WIMAX là chuẩn không dây băng thông rộng hỗ trợ cho cả lĩnh vực máy tính và truyền thông, với hiệu quả chi phí cao. Nó được thiết kế để phục vụ cho nhiều môi trường khác nhau (doanh nghiệp, người sống bình thường, hay dịch vụ công cộng), không kể đến vị trí vật lý (vùng thành thị, ngoại ô, hay nông thôn) hay khoảng cách gần xa.
Về kĩ thuật, chuẩn WIMAX được phát triển với nhiều mục tiêu đề ra, tập trung ở tính đa dụng, hiệu suất cao mà chi phí thấp.
Hình 5.14. Mô tả hệ thống WIMAX
Kiến trúc mềm dẻo
WIMAX hỗ trợ một vài kiến trúc hệ thống bao gồm Point-to-Point, Point-to-MultiPoint và Uniquitous coverage (bao phủ toàn bộ).
WIMAX MAC (Media Access Control) hỗ trợ Point-to-MultiPoint và Ubiquitous bằng cách định một khoảng thời gian cho mỗi Subcriber Station (SS-trạm đăng kí). Nếu chỉ có một SS trong mạng thì WIMAX Base Station (BS-trạm cơ sở) sẽ giao tiếp với SS bằng Point-to-Point.
Bảo mật cao
WIMAX hỗ trợ AES (Advanced Encryption Standard) và 3DES (Triple Data Encryption Standard). Đường truyền giữa SS và BS được mã hoá hoàn toàn, đảm bảo độ tin cậy của dịch vụ. Ngoài ra WIMAX hỗ trợ VLAN, đảm bảo tín riêng tư dữ liệu của mỗi người dùng trong cùng BS.
WIMAX QoS
WIMAX có thể tối ưu truyền các loại dữ liệu khác nhau, dựa trên các loại dịch vụ là: Unsolicited Grant Service (UGS), Real Time Polling Service (rtPS), Non Real Time Polling Service (nrtPS) và Best Effort (BE).
Triển khai nhanh
Triển khai không cần kéo cáp, chỉ cần một dải băng thông, một cột thu phát sóng (antenna) và một thiết bị được cài đặt cùng với nguồn điện, WIMAX có thể sẵn sàng hoạt động. Trong đa số các trường hợp, WIMAX có thể triển khai trong vòng một vài giờ, so sánh với hàng tháng với những giải pháp khác.
Multi-Level - Service
Quản lý băng thông có thể thực hiện xa hơn dựa trên nền tảng Service Level Agreement (SLA-mức độ phục vụ chấp nhận được) giữa nhà cung cấp và người dùng cuối. Và nhà cung cấp có thể đáp ứng SLA khác nhau cho mỗi người dùng thậm chí trên cùng một SS.
Interoperability - tương tác
WIMAX dựa trên nền tảng quốc tế, trung lập với nhà sản xuất. Điều này thuận lợi cho người dùng di chuyển và sử dụng đăng kí của họ ở nhiều vùng khác nhau và hơn nữa là khác nhà cung cấp. Tính tương tác bảo vệ cho nhà điều hành khi sử dụng nhiều thiết bị của các sóng khác nhau trong cùng mạng, chống tính độc quyền và kết quả là giá cả thiết bị giảm đi đáng kể.
Portability-di chuyển được
Như hệ thống cellular hiện nay, một khi WIMAX SS bật lên, nó sẽ tự động kết nối với BS, xác định các đặc tính của đường truyền với BS dựa trên cơ sở dữ liệu SS đã đăng kí và thực hiện truyền dữ liệu.
Mobility-di động
Chuẩn IEEE 802.16e bổ sung sóng đặc tính hỗ trợ di động, cho phép tốc độ di chuyển lên đến 160 km/h.
WIMAX là chuẩn mở mang tính quốc tế, sử dụng các công nghệ chipset chi phí thấp, nên giá thành giảm xuống đáng kể.Và kết quả là người dùng cùng với nhà cung cấp dịch vụ đều tiết kiệm được chi phí.
Bao phủ rộng
WIMAX có khả năng bao phủ một vùng địa lý rộng lớn khi mà con đường giữa BS và SS không có vật cản.
Non-line-of-sight (NLOS )
Khả năng giúp sản phẩm WIMAX có thể phân phối băng thông rộng ở môi trường NLOS, đặc tính mà các thiết bị không dây khác không có.
Công suất lớn
Sử dụng những bộ phát sóng và kênh băng thông lớn, WIMAX có thể cung cấp băng thông đáng kể cho người dùng.
Kĩ thuật WIMAX thực sự sẽ làm được một cuộc cách mạng trong phương tiện liên lạc. Nó sẽ cung cấp đầy đủ tự do cho người dùng yêu cầu khả năng di động cao, cho phép họ sử dụng cả dịch vụ voice, data, và video trên cùng một thiết bị.
Ngoài ra WIMAX cho phép người ta có thể di chuyển địa điểm từ ở nhà, văn phòng, trên đường đi hay tất cả mọi nơi trên thế giới mà dịch vụ được cung cấp vẫn không hề ảnh hưởng gì.
