Trong phần này sẽ xét ảnh hƣởng của nhiễu kênh lân cận giữa các nhà khai thác ở các tần số lân cận. Trong môi trƣờng có nhiều mạng di động hoạt động với các tần số gần nhau, tín hiệu có thể gây nhiễu lẫn nhau làm ảnh hƣởng đến chất lƣợng, vùng phủ và dung lƣợng của mỗi hệ thống. Nhiễu này gọi là nhiễu kênh lân cận, gây ra do máy phát không lý tƣởng và bộ lọc ở máy thu không hoàn hảo. Nhiễu kênh lân cận có thể gây ra chặn đƣờng lên đối với BS hoặc chặn đƣờng lên và đƣờng xuống đối với máy di động.
Chặn đƣờng lên:
Giả sử máy di động MS của nhà khai thác 1 phát công suất cao với tần số lân cận với một ô của nhà khai thác 2 trong khi đang ở gần ô này. Kết quả là, nhiễu kênh lân cận ở máy thu trạm gốc của nhà khai thác 2 có thể lớn đến mức chặn các tín hiệu thu hữu ích của trạm này. Nguồn nhiễu kênh lân cận ở đƣờng lên chính là bộ khuyếch đại phi tuyến ở MS gây ra do sự dò công suất kênh lân cận.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
- 83 -
Khi trạm gốc của nhà khai thác 2 phát thì máy di động của nhà khai thác 1 sẽ thu nhiễu của kênh lân cận đƣờng xuống, nhiễu này có thể đủ lớn để làm rớt cuộc gọi trƣớc khi máy di động có thể đến gần trạm gốc của mình. Trong trƣờng hợp này, để tránh nhiễu ở kênh lân cận, máy di động có thể chuyển giao sang một tần số mới cách xa tần số phát của trạm gốc thuộc nhà khai thác 2. Nguyên nhân của nhiễu kênh lân cận đối với đƣờng xuống là do độ chọn lọc của máy thu ở MS không hoàn hảo khiến nó không chỉ thu đƣợc tín hiệu hữu ích mà còn thu cả nhiễu.Yếu tố giới hạn đối với nhiễu kênh lân cận đƣờng xuống chính là độ nhạy của máy thu của MS.
¤ macro cña nhµ khai th¸c 1 ¤ micro cña nhµ khai th¸c 2 ¤ macro cña nhµ khai th¸c 1 N hiÔ u kªn h l©n cËn TÝn hiÖu MS cña nhµ khai th¸c 1: C«ng suÊt ph¸t cao
Hình 4.14: Nhiễu kênh lân cận đường lên từ MS ô Macro đến BS ô Micro
Để tránh nhiễu kênh lân cận có thể sử dụng các biện pháp sau:
Đặt anten trạm gốc hợp lý: Việc này đảm bảo tổn hao truyền sóng để tránh nhiễu kênh lân cận đồng thời cũng phải đặt anten đủ cao để MS không thể quá gần anten.
Giảm độ nhạy của máy thu trạm gốc: Trạm gốc sẽ ít bị ảnh hƣởng của nhiễu kênh lân cận, tuy nhiên nó cũng ít nhạy cảm hơn đối với tín hiệu hữu ích và làm giảm vùng phủ.
Điều chỉnh khoảng cách giữa các sóng mạng: Điều chỉnh này có thể đảm bảo một khoảng bảo vệ 200KHz hoặc lớn hơn giữa các sóng mang để giảm nhiễu kênh lân cận.
