Công nghệ wi max DT5

Công nghệ wi max DT5 Báo cáo bài tập lớn môn Mạng máy tính Viện điện tử viễn thông Đại học Bách Khoa Hà Nội

CÔNG NGHỆ WIMAX 1

Mạng máy tính

Đề tài : Công nghệ WIMAX

Sinh viên thực hiện:

Dư Quang Trọng Nguyễn Hoàng Long Lớp : Điện tử 5 – k48

Giới thiệu công nghệ Wimax

Nội dung chính Phần I: Sơ lược về Wimax Phần II: Những nội dung chính về Wimax

1 Khái niệm và những đặc điểm chính

2 Mô hình hoạt động và ứng dụng

3 Giới thiệu về IEEE 802.16

4 Băng tần hoạt động

5 Lớp vật lý , MAC , cấu trúc PMP

6 Công nghệ OFDM , MIMO

7 Kỹ thuật trải phổv mã hóa Phần III: kết luận

CÔNG NGHỆ WIMAX 3

1 Sơ lược về Wimax

„ Khái niệm : kỹthuật WiMAX (World Interoperability for

Microwave Access: Khả năng khai thác liên mạng trên

toàn cầu đối với truy nhập vi ba)

„ Đặc điểm:

- Tốc độ dữ liệu cao

-Chất lượng dịch vụ (QoS)

- Hoạt động trong cả hai môi trường truyền dẫn

-Độ rộng băng tần

- Tính mềm dẻo

-Khả năng bảo mật

-Khả năng di động

-Về cấu trúc phân lớp,

-Hướng truyền tin

-Cho phép sử dụng cả hai công nghệ TDD và FDD

2.1 Mô hình hoạt động

CÔNG NGHỆ WIMAX 5

2.1 Mô hình hoạt động

– Trạm phát : cóthể phủ sóng rộng tới 8000km2

– Trạm thu :là các anten nhỏ như các Card mạng cắm

v o hoặc được thiết lập sẵn trên Mainboard

– Các trạm phát BTS được kết nối tới mạng Internet

thông qua các đường truyền tốc độcao dành riêng

hoặc cóthể được nối tới một BTS khác như một trạn

trung chuyển bằng đường truyền thẳng (line of

sight), và chính vìv y WiMax cóthể phủ sóng đến

những vùng rất xa

2.2 MÔ HÌNH ỨNG DỤNG CỦA WIMAX

„ 2.2.1:.Mô hình ứng dụng cố định (Fixed WiMAX

„ thực hiện cách tiếp nói không dây đến các modem cáp,

đến các đôi dây thuê bao

„ Băng tần công tác trong băng 2,5GHz hoặc 3,5GHz

„ Trong mô hình này bộphận vô tuyến gồm các trạm gốc

WiMAX BS và các trạm phụ SS

„ 2.2.2 : Mô hình ứng dụng WiMAX di động

„ Thực hiện theo tiêu chuẩn IEEE 802.16e được thông qua

trong năm 2005

„ Mạng lưới này phối hợp cùng WLAN, mạng di động

cellular 3G cóthể tạo thành mạng di động có vùng phủ

sóng rộng

CÔNG NGHỆ WIMAX 7

3.Chuẩn IEEE 802.16

„ Chuẩn 802.16a của IEEE tập trung vào truy cập băng

rộng cố định

„ Chuẩn mở rộng 802.16-2004 của IEEE cải tiến hơn nhờ

hỗ trợ cho CPE trong nhà

„ chuẩn 802.16e là để bổ sung khả năng di động dữliệu

Dải tần số<6GHz

Tốc độUp to 15 Mbps

4 Băng tần cho WiMax

-Băng 3400-3600MHz (băng 3.5GHz )phân bổ cho hệ

thống truy cập không dây cố định

-Băng 3600-3800MHz sử dụng cho hệ thống vệ tinh

viễn thông

-Băng 3300-3400MHz (băng 3.3 GHz)sử dụng cho

WiMax cố định

-Băng 2500-2690MHz (băng 2.5 GHz)lựa chọn cho

WiMax di động

-Băng 2300-2400MHz (băng 2.3 GHz)

xem xét cho WiMax di động

CÔNG NGHỆ WIMAX 9

PMP

„ 5.1 Cấu trúc MAC

„ Hệ thống cần thêm các lớp điều khiển đa truy nhập MAC

(multi-access control) để nhiều user được phân chia đường truyền

„ tiêu chuẩn 802.16-2004 đã đề xuất lớp MAC để thực hiện chuyển

mạch gói trên giao diện không gian với các tuyến truyền sóng dà

cho phép độ trễ d i và có sự biến động mạnh

„ 5.2 :Lớp PHY

„ chuẩn IEEE 802.16a đã sửa đổi và là một chuẩn mở tạo cơ hội cho

sự thay đổi lớn ở lớp vật lý

„ Hệ thống sử sụng một khung 0.5, 1 hoặc 2 ms

„ Một khe vật lý được định nghĩa cho 4 ký hiệu QAM (quadrature

amplitude modulation)

„ 5.2.3 cấu trúc PMP

„ về cơ bản là một mạng được khu vực hoá bao gồm hai thành phần

chính: Một trạm gốc (Base Station - BS) và thiết bị giao tiếp đầu

cuối khách hàng (Customer Premises Equipment - CPE).

