DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮTAAS adaptive antena system Hệ thống anten thích nghi BNI Base station network interface Giao diện giữa trạm gốc và mạng BWA Broadband wireless access Truy nhập kh
Trang 1DANH MỤC HÌNH VẼ III DANH MỤC BẢNG BIỂU V DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT VI LỜI NÓI ĐẦU IX
CHƯƠNG 1 1
TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ WIMAX 1
1.1 Lịch sử và quá trình phát triển 1
1.2 Đặc điểm 2
1.3 Các chuẩn của Wimax 3
1.3.1 Chuẩn cơ bản IEEE802.16 basic 3
1.3.2 Các chuẩn bổ sung của WIMAX 3
1.4 Các băng tần của Wimax 5
1.5 Kỹ thuật trong WIMAX 6
1.5.1.Truyền sóng 6
1.5.2 Công nghệ OFDM 8
1.5.3 Công nghệ OFDMA 10
1.5.4 Điều chế thích nghi 11
1.5.5 Công nghệ sửa lỗi 12
1.5.6 Điều khiển công suất 12
1.5.7 Các công nghệ vô tuyến tiên tiến 13
1.6.Kiến trúc mạng truy cập Wimax 13
1.6.1 Mô hình tham chiếu 13
1.6.2 Lớp MAC 14
1.6.3 Lớp vật lý 15
1.7 Mô hình ứng dụng của Wimax 21
1.7.1 Mô hình ứng dụng tổng quát 21
1.7.2 Mô hình ứng dụng WIMAX cố định (Fixed WIMAX) 23
1.7.3 Mô hình ứng dụng WIMAX di động 24
1.8 Ưu nhược điểm của Wimax 24
1.8.1.Ưu điểm 24
1.8.2 Hạn chế nhược điểm 27
CHƯƠNG 2 28
SO SÁNH WIMAX VỚI MỘT SỐ CÔNG NGHỆ TRUY CẬP VÔ TUYẾN BĂNG RỘNG KHÁC VÀ GIẢI PHÁP CỦA CÁC NHÀ SẢN XUẤT 28
2.1 Tổng quan về các chuẩn truy nhập vô tuyến băng rộng 28
2.2 So sánh WiMAX cố định và LMDS, MMDS 29
2.3 So sánh WiMAX di động với 3G 32
2.4 So sánh WiMAX di động với WiBro 34
2.5 Giải pháp của các nhà sản xuất 35
2.5.1 Giải pháp của Intel 35
Trang 22.5.2 Giải pháp sản phẩm của SR-Telecom 36
2.5.3 Giải pháp sản phẩm của Alvarion 37
2.5.4 Giải pháp sản phẩm của Motorola cho ISP 38
2.5.5 Giải pháp cho chipset Fujitsu 38
CHƯƠNG 3 40
CÁC VẤN ĐỀ KỸ THUẬT KHI THIẾT KẾ TRIỂN KHAI MẠNG WIMAX VÀ MÔ PHỎNG MẠNG WIMAX ĐƠN GIẢN BẰNG CÔNG CỤ OMNET++ 40
3.1 Các vấn đề kỹ thuật khi thiết kế triển khai một mạng WIMAX 40
3.1.1 Lựa chọn băng tần 40
3.1.2 Lựa chọn phương thức song công 41
3.1.3 Tổng lưu lượng, bán kính phủ sóng và số sector của mỗi trạm gốc 42
3.1.4 Quy hoạch và tái sử dụng tần số có tính toán tới các loại nhiễu 44
3.1.5 Anten và các công nghệ nâng cao 46
3.1.6 Quản lý sự di động (Đối với ứng dụng Mobile WiMAX) 48
3.1.7 Trung tâm quản lý 52
3.1.8 Sơ đồ kết nối mạng WiMAX 54
3.2 Mô phỏng một mạng Wimax đơn sử dụng công cụ OMNET++ 56
3.2.1 Giới thiệu về chương trình mô phỏng OMNet++ 56
3.2.2 Chương trình mô phỏng một mạng WiMAX đơn giản 59
3.2.3 Kết quả mô phỏng được 61
3.2.4 Kết luận 65
KẾT LUẬN 66
TÀI LIỆU THAM KHẢO 67
PHẦN PHỤ LỤC 68
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN 79
Trang 3DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1: Miền Fresnel LOS 6
Hình 1.2: Minh họa hoạt động WiMAX 7
Hình 1.3: So sánh FDM và OFDM 9
Hình 1.4: OFDM với 256 sóng mang 9
Hình 1.5: Các kênh con trong OFDMA 11
Hình 1.6: Bán kính cell quan hệ với điều chế thích nghi 12
Hình 1.7: Mô hình tham chiếu 13
Hình 1.8: Cấu trúc khung OFDM với TDD 18
Hình 1.9: Định dạng TC PDU 20
Hình 1.10: Mô hình cơ bản của một Wimax BS 21
Hình 1.11: Trung tâm quản lí 22
Hình 1.12: Mô hình ứng dụng cố định 23
Hình 1.13: Mô hình ứng dụng Mobile WIMAX 24
Hình 2.1: Các chuẩn về mạng truy nhập vô tuyến băng rộng 28
Hình 2.2: Phạm vi của WiMAX di động và WiBro trong chuẩn 802.16e 34
Hình 2.3: Sơ đồ ứng dụng tổng thể Wimax của ABS4000 36
Hình 3.1: Hai chế độ song công TDD và FDD 42
Hình 3.2: Mô hình tái sử dụng tần số 45
Hình 3.3: Vùng phủ sóng của Sector Antenna 46
Hình 3.4: Vùng phủ sóng của Omni Antenna 47
Hình 3.5: CPE với Anten tích hợp bên trong 48
Hình 3.6: CPE với Anten ngoài 48
Hình 3.7: Chuyển giao cứng HHO 50
Hình 3.8: Chuyển trạm gốc nhanh (FBSS) 51
Hình 3.9: Chuyển giao phân tập MDHO 52
Hình 3.10: Trung tâm quản lý mạng WiMAX 53
Trang 4Hình 3.11: Sơ đồ kết nối của mạng WiMAX 54 Hình 3.12: Cấu trúc liên kết của một chương trình mô phỏng trong OMNet+ + 59 Hình 3.13: Giao diện mô phỏng cấu trúc và cách thức hoạt động của mạng WiMAX 60 Hình 3.14 Giao diện điều khiển của chương trình mô phỏng 61 Hình 3.15 Các kịch bản đặt sẵn của mô hình mạng WiMAX 61 Hình 3.16 Giao diện của chương trình Scalars chứa các giá trị thống kê 62 Hình 3.17 Đồ thị channel utilization và collision multiplicity của lần chạy thử 1 64 Hình 3.18 Đồ thị channel utilization và collision multiplicity của lần chạy thử 2 64 Hình 3.19 Đồ thị channel utilization và collision multiplicity của lần chạy thử 3 65
Trang 5DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1 So sánh giữa chuẩn 802.16-2004 và LMDS, MMDS 31
Bảng 1.2 So sánh WiMAX di động và 3G 33
Bảng 1.3 Các đặc tính chính của WiMAX di động và WiBro 34
Bảng 1.4 : Phân bổ tần số cho các công nghệ không dây 41
Bảng 1.5 Các giá trị thống kê sau khi chạy mô phỏng 63
Trang 6DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
AAS adaptive antena system Hệ thống anten thích nghi
BNI Base station network interface Giao diện giữa trạm gốc và mạng
BWA Broadband wireless access Truy nhập không dây băng rộngCDMA code division multiple access Đa truy nhập chia mã
CA Certification authority Quyền Chứng thực
CPE Customer Premise Equipment Thiết bị đầu cuối thuê bao
CPS Common part sublayer Lớp con phần chung
CRC Cyclic redundancy check Kiểm tra vòng dư
DES Data encryption standard Tiêu chuẩn mật mã dữ liệu
DFS Dynamic frequency selection Lựa chọn tần số động
DFT Discrete Fourier Transform Biến đổi Fourier rời rạc
DHCP Dynamic host configuration
protocol
Thủ tục cấu hình chủ không cốđịnh
ECB Electronic code book Bảng mật mã điện tử
EDE Encrypt-Decrypt-Encrypt Mật mã-giải mã-mật mã
FEC Forward Error Correction Mã hóa sử lỗi trước
ETSI European Telecommunications
Standard Institute
Viện tiêu chuẩn viễn thông ChâuÂu
FBSS Fast Base Station Switching Chuyển đổi trạm gốc nhanh
FDMA Frequency Division Multiple
Access
Đa truy nhập phân chia tần số
FDD Frequency division duplex Song công chia tần số
FEC Forward error correction Sửa lỗi hướng đi
FFT Fast Fourier transform Biến đổi Fourier nhanh
FSS Fixed satellite service Dịch vụ vệ tinh cố định
FWA Fixed wireless access Truy nhập không dây cố định
Trang 7IE Information element Phần tử thông tin
IETF Internet Engineering Task Force Tổ chức kỹ sư thiết kế InternetIDFT Inverse Discrete Fourier Transform Biến đổi Fourier rời rạc ngượcIFFT Inversion Fast Fourier transform Biến đổi Fourier ngược nhanh
ITU International Telecommunications
Union
Hiệp hội viễn thông Quốc tế
LMDS Local multipoint distriution service Dịch vụ phân phối đa điểm nội
hạt
MAC Medium access control layer Lớp điều khiển truy nhập môi
trườngMAN Metropolitan area network Mạng khu vực thành phố