Chuyển giao giữa các tần số: Đảm bảo hai tần số sử dụng của MS và BS đang là lân cận nhau trở thành không gian lân cận, do đó tránh đƣợc loại nhiễu này.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
- 84 -
4.3.1 Mô tả ULAP Wi4 của Motorola
Mô tả cấu hình ULAP: ULAP có cấu hình sector hóa 90 độ với một bộ phận tích hợp RF
Hình 4.15: Cấu hình sản phẩm ULAP
Hình trên thể hiên việc lắp đặt trạm cơ bản cho ULAP và module quản lý nhóm. ULAP và module quản lý nhóm đƣợc thiết kế để lắp đặt bên ngoài nhà trạm / tòa nhà nhằm triển khai “zero footprint “với chi phí thấp.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
- 85 -
Hình 4.16: Cấu hình cell điển hình (4 sector)
Motorola cũng cung cấp module thuê bao ULAP (SM) để triển khai ngoài trời. Lợi thế của module thuê bao (SM) treo rất thuận lợi cho việc tạo ra mức tín hiệu lớn hơn cho phép vùng phủ sóng rộng và tốc độ truyền dữ liệu cao hơn so với việc triển khai trong nhà. SM ngoài trời cũng có cổng RJ45 đơn tới máy tính khách hàng hoặc mạng máy tính.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
- 86 -
Hình 4.17: Module thuê bao ngoài trời
Hình vẽ dƣới đây chỉ ra cấu hình cho hệ thống trạm gốc Motorola MOTOWi4 ULAP và và bảng mô tả các tính năng của nó:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
- 87 -
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
- 88 -
Bảng 4.6: Tổng hợp những đặc tính kỹ thuật chính của ULAP
Bộ thuê bao ngoài trời 3500 dựa trên các thông số sau: Băng tần 2.5GHz, chia Uplink/Downlink là 25%/75%
Mục tiêu dịch vụ ở cell edge: 1.024 Mbps Downlink, Uplink 128kps (phủ sóng 90%)
Độ cao Ăngten ULAP tính từ mặt đất: 30m, độ cao bộ thuê bao ngoài trời ULAP tính từ mặt đất : 7m.
Kiểu bộ đệm lƣu lƣợng dữ liệu toàn phần (Video/ Audio Streaming).
Độ rộng băng thông của kênh 7MHz đƣợc hỗ trợ theo việc nâng cấp phần mềm cho hệ thống
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
- 89 -
Bảng4.7: Đặc tính kỹ thuật vô tuyến của ULAP
Ứng dụng Cố định và nomadic
Kiến trúc trạm chính Active RF Head với PoE và kết nối số tới đơn vị điều khiển
Dải tần 2.300- 2.500 GHz
Kênh băng tần 3.5 MHz (phần mềm nâng cấp 7MHz)
Kiến trúc OFDM PHY và trƣớc chuẩn MAC
(802.16e với nâng cấp phần mềm)
Môđun hỗ trợ thuê bao 200 Môđun thê bao/điểm truy nhập
Cấu hình Cấu hình từ xa / phần mềm OTA có thể nâng cấp
Tần số dùng lại 4 sector: N=4 / N=2 Kích thƣớc vật lý điểm truy nhập Radio:1320 x 180 x 130 mm Trọng lƣợng: 7.5 kg Kích thƣớc vật lý đơn vị điều khiển CMM: 432 x 330 x 165 mm Trọng lƣợng: 11.3 kg Nguồn: 305 x 152 x 102 mm Trọng lƣợng: 2.7 kg
Nhiệt độ vận hành Từ -40C tới 55C nhiệt độ ngoài trời
Điều chế và mã hóa ModulationReceiver Sensitivity, Typical
QPSK (3/4)-94.3 dBm Điện áp ra tối đa/sector
(PA & Antenna)
42 dBm EIRP = 25 dBm + 17 dBi (Sector đơn)
EIRP có thể thay đổi theo chức năng của quy định và yêu
cầu mặt nạ quang phổ (khác nhau đối với mỗi quốc gia)