„ Trạm gốc BS bao gồm một hoặc nhiều thiết bị thu phát vô tuyến

„ Thiết bị giao tiếp đầu cuối khách hàng CPE bao gồm 3 thành phần

chính: một modem, một radio, và một anten

„ OFDM (Dồn kênh phân chia theo tần sốtrực giao) là một

phương pháp điều chế đa sóng mang điển hình Kỹ

thuật này được thực hiện bằng cách chia dòng sốliệu

truyền đi thành N các dòng số liệu song song

„ Phương pháp điều chế OFDM sẽ thu được một số điểm

thuận lợi

„ Tuy nhiên phương pháp này cũng cómột số nhược điểm

„ OFDM đã chứng tỏlà nó cónhững ưu việt hơn rất nhiều

v tốc độtruyền, tỷ lệ lỗi bit, cũng như hiệu quả sử

dụng phổtần nên đã được IEEE chọn làm công nghệ

truyền dẫn cho WIMAX

CÔNG NGHỆ WIMAX 11

(OFDMA) cho mạng WiMax

„ OFDMA là một nguyên lý đa truy cập/ ghép kênh cung

cấp khả năng ghép kênh các luồng dữliệu từ nhiều

người dùng trên các kênh con hướng xuống và đa truy

nhập hướng lên nhờ các kênh con hướng lên

„ cho phép linh động thay đổi độrộng băng tần lên hoặc

xuống, dẫn đến cóthể thay đổi tốc độ phát (Upload)

hoặc thu (Download)dữ liệu chứkhông phải là cố định

như trong ASDL hay CDMA

„ sử dụng thuật toán lịch trình cho phép trạm phát gốc

điều khiển chất lượng dịch vụ (Quality of Service -QoS)

bằng việc cân bằng nhu cầu truyền thông giữa các thuê

bao

OFDMA

„ Cấu trúc symbol OFDMA gồm 3 loại sóng mang con :

-Sóng mang con dữliệu (data) cho truyền dữ liệu

-Sóng mang con dẫn đường (pilot) cho mục đích

ước lượng và đồng bộ

-Sóng mang con vô dụng (null) không để truyền

dẫn; được sử dụng cho các băng bảovệ v các sóng

mang DC

CÔNG NGHỆ WIMAX 13

6.3 Scalable OFDMA

„ chuẩn IEEE 802.16e-2005 dựa trên kỹthuật S-OFDMA

„ S-OFDMA hỗtrợnhiều dải băng thông khác nhau để x c

định hoạt động nhu cầu cấp phát phổkhác nhau và các

yêu cầu mô hình sử dụng

6.3.1 Cấu trúc khung TDD

„ TDD cho phép điều chỉnh tỉ ệ DL/UL (đường xuống/đường lên)

„ TDD đảm bảo sự trao đổi kênh để: hỗ trợ khả năng điều chỉnh

đường truyền, MIMO và

„ TDD chỉ yêu cầu một kênh đơn cho cả đường lên

„ Mỗi khung được chia thành các khung con hướng xuống (DL) và

hướng lên (UL) bởi bộ Phát/Thu và Thu/Phát (TTG và RTG) để tránh

xung đột giữa hướng DL và UL

„ Một khung thông tin gồm:

- Phần đầu khung (Preamble): Là symbol OFDM đầu tiên của

khung dùng để đồng bộ.

„ - Tiêu đề điều khiển khung (FCH): FCH nằm sau phần mở đầu

khung Nó cho biết thôngtin cấu hình khung như độ d i bản tin

MAP, nguyên lý mã hoá và các kênh con khả d ng

CÔNG NGHỆ WIMAX 15

„ MIMO-OFDM/OFDMA được hình dung như là cơ sở n n tảng

cho các hệ thống truyền thông băng rộng thế h mới

„ Các công nghệ anten thông minh được hỗ trợ g m:

„ WiMAX di động hỗ trợ một dải rộng các công nghệ anten thông

minh để nâng cao hiệu suất hệ thống Các công nghệ anten

thông minh được hỗ trợ g m:

phân tập truyền như mã

„ Alamouti để cung cấp khả năng phân tập không gian và giảm dự

trữ suy hao tín hiệu.

tận dụng tốc độ đỉnh cao hơn và giảm thông lượng

Vùng phủ sóng của anten trạm gốc

7.1.Trải phổ chuỗi trực tiếp DSSS

„ mang lại truyền dẫn tin cậy với các tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm tương

đối nhỏ

„ Bản chất của DSSS là thực hiện trải năng lượng tín hiệu trên một

d i tần rộng

„ DSSS thực hiện tổng hợp dòng số liệu với một mã số tốc độ cao

hơn

7.2.Trải phổ nhảy tần FHSS.

„ FHSS dùng một sóng mang băng hẹp thay đổi tần số theo một

mẫu mà cả máy thu và mát phát đều biết

7.3Các phương pháp mã hoá

7.4Kỹ thuật điều chế pha.

CÔNG NGHỆ WIMAX 17

PHẦN III : KẾT LUẬN

„ Ứng dụng và triển vọng phát triển của WiMax:

-Công nghệ này hiện nay đang được nghien cứu

và phát triển rộng khắp trên thế giới

-Hiện tại có nhiều thành phố trên thế giới như Mỹ,

Nhật, Trung Quốc, Hàn

Quốc v.v đã có kế hoạch triển khai WiMax, và

ngay cả Microsoft cũng quan tâm và coi WiMax

như là một tiêu chuẩn và sẽ tích hợp vào trong

các phần mềm của mình vào mạng.

-Ở Việt Nam , công nghệ này vẫn còn rất mới vẫn đang

được nghiên cứu ứng dụng cùng với sựgiúp đỡ của các

tập đoàn viễn thông quốc tế

Xin chân thành cám ơn thầy giáo và

các bạn đã thẽo dõi và đóng góp những ý kiến