MDHO Macro Diversity Handover Chuyển giao đa dạng riêng
OFDM Orthogonal frequency division
multiplexing
Ghép kênh chia tần số trực giao
OFDMA Orthogonal frequency division
multiple access
Đa truy nhập chia tần số trực giao
PARP Peak-to Average Power Ratio Công suất tương đối cực đạiPCMCIA Personal Computer Memory Card
International Association
Hiệp hội quốc tế về tấm mạchnhớ của máy tính cá nhân
PDA Personal Digital Assistant Thiết bị vụ số cá nhân
PKM Privacy key management Quản lý khoá riêng
PMP Point - to – multipoint Điểm đa điểm
PPP Point-to-Point Protocol Thủ tục điểm-điểm
QAM Quadrature amplitude modulation Điều chế biên độ cầu phươngQoS Quality of Service Chất lượng dịch vụ
QPSK Quadrature phase-shift keying Khoá dịch pha cầu phương
rtPS Real-time polling service Dịch vụ thăm dò thời gian thựcSDU Service data unit Đơn vị dữ liệu dịch vụ
SFID Service Flow Identifier Bộ Nhận dạng Luồng Dịch vụSNMP Simple Network Management
Protocol
Thủ tục quản lý mạng đơn giản
SNR Signal-to-noise ratio Tỷ lệ tín hiệu/tạp âm
Trang 8STC Space time coding Mã thời gian không gian
TDD Time division duplex Song công chia thời gian
TDM Time division multiplex Ghép kênh chia thời gian
TDMA Time division multiple access Đa truy nhập phân chia thời gianTEK Traffic encryption key Khoá mật mã lưu lượng
UGS Unsolicited grant service Dịch vụ cấp phát tự nguyện
Trang 9LỜI NÓI ĐẦU
Trong thời đại ngày nay, phát triển công nghệ thông tin gắn liền với pháttriển kinh tế, sự giàu sang thịnh vượng của quốc gia Những lợi ích mà nómang lại là không thể phủ nhận Chính vì thế việc xây dựng một hệ thống hạtầng công nghệ thông tin vững mạnh, hiện đại sẽ là một động lực góp phần tolớn thúc đẩy sự phát triển đi lên của đất nước
Vài năm trở lại đây công nghệ không dây Wireless LAN (WLAN) được
sử dụng ngày càng nhiều trong đời sống, cùng với những tính nǎng ưu việtcủa nó đã làm thay đổi đáng kể phương thức truyền dẫn của các mạng LANtruyền thống Với mạng WLAN, một khách hàng lưu động có thể kết nối đếnmạng LAN, đến Internet thông qua một kết nối không dây Trong khi các đôthị hiện đại trên thế giới ngày nay đang tự hào với hàng trăm điểm kết nốiWLAN công cộng, thì người dùng tại những nước đang phát triển hay tại cáckhu vực nông thôn, vùng sâu, vùng xa, hải đảo thưa thớt dân cư - những nơi
mà việc triển khai công nghệ này đòi hỏi một khoản chi phí cao đáng kể thìsao? Công nghệ WiMAX ra đời là một giải pháp hoàn hảo đáp ứng được cácyêu cầu kể trên, cả về mặt công nghệ lẫn chi phí triển khai
Công nghệ WiMAX dùng sóng vô tuyến trong xây dựng giải pháp mạnghiện đại Với giá thành và tính ổn định cao, giải pháp mạng không dâyWiMAX sẽ là một trong những xu hướng tất yếu để mở rộng, và thay thế dần
hệ thống LAN truyền thống sử dụng kết nối cáp, WiMAX hỗ trợ cho nhiềuthiết bị ứng dụng dựa trên chuẩn TCP/IP và việc kết nối mạng được thực hiệnbất cứ nơi đâu trong vùng phủ sóng Đồng thời, một trạm phát sóng có thểcho phép hỗ trợ nhiều kết nối cũng như thiết bị truy xuất
Với Internet, tốc độ là điều cốt yếu Mạng không dây WiMAX sẽ tiếtkiệm được thời gian lắp đặt chạy dây, tiết kiệm công sức nhân lực vì khôngcần phải lắp đặt các điểm truy cập mạng LAN thông thường Việc kết nốiđược tự động hóa giữa các mạng cài đặt và phần cứng khác nhau, giúp việctriển khai cũng như bố trí lại đơn giản và linh hoạt
Trang 10Việc ứng dụng công nghệ WiMAX vào hạ tầng mạng sẽ giúp sử dụng,kết nối Internet tốc độ cao không còn là chuyện xa vời, hiếm hoi đối vớinhững nơi hẻo lánh mà khả năng kéo cáp gặp nhiều khó khăn Góp phần thuhẹp khoảng cách giữa nông thôn và thành thị trong việc chiếm lĩnh thông tin.
Nhằm tìm hiểu công nghệ này,em đã chọn đề tài tốt nghiệp là: “Thiết kế,mô phỏng mạng WIMAX bằng công cụ OMNET++”.
Nội dung đồ án tốt nghiệp gồm 3 chương:
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ WIMAX
CHƯƠNG 2: SO SÁNH WIMAX VỚI MỘT SỐ CÔNG NGHỆ TRUY CẬP
VÔ TUYẾN BĂNG THÔNG RỘNG KHÁC VÀ GIẢI PHÁP CỦA CÁCNHÀ SẢN XUẤT
CHƯƠNG 3: CÁC VẤN ĐỀ KỸ THUẬT KHI THIẾT KẾ TRIỂN KHAIMẠNG WIMAX VÀ MÔ PHỎNG MẠNG WIMAX ĐƠN GIẢN SỬDỤNG CÔNG CỤ OMNET++
Tuy đã có nhiều cố gắng nhưng đồ án này cũng không thể tránh khỏinhững thiếu sót, do kiến thức và kinh nghiệm thực tế còn nhiều hạn chế Emrất mong nhận được sự góp ý, chỉ bảo của các thầy cô giáo và tất cả các bạn
để em hoàn thiện hơn vốn kiến thức của mình
Trang 11CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ WIMAX 1.1 Lịch sử và quá trình phát triển
Ngày nay với sự phát triển của mạng viễn thông với dich vụ ngày càng đadạng đã làm cho các công nghệ truy nhập tiên tiến ngày càng được phát minh vàđưa vào phục vụ Hiện nay chúng ta biết đến truy nhập Internet với các dich vụquay số Modem thoại, ADSL hay các đường truyền thuê bao riêng hoặc sử dụngcác hệ thống vô tuyến như điện thoại di động hay mạng Wifi Mỗi phương pháptruy nhập mạng đều có đặc điểm riêng:
Với modem quay số điện thoại thì tốc độ thấp, ADSL có tốc độ 8Mb/snhưng cần có đường dây kết nối Các thuê bao riêng thì phải trả giá đắt mà lạikhó triển khai ở các khu vực có địa hình phức tạp Hệ thống thông tin di độnghiện nay cung cấp tốc độ truyền 9,6Kb/s là rất thấp so với nhu cầu của ngườidùng GSM (2G),GPRS (2,5G) cho phép truy nhập ở tốc độ 172,2 Kb/s hayEDGE ở 300 đến 400 Kb/s cũng chưa đủ đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng củacác dich vụ Internet Hệ thống 3G thì tốc độ truy nhập Internet cũng không vượtquá 2 Mb/s Mạng Wifi không dây chỉ có thể áp dụng với các máy tính trao đổithông tin với khoảng cách ngắn
Với thực tế như vậy, WIMAX viết tắt là Worldwide Interoperability for Microwave Access đã ra đời nhằm cung cấp 1 phương tiện truy nhập
Internet không dây tổng hợp có thể thay thế cho ADSL và Wifi WiMax đượcthiết kế dựa vào tiêu chuẩn IEEE 802.16 WiMax đã giải quyết tốt nhất nhữngvấn đề khó khăn trong việc quản lý đầu cuối
WiMax sử dụng kỹ thuật sóng vô tuyến để kết nối các máy tính trongmạng Internet thay vì dùng dây để kết nối như DSL hay cáp modem WiMax nhưmột tổng đài trong vùng lân cận hợp lý đến một trạm chủ mà nó được yêu cầuthiết lập một đường dữ liệu đến Internet Người sử dụng trong phạm vi từ 3 đến 5dặm so với trạm chủ sẽ được thiết lập một đường dẫn công nghệ NLOS (Non-Line-Of-Sight) với tốc độ truyền dữ liệu rất cao là 75Mbps Còn nếu người sử
Trang 12dụng trong phạm vi lớn hơn 30 dặm so với trạm chủ thì sẽ có anten sử dụng côngnghệ LOS (Line-Of-Sight) với tốc độ truyền dữ liệu gần bằng 280Mbps.WiMAX là một chuẩn không dây đang phát triển rất nhanh, hứa hẹn tạo ra khảnăng kết nối băng thông rộng tốc độ cao cho cả mạng cố định lẫn mạng khôngdây di động, phạm vi phủ sóng được mở rộng.
1.2 Đặc điểm.