Điện áp yêu cầu 90 to 264 VAC / 50-60 Hz
Điện áp tiêu hao AP:<45 Watts/ sector @ 55VDC
CMM:100 Watts @ 55VDC
CMM/AP Tỷ lệ điện áp tối đa: 480 Watts @ 55VDC
Quản lý công suất Điều khiển truyền tải điện áp tự động (lên tới-20 dB)
Giao thức hỗ trợ IPv4, TCP, UDP, PPP, SNMP
Hỗ trợ VLAN 802.1Q
Phân loại lƣu lƣợng Lớp 2 IEEE 802.1p, IPv4 Diffserv (DSCP)
Authentication RSA
QoS 2 mức
Bảo mật DES và AES (Tùy chọn), FIPS Certified (cho AES)
CMM tới điểm truy nhập cáp
Ethernet (Công suất qua Ethernet) qua Cat-5
Giao diện dây IEEE 802.3 (10/100 BT Ethernet)
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
- 90 -
Chẳng hạn: ETSI EN302 021, 753; RoHS/WEEE Máy triệt sóng tùy chọn (nếu cần)
Bảo vệ nguồn sáng DC nối đất
Bảng 4.8: Các thông số kỹ thuật Module và Anten thuê bao
Ứng dụng Cố định và nomadic
Dải tần 2.300 – 2.500 GHz
Băng thông của kênh 3.5 MHz (7MHz với nâng cấp phần mềm)
Giao diện khí OFDM / TDD (OFDMA với nâng cấp phần mềm)
Kiến trúc OFDM PHY và trƣớc chuẩn MAC
(802.16e với nâng cấp phần mềm)
Cấu hình Cấu hình từ xa/ phần mềm có thể nâng
cấp đƣợc
Kích thƣớc vật lý 254 x 355 x 76 mm
Trọng lƣợng 2.5 kg
Nhiệt độ vận hành -40°C to 55°C
Công suất đầu ra tối đa (PA and Antenna)
42 dBm EIRP = 25 dBm + 17 dBi (30o
internal ant.)
Actual EIRP thay đổi theo chức năng của quy
Anten Tích hợp, độ rộng chùm 3 dB với góc
phƣơng vi khoảng 30o, và góc nâng 40o,
17 dBi Gain
Phân cực hóa Dọc
Điện áp yêu cầu 90 to 264 VAC/ 50-60 Hz
Điện áp tiêu dùng 55 VDC / 45 Watts
Quản lý công suất Hệ thống điều khiển công suất truyền tự
động (lên tới 20 dB)
Hỗ trợ giao thức IPv4, TCP, UDP, PPP, SNMP
QOS 2 levels
Bảo mật DES and AES (optional), FIPS Certified
(for AES)
Giao diện LAN IEEE 802.3 (10/100 BT Ethernet)
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
- 91 -
Tƣởng lửa Xây dựng trong tƣờng lửa hỗ trợ ngƣời sử
dụng 253 LAN
VPN IPSec, PPTP & L2TP Pass-Through
DHCP Xây dựng server DHCP cho ngƣời dùng
LAN DHCP client cho WAN
Đáp ứng yêu cầu Yêu cầu ứng dụng bắt buộc
Chẳng hạn: ETSI EN302 021,753;
RoHS/WEEE. Các máy triệt sóng tùy chọn
Bảng 4.9: Đặc tính kỹ thuật anten của ULAP
Phân cực hóa Dọc
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
- 92 -
4.3.2 Cấu hình một số dịch vụ a. Các dịch vụ dữ liệu a. Các dịch vụ dữ liệu
PING, FTP, duyệt Web Internet, Intranet Mặt chiếu độ rộng chùm 3 dB 7o
Góc ngẩng điện của anten 0o
Elevation Null Fill Xuống -25o
Điện áp vào tối đa 45 W
Trở kháng đầu vào 50 Ohm
Góc phƣơng vi Sidelobes ETSI EN 302 085 CS3
Minimum Front-to-Back Isolation
ETSI EN 302 085 CS3
Phân cực chéo tối thiểu ETSI EN 302 085 CS3
Cực gắn vào phần cứng Tilt Mounting Kit for 2 to 4.5 đƣờng kính cực
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
- 93 -
Hình 4.19 Dịch vụ truyền file FTP
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
- 94 -
Hình 4.20 Dịch vụ duyệt Web internet
b. Dịch vụ thoại trên nền IP
Dịch vụ VoIP là dịch vụ gọi giữa PC với PC.
