAX đề cập đến Phần TRIỂN KHAI DỊCH VỤ VƠ TUYẾN BĂNG RỘNG gồm có chương • Chương Tác giả nêu yêu cầu mục tiêu bước chuyển đổi để xây dựng mạng WiMAX ứng dụng dịch vụ VoIP • Chương Tác giả nêu lên mơ hình triển khai mạng WiMAX hãng Siemens thiết bị WiMAX Siemens áp dụng cho thực tế mạng viễn thông Việt nam Phần PHỤ LỤC Phần phụ lục gồm có chương: giải pháp triển khai WiMAX hãng Alcatel cấu hình kết nối, đặc tính kỹ thuật thiết bị Siemens Phạm vi nghiên cứu đề tài dựa vào tiêu chuẩn 802.16-2004 sử dụng cho mạng WiMAX cố định tảng cho hướng nghiên cứu tiêu chuẩn 802.16e – 2005 áp dụng cho dịch vụ vô tuyến băng rộng WiMAX di động Do thời gian có hạn phạm vi nghiên cứu đề đài rộng với tiêu chuẩn tiêu chuẩn giai đoạn chứng nhận chuẩn chung giới nên luận văn tránh khỏi sai sót hạn chế Tác giả mong nhận đóng góp ý kiến q báu thầy/cơ bạn đọc cho luận văn Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Hồ Anh Túy người cô tận tình hướng dẫn giúp đỡ em suốt trình hồn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn Thầy Cô khoa Điện tử-viễn thông Thầy Cô Trung tâm đào tạo Sau đại học Trường Đại học Bách Khoa Hà nội giúp đỡ đào tạo suốt thời gian học tập Trường Hà nội, tháng 12 năm 2006 Phạm Mạnh Tân DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Tiếng anh AAS Adaptive Antenna Systems BER Bit Error Rate CP Cyclic Prefix CPE Custummer Premies Equipments DSL Digital Subcriber line LOS Ligth of Sight FDD Frequency Division Duplex FFT Fast Fourier Transform HiperMAN High Performance Mertopolitan Area Network HO Handoff or Handover IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers IP Internet Protocol ISI Inter Symbol Interference MAC Media Access Control MIMO Multiple Input Multiple Output MPLS Multi-Protocal Label Switching NLOS Non Ligth of Sight ODU Out Door Unit OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplex OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiplex Access QAM Quadrature Amplitude Modulation QoS Quanlity of Service QPSK Quadrature Phase Shift Keying SLA Service Lavel Agreement SNR Signal to Noise Ratio TDD Time Divission Duplex UE User Equipment VoIP Voice over Internet Protocol WiFI Wireless Fidelity WiMAX Worlwide Interoperability for Microwave Access ... dân cư đơng đúc khó triển khai hạ tầng sở mạng dây dẫn băng rộng Luận văn ? ?Nghiên cứu, khả triển khai dịch vụ vô tuyến băng rộng WiMAX » có khả áp dụng vào thực tế mạng viễn thông Việt nam tương... truy cập vơ tuyến ngồi cịn nói đến chất lượng mạng WiMAX qua thiết lập gọi thoại hiệu suất băng tần sau vận hành khai thác mạng WiMAX đề cập đến Phần TRIỂN KHAI DỊCH VỤ VÔ TUYẾN BĂNG RỘNG gồm có... 93 3.3 Vận hành khai khác mạng WiMAX (O&M) 94 Phần TRIỂN KHAI DICH VỤ VÔ TUYẾN BĂNG RỘNG WIMAX Ở VIỆT NAM 97 Chương NGUYÊN TẮC TỔ CHỨC XÂY DỰNG MẠNG WIMAX 97 4.1 Yêu cầu chung