WiMAX đã được tiêu chuẩn hoá ở IEEE 802.16 Hệ thống này là hệ thống đatruy cập không dây sử dụng công nghệ OFDMA có các đặc điểm sau:
- Khoảng cách giữa trạm thu và phát có thể tới 50km
- Tốc độ truyền có thể thay đổi, tối đa 70Mbit/s
- Hoạt động trong cả hai môi trường truyền dẫn: đường truyền tầm nhìnthẳng LOS (Line of Sight) và đường truyền bị che khuất NLOS (Non line
- WiMAX sử dụng điều chế nhiều mức thích ứng từ BPSK, QPSK đến QAM kết hợp các phương pháp sửa lỗi dữ liệu như ngẫu nhiên hoá, với
256-mã hoá sửa lỗi Reed Solomon, 256-mã xoắn tỷ lệ 256-mã từ 1/2 đến 7/8
- Độ rộng băng tần của WiMAX từ 5MHz đến trên 20MHz được chia thànhnhiều băng con Với công nghệ OFDMA, cho phép nhiều thuê bao có thểtruy cập đồng thời một hay nhiều kênh một cách linh hoạt để đảm bảo tối
ưu hiệu quả sử dụng băng tần
- Cho phép sử dụng cả hai công nghệ TDD (time division duplexing) vàFDD (frequency division duplexing) cho việc phân chia truyền dẫn củahướng lên (uplink) và hướng xuống (downlink)
Trang 13- Hệ thống WiMAX được phân chia thành 4 lớp con: Các lớp này tươngđương với hai lớp dưới của mô hình OSI và được tiêu chuẩn hoá để có thểgiao tiếp với nhiều ứng dụng lớp trên.
1.3 Các chuẩn của Wimax
1.3.1 Chuẩn cơ bản IEEE802.16 basic
Chuẩn IEEE 802.16-2001 được hoàn thành vào tháng 10/2001 và đượccông bố vào 4/2002, định nghĩa đặc tả kỹ thuật giao diện không gianWirelessMAN™ cho các mạng vùng đô thị Đặc điểm chính của IEEE 802.16 –200:
-Giao diện không gian cho hệ thống truy nhập không dây băng rộng cốđịnh họat động ở dải tần 10 – 66 GHz, cần thỏa mãn tầm nhìn thẳng
-Lớp vật lý PHY: WirelessMAN-SC
-Tốc độ bit: 32 – 134 Mbps với kênh 28 MHz
-Điều chế QPSK, 16 QAM và 64 QAM
-Các dải thông kênh 20 MHz, 25 MHz, 28 MHz
-Bán kính cell: 2 – 5 km
-Kết nối có định hướng, MAC TDM/TDMA, QoS, bảo mật
1.3.2 Các chuẩn bổ sung của WIMAX
- Chuẩn IEEE 802.16a
Vì những khó khăn trong triển khai chuẩn IEEE 802.16, hướng vào việc
sử dụng tần số từ 10 – 66 GHz, một dự án sửa đổi có tên IEEE 802.16a đã đượchoàn thành vào tháng 11/2002 và được công bố vào tháng 4/2003 Chuẩn nàyđược mở rộng hỗ trợ giao diện không gian cho những tần số trong băng tần 2–11GHz, bao gồm cả những phổ cấp phép và không cấp phép và không cần thoả mãnđiều kiện tầm nhìn thẳng Đặc điểm chính của IEEE 802.16a như sau:
+ Bổ sung 802.16, các hiệu chỉnh MAC và các đặc điểm PHY thêm vàocho dải 2 – 11 GHz (NLOS)
+ Tốc độ bit: tới 75Mbps với kênh 20 MHz
Trang 14+ Điều chế OFDMA với 2048 sóng mang, OFDM 256 sóng mang,QPSK, 16 QAM, 64 QAM.
+ Dải thông kênh có thể thay đổi giữa 1,25MHz và 20MHz
+ Bán kính cell: 6 – 9 km
+ Lớp vật lý PHY: WirelessMAN-OFDM, OFDMA, SCa
+ Các chức năng MAC thêm vào: hỗ trợ PHY OFDM và OFDMA, hỗtrợ công nghệ Mesh, ARQ
- Chuẩn IEEE 802.16b
Chuẩn này hoatj động trên băng tần từ 5-6 Ghz với mục đích cung ứng dich
vụ chất lượng cao (QoS) Cụ thể ưu tiên truyền thông tin của những ứng dụngvideo, thoại, realtime thông qua những lớp dịch vụ khác nhau.Chuẩn này sau đó
đã kết hợp vào chuẩn IEEE 802.16a
- Chuẩn IEEE 802.16c
Chuẩn này định nghĩa thêm các profile mới cho dải băng tần từ 10-66 Ghz
với mục đích cải tiến interoperability
- Chuẩn IEEE 802.16d
Tháng 7/2004, chuẩn IEEE 802.16 – 2004 hay IEEE 802.16d được chấpthông qua, kết hợp của các chuẩn IEEE 802.16 – 2001, IEEE 802.16a, ứng dụngLOS ở dải tần số 10- 66 GHz và NLOS ở dải 2- 11 GHz Khả năng vô tuyến bổsung như là “beam forming” và kênh con OFDM
- Chuẩn IEEE 802.16e
Đầu năm 2005, chuẩn không dây băng thông rộng 802.16e với têngọi Mobile WiMax đã được phê chuẩn, cho phép trạm gốc kết nối tới những thiết
bị đang di chuyển Chuẩn này giúp cho các thiết bị từ các nhà sản xuất này có thểlàm việc, tương thích tốt với các thiết bị từ các nhà sản xuất khác 802.16e họatđộng ở các băng tần nhỏ hơn 6 GHz, tốc độ lên tới 15 Mbps với kênh 5 MHz,bán kính cell từ 2 – 5 km
WiMAX 802.16e có hỗ trợ handoff và roaming Sử dụng SOFDMA, một
công nghệ điều chế đa sóng mang Các nhà cung cấp dịch vụ mà triển khai802.16e cũng có thể sử dụng mạng để cung cấp dịch vụ cố định 802.16e hỗ trợ
Trang 15cho SOFDMA cho phép số sóng mang thay đổi, ngoài các mô hình OFDM vàOFDMA Sự phân chia sóng mang trong mô hình OFDMA được thiết kế để tốithiểu ảnh hưởng của nhiễu phía thiết bị người dùng với anten đa hướng Cụ thể
hơn, 802.16e đưa ra hỗ trợ cải tiến hỗ trợ MIMO và AAS, cũng như các handoff
cứng và mềm Nó cũng cải tiến các khả năng tiết kiệm công suất cho các thiết bị
di động và các đặc điểm bảo mật linh hoạt hơn
- Ngoài ra còn các chuẩn bổ sung khác đang được triển khai hoặc đang tronggiai đoạn chuẩn hóa như 802.16g, 802.16f, 802.16h…
1.4 Các băng tần của Wimax
Các băng được Diễn đàn WiMax tập trung xem xét và vận động cơ quanquản lý tần số các nước phân bổ cho WiMax là:
● Băng tần 2,3-2,4GHz (2,3GHz Band): được đề xuất sử dụng cho MobileWiMAX Tại Hàn Quốc băng này đã được triển khai cho WBA (WiBro)
● Băng tần 2,4-2,4835GHz: được đề xuất sử dụng cho WiMAX trongtương lai
● Băng tần 2,5-2,69GHz (2,5GHz Band): được đề xuất sử dụng choWiMAX di động trong giai đoạn đầu
● Băng tần 3,3-3,4GHz (3,3GHz Band): được đề xuất sử dụng choWiMAX cố định
● Băng tần 3,4-3,6GHz (3,5GHz Band): được đề xuất sử dụng choWiMAX cố định trong giai đoạn đầu: FWA (Fixed Wireless Access)/WBA(WideBand Access)
● Băng tần 3,6-3,8GHz: được đề xuất sử dụng cho WiMAX cố định(WBA) và cấp cho Châu Âu Tuy nhiên, băng 3,7-3,8 GHz đã được dung cho vệtinh viễn thông Châu Á, nên băng tần này không được sử dụng cho Wimax ChâuÁ
● Băng tần 5,725-5,850GHz: được đề xuất sử dụng cho WiMAX cố địnhtrong giai đoạn đầu
Trang 16● Ngoài ra, một số băng tần khác phân bổ cho BWA cũng được một sốnước xem xét cho BWA/WiMax là: băng tần 700-800MHz (< 1GHz), băng 4,9-5,1GHz.
1.5 Kỹ thuật trong WIMAX
1.5.1.Truyền sóng
Trong khi nhiều công nghệ hiện đang tồn tại cho không dây băng rộng chỉ cóthể cung cấp phủ sóng LOS, công nghệ WiMAX được tối ưu để cung cấp phủsóng NLOS Công nghệ tiên tiến của WiMAX cung cấp tốt nhất cho cả hai môitrường truyền Cả LOS và NLOS bị ảnh hưởng bởi các đặc tính đường truyềnmôi trường của chúng, tổn thất đường dẫn, và ngân quỹ kết nối vô tuyến
Trong liên lạc LOS, một tín hiệu đi qua một đường trực tiếp và không bịtắc nghẽn từ máy phát đến máy thu Một liên lạc LOS yêu cầu phần lớn miềnFresnel thứ nhất thì không bị ngăn cản của bất kì vật cản nào, nếu tiêu chuẩn nàykhông thỏa mãn thì có sự thu nhỏ đáng kể cường độ tín hiệu quan sát Độ hởFresnel được yêu cầu phụ thuộc vào tần số hoạt động và khoảng cách giữa vị trímáy phát và máy thu
Hình 1.1: Miền Fresnel LOS
Mô tả hình 1.1: Tín hiệu được truyền từ trạm phát đến trạm thu mà là
đường truyền tầm nhìn thẳng LOS thì phải thỏa mãn điều kiện nằm trong miền
Trang 17Fresnel thứ nhất khi đó tín hiệu mới có thể truyền đi xa được, nếu không tín hiệu
sẽ bị suy giảm
Trong liên lạc NLOS, tín hiệu đến máy thu qua phản xạ, tán xạ, nhiễu xạ.Các tín hiệu đến máy thu bao gồm các thành phần từ đường trực tiếp, các đườngđược phản xạ nhiều lần, năng lượng bị tán xạ, và các đường truyền bị nhiễu xạ.Các tín hiệu này có khoảng trễ khác nhau, suy hao, phân cực, và độ ổn định quan
hệ với đường truyền trực tiếp Là nguyên nhân gây ra nhiễu ISI và méo tín hiệu.Điều đó không phải là vấn đề đối với LOS, nhưng với NLOS thì lại là vấn đềchính
Có nhiều ưu điểm mà những triển khai NLOS tạo ra đáng khao khát Ví
dụ, các yêu cầu lập kế hoạch chặt chẽ và giới hạn chiều cao anten mà thườngkhông cho phép anten được bố trí cho LOS Với những triển khai tế bào kề nhauphạm vi rộng, nơi tần số được sử dụng lại là tới hạn, hạ thấp anten là thuận lợi đểgiảm nhiễu kênh chung giữa các vị trí cell liền kề Điều này thường có tác dụngthúc đẩy các trạm gốc hoạt động trong các điều kiện NLOS Các hệ thống LOSkhông thể giảm chiều cao anten bởi vì làm như vậy sẽ có tác động đến đườngquan sát trực tiếp được yêu cầu từ CPE đến trạm gốc
Hình 1.2: Minh họa hoạt động WiMAX
Minh họa hình 1.2: Đường truyền LOS là đường truyền giữa các trạm BSvới nhau, các trạm này phải nhìn thấy nhau Đường truyền NLOS là đường
Trang 18truyền từ trạm thu đến trạm phát như trên hình trạm thu là anten ngoài trời đượcđặt bên ngoài tòa nhà sử dụng mạng LAN ta thấy từ trạm thu đến trạm phát bịchắn bởi các cây Đường truyền có thể xuyên qua các vật cản là cây cối nhờ phản
xạ năng lượng của cây để đến trạm thu đó là truyền sóng NLOS
Công nghệ NLOS cũng giảm phí tổn cài đặt bằng cách đặt dưới các máiche thiết bị CPE đúng như nguyên bản và giảm bớt khó khăn định vị trí các địađiểm đặt CPE thích hợp
Công nghệ NLOS và những tính năng được nâng cao trong WiMAX tạokhả năng sử dụng thiết bị phía khách hàng (CPE) trong nhà Điều này có hai khókhăn chính; đầu tiên là khắc phục những tổn hao xuyên qua tòa nhà và thứ hai,phủ sóng các khoảng cách hợp lý với công suất truyền và các tăng ích anten thấphơn mà thường được kết hợp với các CPE trong nhà
Công nghệ WiMAX, giải quyết và giảm nhẹ các vấn đề do bởi các điềukiện NLOS bằng cách sử dụng: công nghệ OFDM, điều chế thích nghi, các côngnghệ sửa lỗi, các công nghệ anten, điều khiển công suất, kênh phụ Dưới đâytrình bày khái quát về những giải pháp nêu trên
1.5.2 Công nghệ OFDM
OFDM (ghép kênh phân chia tần số trực giao), dựa vào FDM là côngnghệ mà sử dụng nhiều tần số để truyền đồng thời nhiều tín hiệu song song, tăngtốc độ truyền dẫn Mỗi tín hiệu có dải tần số riêng (sóng mang con) mà sau đóđược điều chế theo dữ liệu Mỗi sóng mang con được tách biệt bởi một dải bảo
vệ để đảm bảo rằng chúng không chồng lên nhau Những sóng mang này sau đóđược giải điều chế ở máy thu sử dụng các bộ lọc để tách riêng các dải OFDMtương tự với FDM nhưng hiệu quả phổ lớn hơn bởi khoảng cách các kênh conkhép gần hơn (cho đến khi chúng thực sự chồng nhau) Điều này được thực hiệnbởi tìm các tần số mà chúng trực giao, có nghĩa là chúng vuông góc theo cảmnhận toán học, cho phép phổ của mỗi dải thông con được giảm đáng kể bằngcách di chuyển các dải bảo vệ và cho phép các tín hiệu chồng nhau Để giải điềuchế tín hiệu, cần một bộ biến đổi Fourier rời rạc (DFT) So sánh FDM và OFDM
Trang 19Hình 1.3: So sánh FDM và OFDM.
Đối với chuẩn IEEE 802.16-2004 kỹ thuật điều chế sử dụng là OFDM với
256 sóng mang
Trong OFDM chúng ta có 256 sóng mang với 192 sóng mang con dữ liệu,
8 sóng mang con pilot Trong hầu hết dạng cơ sở của nó, mỗi sóng mang con dữliệu có thể on hoặc off để chỉ ra bit thông tin 1 hoặc 0 Tuy nhiên, điều chế khóadịch pha (PSK) hoặc điều chế biên độ cầu phương (QAM) là tiêu biểu được chú
ý để tăng thông lượng dữ liệu
Hình 1.4: OFDM với 256 sóng mang.
Vì vậy trong trường hợp này, một luồng dữ liệu sẽ được chia thành n (192)luồng dữ liệu song song, mỗi luồng ở 1/n (1/192) tốc độ nguyên thủy Mỗi luồngsau đó được ánh xạ đến sóng mang con dữ liệu riêng biệt và sử dụng điều chếPSK hoặc QAM
Các sóng mang con pilot cung cấp một tham chiếu để tối thiểu những dịchchuyển tần số và pha trong thời gian truyền trong khi các sóng mang null chophép các khoảng bảo vệ và sóng mang DC (tần số trung tâm) Tất cả các sóngmang con được gửi ở cùng thời gian
OFDM nén nhiều sóng mang được điều chế chặt chẽ cùng nhau, giảm dải
Trang 20thông yêu cầu nhưng giữ các tín hiệu được điều chế trực giao để chúng khônggây ra nhiễu lẫn nhau Nó cung cấp các hoạt động với một phương thức hiệu quảkhắc phục các trở ngại của truyền sóng NLOS Dạng sóng OFDM WiMAX cungcấp thuận lợi là có thể hoạt động với khoảng trễ lớn hơn ở môi trường NLOS Do
ưu điểm của thời gian symbol OFDM và sử dụng một tiền tố chu kỳ CP, dạngsóng OFDM loại trừ các vấn đề ISI và phức hợp cân bằng thích nghi Bởi vì dạngsóng OFDM bao gồm nhiều sóng mang trực giao băng hẹp, fading lựa chọn đượchạn chế trong một tập con các sóng mang mà tương đối dễ để hiệu chỉnh Thôngtin được gửi song song với OFDM và liên tiếp với sóng mang đơn Khả năngkhắc phục khoảng trễ, đa đường, và ISI theo cách hiệu quả cho phép thông lượngtốc độ dữ liệu cao
1.5.3 Công nghệ OFDMA
Công nghệ OFDMA cho phép một vài sóng mang con được gán tới nhữngngười dùng khác nhau Ví dụ các sóng mang con 1, 3 và 7 có thể được gán chongười dùng 1, và các sóng mang con 2, 5 và 9 cho người dùng 2 Những nhómsóng mang con này được xem như các kênh con OFDMA mở rộng được chophép các kích thước FFT nhỏ hơn để cải thiện chất lượng đối với các kênh dảithông thấp hơn
Để giảm bớt fading lựa chọn tần số, các sóng mang của một trong các kênhcon được trải rộng theo phổ kênh Hình 1.5 miêu tả nguyên lý của sự phân chiathành các kênh con
Trang 21Hình 1.5: Các kênh con trong OFDMA
Khoảng sóng mang có thể dùng được được phân thành một số nhóm liêntiếp Mỗi nhóm chứa một số các sóng mang liên tiếp NE, sau đó loại trừ các kênhcon pilot được gán ban đầu Một kênh con có một thành phần từ mỗi nhóm đượcđịnh vị qua một quá trình giả ngẫu nhiên dựa vào sự hoán vị, vì vậy NG là sốthành phần kênh con Với N = 2048, đường xuống NG = 48 và NE =32, đường lên
NG = 53 và NE =32 Các sóng mang còn lại dùng cho khoảng trống và sóng mangpilot
Về bản chất, nguyên lý OFDMA bao gồm một số người dùng khác nhauchia sẻ khoảng FFT đường lên, trong khi mỗi người dùng truyền một hoặc hơncác kênh con Phân chia trong các kênh con là một dạng của FDMA, nơi mà thuêbao truyền 1/NE = 1/32 dải thông kênh khả dụng đối với OFDMA 2048 sóngmang Một tốc độ dữ liệu luồng lên thấp phù hợp với sự bất đối xứng lưu lượngnơi mà các luồng từ mỗi thuê bao thêm lên trong chế độ đa điểm – điểm, trongkhi tất cả các luồng xuống, các kênh con được truyền cùng nhau
1.5.4 Điều chế thích nghi
Điều chế thích nghi cho phép hệ thống WiMAX điều chỉnh sơ đồ điều chếtín hiệu phụ thuộc vào điều kiện SNR của liên kết vô tuyến Khi liên kết vô tuyếnchất lượng cao, sơ đồ điều chế cao nhất được sử dụng, đưa ra hệ thống dunglượng lớn hơn
Trang 22Hình 1.6: Bán kính cell quan hệ với điều chế thích nghi.