TN TN
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
- 95 -
Hình 4.21 Dịch vụ VOIP PC-to-PC
Dịch vụ VOIP với VOIP Server và Voice Gateway
Ứng dụng VOIP client-server và kết nối liên mạng PSTN ở lớp mạng lõi khi sử dụng lớp mạng truy nhập ULAP. Motorola cung cấp phần mạng access là ULAP, TNPT sẽ cung cấp phần ứng dụng mạng lõi gồm VOIP Server và VOIP Gateway.
Hình 4.22: Dịch vụ VOIP với VOIP server và Voice Gateway (TNPT)
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
- 96 -
c. Dịch vụ game tƣơng tác
Hình 4.23 Dịch vụ Game trực tuyến
4.4 Kết luận
Nội dung chƣơng đã trình bày một số đặc điểm về tự nhiên và xã hội của thành phố Thái Nguyên. Qua khảo sát thấy đƣợc nhu cầu và khả năng ứng dụng của dịch vụ băng rộng Wimax cho thành phố là rất cao, góp phần phát triển cơ sở hạ tầng công nghệ thông tin, viễn thông, thúc đẩy sự phát triển nền kinh tế, xã hội,
Nghiên cứu đã đƣa ra phƣơng pháp tính toán thiết kế mạng Wimax di động theo vùng phủ sóng và dung lƣợng. Từ đó đƣa ra dự kiến lựa chọn thiết bị và triển khai ứng dụng trên mạng thực tế.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
- 97 -
PHẦN KẾT LUẬN
Sau một thời gian tìm hiểu và nghiên cứu về công nghệ WiMAX từ đó đƣa ra cái nhìn tổng quan về các chi tiết kỹ thuật, các đặc điểm chính của Lớp vật lý PHY và lớp MAC đối với công nghệ này. Bên cạnh đó là khả năng ứng dụng của WiMAX trong các vùng khác nhau.
Luận văn “CÔNG NGHỆ WIMAX VÀ ỨNG DỤNG TẠI THÀNH PHỐ
THÁI NGUYÊN” đã nghiên cứu đƣợc những nội dung chính sau:
Trình bày các kiến thức tổng quan về mạng truy nhập Wimax, cơ sở về lý thuyết OFDM và các chuẩn Wimax, các kỹ thuật triển khai trong Wimax.
Nghiên cứu kiến thức tổng quan về mô hình tham chiếu, cấu trúc của mạng Wimax.
Trình bày phƣơng pháp tính toán thiết kế mạng Wimax áp dụng cho thành phố Thái Nguyên.
Ta thấy so với các công nghệ truy nhập vô tuyến băng rộng có cùng phạm vi ứng dụng, WiMAX là công nghệ đang nhận đƣợc sự quan tâm đặc biệt của cả các nhà sản xuất cũng nhƣ ngƣời cung cấp dịch vụ và ngƣời sử dụng nhờ các đặc tính nổi trội của nó, đặc biệt khi nhu cầu truy nhập dữ liệu ngày càng mạnh. Với việc WiMAX đƣợc tối ƣu cho dịch vụ dữ liệu, WiMAX có thể song song tồn tại cùng với các mạng nhƣ 3G đƣợc tối ƣu cho thoại. Tùy thuộc mục đích của nhà cung cấp, yêu cầu khách hàng, các mạng sẽ có sự phát triển tƣơng ứng.
Việc triển khai Wimax cho mạng truy nhập băng thông rộng sẽ đáp ứng đƣợc nhu cầu ngày càng cao và khắt khe của các đối tƣợng khách hàng.