Để hình dung được khả năng của WIMAX có thể đáp ứng nhu cầu của mọi người như thế nào, ta có thể xem xét một số mô hình ứng dụng của WIMAX trong mạng nội bộ cũng như ở các dịch vụ công cộng.
5.3. Kết luận
Hệ thống DVB-T sử dụng kỹ thuật OFDM, thông tin cần phát được phân chia vào một lượng lớn các sóng mang. Các sóng mang này chồng lên nhau trong miền thời gian và tần số và được mã hoá riêng biệt, do đó giao thoa chỉ ảnh hưởng đến vài sóng mang và tối thiểu hoá âm thanh của nhiễu.
Như đã xét ở các chương trước, ta thấy việc ứng dụng OFDM có hiệu quả rất lớn trong truyền hình số mặt đất (DVB-T), nhờ khả năng chống lại
nhiễu ISI,ICI gây ra do hiệu ứng đa đường. Trong chương tiếp trình bày chương trình mô phỏng truyền dẫn tín hiệu trong hệ thống OFDM khi có nhiễu trắng cộng (AWGN).
Có thể nói WIMAX là chuẩn sẽ được mọi người mong đợi nhất vì tính ưu việt của nó trong thiết kế cũng như trong ứng dụng. Hệ thống của WIMAX được tích hợp rất nhiều công nghệ nhanh và hiệu quả.
WIMAX sử dụng các kĩ thuật OFDM nhằm tận dụng tối đa băng thông tiết kiệm được nguồn tài nguyên về tần số, đồng thời nâng cao tốc độ của đường truyền đáp ứng được các nhu cầu của các dịch vụ đòi hỏi các ứng dụng thời gian thực.
Công nghệ ghép kênh phân chia theo tần số trực giao - OFDM là một công nghệ hiện đại cho truyền thông tương lai. Hiện nay việc nghiên cứu và ứng dụng OFDM không ngừng được nghiên cứu và mở rộng phạm vi ứng dụng bởi những ưu điểm trong việc tiết kiệm băng tần và khả năng chống lại fading chọn lọc tần số cũng như xuyên nhiễu băng hẹp. Đồ án đã tìm hiểu, trình bày những vấn đề cơ bản của kỹ thuật OFDM cũng như một số vấn đề kỹ thuật cho công nghệ OFDM, OFDMA và khả năng ứng dụng OFDM vào các công nghệ tương lai này.
Đồng bộ là một vấn đề quan trọng không chỉ trong hệ thống OFDM mà còn cả trong các hệ thống khác cũng vậy. Hệ thống OFDM yêu cầu khắt khe về vấn đề đồng bộ vì sự sai lệch về tần số, ảnh hưởng của hiệu ứng Doppler khi di chuyển và lệch pha sẽ gây ra nhiễu giao thoa tần số (ICI). Trong bất kỳ một hệ thống OFDM nào, hiệu suất cao phụ thuộc vào tính đồng bộ hóa giữa máy phát và máy thu, làm mất tính chính xác định thời dẫn đến nhiễu ISI và ICI khi mất độ chính xác tần số
Việc tìm hiểu tổng quan về OFDM và giải quyết các vấn đề kỹ thuật trong hệ thống OFDM, chúng ta có thể hướng đến ứng dụng của OFDM trong tương lai như:
Nghiên cứu, tìm hiểu một số hệ thống OFDM nâng cao như VOFDM (Vector OFDM), COFDM (Coded OFDM), WOFDM (Wideband OFDM),...
Kết hợp OFDM với các công nghệ khác như FDMA, TDMA và CDMA để tạo thành các kỹ thuật đa truy cập trong thông tin di động.
Ứng dụng OFDM trong DVB-T, WLAN, OFDMA,... Ứng dụng công nghệ OFDM trong WiMAX.
Do hạn chế về thời gian và năng lực nên nội dung đồ án tốt nghiệp này không tránh khỏi những sai sót, em mong thầy cô và các bạn quan tâm góp ý thêm.
Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn cô giáo - Ts. Nguyễn Thị Quỳnh Hoa đã tận tình chỉ bảo và giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.
Em cũng xin gởi lời cảm ơn tới toàn thể thầy cô giáo trong khoa Điện tử - Viễn thông trường Đại Học Vinh và bạn bè đã giúp đỡ em trong quá trình học tập và rèn luyện vừa qua.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Nguyễn Văn Đức,“Lý thuyết và các ứng dụng của kỹ thuật OFDM”, Nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội, 2006.
[2] Nguyễn Ngọc Tiến, "Một số vấn đề kỹ thuật trong OFDM ", Tạp chí Bưu Chính Viễn Thông & Công Nghệ Thông Tin, kỳ 1(10/2003).
[3] Nguyễn Phan Anh Dũng, "Bài giảng lý thuyết trải phổ và đa truy nhập vô tuyến".
[4] http://www.tapchibcvt.gov.vn/News/PrintView.aspx?ID=15786, truy cập đến ngày 24/04/2011.
[5] Giáo trình truyền hình số
[6] Đặng Văn Chuyết & Nguyễn Tuấn Anh, "Cơ sở lý thuyết truyền tin- Tập hai ", Nhà xuất bản Giáo dục, 2000.