Trong quá trình suy giảm tín hiệu, hệ thống WiMAX có thể dịch đến một
sơ đồ điều chế thấp hơn để duy trì chất lượng kết nối và ổn định liên kết Đặcđiểm này cho phép hệ thống khắc phục fading lựa chọn thời gian
1.5.5 Công nghệ sửa lỗi
Các công nghệ sửa lỗi đã được hợp nhất trong WiMAX để giảm bớt cáctín hiệu ồn trong hệ thống Các thuật toán FEC, mã hóa xoắn và thuật toán chènđược dùng để phát hiện và sửa các lỗi nhằm cải thiện thông lượng Các côngnghệ sửa lỗi này giúp khôi phục các khung bị lỗi mà có thể bị mất do fading lựachọn tần số và các lỗi cụm Tự động yêu cầu lặp lại (ARQ) được dùng để sửa lỗi
mà không thể được sửa bởi FEC, gửi lại thông tin bị lỗi Điều này có ý nghĩa cảithiện chất lượng tốc độ lỗi bit (BER) đối với một mức ngưỡng ban đầu
1.5.6 Điều khiển công suất
Các thuật toán điều khiển công suất được dùng để cải thiện chất lượng toàn
bộ hệ thống, nó được thực hiện bởi trạm gốc gửi thông tin điều khiển công suấtđến mỗi CPE để điều chỉnh mức công suất truyền sao cho mức đã nhận ở trạmgốc thì ở một mức đã xác định trước Trong môi trường fading thay đổi động,mức chỉ tiêu đã định trước này có nghĩa là CPE chỉ truyền đủ công suất thỏa mãnyêu cầu này Điều khiển công suất giảm sự tiêu thụ công suất tổng thể của CPE
và nhiễu với những trạm gốc cùng vị trí Với LOS, công suất truyền của CPE gần
Trang 23tương ứng với khoảng cách của nó đến trạm gốc, với NLOS, tùy thuộc nhiều vào
độ hở và vật cản
1.5.7 Các công nghệ vô tuyến tiên tiến
Công nghệ anten có thể dùng để cải thiện truyền dẫn theo hai cách – sửdụng công nghệ phân tập và sử dụng các hệ thống anten và các công nghệchuyển mạch tiên tiến Các công nghệ này có thể cải thiện tính co dãn và tỉ số tínhiệu trên tạp âm nhưng không bảo đảm phát dẫn sẽ không bị ảnh hưởng củanhiễu
1.6.Kiến trúc mạng truy cập Wimax
1.6.1 Mô hình tham chiếu.
Hình 1.7 minh họa mô hình tham chiếu và phạm vi của chuẩn Trong môhình tham chiếu này, lớp PHY tương ứng với lớp 1 (lớp vật lý) và lớp MACtương ứng với lớp 2 (lớp liên kết dữ liệu) trong mô hình OSI
Hình 1.7: Mô hình tham chiếu.
Trên hình ta có thể thấy lớp MAC bao gồm 3 lớp con Lớp con hội tụchuyên biệt dịch vụ cung cấp bất cứ biến đổi hay ánh xạ dữ liệu mạng bên ngoài,
mà nhận được qua điểm truy nhập dịch vụ CS (CS SAP), vào trong các MAC
Trang 24SDU được tiếp nhận bởi lớp con phần chung MAC (CPS) qua SAP MAC Tức làphân loại các đơn vị dữ liệu dịch vụ mạng ngoài (các SDU) và kết hợp chúng vớiđịnh danh luồng dịch vụ (SFID) MAC và định danh kết nối (CID) riêng Nó cũng
có thể bao gồm các chức năng như nén đầu mục tải (PHS) Nhiều đặc tính CSđược cung cấp cho giao tiếp với các giao thức khác nhau Định dạng bên trongcủa payload CS là duy nhất với CS, và MAC CPS không được đòi hỏi phải hiểuđịnh dạng hay phân tích bất cứ thông tin nàu từ payload CS MAC CPS cung cấpchức năng MAC cốt lõi truy nhập hệ thống, định vị dải thông, thiết lập kết nối,
và quản lý kết nối Nó nhận dữ liệu từ các CS khác nhau, qua MAC SAP, màđược phân loại tới các kết nối MAC riêng MAC cũng chứa một lớp con bảo mậtriêng cung cấp nhận thực, trao đổi khóa bảo mật, và mật hóa
Lớp vật lý là một ánh xạ hai chiều giữa các MAC-PDU và các khung lớpvật lý được nhận và được truyền qua mã hóa và điều chế các tín hiệu RF
1.6.2 Lớp MAC
a Lớp con hội tụ MAC
Chuẩn định nghĩa hai lớp con quy tụ chuyên biệt về dịch vụ tổng thể để ánh
xạ các dịch vụ đến và từ những kết nối MAC Lớp con quy tụ ATM được địnhnghĩa cho những dịch vụ ATM và lớp con quy tụ gói được định nghĩa để ánh xạcác dịch vụ gói như IPv4, IPv6, Ethernet và VLAN Nhiệm vụ chủ yếu của lớpcon là phân loại các SDU (đơn vị dữ liệu dịch vụ) theo kết nối MAC thích hợp,bảo toàn hay cho phép QoS và cho phép định vị dải thông Ngoài những chứcnăng cơ bản này, các lớp con quy tụ có thể cũng thực hiện nhiều chức năng phứctạp hơn như chặn và xây dựng lại đầu mục tải tối đa để nâng cao hiệu suất kết nốikhông gian
b Lớp con phần chung MAC
Lớp con phần chung MAC (MAC CPS) là trung tâm của chuẩn Trong lớpcon này, các quy tắc cho quản lý kết nối, định vị dải thông và cơ cấu cho truynhập hệ thống được định nghĩa Ngoài ra các chức năng như lập lịch đường lên,yêu cầu và cấp phát dải thông, và yêu cầu lặp lại tự động (ARQ) cũng được địnhnghĩa
Trang 25c Lớp con bảo mật
Toàn bộ bảo mật của 802.16 dựa vào lớp con bảo mật Lớp con bảo mật làlớp con giữa MAC CPS và lớp vật lý Mục tiêu của nó là để cung cấp điều khiểntruy nhập và sự cẩn mật của liên kết dữ liệu, chịu trách nhiệm mật hóa và giải mã
dữ liệu mà đưa đến và đi ra khỏi lớp vật lý PHY và cũng được sử dụng cho cấpphép và trao đổi khóa bảo mật, Ngăn chặn đánh cắp dịch vụ Bảo mật của 802.16gồm các thành phần sau: các liên kết bảo mật (SA), chứng nhận X.509, giao thứccấp phép quản lý khóa riêng tư (authorization PKM), quản lý khóa và riêng tư(PKM) và mật hóa dữ liệu
và dung lượng
Để cho phép sử dụng phổ mềm dẻo, cả TDD và FDD được hỗ trợ Hai côngnghệ này sử dụng một định dạng truyền dẫn burst mà cơ cấu khung của nó hỗ trợburst profiling thích ứng, ở đó những tham số truyền, bao gồm các kế hoạch điềuchế và mã hóa, có thể được điều chỉnh riêng cho mỗi trạm thuê bao trên cơ sởtừng khung một Điều chế QPSK, 16QAM, 64QAM
Cấu trúc khung bao gồm một khung con đường xuống và một khung conđường lên Kênh đường xuống là TDM, với thông tin cho mỗi MS được ghépkênh trên một luồng dữ liệu duy nhất và được nhận bởi tất cả các MS trong cùngdải quạt Để hỗ trợ các MS bán song công phân chia tần số, đường xuống cũngđược cấu tạo chứa một đoạn TDMA
Đường lên dựa vào sự kết hợp TDMA và DAMA Cụ thể, kênh đường lênđược phân thành một số khe thời gian Số các khe thời gian được gán cho các sử
Trang 26dụng khác nhau (đăng ký, cạnh tranh, bảo vệ, hoặc lưu lượng) được điều khiểnbởi MAC trong BS và có thể thay đổi đối với thời gian để chất lượng tối ưu.Mỗi MS sẽ cố gắng nhận tất cả các phần của đường xuống trừ những burst
mà burst profile của nó hoặc không được thực hiện bởi MS hoặc không mạnhbằng burst profile đường xuống hoạt động hiện thời của MS Các MS bán songcông sẽ không cố gắng nghe các phần trùng khớp đường xuống với truyền dẫnđường lên được chỉ định cho chúng, nếu có thể, được điều chỉnh bởi sự sớm địnhthời truyền của chúng Các chu kỳ khung có thể là 0,5 ms, 1 ms, 2ms
b Đặc tả PHY WirelessMAN-SCa
WirelessMAN-SCa PHY dựa vào công nghệ điều chế sóng mang đơn vàđược thiết kế cho hoạt động NLOS ở các dải tần dưới 11GHz Các thành phầntrong PHY này gồm:
- Các định nghĩa TDD và FDD, một trong hai phải được hỗ trợ
- Đường lên TDMA, đường xuống TDM hoặc TDMA
- Điều chế thích ứng Block và mã hóa FEC cho cả đường lên và đườngxuống
- Các cấu trúc khung mà cho phép sự cân bằng và chỉ tiêu đánh giá kênhđược cải thiện đối với NLOS và các môi trường trải rộng trễ được mở rộng
- FEC ràng buộc vào nhau sử dụng Reed-Solomon và điều chế được mãhóa mắt lưới thực dụng với chèn tùy chọn
- Các tùy chọn FEC BTC và CTC bổ sung
- Tùy chọn không FEC sử dụng ARQ cho điều khiển lỗi
- Tùy chọn phân tập truyền mã hóa thời gian không gian (STC)
- Các chế độ mạnh cho hoạt động CINR thấp
- Các thiết lập tham số và các bản tin MAC/PHY mà thuận tiện cho các
bổ sung AAS tùy chọn
c Đặc tả PHY WirelessMAN-OFDM
*Đặc điểm:
WirelessMAN-OFDM PHY dựa vào điều chế OFDM và được thiết kế chohọat động NLOS ở các dải tần số dưới 11GHz WirelessMAN-OFDM, một lược
Trang 27đồ ghép kênh phân chia tần số trực giao (OFDM) với 256 sóng mang Đa truynhập của các trạm thuê bao khác nhau dựa vào đa truy nhập phân chia thời gian(TDMA).
- Lớp PHY OFDM hỗ trợ các hoạt động TDD và FDD, với hỗ trợ cho các
SS cả FDD và H – FDD
- Mã hóa sửa lỗi trước FEC: một lược đồ mã xoắn RS-CC tốc độ thay đổiđược kết hợp, hỗ trợ các tốc độ mã hóa 1/2, 2/3, 3/4 và 5/6 BTC tốc độ thay đổi(tùy chọn)và mã CTC cũng được hỗ trợ tùy chọn
Một PHY PDU đường xuống bắt đầu với một “preamle”, được sử dụng chođồng bộ PHY Sau “preamble” là một burst FCH Burst FCH là một symbolOFDM và được truyền sử dụng BPSK tốc độ 1/2 với sơ đồ mã hóa bắt buộc.FCH chứa DLFP (tiền tố khung đường xuống) chỉ ra burst profile và chiều dàicủa một hoặc nhiều burst đường xuống theo ngay sau FCH Một Bản tin DL-MAP, nếu được truyền trong khung hiện thời, sẽ là MAC PDU đầu tiên trongburst theo sau FCH Một bản tin UL-MAP sẽ theo sau ngay hoặc DL-MAP (nếu
nó được truyền) hoặc DLFP Nếu các bản tin UCD và DCD được truyền trongkhung, chúng sẽ theo ngay sau các bản tin DL-MAP và UL-MAP Mặc dù burst
số 1 chứa các bản tin điều khiển MAC quảng bá, nó không cần sử dụng điều
Trang 28chế/mã hóa được xem là mạnh nhất Điều chế/mã hóa hiệu quả hơn có thể được
sử dụng nếu nó được hỗ trợ và có thể dùng được tới tất cả các MS của một BS
Hình 1.8: Cấu trúc khung OFDM với TDD.
Theo sau FCH là một hoặc nhiều burst đường xuống, mỗi burst được truyềnvới burst profile khác nhau Mỗi burst đường xuống chứa một số nguyên symbolOFDM Vị trí và profile của burst đường xuống đầu tiên được chỉ ra trong DLFP
Vị trí và profile của số burst tiếp theo có thể lớn nhất cũng sẽ được chỉ ra trongDLFP Vị trí và profile của các burst khác được chỉ trong DL-MAP
Khung con đường DL có thể tùy chọn chứa miền STC nơi mà tất cả cácburst DL được mã hóa STC
Với PHY OFDM, một burst PHY, hoặc một burst PHY đường xuống hoặcmột burst PHY đường lên, chứa một số nguyên symbol OFDM, mang các bản tinMAC, như các MAC PDU
Trang 29Trong mỗi khung TDD, TTG và RTG sẽ được chèn giữa khung con đườngxuống và đường lên và ở cuối mỗi khung, tách biệt ra cho phép BS chuyểnhướng.
Trong hệ thống FDD, cấu trúc khung UL và DL tương tự, ngoại trừ UL và
DL được truyền trên các kênh riêng rẽ Khi các SS là H-FDD, BS phải đảm bảorằng không lập lịch để truyền và nhận cùng thời điểm
d Đặc tả PHY WirelessMAN- OFDMA
*Đặc điểm:
Lớp PHY OFDMA WirelessMAN cũng được thiết kế dựa trên điều chếOFDM WirelessMAN-OFDMA, lược đồ OFDM 2048 sóng mang OFDM Đatruy nhập được thực hiện bằng cách gán một tập con các sóng mang cho một máythu cá nhân, và vì vậy nó được xem như là OFDMA Nó hỗ trợ kênh con ở UL
và DL Chuẩn hỗ trợ 5 lược đồ kênh con khác nhau Lớp PHY OFDMA hỗ trợhai họat động TDD và FDD
CC (mã xoắn) là lược đồ mã hóa được yêu cầu và các tốc độ mã hóa giống nhauđược hỗ trợ như được hỗ trợ bởi lớp PHY OFDM Các lược đồ mã hóa BTC vàCTC được hỗ trợ tùy chọn Các mức điều chế giống nhau cũng được hỗ trợ STC
và AAS với SDMA được hỗ trợ, cũng như MIMO
Trang 30Hai kênh con được truyền đầu tiên trong symbol dữ liệu đầu tiên của đườngxuống được gọi là FCH FCH sẽ được truyền sử dụng QPSK tốc độ 1/2 với 4 lầnlặp sử dụng sơ đồ mã hóa bắt buộc (thông tin FCH sẽ được gửi trên 4 kênh conliền kề) trong một vùng PUSC FCH chỉ rõ chiều dài của bản tin DL-MAP mãhóa được sử dụng cho bản tin DL-MAP.
Những chuyển tiếp giữa điều chế và mã hóa xảy ra trên các biên symbolOFDMA ở miền thời gian và trên các kênh con trong một symbol OFDMA trongmiền tần số
e Lớp con hội tụ truyền dẫn TC.
Giữa PHY và MAC là một lớp con hội tụ truyền dẫn TC Lớp này thực hiện
sự biến đổi các MAC PDU độ dài có thể thay đổi vào trong các khối FEC độ dài
cố định (cộng thêm có thể là một khối được rút ngắn vào đoạn cuối) của mỗicụm Lớp TC có một PDU có kích thước khớp với khối FEC hiện thời bị đầy Nóbắt đầu với 1 con trỏ chỉ ra vị trí đầu mục MAC PDU tiếp theo bắt đầu bên trongkhối FEC
PDU của lớp con TC
P = con trỏ 1 byte
Hình 1.9: Định dạng TC PDU.
Khuôn dạng PDU TC cho phép đồng bộ hoá MAC PDU tiếp sau trongtrường hợp khối FEC trước đó có những lỗi không thể phục hồi được Không cólớp TC, một SS hay BS nhận sẽ mất toàn bộ phần còn lại của một cụm khi cómột lỗi không thể sửa chữa xuất hiện
Preamble
Khối PDU đầu tiên khởi đầu trong TC hiện tại
Khối PDU đầu tiên khởi đầu trong TC hiện tại
Khối PDU thứ 2 khởi đầu trong TC hiện tại
Khối PDU khởi đầu trong TC ngay trước
Trang 311.7 Mô hình ứng dụng của Wimax
1.7.1 Mô hình ứng dụng tổng quát
Một cách tổng quát, mô hình tổ chức tổng thể của hệ thống Wimax sẽ baogồm các thành phần sau:
Trạm gốc - Wimax BS (Base Station)
Các trạm gốc này sẽ đóng vai trò giống như một điểm truy cập AP trongcông nghệ không dây WiFi trước đây, và là nơi tiếp nhận các kết nối và giao tiếpvới các thiết bị đầu cuối Tuy nhiên về phương diện kỹ thuật và khả năng họatđộng, các Wimax BS sẽ vượt trội hẳn so với Wifi AP
Hình 1.10: Mô hình cơ bản của một Wimax BS
Wimax BS sẽ được trang bị những tính năng sau:
•Được trang bị nhiều anten tùy thuộc vào ứng dụng của BS Thông thường
là nhiều anten nhằm bảo đảm việc phủ sóng đủ cho cả 3600 xung quanh BS Cácanten này sẽ làm nhiệm vụ tiếp nhận sóng kết nối của thiết bị không dây đầu cuốihoặc truyền ngược lại
•Có khả năng hỗ trợ và giao tiếp trên một dãy tần rộng đi từ 2-11Ghz Chophép giao tiếp đồng thời với nhiều chuẩn không dây hiện tại và trong tương lai
•Hỗ trợ đồng thời được cả 3 loại hình kết nối P2P và PMP và Mesh Điểmđặc biệt của công nghệ Wimax là không phụ thuộc vào vấn đề LOS Đây là một
Trang 32ưu điểm vượt trội lớn so với công nghệ WiFi trước đây Điều này có nghĩa là nóvừa có thể giao tiếp với nhau, vừa có thể cung cấp các dịch vụ cho đầu cuối.
•Khả năng tương thích với nhiều loại đầu cuối của Wimax BS
•Cho phép một số lượng lớn lên đến vài ngàn phiên kết nối đồng thời kếtnối đến các trạm gốc này
•Cho phép kết nối ở khoảng cách xa lên đến hàng chục km với băng thônglớn nhất lên đến 70Mbps
Trạm thuê bao
Trạm thuê bao có thể là các các thiết bị có anten gắn cố định trên các tòanhà đối với các dịch vụ không dây băng rộng cố định hoặc là các card giao tiếpđược gắn vào các thiết bị di động như máy xách tay, PDA,…
Trung tâm quản lý
Trung tâm quản lí là nơi bắt buộc phải có đối với các các mạng nói chung
và Wimax nói riêng Các Wimax BS sẽ được kết nối về một điểm tập trung duynhất Và các trung tâm quản lý sẽ được hình thành tại những điểm tập kết này.Trung tâm quản lí là nơi làm nhiệm vụ giao tiếp giữa mạng Wimax và cácmạng khác, nơi kiểm soát thông tin truyền trong mạng Wimax, nơi kiểm tra cáctrạm Wimax SS,… Trung tâm quản lý sẽ như hình bên dưới:
Hình 1.11: Trung tâm quản lí
Về cơ bản, trung tâm quản lý cần có các thành phần sau:
•Bộ kết hợp : Các thông tin từ BS sẽ qua bộ này trước khi đi vào trung tâm
quản lí, đây giống như bộ giao tiếp giữa BS và trung tâm quản lí
Trang 33•Gateway: Cửa ngõ dành cho thuê bao, quản lý tất cả thông tin dữ liệu trao
đổi của thuê bao hệ thống Wimax Việc chứng thực người dùng hay tính cướckhai thác Internet đều phải thông qua Gateway này Chính vì lẽ đó, gateway luônđược đặt tại cửa ngõ liên thông Internet duy nhất của toàn hệ thống Gateway có
cả chức năng của tường lửa, có nhiệm vụ chính là bảo vệ cho trung tâm quản lýnói riêng, và toàn hệ thống Wimax nói chung
•Hệ thống máy chủ: Hệ thống máy chủ có nhiệm vụ hỗ trợ cho gateway,
nó gồm nhiều máy chủ với các chức năng khác nhau như tính cước, chứngthực…
1.7.2 Mô hình ứng dụng WIMAX cố định (Fixed WIMAX)
Mô hình cố định sử dụng các thiết bị theo tiêu chuẩn IEEE.802.16-2004.Tiêu chuẩn này gọi là “không dây cố định” vì thiết bị thông tin làm việc với cácangen đặt cố định tại nhà các thuê bao Angen đặt trên nóc nhà hoặc trên cột tháptương tự như chảo thông tin vệ tinh
Hình 1.12: Mô hình ứng dụng cố định
Tiêu chuẩn IEEE 802.16-2004 cũng cho phép đặt anten trong nhà nhưng tấtnhiên tín hiệu thu không khỏe bằng anten ngoài trời Băng tần công tác(theo quyđịnh và phân bổ của quốc gia) trong băng 2,5GHz hoặc 3,5GHz Độ rộng băngtầng là 3,5MHz Trong mạng cố định, WiMAX thực hiện cách tiếp nối không dâyđến các modem cáp, đến các đôi dây thuê bao của mạch xDSL hoặc mạch Tx/Ex(truyền phát/chuyển mạch) và mạch OC-x (truyền tải qua sóng quang) WiMAX
Trang 34cố định có thể phục vụ cho các loại người dùng (user) như: các xí nghiệp, các khudân cư nhỏ lẻ, mạng cáp truy nhập WLAN công cộng nối tới mạng đô thị, cáctrạm gốc BS của mạng thông tin di động và các mạch điều khiển trạm BS Vềcách phân bố theo địa lý, các user thì có thể phân tán tại các địa phương như nôngthôn và các vùng sâu vùng xa khó đưa mạng cáp hữu tuyến đến đó
Sơ đồ kết cấu mạng WiMAX được đưa ra trên hình 1.12 Trong mô hìnhnày bộ phận vô tuyến gồm các trạm gốc WiMAX BS (làm việc với angen đặt trêntháp cao) và các trạm phụ SS (SubStation) Các trạm WiMAX BS nối với mạng
đô thị MAN hoặc mạng PSTN
1.7.3 Mô hình ứng dụng WIMAX di động.
Hình 1.13: Mô hình ứng dụng Mobile WIMAX
Mô hình WiMAX di động sử dụng các thiết bị phù hợp với tiêu chuẩn802.16e bổ sung cho tiêu chuẩn IEEE 802.16 – 2004 hướng tới các user cá nhân
di động, làm việc trong băng tần thấp hơn 6 GHz Mạng lưới này phối hợp cùngWLAN, mạng di động cellular 3G có thể tạo thành mạng di động có vùng phủsóng rộng Chuẩn WiMAX được phát triển mang lại một phạm vi rộng các ứngdụng
1.8 Ưu nhược điểm của Wimax
1.8.1.Ưu điểm
Được xây dựng theo tiêu chuẩn IEEE 802.16, Wimax là hệ thống đa truynhập khôn dây băng thông rộng dung công nghệ OFDM với cả 2 kiểu đườngtruyền LOS và NLOS chuẩn Wimax đã được phát triển với nhiều mục tiêu như:
Trang 35- Cấu trúc mềm dẻo: WiMAX hỗ trợ các cấu trúc hệ thống bao gồm điểm
đa điểm, công nghệ lưới (mesh) và phủ sóng khắp mọi nơi Điều khiểntruy nhập – MAC) phương tiện truyền dẫn hỗ trợ điểm – đa điểm và dịch
vụ rộng khắp bởi lập lịch một khe thời gian cho mỗi trạm di động (MS).Nếu có duy nhất một MS trong mạng, trạm gốc (BS) sẽ liên lạc với MStrên cơ sở điểm – điểm Một BS trong một cấu hình điểm – điểm có thể sửdụng anten chùm hẹp hơn để bao phủ các khoảng cách xa hơn
- Chất lượng dịch vụ QoS : WiMAX có thể được tối ưu động đối với hỗn
hợp lưu lượng sẽ được mang Có 4 loại dịch vụ được hỗ trợ: dịch vụ cấpphát tự nguyện (UGS), dịch vụ hỏi vòng thời gian thực (rtPS), dịch vụ hỏi
vòng không thời gian thực (nrtPS), nỗ lực tốt nhất (BE).
- Triển khai nhanh: So sánh với triển khai các giải pháp có dây, WiMAX
yêu cầu ít hoặc không có bất cứ sự xây dựng thiết lập bên ngoài Ví dụ,đào hố để tạo rãnh các đường cáp thì không yêu cầu Các nhà vận hành
mà đã có được các đăng ký để sử dụng một trong các dải tần đăng ký,hoặc dự kiến sử dụng một trong các dải tần không đăng ký, không cần đệtrình các ứng dụng hơn nữa cho chính phủ
- Dịch vụ đa mức: Cách thức nơi mà QoS được phân phát nói chung dựa
vào sự thỏa thuận mức dịch vụ (SLA) giữa nhà cung cấp dịch vụ và người
sử dụng cuối cùng Chi tiết hơn, một nhà cung cấp dịch vụ có thể cung cấpcác SLA khác nhau tới các thuê bao khác nhau, thậm chí tới những người
dùng khác nhau sử dụng cùng MS Cung cấp truy nhập băng rộng cố định
trong những khu vực đô thị và ngoại ô, nơi chất lượng cáp đồng thì kémhoặc đưa vào khó khăn, khắc phục thiết bị số trong những vùng mật độthấp nơi mà các nhân tố công nghệ và kinh tế thực hiện phát triển băngrộng rất thách thức
- Tính tương thích: WiMAX dựa vào quốc tế, các chuẩn không có tính
chất rõ rệt nhà cung cấp, tạo ra sự dễ dàng đối với người dùng cuối cùng
để truyền tải và sử dụng MS của họ ở các vị trí khác nhau, hoặc với các
nhà cung cấp dịch vụ khác nhau Tính tương thích bảo vệ sự đầu tư của
Trang 36một nhà vận hành ban đầu vì nó có thể chọn lựa thiết bị từ các nhà đại lýthiết bị, và nó sẽ tiếp tục đưa chi phí thiết bị xuống khi có một sự chấpnhận đa số.
- Di động: IEEE 802.16e bổ sung thêm các đặc điểm chính hỗ trợ khả năng
di động Những cải tiến lớp vật lý OFDM (ghép kênh phân chia tần sốtrực giao) và OFDMA (đa truy nhập phân chia tần số trực giao) để hỗ trợcác thiết bị và các dịch vụ trong một môi trường di động Những cải tiếnnày, bao gồm OFDMA mở rộng được, MIMO (nhiều đầu ra nhiều đầu
vào), và hỗ trợ đối với chế độ idle/sleep và hand – off, sẽ cho phép khả
năng di động đầy đủ ở tốc độ tới 160 km/h Mạng WiMax di động chophép người sử dụng có thể truy cập Internet không dây băng thông rộngtại bất cứ trong thành phố nào
- Lợi nhuận: WiMAX dựa vào một chuẩn quốc tế mở Sự chấp nhận đa số
của chuẩn và sử dụng chi phí thấp, các chip được sản xuất hàng loạt, sẽđưa chi phí giảm đột ngột và giá cạnh tranh xảy ra sẽ cung cấp sự tiếtkiệm chi phí đáng kể cho các nhà cung cấp dịch vụ và người sử dụng cuốicùng Môi trường không dây được sử dụng bởi WiMAX cho phép các nhàcung cấp dịch vụ phá vỡ những chi phí gắn với triển khai có dây, như thờigian và công sức
- Hoạt động NLOS: Khả năng họat động của mạng WiMAX mà không đòi
hỏi tầm nhìn thắng giữa BS và MS Khả năng này của nó giúp các sản
phẩm WiMAX phân phát dải thông rộng trong một môi trường NLOS.
- Phủ sóng rộng hơn: WiMAX hỗ trợ động nhiều mức điều chế, bao gồm
BPSK, QPSK, 16QAM, 64QAM Khi yêu cầu với bộ khuếch đại côngsuất cao và hoạt động với điều chế mức thấp (ví dụ BPSK hoặc QPSK).Các hệ thống WiMAX có thể phủ sóng một vùng địa lý rộng khi đường
truyền giữa BS và MS không bị cản trở Mở rộng phạm vi bị giới hạn hiện
tại của WLAN công cộng (hotspot) đến phạm vi rộng (hotzone) – cùngcông nghệ thì có thể sử dụng ở nhà và di chuyển Ở những điều kiện tốtnhất có thể đạt được phạm vi phủ sóng 50 km với tốc độ dữ liệu bị hạ thấp
Trang 37(một vài Mbit/s), phạm vi phủ sóng điển hình là gần 5 km với CPE(NLOS) trong nhà và gần 15km với một CPE được nối với một anten bênngoài (LOS).
- Dung lượng cao: Có thể đạt được dung lượng 75 Mbit/s cho các trạm gốc
với một kênh 20 MHz trong các điều kiện truyền sóng tốt nhất
- Tính mở rộng Chuẩn 802.16 -2004 hỗ trợ các dải thông kênh tần số vô
tuyến (RF) mềm dẻo và sử dụng lại các kênh tần số này như là một cách
để tăng dung lượng mạng Chuẩn cũng định rõ hỗ trợ đối với TPC (điềukhiển công suất phát) và các phép đo chất lượng kênh như các công cụthêm vào để hỗ trợ sử dụng phổ hiệu quả Chuẩn đã được thiết kế để đạt tỷ
lệ lên tới hàng trăm thậm chí hàng nghìn người sử dụng trong một kênh
RF Các nhà vận hành có thể cấp phát lại phổ qua hình quạt như số thuêbao gia tăng
- Bảo mật: Bằng cách mật hóa các liên kết vô tuyến giữa BS và MS, sử
dụng chuẩn mật hóa tiên tiến AES ở chế độ CCM, đảm bảo sự toàn vẹn
của dữ liệu trao đổi qua giao diện vô tuyến Cung cấp cho các nhà vậnhành với sự bảo vệ mạnh chống lại những hành vi đánh cắp dịch vụ
1.8.2 Hạn chế nhược điểm
Với bất cứ hệ thống truyền thông vô tuyến nào thì ảnh hưởng của môitrường truyền sóng là không tránh khỏi Hệ thống Wimax cũng có hạn chế vềđường truyền:
- Ảnh hưởng của thời tiết xấu hoặc mưa to có thể làm gián đoạn các dịch vụ
- Các sóng vô tuyến điện lân cận có thể gây nhiễu với kết nối Wimax và lànguyên nhân gây suy giảm dữ liệu trên đường truyền hoặc làm mất kết nối
- Ngoài ra vì đây là công nghệ mới nên việc chuẩn hóa chưa thực sự trênphạm vi toàn thế giới nên khó khăn trong lắp ráp và thay thế ở các khu vực khácnhau
Trang 38CHƯƠNG 2
SO SÁNH WIMAX VỚI MỘT SỐ CÔNG NGHỆ TRUY CẬP VÔ TUYẾN BĂNG RỘNG KHÁC VÀ GIẢI PHÁP CỦA CÁC NHÀ SẢN XUẤT
2.1 Tổng quan về các chuẩn truy nhập vô tuyến băng rộng
Một loạt các chuẩn về mạng truy nhập vô tuyến băng rộng đã được nhiều tổchức nghiên cứu, xây dựng và phát triển Theo phạm vi ứng dụng, các chuẩn nàyđược phân chia thành các mạng như sau:
Hình 2.1: Các chuẩn về mạng truy nhập vô tuyến băng rộng.
- Mạng các nhân (PAN - Personal Area Network): Chuẩn WPAN đượcứng dụng trong phạm vi gia đình, hoặc trong không gian xung quanh của 1 cánhân, tốc độ truyền dẫn trong nhà có thể đạt 480 MB/giây trong phạm vi 10m.Trong mô hình mạng WPAN, có sự xuất hiện của các công nghệ Bluetooth,802.15 (hiện nay 802.15 này đang được phát triển thành 802.15.3 được biết đếnvới tên công nghệ Ultrawideband - siêu băng thông)
- Mạng nội bộ (LAN – Local Area Network): mạng WirelessLAN sử dụng
kỹ thuật 802.11x bao gồm các chuẩn 802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.11n,IPERLAN1/2 WLAN là một phần của giải pháp vǎn phòng di động, cho phépngười sử dụng kết nối mạng LAN từ các khu vực công cộng như văn phòng, kháchsạn hay các sân bay Công nghệ này cho phép người sử dụng có thể sử dụng, truy
Trang 39xuất thông tin, truy cấp Internet với tốc độ lớn hơn rất nhiều so với phương thức truynhập gián tiếp truyền thống
- Mạng đô thị (MAN- Metropolitant Area Network): Mạng WMAN sửdụng chuẩn 802.16, định nghĩa đặc tả kỹ thuật giao diện không gianWirelessMAN cho các mạng vùng đô thị Việc đưa ra chuẩn này mở ra một côngnghệ mới truy nhập vô tuyến băng rộng WIMAX cho phép mạng vô tuyến mởrộng phạm vi hoạt động tới gần 50 km và có thể truyền dữ liệu, giọng nói và hìnhảnh video với tốc độ nhanh hơn so với đường truyền cáp hoặc ADSL Đây sẽ làcông cụ hoàn hảo cho các ISP muốn mở rộng hoạt động vào những vùng dân cưrải rác, nơi mà chi phí triển khai ADSL và đường cáp quá cao hoặc gặp khó khăntrong quá trình thi công
- Mạng diện rộng (WAN - Wide Area Network): Trong tương lai, các kếtnối Wireless WAN sẽ sử dụng chuẩn 802.20 để thực hiện các kết nối diện rộng,hiện nay các chuẩn này đang được chuẩn hóa
Nhằm đánh giá công nghệ WiMAX để áp dụng triển khai trong mạng Viễnthông Việt Nam, với phạm vị của đề tài, học viên chỉ giới hạn phần so sánhWiMAX với các công nghệ có phạm vi ứng dụng tương tự với và có khả năngcạnh tranh với công nghệ WiMAX
a Hệ thống phân bố đa điểm nội vùng (LMDS)
Công nghệ LMDS cung cấp giải pháp mạng điểm-đa-điểm và làm việctrong các dải tần số vi ba trên 10 GHz Hai băng tần số chính được cấp phát là26/28 GHz và 40 GHz Việc sử dụng các băng tần này có thể mang tới dunglượng rất lớn (Tốc độ lên tới 3 Gbps tại tần số 40 GHz)
Trang 40Phạm vi phủ sóng của hệ thống bị giới hạn trong phạm vi 5 km do suy haomưa cao tại tần số này Ngoài ra hệ thống còn yêu cầu tầm nhìn thẳng (LOS).
Hệ thống LMDS hiện nay dựa trên các giải pháp riêng Từ 2001, các tiêuchuẩn IEEE 802.16 và ETSI BRAN HYPERACCESS cũng hướng dẫn các mạngLMDS nhắm đến khả năng bắt tay của của các thiết bị trên toàn cầu nhằm giảmchi phí
Tất cả các hệ thống LMDS hiện nay đều dựa trên các giao thức dùng riêngPHY & MAC Tốc độ truyền số liệu đạt được trên một kênh RF (ở băng thôngxấp xỉ 30 MHz) là 45 Mbps Tuy nhiên khi các kỹ thuật PHY & MAC đượcchuẩn hóa bởi cả ETSI BRAN và IEEE thì giá thành thiết bị LMDS đã giảmxuống rất nhiều
LMDS là hoàn toàn phù hợp với các yêu cầu của dịch vụ vô tuyến băngrộng Các thử nghiệm thực tế cho thấy mạng được triển khai trên cơ sở LMDSkhông bị hạn chế chỉ ứng dụng ở các hệ thống truyền hình tương tác hay quảng
bá, mà ta còn có thể thực hiện triển khai TCP/IP trên cơ sở LMDS Điều này đãđược thực hiện bằng cách xây dựng các bộ tăng cường giao thức TCP trên nềnMPEG Các mô phỏng và thử nghiệm đã chỉ ra rằng việc thực hiện IP trênLMDS có thể triển khai ngay trên các hệ thống vô tuyến tiêu chuẩn Tuy nhiên,nhà khai thác cũng không nên đánh giá thấp sự cần thiết sự điều chỉnh trong vấn
đề thu vô tuyến, trong mạng, và các tham số TCP/IP sao cho việc sử dụng phổ làhiệu quả nhất với giá trị QoS có thể chấp nhận được
b Hệ thống phân bố đa điểm đa kênh (MMDS)
MMDS có kiến trúc tương tự như kiến trúc LMDS MMDS sử dụng tần số
từ 2,1 GHz và 2,5-2,7 GHz Tín hiệu được phát đi từ trạm phát sóng thường đượcđặt trên các ngọn đồi, hay toà nhà cao tầng, tới các an ten đặc biệt mà các an tennày như là trạm chuyển tiếp để phát tới các khách hàng trong phạm vi nhìn thẳng(LOS)
Giống như cáp đồng, một kênh 6 MHz với điều chế có thể truyền với tốc độkhoảng 30 Mbit/s và do đó hộ trợ từ 500 đến 1500 thuê bao MMDS cung cấpdịch vụ với trong vòng bán kính 60 km Đây là ưu điểm nếu so với công nghệ