Hƣớng phát triển:
Công nghệ Wimax là công nghệ hứa hẹn khả năng phát triển tại Thái Nguyên nói riêng và Việt Nam nói chung. Tuy nhiên do có những đặc điểm riêng nên khi đƣa vào triển khai cần tính toán, thiết kế chi tiết, đầy đủ.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
- 98 -
toán thiết kế trên lý thuyết. Vì vậy hƣớng phát triển tiếp theo là nghiên cứu vấn đề bảo mật trong Wimax, các vấn đề về điều chế và anten đồng thời tiến hành thử nghiệm thực tế đánh giá kết quả để đƣa ra phƣơng pháp thiết kế hệ thống mạng hiệu quả.
Trong quá trình nghiên cứu mặc dù đã rất cố gắng nhƣng luận văn chắc chắn còn nhiều thiếu sót. Tôi rất mong nhận đƣợc sự đóng góp ý kiến của các thầy, cô và bạn đọc để luận văn đƣợc hoàn thiện hơn.
Xin chân thành cảm ơn!
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
[1] Bài giảng CÔNG NGHỆ WIMAX-Nguyễn Việt Hùng – Học viện CNBCVT [2] Đỗ Ngọc Anh, (07/06/2006), biên dịch “WiMAX trong môi trƣờng LOS và
NLOS”, http://www.tapchibcvt.gov.vn
[3] Đỗ Ngọc Anh, (07/06/2006), biên dịch “WiMAX di động: Tổng quan kỹ thuật
– đánh giá hoạt động”, http://www.tapchibcvt.gov.vn.
[4] Ts. Nguyễn Phạm Anh Dũng, Ks. Nguyễn Viết Đảm, Nghiên cứu mô hình lớp vật lý 802.16e trong Wimax di động và mô phỏng kênh đƣờng xuống.
[5] Ủy ban nhân dân tỉnh Thái nguyên, Kế hoạch phát triển BCVT và CNTT tỉnh Thái nguyên đến năm 2015
Tiếng Anh
[6] Ph.D Jeffrey G. Andrews, Ph.D Arunabha Ghosh, Rias Muhamed. Fundamentals of WiMAX Understanding Broadband Wireless Networking
[7]Frank Ohrtman,WiMAX Handbook - Building 802-16 Wireless Networks [8] Dr. Yan Zhang, WiMAX Network Planning and Optimization, 1st Edition [9] Fixed, Nomadic, Portable and Mobile Applications for 802.16-2004 and 802.16e WIMAX networks. WiMAX Forum
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn
- 99 -
LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications.
ISBN 0-7381-5656-9.
[11] IEEE 802.16-2004.IEEE October 2004, IEEE 802.16e-2005.IEEE 28February 2006
[12] Michel D Gallaher (2005),Alliance for telecommunication industry solution board ò directs meeting.
[13] SR Telecoms. White paper 2004 [4]. Can WIMAX address your Application? WiMAX Forum
[14]. John Wiley & Sons, Ltd, (2006), The Business of WiMAX
[15]. WiMAX Forum white paper, WiMAX‟s technology for LOS and NLOS
environments.
[16]. WiMAX Forum white paper, The business case for Fixed Wireless Access in Emerging countries.
[17]. WiMAX Forum white paper, Business case models for Fixed Wireless Access based on WiMAX technology and 802.16 standard.
[18].WiMAX Forum, (November 2005), Fixed, nomadic, portable and mobile applications for 802.16-2004 and 802.16e WiMAX networks.
[19]. WiMAX Forum white paper, IEEE 802.16 Standard and WiMAX igniting Broadband Wireless Access.
[20]. West Technology Reseach Solutoins, LLC (May, 2005), WiMAX market trends & Technology Futures
[21]. www.vnpt.com.vn [22]. www.ieee.org
[23]. www.wimaxforum.org [24]. www.wimax.com
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn